[發明專利]硅晶片的翹曲量的預測方法及硅晶片的制備方法

有效

• 申請號: 201880090382.8
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN111971781B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 高奉均;高田康佑
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;C30B29/06;C30B33/02;H01L21/00;H01L21/02;H01L21/20;H01L21/322
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 童春媛;楊戩

提出可考慮氧的影響而預測對硅晶片實施熱處理時產生的翹曲量的方法和硅晶片的制備方法。預測在對硅晶片實施熱處理時產生的翹曲量的方法，其特征在于，根據上述熱處理中的硅晶片的應變的變化率和可動位錯密度的變化率求得可動位錯密度、應力和應變的時間演變，將其作為翹曲量，基于求得的應變的時間演變求得硅晶片的塑性變形量，設A、Lsubgt;0/subgt;：常數，ΔOsubgt;i/subgt;：熱處理開始時用于硅晶片中的氧析出物的氧的濃度，L：熱處理開始時所述硅晶片中的氧析出物的平均尺寸，熱處理開始時的可動位錯密度Nsubgt;i/subgt;由[數學式1]給出。?(1)。

技術領域

本發明涉及硅晶片的翹曲量的預測方法和硅晶片的制備方法。

背景技術

在使用硅晶片的半導體器件制備工序中包括各種熱處理工序，由于此時產生的應力而產生位錯，有時發生塑性變形。半導體器件工序中的硅晶片中位錯的產生及其發展是關聯器件性能和產率降低的重大問題。

特別是在最近的尖端邏輯或存儲器件中，通過LSA(激光尖峰退火，Laser?SpikeAnnealing)、FLA(閃光燈退火，Flash?Lamp?Annealing)等高溫且短時間的退火工藝，與以往的熱處理相比溫度變化變得急劇，除此之外，由于采用FinFET或三維結構，在器件結構方面硅晶片也被施加大的應力。結果在硅晶片中由于位錯的產生和發展而產生滑移，由此硅晶片會產生翹曲，因此引起覆蓋不良而產生使產率降低的問題(例如參照非專利文獻1)。

預測伴有這樣的位錯的塑性變形、即晶片的翹曲量，在改善半導體器件的性能和產率方面是重要的課題之一。但是，在超出彈性區域而伴有塑性變形的區域中的應力計算并不是簡單的問題。特別是為了建立物理上適當的塑性變形模型，需要理解從原子水平的位錯運動到晶片水平的變形的廣泛現象。

作為預測晶體的塑性變形量的方法，有通過定量地估計位錯的增殖并計算位錯密度來將滑移引起的應變量與塑性變形量的時間變化相關聯，從而計算晶體中的塑性變形量的Haasen-Alexander-Sumino模型(以下稱為“HAS模型”)(例如參照非專利文獻2和3)。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：David?M.Owen，Proceedings?of?the?SPIE，Volume?8681，id.86812T?7pp.(2013).非專利文獻2：P.Haasen，Zeit.Phys.167(1962)461.

非專利文獻3：M.Suezawa，K.Sumino，I.Yonenaga，Phys.Stat.SolidiA51(1979)217。

發明內容

發明所要解決的課題

但是，眾所周知，以硅晶片的翹曲為代表的塑性行為取決于氧濃度、氧析出物密度等。因此，為了將HAS模型正確地應用于硅晶片的工藝，需要根據晶片的條件適當設定以HAS模型為前提的初始位錯密度。

因此，本發明的目的在于，提出可考慮氧的影響而預測對硅晶片實施熱處理時產生的翹曲量的方法和硅晶片的制備方法。

解決課題的手段

解決上述課題的本發明的要點構成如下。

[1]硅晶片的翹曲量的預測方法，其為預測對硅晶片實施熱處理時產生的翹曲量的方法，其特征在于，

根據所述熱處理中的所述硅晶片的應變的變化率和可動位錯密度的變化率求得所述可動位錯密度、應力和應變的時間演變，基于求得的所述應變的時間演變求得所述硅晶片的塑性變形量，將其作為翹曲量，