(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体の製造プロセスをシミュレーションする半導体プロセスシミュレーション方法において、
イオン注入の際に、イオン注入によってシリコン基板中に導入される格子間シリコン原子の特性を考慮し、イオン注入工程後の熱処理工程における不純物拡散計算に不純物原子、格子間シリコン原子、およびシリコン原子空孔の点欠陥の連続式を連立して解く点欠陥拡散モデルを使用し、
前記点欠陥拡散モデルを使用して不純物拡散計算を行う際に、前記イオン注入工程でシリコン基板中に導入された格子間シリコン原子のうち、指定濃度以上の格子間シリコン原子は不動であるとして、格子間シリコン原子の拡散の連続方程式に寄与しないとしたことを特徴とする半導体プロセスシミュレーション方法。
【請求項２】
前記格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値をイオン注入のイオン種、注入エネルギー、注入ドーズといったイオン注入条件、および熱処理条件などに応じて異なった値をとるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体プロセスシミュレーション方法。
【請求項３】
半導体の製造プロセスをシミュレーションする半導体プロセスシミュレーション装置において、
イオン注入のイオン種、注入エネルギー、注入ドーズといったイオン注入条件、および熱処理条件などのプロセス条件ごとに異なっている格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値を数値テーブルに格納する記憶手段と、
前記記憶手段の数値テーブルから計算を行うプロセス条件に応じた格子間シリコン原子の適切な濃度の指定値を算出するプロセス条件依存性計算手段と、
前記プロセス条件依存性計算手段で算出された濃度の指定値を用いて、拡散に寄与する活性化された格子間シリコン原子濃度を算出する活性格子間シリコン原子濃度計算手段と、
前記活性格子間シリコン原子濃度計算手段で算出された活性格子間シリコン原子濃度を用いて、不純物原子、格子間シリコン原子、およびシリコン原子空孔の点欠陥の連続式を連立して解く点欠陥拡散モデルを使用した不純物拡散計算を行う点欠陥拡散モデル計算手段と、
を備えたことを特徴とする半導体プロセスシミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体プロセスシミュレーション方法および装置に係り、さらに詳しくは、シリコン基板中にイオン注入する際のダメージにより生成される格子間シリコン原子クラスタを考慮して半導体の製造プロセスをシミュレーションする半導体プロセスシュミレーション方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日の半導体デバイス開発においては、半導体の製造プロセスをシミュレーションする半導体プロセスシミュレーション装置が重要な位置を占めており、商品として開発された半導体プロセスシミュレーション装置が普及しつつあり、半導体デバイスの開発者などに利用されている。
【０００３】
ところが、市販の半導体プロセスシミュレーション装置に組み込まれているモデルは、未だに物理的に不十分であるため、半導体デバイスを製造する際に、プロセスごとに用いるシミュレーションのパラメータの合わせ込みを行わなければならない場合が数多くあった。
【０００４】
特に、製造プロセスにおける熱処理工程では、年々熱処理温度が低くなってきており、このような低温の熱処理では、従来の高温の熱処理を用いた製造プロセスでは問題とならなかったシリコンウエハ中の結晶欠陥が、熱処理中の不純物の拡散に影響を与えると言われ、また、シリコン結晶の格子間シリコン原子クラスタ（クラスタが形成されるシリコン結晶の結晶面の名前をとって、｛３１１｝クラスタ、あるいは｛３１１｝格子間原子クラスタともいう）も、低温の熱処理工程によって不純物拡散に影響を与えると言われている。
【０００５】
例えば、格子間シリコン原子クラスタ（｛３１１｝クラスタ）モデルを取り入れた半導体プロセスシミュレーション装置としては、ＴＭＡ社、Silvaco 社などから商品化されている。商品化された半導体プロセスシミュレーション装置に組み込まれた格子間シリコン原子クラスタモデル（｛３１１｝クラスタモデル）は、イオン注入直後の格子間シリコン原子クラスタにトラップされる格子間シリコン原子のプロファイルとして、注入された不純物プロファイルを縮小した形状を用いている。また、自由な格子間シリコン原子プロファイルも、注入された不純部プロファイルを縮小した形状を用いているが、格子間シリコン原子クラスタプロファイルに使用した縮小率とは独立した縮小率を用いている。
【０００６】
図６は、この従来の格子間シリコン原子クラスタモデルを説明する図である。図６において、横軸はシリコン基板表面からの深さ、縦軸は不純物濃度あるいは格子間シリコン原子濃度を示し、図中の線図はイオン注入された不純物６０、自由な格子間シリコン原子６２、および格子間シリコン原子クラスタにトラップされている格子間シリコン原子６４をそれぞれ示している。
【０００７】
まず、シリコン基板に対して高濃度のイオン注入が行われると、シリコン結晶を破壊しながら進入することでダメージが導入され、イオン注入後に熱処理（アニール）が行われると、シリコン結晶中のダメージが格子間シリコン原子クラスタ（｛３１１｝クラスタ）や転位の輪などといった欠陥となって表れる。これらの格子間シリコン原子クラスタや転位の輪などの欠陥は、格子間シリコン原子のトラップサイトとなって、熱処理工程の拡散現象の初期段階に影響を与えることになる。特に、格子間シリコン原子クラスタは、転位の輪よりも熱処理の極初期段階に見られるため、トランジェントな増速拡散の極初期段階に影響を与えていると考えられる。
【０００８】
格子間シリコン原子クラスタは、固溶限を越えた高濃度の格子間シリコン原子が析出しやすい｛３１１｝クラスタ結晶面に析出することによって、クラスタを形成するのがその発生原因であると考えられている。このような格子間シリコン原子クラスタ（｛３１１｝クラスタ）は、固溶限を越えた高濃度の格子間シリコン原子に対しては、拡散に対して不動化させる作用を有しているため、周囲の自由な格子間シリコン原子濃度が下がってくると、自由な格子間シリコン原子の供給源として作用することになる。
【０００９】
このように、従来の格子間シリコン原子クラスタモデルでは、自由な格子間シリコン原子濃度プロファイル６２とクラスタ化された格子間シリコン原子濃度プロファイル６４とが、それぞれ独立した縮尺率であっても、同一の形状を使用しているため、自由な格子間シリコン原子の供給源として作用する格子間シリコン原子クラスタの機能は表現されているが、自由な格子間シリコン原子のトラップサイトとしての機能は表現されておらず、また、格子間シリコン原子クラスタがどのように解離していくのかについても表現されていなかった。
【００１０】
そこで、従来の格子間シリコン原子クラスタモデルでは、上記不具合を回避するため、格子間シリコン原子クラスタの解離速度を意味する時定数τを導入していた。
【００１１】
また、図６に示されるように、格子間シリコン原子クラスタにトラップされる格子間シリコン原子６４は、時間に関する指数関数であって、拡散システム中に自由な格子間シリコン原子として開放され、格子間シリコン原子クラスタは消失する。このような拡散システムに開放される格子間シリコン原子は、次の（１）式のように表わすことができる。
【００１２】
【数１】
0004350818.tif 000002
【００１３】
上記（１）式におけるｆ（ｘ）は、格子間シリコン原子クラスタのイオン注入直後のプロファイルであって、イオン注入された不純物プロファイル形状を縮小したものである。また、τは、解離の時定数であり、温度に依存している。
【００１４】
このような形式により格子間シリコン原子クラスタを記述した理由は、格子間シリコン原子がイオン注入と熱処理（アニール）により、イオン注入直後の極短い時間しか観察されないため、この間のトランジェントな増速拡散のための格子間シリコン原子の供給源であると考えられているからである。
【００１５】
しかしながら、このようなモデルでは、主に以下の▲１▼、▲２▼で示す２点で問題があると考えられている。
【００１６】
▲１▼  自由な格子間シリコン原子６２と格子間シリコン原子クラスタ６４のプロファイルは、イオン注入された不純物プロファイル６０からそれぞれ独立の縮小率を用いて求められる。このモデルでは、自由な格子間シリコン原子６２と格子間シリコン原子クラスタ６４との関係が充分記述されていないため、それぞれのプロファイルを決定するための縮小率が自由な格子間シリコン原子と格子間シリコン原子クラスタとの関係から考えて、不適当な組み合わせが選ばれる可能性がある。
【００１７】
▲２▼  自由な格子間シリコン原子６２と格子間シリコン原子クラスタ６４との関係が充分記述されていないため、解離の時定数τという余分なパラメータを導入しなくてはならない。
【００１８】
そこで、半導体プロセスシュミレーション装置の傾向としては、基本となるモデルはできる限り簡単なモデルを使用し、合わせ込みのパラメータをデータベース化して、様々なプロセスに対応しようとする動きが以前からあった。
【００１９】
なお、学術論文発表においては、格子間シリコン原子がトランジェントな増速拡散に影響を与えているという報告は、例えば、「I.G.Salisbury and M.H.Loretto,Philos.Mag. 39,317(1979)」,「 L.H.Zhang, K.S.Jones,P.H.Chi,and D.S.Simons,Appl. Phys.Lett. 67,2025 (1995)」,「K.S.Jones and L.Zhang, Electrochemical Society Proceedings Volume 94-4,116」 等のように数多くあるが、格子間シリコン原子クラスタを半導体プロセスシミュレーションに応用した論文、あるいは、公報等を見つけることはできなかった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の半導体プロセスシミュレーション装置にあっては、データベース化された範囲内しかシミュレーションできないという問題があった。
【００２１】
また、トランジェントな格子間シリコン原子の挙動がプロセスの結果に大きく作用するようなプロセスでは、特に、微細なデバイスほどトランジェントな格子間シリコン原子の挙動の影響が大きくなる。このため、トランジェントな格子間シリコン原子の挙動が入っていない簡単なモデルでは、同一のプロセスであっても一つのパラメータでは、サイズの異なるデバイスに対して正しいシミュレーション結果を得ることができず、プロセスシミュレーションの結果をデバイスシミュレーションに利用してデバイス特性を予測するといった使い方ができないという問題があった。
【００２２】
そこで、現在では、半導体プロセスシミュレーション装置に使用するモデルとして、半導体プロセス中の現象をより物理的に記述するモデルを使用するようになってきている。例えば、点欠陥拡散モデル、転位の輪のモデル、格子間シリコン原子クラスタモデルといったモデルが、半導体プロセスシミュレーション装置に導入されてきているのもこうした理由による。
【００２３】
しかしながら、このような半導体プロセスシミュレーション装置に導入されている格子間シリコン原子クラスタモデルであっても、現象の記述が不十分な場合は、余分なパラメータが発生したり、不適当なパラメータの組み合わせが生じるという問題があった。
【００２４】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、不純物拡散計算を行う際に、より内部現象を記述したモデルを使って正確なシミュレーションを行うことができる半導体プロセスシュミレーション方法および装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために，請求項１に記載の発明は、半導体の製造プロセスをシミュレーションする半導体プロセスシミュレーション方法において、イオン注入の際に、イオン注入によってシリコン基板中に導入される格子間シリコン原子の特性を考慮し、イオン注入工程後の熱処理工程における不純物拡散計算に不純物原子、格子間シリコン原子、およびシリコン原子空孔の点欠陥の連続式を連立して解く点欠陥拡散モデルを使用し、前記点欠陥拡散モデルを使用して不純物拡散計算を行う際に、前記イオン注入工程でシリコン基板中に導入された格子間シリコン原子のうち、指定濃度以上の格子間シリコン原子は不動であるとして、格子間シリコン原子の拡散の連続方程式に寄与しないとしたものである。
【００２６】
これによれば、指定の濃度以上の格子間シリコン原子は不動であるとして格子間シリコン原子の拡散の連続方程式に寄与しないとしたことにより、固溶限以上の格子間シリコン原子がクラスタを形成して拡散に寄与しなくなるという格子間シリコン原子のクラスタの効果を考慮することができる。また、指定濃度以下の格子間シリコン原子は、格子間シリコン原子濃度の低い領域に拡散していくが、その結果、不動とした領域の周囲の格子間シリコン原子濃度が下がることにより、この間、不動とした格子間シリコン原子が自由な格子間シリコン原子の供給源として作用する。このため、自由な格子間シリコン原子の供給源としてのクラスタの効果を考慮することができる。
【００２７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体プロセスシミュレーション方法において、前記格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値をイオン注入のイオン種、注入エネルギー、注入ドーズといったイオン注入条件、および熱処理条件などに応じて異なった値をとるようにしたものである。
【００２８】
これによれば、格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値として、イオン注入のイオン種、注入エネルギー、注入ドーズといったイオン注入条件、および熱処理条件などのプロセス条件によって異なる値を使用可能としたため、｛３１１｝クラスタ（格子間シリコン原子クラスタ）の閾値ドーズが異なっているという実験条件を反映したプロセスシミュレーションを実施することができる。
【００２９】
また、請求項３に記載の発明は、半導体の製造プロセスをシミュレーションする半導体プロセスシミュレーション装置において、イオン注入のイオン種、注入エネルギー、注入ドーズといったイオン注入条件、および熱処理条件などのプロセス条件ごとに異なっている格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値を数値テーブルに格納する記憶手段と、前記記憶手段の数値テーブルから計算を行うプロセス条件に応じた格子間シリコン原子の適切な濃度の指定値を算出するプロセス条件依存性計算手段と、前記プロセス条件依存性計算手段で算出された濃度の指定値を用いて、拡散に寄与する活性化された格子間シリコン原子濃度を算出する活性格子間シリコン原子濃度計算手段と、前記活性格子間シリコン原子濃度計算手段で算出された活性格子間シリコン原子濃度を用いて、不純物原子、格子間シリコン原子、およびシリコン原子空孔の点欠陥の連続式を連立して解く点欠陥拡散モデルを使用した不純物拡散計算を行う点欠陥拡散モデル計算手段と、を備えたものである。
【００３０】
これによれば、プロセス条件ごとに異なる格子間シリコン原子の濃度の指定値を数値テーブルとして格納する記憶領域を持たせ、計算を行うプロセス条件に合わせて、指定値の数値テーブルの値から内挿法などにより適切な指定値を求めるプロセス条件依存性計算部を持たせたことにより、請求項２に記載したプロセスシミュレーション方法を実施することが可能となる。また、プロセス条件依存性計算部で算出された指定値に従って、活性格子間シリコン原子濃度計算部で、連続式を解く際に有効な活性化格子間シリコン原子濃度を算出し、活性化格子間シリコン原子濃度を格子間シリコン原子の連続式を解く際に使用するようにしたことにより、請求項１に記載したプロセスシミュレーション方法を実施することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体プロセスシミュレーション方法および装置の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
〔実施の形態１〕
シリコン基板に高濃度イオン注入を行った際に、ダメージにより生成された格子間シリコン原子は、固溶の上限を越えるとクラスタとして｛３１１｝結晶面に析出される。このように、クラスタを形成した格子間シリコン原子は、不動となって拡散には寄与しないが、周囲の格子間シリコン原子濃度が下がってくると、自由な格子間シリコン原子の発生源となる。
【００３３】
以下の実施の形態では、このようなモデルを使って半導体プロセスシミュレーション装置上で半導体の製造プロセスをシュミレーションできるようにしたものである。
【００３４】
図１は、本実施の形態１の格子間シリコン原子クラスタモデルにおける拡散初期状態を説明する図である。図１に示すように、イオン注入直後の拡散計算の初期状態において、イオン注入のダメージにより生成された格子間シリコン原子１２は、イオン注入の不純物濃度プロファイル１０を縮小した形状を使用する。この格子間シリコン原子のうち固溶限を表わす指定濃度１４以上のものは、格子間シリコン原子クラスタにトラップされている格子間シリコン原子１２ｂであり、指定濃度１４以下のものは、自由な格子間シリコン原子１２ａとして連続式を解くようにする。
【００３５】
また、実施の形態１では、イオン注入のダメージにより発生した平衡濃度よりも過剰の格子間シリコン原子が、拡散工程の初期状態にシリコン基板の表面近くに存在する場合、計算領域をシリコン基板のかなり奥まで計算しなければならない。これは、表面近くに存在していた平衡状態よりも過剰の格子間シリコン原子が、シリコン基板の奥深くに拡散していって、格子間シリコン原子濃度が速やかに下がるようにするためである。
【００３６】
図２は、実施の形態１の格子間シリコン原子クラスタモデルにおいて拡散が少し経過した後の状態を説明する図である。図２に示すように、指定濃度２４以下の格子間シリコン原子は、図１の状態よりも濃度の低い領域へ拡散する。これにともなって、指定濃度２４以上にある格子間シリコン原子は、拡散に対して不動としていた格子間シリコン原子クラスタ２２ｂの周囲の格子間シリコン原子濃度が下がる。
【００３７】
これは、クラスタを形成し格子間シリコン原子が不動であるとした領域から外部の領域へ流出した格子間シリコン原子の分だけ、クラスタの格子間シリコン原子２２ｂから自由な格子間シリコン原子２２ａが補充され、また、このようにクラスタから自由な格子間シリコン原子２２ａへ補充された分だけ、クラスタに不動化されている格子間シリコン原子２２ｂが少なくなるからである。
【００３８】
図３は、実施の形態１の格子間シリコン原子クラスタモデルにおいて拡散が図２よりもさらに進んだ後の状態を説明する図である。図３に示すように、上記図１および図２の経過によって、不動とした格子間シリコン原子（１２ｂ、２２ｂ）の領域から自由な格子間シリコン原子（１２ａ、２２ａ）へ補充が行われた結果、不動とした格子間シリコン原子の領域の領域が消失していることがわかる。そして、この後、通常の点欠陥拡散モデルの場合と同様に、格子間シリコン原子は、連続式に従って拡散していくことになる。
【００３９】
また、上記した図１、図２および図３の説明では、説明を簡潔にするため、格子間シリコン原子の拡散についてのみ説明したが、通常の点欠陥拡散モデルの場合と同様に、格子間シリコン原子の連続式は、シリコン原子間空孔と不純物原子の連続式と連立して解かなければならないことは勿論である。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、イオン注入の際にシリコン基板中に導入される格子間シリコン原子のうち、指定の濃度以上のものは、不動であるとして、格子間シリコン原子の拡散の連続方程式に寄与しないとする。格子間シリコン原子クラスタにおいて、▲１▼格子間シリコン原子のトラップサイトとしての働き、▲２▼格子間シリコン原子の供給源としての働き、および、▲３▼熱処理工程の極初期過程で消失するという３つの特性を考慮して、半導体の製造プロセスの拡散工程計算を行うようにしたため、点欠陥拡散モデルに組み込む際に、従来例よりも有効な格子間シリコン原子クラスタモデルを実現することが可能となり、より正確なプロセスシュミレーションを行うことができる。
【００４１】
〔実施の形態２〕
図４は、実施の形態２に係る半導体プロセスシュミレーション方法を説明する図である。図４に示されるように、本実施の形態２では、格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値として、イオン注入のイオン種、注入エネルギー、あるいは注入ドーズといったイオン注入条件や、イオン注入後の熱処理条件等に応じて異なる値を指定できるようにしたものである。
【００４２】
例えば、格子間シリコン原子クラスタは、イオン注入を行う際のイオン種、注入エネルギーといったプロセス条件により、それが形成される閾値ドーズが異なってくることが実験から分かっている。このため、固溶限を越えた高濃度の格子間シリコン原子が析出しやすい｛３１１｝結晶面に析出してクラスタを形成したものが格子間シリコン原子クラスタであるとすると、生成される閾値ドーズのプロセス条件による違いは、格子間シリコン原子の固溶限は条件依存性がなく、シリコン結晶中に導入されるダメージ量の方がプロセス条件によって異なってくると解釈する方が正しいと考えられる。
【００４３】
しかし、格子間シリコン原子クラスタモデルや転位の輪のモデルといった結晶欠陥モデルの点欠陥拡散モデルへの組み込みについては、現在も研究対象となっている分野であり、その正確なメカニズムついては未だ明らかにされていないため、例えば、不純物原子と格子間シリコン原子との組み合わせでクラスタが形成され、このクラスタがトランジェントな拡散に影響を与えるという説もある。
【００４４】
このように、転位の輪、不純物原子と格子間シリコン原子によるクラスタ、あるいは、未知の結晶欠陥といった格子間シリコン原子クラスタ以外の欠陥が存在し、それぞれの欠陥の数がプロセス条件により異なっている場合は、格子間シリコン原子全体から見た格子間シリコン原子のクラスタを形成する閾値が異なってくると考えられる。したがって、プロセスシミュレーションの使用者からすると、格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値については、プロセス条件ごとに異なった値が使用できるようにすることが望ましい。
【００４５】
これを図４を用いて説明すると、例えば、プロセス条件１の場合は、全格子間シリコン原子濃度プロファイル４０に対して、格子間シリコン原子を拡散に対して不動とする指定濃度４２を指定するようにし、プロセス条件２の場合は、全格子間シリコン原子濃度プロファイル４０に対して、格子間シリコン原子を拡散に対して不動とする指定濃度４４を指定するようにし、プロセス条件３の場合は、全格子間シリコン原子濃度プロファイル４０に対して、格子間シリコン原子を拡散に対して不動とする指定濃度４６を指定するというようにする。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態２によれば、格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値として、イオン注入のイオン種、注入エネルギー、注入ドーズといったイオン注入条件や熱処理条件に応じて異なる値が使用できるようにしたため、イオン注入のイオン種、注入エネルギーといったプロセス条件によって、｛３１１｝クラスタ（格子間シリコン原子クラスタ）の閾値ドーズが異なっているという実験条件を反映した、より正確なプロセスシミュレーションを実施することができる。
【００４７】
〔実施の形態３〕
図５は、実施の形態３に係る半導体プロセスシュミレーション装置の概略構成を示す図である。図５に示されるように、実施の形態３の半導体プロセスシュミレーション装置は、格子間シリコン原子を不動とする指定値を指定値を数値テーブルとしてのデータベースに格納する記憶領域５０、その記憶領域５０に格納されたデータベースから計算プロセス条件に適した指定値を計算するプロセス条件依存性計算部５２、そのプロセス条件依存性計算部５２で計算された指定値を用いて拡散に寄与する格子間シリコン原子濃度を計算する活性化格子間シリコン原子濃度計算部５４、およびその活性化格子間シリコン原子濃度計算部５４で計算された活性化格子間シリコン原子濃度を用いて計算する点欠陥拡散モデル計算部５６などにより構成されている。
【００４８】
記憶領域５０は、プロセス条件毎に異なっている格子間シリコン原子を不動とする指定値を数値テーブルとしてのデータベースに保存する。ここに格納される数値は、透過電子顕微鏡観察などの実験などによって得られた数値、あるいは、プロセスシミュレーションの使用者がその経験上から適正と判断する数値などが格納される。
【００４９】
プロセス条件依存性計算部５２は、記憶領域５０のデータベースに格納されている指定値から、内挿法や外挿法などを用いて、プロセスシミュレーションを行おうとしているプロセス条件に対応する指定値を算出するものである。
【００５０】
活性化格子間シリコン原子濃度計算部５４は、プロセス条件依存性計算部５２で算出した指定値を用いて、全格子間シリコン原子濃度プロファイルから活性化格子間シリコン原子濃度プロファイルを算出するものである。
【００５１】
点欠陥拡散モデル計算部５６は、活性化格子間シリコン原子濃度計算部５６で算出された活性化格子間シリコン原子濃度プロファイルを用いて点欠陥拡散モデルの計算を行うものである。
【００５２】
また、上記した活性化格子間シリコン原子濃度計算部５４と点欠陥拡散モデル計算部５６は、拡散計算部５８を構成しており、ここではタイムステップごとに計算が行われる。すなわち、点欠陥拡散モデル計算部５６の該当タイムステップ終了後の活性化格子間シリコン原子濃度プロファイルから全格子間シリコン原子濃度プロファイルを算出し、この該当タイムステップ後の全格子間シリコン原子濃度プロファイルから新たに活性化格子間シリコン原子濃度プロファイルを算出して、次タイムステップの点欠陥拡散モデル計算に使用するようにする。
【００５３】
本実施の形態３の半導体プロセスシュミレーション装置は、上記実施の形態１および実施の形態２の半導体プロセスシュミレーション方法を実施できるようにしたものである。
【００５４】
すなわち、プロセス条件ごとに異なっている格子間シリコン原子の濃度の指定値を記憶領域５０のデータベースに格納して、計算を行うプロセス条件に合わせてデータベースから内挿法などにより適切な指定値をプロセス条件依存性計算部５２で算出できるようにしたことにより、上記実施の形態２で説明した半導体プロセスシミュレーション方法を実施することができる。
【００５５】
また、プロセス条件依存性計算部５２で算出された指定値に従って、活性格子間シリコン原子濃度計算部５４で連続式を解く際に有効な活性化格子間シリコン原子濃度を算出し、活性化格子間シリコン原子濃度を格子間シリコン原子の連続式を解く際に使用することにより、上記実施の形態１で説明した半導体プロセスシミュレーション方法を実施することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態３によれば、不純物拡散計算を行う際に、従来よりも重要な格子間シリコン原子クラスタの特性を考慮した格子間シリコン原子クラスタモデルが使用できるため、より正確なプロセスシュミレーションを実施することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の半導体プロセスシュミレーション方法によれば、従来よりも格子間シリコン原子クラスタの特性を考慮した格子間シリコン原子クラスタモデルを点欠陥拡散モデルに組み込んで拡散工程計算を行うようにしたので、より正確なプロセスシュミレーションを実施することができる。
【００５８】
また、請求項２に記載の半導体プロセスシュミレーション方法によれば、格子間シリコン原子を不動とする濃度の指定値が、イオン注入のイオン種、注入エネルギー、注入ドーズといったイオン注入条件、および熱処理条件などに応じて異なる値がとれるようにしたので、プロセス条件依存性に対応したプロセスシミュレーションを実施することができる。
【００５９】
また、請求項３に記載の半導体プロセスシュミレーション装置によれば、重要な格子間シリコン原子クラスタの特性を従来よりも考慮した格子間シリコン原子クラスタモデルを、不純物拡散計算の際に使用するように構成したので、より正確なプロセスシュミレーションを実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１の格子間シリコン原子クラスタモデルにおける拡散初期状態を説明する図である。
【図２】実施の形態１の格子間シリコン原子クラスタモデルにおいて拡散が少し経過した後の状態を説明する図である。
【図３】実施の形態１の格子間シリコン原子クラスタモデルにおいて拡散が図２よりもさらに進んだ後の状態を説明する図である。
【図４】実施の形態２に係る半導体プロセスシュミレーション方法を説明する図である。
【図５】実施の形態３に係る半導体プロセスシュミレーション装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来の格子間シリコン原子クラスタモデルを説明する図である。
【符号の説明】
１０  不純物濃度プロファイル
１２  格子間シリコン原子
１２ａ  格子間シリコン原子（自由な格子間シリコン原子）
１２ｂ  格子間シリコン原子（格子間シリコン原子クラスタにトラップされている格子間シリコン原子）
１４  指定濃度（不動とする指定濃度）
２０  不純物濃度プロファイル
２２  格子間シリコン原子
２２ａ  格子間シリコン原子（自由な格子間シリコン原子）
２２ｂ  格子間シリコン原子（格子間シリコン原子クラスタにトラップされている格子間シリコン原子）
２４  指定濃度（不動とする指定濃度）
３０  不純物濃度プロファイル
３２  格子間シリコン原子
３２ａ  格子間シリコン原子（自由な格子間シリコン原子）
３４  指定濃度（不動とする指定濃度）
４０  全格子間シリコン原子濃度プロファイル
４２  指定濃度（プロセス条件１の場合）
４４  指定濃度（プロセス条件２の場合）
４６  指定濃度（プロセス条件３の場合）
５０  記憶領域（格子間シリコン原子を不動とする指定値を格納する記憶領域）
５２  プロセス条件依存性計算部
５４  活性化格子間シリコン原子濃度計算部
５６  点欠陥拡散モデル計算部
５８  拡散計算部
【図１】
0004350818.tif 000003
【図２】
0004350818.tif 000004
【図３】
0004350818.tif 000005
【図４】
0004350818.tif 000006
【図５】
0004350818.tif 000007
【図６】
0004350818.tif 000008