JPH06348681A - シミュレーション方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作者の習熟度に応じた多様な運用および操
作性の向上が可能なシミュレーション技術を提供する。 【構成】 ３次元プロセスシミュレータ１と、３次元プ
ロセスシミュレータ１に入力されるシミュレーション用
構造ファイル７と、プロセスフローファイル２、マスク
パターン座標ファイル３、寸法検査ファイル１２から構
造ファイル５を生成する翻訳プログラム４と、構造ファ
イル５からシミュレーション用構造ファイル７を自動生
成する変換プログラム６と、対話入力１０によってシミ
ュレーション用構造ファイル７の変更を行う対話型変換
プログラム９と、シミュレーション用構造ファイル７自
体をテキスト形式で画面表示してファイル編集入力１１
を行うとともに、シミュレーション用構造ファイル７の
生成／更新方法の選択を行う制御プログラム８からなる
シミュレーション装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シミュレーション技術
に関し、特に、半導体装置の製造プロセスにおけるシミ
ュレーション等に適用して有効な技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体製造におけるプロセ
ス、デバイスシミュレーション技術は、２次元、３次元
シミュレーションが試行段階から実用段階に移行しつつ
ある。

【０００３】しかし、これらシミュレーシータを利用す
る場合、シミュレータ毎に情報入力の方法が異なってお
り、現存のマスク情報入力方法は対話方式かテキストフ
ァイルの直接編集方式の何れか一方でしか実行できな
い。

【０００４】また、プロセス、デバイスシミュレータは
半導体製造システムとは別のスタンドアローンのシステ
ムとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、下記の問題がある。

【０００６】（１）対話方式の情報入力は、操作に慣れ
た人の場合には冗長な作業である。

【０００７】（２）テキストファイルの直接編集方式は
操作に不慣れな人には困難な作業である。

【０００８】（３）さらに、プロセス、デバイスシミュ
レータの初心者には、キーボードからの情報入力すら困
難である。

【０００９】（４）現在のシミュレーションシステム
は、半導体製造プロセスにおける各種実測値のオンライ
ン利用が困難である。

【００１０】本発明の目的は、操作者の習熟度に応じた
多様な運用および操作性の向上が可能なシミュレーショ
ン技術を提供することにある。

【００１１】本発明の他目的は、対象の実製造プロセス
や検査等における情報をシミュレーションに反映させる
ことにより、精度の高いシミュレーション結果を得るこ
とが可能なシミュレーション技術を提供することにあ
る。

【００１２】本発明の上記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願に於いて開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。

【００１４】すなわち、請求項１記載の発明のシミュレ
ーション方法は、所望の対象のシミュレーションを実行
するシミュレータに読み込まれるシミュレーション情報
の入力を、対話型入力方式およびテキストファイル編集
方式および全自動入力方式の中の任意の一つを選択して
行うものである。

【００１５】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のシミュレーション方法において、前記全自動入力方
式を選択した時、前記シミュレーション情報の一部とし
て実際の前記対象に関する実測情報を用いるものであ
る。

【００１６】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２記載のシミュレーション方法において、対象とし
て半導体装置の二次元または三次元プロセスシミュレー
ションを行うものである。

【００１７】また、請求項４記載の発明は、所望の対象
のシミュレーションを実行するシミュレータと、このシ
ミュレータに読み込まれるシミュレーション情報が格納
される第１のファイルとを含むシミュレーション装置に
おいて、前記第１のファイルに対する前記シミュレーシ
ョン情報の入力を対話的に行う第１の入力手段と、前記
第１のファイルに対する前記シミュレーション情報の入
力をテキストファイル編集形式で行う第２の入力手段
と、前記第１のファイルに対する前記シミュレーション
情報の入力を全自動で行う第３の入力手段と、前記第
１，第２および第３の入力手段を選択して起動する制御
手段とを備えたものである。

【００１８】また、請求項５記載の発明は、請求項４記
載のシミュレーション装置において、前記第３の入力手
段は、前記対象の製造プロセス情報ファイルおよび前記
対象の形状情報ファイルおよび前記対象の実測情報ファ
イルの少なくとも一つから前記対象のシミュレーション
の諸元を規定する諸元ファイルを生成する第１の変換手
段と、前記諸元ファイルから前記第１のファイルに格納
される前記シミュレーション情報を生成する第２の変換
手段とからなるものである。

【００１９】また、請求項６記載の発明は、請求項４ま
たは５記載のシミュレーション装置において、半導体装
置を対象とし、当該半導体装置の二次元または三次元プ
ロセスシミュレーションを行うものである。

【００２０】

【作用】上記した本発明のシミュレーション技術によれ
ば、操作者の習熟度に合わせて、たとえば、操作者が全
くの初心者の場合には、第３の入力手段を起動して操作
者の介入を必要としない全自動入力方式を選択し、操作
者が比較的習熟している場合には、第１の入力手段を起
動して対話型入力方式を選択し、操作者の習熟度が高い
場合には、第２の入力手段を起動してシミュレーション
情報自体をテキスト形式で表示して編集するテキストフ
ァイル編集方式を選択する、というように、操作者の習
熟度に応じた多様な運用および操作性の向上が可能とな
る。

【００２１】また、第３の入力手段による全自動入力方
式を選択する場合、当該第３の入力手段を構成する第１
および第２の変換手段により、たとえば、実測情報ファ
イルにアクセスすることで対象の実際製造プロセスや検
査等における情報をシミュレーションに反映させること
ができ、精度の高いシミュレーション結果を得ることが
できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施例であるシミュレ
ーション方法が実施されるシミュレーション装置の構成
の一例を示す概念図であり、図２〜図７は、その作用の
一例を示す説明図、また図８は、その作用の一例を示す
フローチャートである。

【００２４】本実施例では、シミュレーション方法およ
び装置の一例として、半導体装置の製造プロセスにおけ
る、３次元シミュレーションシステムについて説明す
る。

【００２５】本実施例のシミュレーション装置は、図１
に例示されるように、３次元プロセスシミュレータ１
と、この３次元プロセスシミュレータ１に入力されるシ
ミュレーション用構造ファイル７と、プロセスフローフ
ァイル２、マスクパターン座標ファイル３、寸法検査フ
ァイル１２から、構造ファイル５を生成する翻訳プログ
ラム４と、構造ファイル５からシミュレーション用構造
ファイル７を自動生成する変換プログラム６と、対話入
力１０によってシミュレーション用構造ファイル７の変
更を行う対話型変換プログラム９と、シミュレーション
用構造ファイル７自体をテキスト形式で画面表示してフ
ァイル編集入力１１を行う制御プログラム８などで構成
されている。

【００２６】また、制御プログラム８は、ファイル編集
入力１１の制御の他に全体の制御を司るとともに、翻訳
プログラム４、変換プログラム６、対話型変換プログラ
ム９等の選択的な起動制御も行う。

【００２７】図２に例示されるように、半導体プロセス
の３次元シミュレーション領域は、一般に、ｘ方向の長
さがｌ、ｙ方向の長さがｍ、ｚ方向の長さがｎの直方体
である。つまり、図２における頂点Ｏの座標は（０、
０、０）、頂点Ｐの座標は（ｌ、０、０）、頂点Ｑの座
標は（０、ｍ、０）、頂点Ｒの座標は（０、０、ｎ）で
表される。図２に示すシミュレーション領域において、
半導体プロセスの３次元シミュレーションを実行するに
は、平面ＯＰＳＱ上にマスクパターンＭの位置、例え
ば、図４のゲートパターン（マスクパターンＭ）の四隅
Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗの座標を設定する必要がある。マスクパ
ターンＭとは、図４の下段にハッチングで示すように、
シリコンウェハ等の基板上に被着された薄膜である。

【００２８】そして、図２のような３次元シミュレーシ
ョン領域を多数の格子点に分割し、各格子点毎に、図６
に例示される構成のシミュレーション用構造ファイル７
に示される情報を付与して、たとえば有限要素法や差分
法等によるシミュレーションを実行するものである。

【００２９】本実施例の３次元プロセスシミュレーショ
ンシステムにおいては、３次元プロセスシミュレータ１
は、プロセスフローファイル２内のプロセスフローの順
序で、シミュレーション用構造ファイル７を用いて、図
２のシミュレーション領域における３次元の物理的形状
と基板の中の不純物分布を数値計算するものである。し
たがって、３次元プロセスシミュレーションを実行する
ためには、各プロセス（層）工程におけるマスクパター
ンＭの座標を設定する必要がある。

【００３０】図１の３次元プロセスシミュレーションシ
ステムにおいて、シミュレーション用構造ファイル７を
作成する方法を説明する。

【００３１】本実施例の場合、以下の三つの方法を必要
に応じて選択して用いることができる。

【００３２】すなわち、まず、一つの方法は、ファイル
編集入力１１を制御プログラム８の管理下のもとに起動
し、シミュレーション用構造ファイル７の内容をテキス
ト形式で画面に表示して、シミュレーションを熟知した
操作者が随意に直接編集するものである。

【００３３】他の一つの方法は、制御プログラム８の管
理下で、対話型変換プログラム９を起動し、ある程度、
シミュレーションの知識を有する操作者の対話入力１０
によって、シミュレーション用構造ファイル７の内容を
設定／更新するものである。

【００３４】さらに、最後の一つは、マスクパターン情
報を全自動で設定する方法である。この全自動の方法
は、プロセスフローファイル２とマスクパターン座標フ
ァイル３から、翻訳プログラム４を経由して、図５に例
示されるような構造ファイル５を作成し、変換プログラ
ム６を通し、制御プログラム８の管理下でシミュレーシ
ョン用構造ファイル７を一括して生成するものである。
この場合には、操作者はシミュレーションに関して特別
に知識等を有している必要はない。

【００３５】プロセスフローファイル２は、図３に例示
されるようなプロセスフローに関する情報を含み、各工
程名称はマスク層名と処理名称を組み合わせた名称にな
っている。マスクパターン形成工程は、その処理内容が
レジスト加工の処理内容のものである。また、特定層の
特定デバイス用のマスクパターン座標は、マスクパター
ン座標ファイル３の中から、マスク層名称をキーワード
にして、探し出すことが出来る。

【００３６】したがって、プロセスフローファイル２と
マスクパターン座標ファイル３に翻訳プログラム４を適
用することにより、特定工程の特定マスクパターンの座
標を抽出することができる。マスクパターン座標ファイ
ル３から、各層ごとに対応マスクパターンのウェハ上で
の位置座標を求め、それを図２に示すシミュレーション
領域に対応させる。

【００３７】例えば、対応方法は、図４の上段に示すよ
うに、デバイスの活性領域を製作するマスクのマスクパ
ターンＭの位置座標を探し出し、そのマスクパターンＭ
に対して、周辺に一定幅のアイソレーション領域を確保
して、アイソレーションを含めた全体が図２のシミュレ
ーション領域に対応するように再配置するものである。
これによって各層ごとにシミュレーション用構造ファイ
ル７を生成することができる。

【００３８】上述の方法で作製した構造ファイル５は、
制御プログラム８の管理のもとで、変換プログラム６に
よって、３次元プロセスシミュレータ１が読み込めるシ
ミュレーション用構造ファイル７に変換される。

【００３９】本実施例の場合、制御プログラム８を、例
えば、半導体装置の製造プロセスにおける寸法検査シス
テムに接続することによって、図４に示すマスク情報を
実際のデバイスの寸法値で置き換えることが可能となっ
ている。寸法検査ファイル１２は、図７に例示される構
成となっており、ロット名称をキーワードに半導体装置
の各マスク寸法を保存している。

【００４０】例えば、図４のマスクパターンＭにおける
ゲート長（Ｔ−Ｕ間の寸法）は図７に例示されるよう
に、当該マスクパターンＭの複数箇所の検査位置に応じ
た複数個の測定データが存在する。翻訳プログラム４
は、寸法検査ファイル１２の当該寸法を得て、マスクパ
ターンＭ（ゲートパターン）のゲート長に関する設計デ
ータを実際の測定値であるＴ−Ｕ間の寸法で置き換える
ことにより、より実際に近いデバイス形状を与えること
ができるので、シミュレーション精度を高めることがで
きる。

【００４１】以下、本実施例の３次元シミュレーション
システムの作用の一例を説明する。

【００４２】図８は、本実施例の３次元シミュレーショ
ンシステムのフローチャートである。システムの利用が
開始されるとき、まず、制御プログラム８は、操作者に
対してマスク情報入力方法の選択を促し、シミュレーシ
ョン用構造ファイル７を生成するためのマスク情報の入
力方法として、上述の３通りの方法から一つを選択させ
る（ステップ１０１）。

【００４３】入力方法が選択されると制御プログラム８
の管理下で、マスク情報の入力がなされ（ステップ１０
２）、さらにマスク情報の入力後、シミュレーションが
実行され（ステップ１０３）、一連のシミュレーション
操作が終了する。

【００４４】このように、本実施例の３次元シミュレー
ションシステムによれば、シミュレーション用構造ファ
イル７を画面にテキスト形式で表示し、操作者が直接的
に編集する操作、シミュレーション用構造ファイル７の
内容を対話型変換プログラム９の下で対話的に更新する
操作、さらには、シミュレーション用構造ファイル７を
全自動で生成する操作の三つの中から、操作者のシミュ
レーション技術に関する知識や習熟度等に応じて、任意
に選択して実行することができるので、３次元シミュレ
ーションシステムを利用者の実情に合わせた多様な形態
で効率的に運用できるとともに、操作性も向上する。

【００４５】さらに、シミュレーション用構造ファイル
７を全自動で生成する場合には、他の寸法検査システム
等において得られた測定結果が記録された寸法検査ファ
イル１２にアクセスして、シミュレーション対象の構造
の各部の寸法として、実測結果を取り込んで使用するこ
とができ、精度の高いシミュレーション結果を得ること
ができる。

【００４６】なお、上述の説明では、一例として３次元
シミュレーション技術について説明したが、２次元マス
ク情報入力の場合も、図２に例示したシミュレーション
領域の一つの断面をシミュレーション対象とすることに
よって同様の処理が可能である。

【００４７】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４８】シミュレーションの対象としては、前記実
施例において例示した半導体装置やその製造プロセスに
限らず、一般の物品やその製造プロセス等に広く適用で
きる。

【００４９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００５０】すなわち、本発明のシミュレーション方法
によれば、操作者の習熟度に応じた多様な運用および操
作性の向上が可能となる、という効果が得られる。

【００５１】また、本発明のシミュレーション方法によ
れば、対象の実製造プロセスや検査等における情報をシ
ミュレーションに反映させることにより、精度の高いシ
ミュレーション結果を得ることができる、という効果が
得られる。

【００５２】また、本発明のシミュレーション装置によ
れば、操作者の習熟度に応じた多様な運用および操作性
の向上が可能となる、という効果が得られる。

【００５３】また、本発明のシミュレーション装置によ
れば、対象の実製造プロセスや検査等における情報をシ
ミュレーションに反映させることにより、精度の高いシ
ミュレーション結果を得ることができる、という効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるシミュレーション方法
が実施されるシミュレーション装置の構成の一例を示す
概念図である。

【図２】その作用の一例を示す説明図である。

【図３】同じく、その作用の一例を示す説明図である。

【図４】同じく、その作用の一例を示す説明図である。

【図５】同じく、その作用の一例を示す説明図である。

【図６】同じく、その作用の一例を示す説明図である。

【図７】同じく、その作用の一例を示す説明図である。

【図８】その作用の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ３次元プロセスシミュレータ（シミュレータ） ２ プロセスフローファイル ３ マスクパターン座標ファイル（形状情報ファイル） ４ 翻訳プログラム（第３の入力手段：第１の変換手
段） ５ 構造ファイル（諸元ファイル） ６ 変換プログラム（第３の入力手段：第２の変換手
段） ７ シミュレーション用構造ファイル（第１のファイ
ル） ８ 制御プログラム（第２の入力手段：制御手段） ９ 対話型変換プログラム（第１の入力手段） １０ 対話入力 １１ ファイル編集入力 １２ 寸法検査ファイル（実測情報ファイル） Ｍ マスクパターン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望の対象のシミュレーションを実行す
   るシミュレータに読み込まれるシミュレーション情報の
   入力を、対話型入力方式およびテキストファイル編集方
   式および全自動入力方式の中の任意の一つを選択して行
   うことを特徴とするシミュレーション方法。
2. 【請求項２】 前記全自動入力方式を選択した時、前記
   シミュレーション情報の一部として実際の前記対象に関
   する実測情報を用いることを特徴とする請求項１記載の
   シミュレーション方法。
3. 【請求項３】 前記対象が半導体装置であり、当該半導
   体装置の二次元または三次元プロセスシミュレーション
   を行うことを特徴とする請求項１または２記載のシミュ
   レーション方法。
4. 【請求項４】 所望の対象のシミュレーションを実行す
   るシミュレータと、このシミュレータに読み込まれるシ
   ミュレーション情報が格納される第１のファイルとを含
   むシミュレーション装置であって、前記第１のファイル
   に対する前記シミュレーション情報の入力を対話的に行
   う第１の入力手段と、前記第１のファイルに対する前記
   シミュレーション情報の入力をテキストファイル編集形
   式で行う第２の入力手段と、前記第１のファイルに対す
   る前記シミュレーション情報の入力を全自動で行う第３
   の入力手段と、前記第１，第２および第３の入力手段を
   選択して起動する制御手段とを備えたことを特徴とする
   シミュレーション装置。
5. 【請求項５】 前記第３の入力手段は、前記対象の製造
   プロセス情報ファイルおよび前記対象の形状情報ファイ
   ルおよび前記対象の実測情報ファイルの少なくとも一つ
   から前記対象のシミュレーションの諸元を規定する諸元
   ファイルを生成する第１の変換手段と、前記諸元ファイ
   ルから前記第１のファイルに格納される前記シミュレー
   ション情報を生成する第２の変換手段とからなることを
   特徴とする請求項４記載のシミュレーション装置。
6. 【請求項６】 前記対象が半導体装置であり、当該半導
   体装置の二次元または三次元プロセスシミュレーション
   を行うことを特徴とする請求項４または５記載のシミュ
   レーション装置。