JPH0756969A - ２次元形状シミュレーション装置における領域の合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は２次元形状シミュレーション装置に
おける領域の合成方法に関し、プロセス・デバイスシミ
ュレーションを行う際に、形状、個数を問わず、必要な
２次元領域の合成を行う方法を提供するものである。 【構成】 ２次元形状シミュレーション機能と各種半導
体材料で構成される領域の合成制御機能を有する制御手
段と、各種データを入力する入力手段と、領域を複数の
線分データの集合として番号／符号付けを行い各領域毎
に記憶する記憶手段と、各種データを出力する出力手段
を備え、前記制御手段は、読出手段で領域に含まれる線
分データを記憶手段から読み出し、検索手段でその線分
データを順に検索して行き、合成される領域に共有され
る線分データがあれば、検索する領域を変え、登録手段
で共有しない線分データを合成領域の合成線分データと
して記憶手段に登録し、合成手段でその合成線分データ
から複数の領域を一つの合成領域に合成するよう構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子設計中にプ
ロセス・デバイスシミュレーションを行う際の２次元形
状シミュレーション装置における領域の合成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造プロセスにおいて、プ
ロセスシミュレーションでは異なるデポジション工程で
作られた同じ材質の領域が接するように形成されること
があり、または、酸化等の反応による材質の変化によっ
てもともと接していなかった同じ材質の領域が接するよ
うになることがある。このような場合、これらの領域は
同じ材質にも拘わらず別の領域として表されており、同
一の材質からなる一つの領域として表わされることがな
かった。また、プロセスシミュレーションの一例とし
て、全ての被エッチング物質の各々の周囲に点列を与
え、隣接する他の被エッチング物質にエッチングが到達
したか否かを、逐次点列の交差を検出することにより検
出し、他の被エッチング物質を検出し、その物質のエッ
チングレートを用いてシミュレーションを継続して、エ
ッチングレートの異なる複数の物質に対するシミュレー
ションを可能したエッチングプロセスのシミュレーショ
ン方法が提供されている（特開平２−２７１５２５号公
報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
製造プロセスにおいて、同じ材質で構成される領域であ
るにも拘わらず、別々の領域として表わされていること
は後に続く工程、例えば、プロセスシミュレーション、
及びデバイスシミュレーションを行う際に効率的でな
い。しかし、一般にこれらの領域の形状は前もって予測
不可能であり、一つの領域として合成するには、任意形
状、任意数の領域の合成を可能とする方法が望まれてい
た。従って、特開平２−２７１５２５号公報のエッチン
グプロセスのシミュレーションにおいても、同じ材質で
構成される複数の領域を一つの領域に合成する機能がな
いので非効率的であった。

【０００４】本発明は以上の事情を考慮してなされたも
ので、例えば、半導体製造プロセスにおいて、２次元形
状シミュレーションをする前に同じ材質で構成される任
意形状、任意数の領域領域を一つあるいは二つ以上の領
域に合成することが可能な２次元形状シミュレーション
装置における領域の合成方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の２次元形
状シミュレーション装置における領域の合成方法を示す
概略フローチャートである。図１において、本発明は、
半導体製造プロセスにおける２次元形状シミュレーショ
ン機能と各種半導体材料で構成される領域の合成制御機
能を有する制御手段と、各種データを入力するための入
力手段と、領域を複数の線分データの集合として番号／
符号付けを行い各領域毎に記憶する記憶手段と、記憶さ
れた各領域及び２次元形状シミュレーション実行後の各
種データを出力する出力手段を備えた２次元形状シミュ
レーション装置における領域の合成方法において、前記
制御手段は、記憶手段に記憶された各領域に含まれる線
分データを読み出す読出手段と、読み出された線分デー
タと他の領域の線分データの共有関係を検索する検索手
段と、他の領域の線分データと共有しない線分データを
記憶手段に登録する登録手段と、登録された線分データ
を合成する合成手段をさらに備え、 同一の材料で構成
され且つ相接続した複数の領域から一つの領域に含まれ
る線分データの一つを入力部により指定された際に、読
出手段は記憶手段からその線分データを読み出し（ステ
ップＳ１）、検索手段はその線分データと共有する線分
データが他の領域に含まれるか否か記憶手段に記憶され
ている前記領域の全線分データについて番号／符号を参
照して検索するとともに検索後の線分データには検索済
みフラグをセットし（ステップＳ２）、その線分データ
と共有する線分データが他の領域に含まれない場合は、
登録手段はその線分データを合成領域の合成線分データ
として記憶手段に登録し（ステップＳ３）、その線分デ
ータと共有する線分データが他の領域に含まれる場合
は、その線分データは登録しないで検索された領域で次
の線分データを読出手段により順次読み出し（ステップ
Ｓ４）、読出手段により検索済みで且つ登録済みの線分
データが読み出された際に、合成手段は記憶手段に登録
された合成線分データにより一つの合成領域を合成する
（ステップＳ５）、ことを特徴とする２次元形状シミュ
レーション装置における領域の合成方法である。

【０００６】

【作用】本発明によれば、図１において、同一の材料で
構成され且つ相接続した複数の領域から一つの領域に含
まれる線分データの一つを入力部により指定された際
に、読出手段は記憶手段からその線分データを読み出す
工程（ステップＳ１）、検索手段はその線分データと共
有する線分データが他の領域に含まれるか否か記憶手段
に記憶されている前記領域の全線分データについて番号
／符号を参照して検索するとともに検索後の線分データ
には検索済みフラグをセットし（ステップＳ２）、その
線分データと共有する線分データが他の領域に含まれな
い場合は、登録手段はその線分データを合成領域の合成
線分データとして記憶手段に登録し（ステップＳ３）、
その線分データと共有する線分データが他の領域に含ま
れる場合は、その線分データは登録しないで検索された
領域で次の線分データを読出手段により順次読み出し
（ステップＳ４）、読出手段により検索済みで且つ登録
済みの線分データが読み出された際に、合成手段は記憶
手段に登録された合成線分データにより一つの合成領域
を合成する（ステップＳ５）、の５工程により、予め、
任意形状の領域の周囲を複数の線分データの集合として
番号／符号付けして表し、その線分データを順に検索し
て行き、合成される領域に共有される線分データがあれ
ば、検索する領域を変え、共有しない線分データを合成
領域を構成する合成線分データとして登録し、登録した
合成線分データから複数の任意形状の領域を一つの合成
領域とすることが可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいて本発明を詳
述する。なお、これによって本発明は限定されるもので
はない。また、本発明は、主として、半導体素子設計中
にプロセス・デバイスシミュレーションを行う２次元形
状シミュレーション装置に用いて好適であり、各構成要
素は本発明の「同じ材質で構成される任意形状、任意数
の領域領域を一つあるいは二つ以上の領域に合成する機
能」を達成する以外に、通常の２次元形状シミュレーシ
ョン装置の機能を備えている。

【０００８】図２は本発明に適用した２次元形状シミュ
レーション装置の一実施例を示すブロック図である。図
２において、１は半導体製造プロセスにおける２次元形
状シミュレーション機能と各種半導体材料で構成される
領域の合成制御機能を有する制御部であり、２次元形状
シミュレーションを実行するためのＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、Ｉ／Ｏポートからなるマイクロコンピュータが用
いられる。また、制御部１には、記憶部３に記憶された
各領域に含まれる線分データを読み出す読出部１ａと、
読み出された線分データと他の領域の線分データの共有
関係を検索する検索部１ｂと、他の領域の線分データと
共有しない線分データを記憶部３に登録する登録部１ｃ
と、登録された線分データを合成する合成部１ｄをさら
に備えている。２は入力部であり、各種データの入力と
プロセス・デバイスシミュレーションの操作を行うため
の入力装置及び表示装置を備えたパーソナルコンピュー
タが用いられる。３は記憶部であり、プロセス・デバイ
スシミュレーションを実行するための各種プログラム及
び本発明の合成領域を求めるプログラムや線分データや
各種データを格納するハードディスク装置が用いられ
る。４は出力部であり、プロセス・デバイスシミュレー
ションの各種データを出力するプリンタとして、熱転写
プリンタ、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ等
が用いられる。

【０００９】任意形状、任意数の領域領域を一つあるい
は二つ以上の領域に合成する制御機能において、任意形
状の領域に対応できるように次のようなデータ規則を設
けて合成制御する。 規則１：領域は周囲を表す線分の集合で表す。 規則２：線分は始点と終点を持ち、方向を有する直線ま
たは曲線とする。 規則３：同一の境界線を表す線分はただ１本であり、２
本以上の線分が重なることはない。 規則４：線分はそれをはさむ領域が変われば別の線分と
なる。従って、線分は始点もしくは終点以外で交わるこ
とはない。 規則５：領域の周囲を表す線分のデータは右回り、ある
いは左回りに統一されている。その際に線分の方向が始
点から終点になる場合は正のデータ、線分の方向が終点
から始点になる場合は負のデータとしてこれを表す。 内部に空洞を含む場合は周囲とは逆回りの線分の集合で
表され、データとして正または負を付け加えられる。

【００１０】上記のデータ規則に基づいて領域を表した
ときに、以下のような方法で任意形状の領域を任意の個
数だけ、制御部１で合成することができる。図１におい
て、 ステップＳ１：入力部２により一つの領域を選択し、そ
の周囲の線分データを一つ指定し読み出す。 ステップＳ２：その線分データに関して検索済のフラグ
をセットし、その線データと同じ線分データ（但し、符
号は逆向き）を持つ領域があるか調べる。 ステップＳ３：同じ線分データを持つ領域がなければ、
その線分データは合成された領域を形成する合成線分デ
ータ（閉曲線データ）として登録する。 ステップＳ４ａ：同じ線分データを持つ領域があれば、
見つかった先の領域での次の線分データを読みだす。そ
の線分データが検索済ならばステップ５へ進み、未検索
ならばステップ２へ戻る。 ステップＳ４ｂ：次の線分データを読み出す。その線分
データが検索済みならばステップＳ５へ進み、未検索な
らばステップＳ２へ戻る。 ステップＳ５：一つの閉曲線データについては終了し、
他に閉曲線データが構成できるか、未検索の線分データ
を読み出し、未検索の線分データがあればステップ２へ
戻り、未検索の線分データがなければステップ６へ進
む。 ステップＳ６：複数の閉曲線データができた場合は一つ
が外周で、残りが内部の空洞である。外周か、内部の空
洞かの区別はそれぞれ、右回りか、左回りかを調べれば
良い。

【００１１】図３は本発明による領域の合成方法を適用
する前の半導体素子構成領域の一例を示す説明図であ
る。例えば、プロセスシミュレーションの途中で、図３
に示すような構造が得られたとする。矢印は線分の方向
を表す。外周は反時計廻りで表されるものとする。Ｓｉ
を表わす領域は線分データ「１、３、４、−２」から
なり、ＳｉＯ₂の領域は線分データ「−４、６、３
３、１１、９、７、８、１０、３２、−５」からなる。

【００１２】ｐｏｌｙ−Ｓｉの領域は線分データ「−
７、１３、１４、−１２」からなる。ＳｉＯ₂の領域
は線分データ「−９、１６、２４、２２、１７、２１、
２３、−１５、−８、１２、−１４、−１３」からな
る。ｐｏｌｙ−Ｓｉの領域は線分データ「−１７、１
９、２０、−１８」からなる。ｐｏｌｙ−Ｓｉからなる
領域はそれぞれ、「１８、２５、−２１」、「−１
９、−２２、２６」からなる。ＳｉＯ₂の領域は「−
１１、２７、２８、２９、３０、３１、−１０、１５、
−２３、−２５、−２０、−２６、−２４、−１６」と
表せる。

【００１３】このうち、領域は作成工程が違
うが、いずれも材質はＳｉＯ₂からなり、相接してい
る。そこで、これらの領域を合成して一つの領域として
表わすことを例に説明する。領域の一つ目の線分デー
タを読み出し検索を始めると、−４、６、３３は他に含
む領域がないので、合成線分データ（閉曲線データ）と
して登録する。次の１１は領域に−１１があるので、
領域に移って−１１の次の線分データを読み出し、２
７、２８、２９、３０、３１は他の領域に含まないので
登録される。ここまでの検索では閉曲線データは「−
４、６、３３、２７、２８、２９、３０、３１」となっ
ている。次の−１０は領域に１０があるので、領域
に移り、次の３２、−５を登録する。これで閉曲線のデ
ータは「−４、６、３３、２７、２８、２９、３０、３
１、３２、−５」となる。−５の次の−４は、すでに検
索済みなので、これで閉じられた閉曲線データが得られ
一つの合成領域を構成することが可能になる。

【００１４】まだ、未検索の線分データが残っているの
で、更に検索を行う。領域の未検索の線分データ、９
より始めると、領域に−９があり、領域に移り、次
のデータ１６は領域に−１６があるので、更に領域
に移る。−１６の次の（先頭に戻って）−１１は領域
に１１があるので、領域に移るが、１１の次の９は検
索済みであるので、この場合は閉曲線データが閉じられ
ないままで終了する。領域の次の未検索データ７より
始めると７は他の領域にないので、登録される。次の８
は領域に−８があるので領域に移り、次の１２、−
１４、−１３が登録され、その次の−９は領域に９が
あり、９の次の７は検索済みであるので、「７、１２、
−１４、−１３」で閉じた閉曲線データが得られる。未
検索データがなくなるまで同様の処理を繰り返すと、さ
らに「１７、１８、−２０、−１９」で閉じた閉曲線デ
ータが得られる。

【００１５】図４は本発明による領域の合成方法を図３
に示す半導体素子構成領域に適用して得られた合成領域
を示す説明図である。図４において、上記の３つの閉曲
線データのうち、反時計廻りで表されている最初の「−
４、６、３３、２７、２８、２９、３０、３１、３２、
−５」が外周である。従って、同図に示すように外周が
「−４、６、３３、２７、２８、２９、３０、３１、３
２、−５」で、内部に二つの空洞「７、１２、−１４、
−１３」、「１７、１８、−２０、−１９」を持つ領域
が合成された領域として得られる。

【００１６】図５は本発明の２次元形状シミュレーショ
ン装置における領域の合成方法を示す詳細フローチャー
トである。図３に示すように領域はその境界を表す線分
を繋いだものとして表されている。領域Ｐのｉ番目の線
分データを（Ｐ、ｉ）と表す。 ５−１：全ての構成線分について同じものがないかを検
索する。 ５−２：同じものがなければ、その線分データを合成領
域の閉曲線データとして登録する。 ５−３：次の線分データを読み出す。 ５−４：既に検索済みの線分データを読み出せば、一つ
の合成領域を合成することが可能であるので閉曲線デー
タを閉じる。 ５−５：全ての線分データを検索し、二つ以上の合成領
域が得られた場合、一つは外周からなる領域で、残りは
内周からなる領域である。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、プロセス・デバイスシ
ミュレーションを行う際に、形状、個数を問わず、必要
な２次元領域の合成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２次元形状シミュレーション装置にお
ける領域の合成方法を示す概略フローチャートである。

【図２】本発明に適用した２次元形状シミュレーション
装置の一実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明による領域の合成方法を適用する前の半
導体素子構成領域の一例を示す説明図である。

【図４】本発明による領域の合成方法を図３に示す半導
体素子構成領域に適用して得られた合成領域を示す説明
図である。

【図５】本発明の２次元形状シミュレーション装置にお
ける領域の合成方法を示す詳細フローチャートである。

【符号の説明】

１ 制御部 １ａ 読出部 １ｂ 検索部 １ｃ 登録部 １ｄ 合成部 ２ 入力部 ３ 記憶部 ４ 出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体製造プロセスにおける２次元形状
   シミュレーション機能と各種半導体材料で構成される領
   域の合成制御機能を有する制御手段と、各種データを入
   力するための入力手段と、領域を複数の線分データの集
   合として番号／符号付けを行い各領域毎に記憶する記憶
   手段と、記憶された各領域及び２次元形状シミュレーシ
   ョン実行後の各種データを出力する出力手段を備えた２
   次元形状シミュレーション装置における領域の合成方法
   において、 前記制御手段は、記憶手段に記憶された各領域に含まれ
   る線分データを読み出す読出手段と、読み出された線分
   データと他の領域の線分データの共有関係を検索する検
   索手段と、他の領域の線分データと共有しない線分デー
   タを記憶手段に登録する登録手段と、登録された線分デ
   ータを合成する合成手段をさらに備え、 同一の材料で構成され且つ相接した複数の領域から一つ
   の領域に含まれる線分データの一つを入力部により指定
   された際に、読出手段は記憶手段からその線分データを
   読み出し、 検索手段はその線分データと共有する線分データが他の
   領域に含まれるか否か記憶手段に記憶されている前記領
   域の全線分データについて番号／符号を参照して検索す
   るとともに検索後の線分データには検索済みフラグをセ
   ットし、 その線分データと共有する線分データが他の領域に含ま
   れない場合は、登録手段はその線分データを合成領域の
   合成線分データとして記憶手段に登録し、 その線分データと共有する線分データが他の領域に含ま
   れる場合は、その線分データは登録しないで検索された
   領域で次の線分データを読出手段により順次読み出し、 読出手段により検索済みで且つ登録済みの線分データが
   読み出された際に、合成手段は記憶手段に登録された合
   成線分データにより一つの合成領域を合成する、ことを
   特徴とする２次元形状シミュレーション装置における領
   域の合成方法。