JPH10326756A - 形状シミュレーション方法 - Google Patents
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- JPH10326756A JPH10326756A JP13474597A JP13474597A JPH10326756A JP H10326756 A JPH10326756 A JP H10326756A JP 13474597 A JP13474597 A JP 13474597A JP 13474597 A JP13474597 A JP 13474597A JP H10326756 A JPH10326756 A JP H10326756A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、イオンアシストエッチング
等の複数の粒子が関与するエッチングの解析が可能であ
り、かつ解析精度が向上されたエッチングの形状シミュ
レーション方法を提供することである。 【解決手段】 表面の複数原子の吸着状態を表面状態デ
ータ構造体群から選択し、選択した吸着状態に粒子が入
射したときの表面反応を計算する際に、分子動力学を用
いてあらかじめ計算された表面反応テーブルを用いる。 【選択図面】 図１
等の複数の粒子が関与するエッチングの解析が可能であ
り、かつ解析精度が向上されたエッチングの形状シミュ
レーション方法を提供することである。 【解決手段】 表面の複数原子の吸着状態を表面状態デ
ータ構造体群から選択し、選択した吸着状態に粒子が入
射したときの表面反応を計算する際に、分子動力学を用
いてあらかじめ計算された表面反応テーブルを用いる。 【選択図面】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物の加工に
よる形状の変化をシミュレートする形状シミュレーショ
ン方法に係るものであり、特に、半導体装置を製造する
場合等におけるエッチング形状を解析する形状シミュレ
ーション方法に関するものである。
よる形状の変化をシミュレートする形状シミュレーショ
ン方法に係るものであり、特に、半導体装置を製造する
場合等におけるエッチング形状を解析する形状シミュレ
ーション方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置製造工程において、半
導体装置の高集積化の要請からエッチングによる微細加
工技術が高度化している。このエッチングにより半導体
装置の微細領域を形成する際に、エッチング後の形状を
シミュレーションにより予測しておくことは、半導体装
置の製造及び開発の効率化の点で重要である。従来、半
導体装置を製造する場合のエッチングの形状シミュレー
ション方法として、エッチングプロセスが等方エッチン
グあるいは完全異方性エッチングであると仮定した場合
の形状シミュレーション方法が一般的に用いられてい
た。
導体装置の高集積化の要請からエッチングによる微細加
工技術が高度化している。このエッチングにより半導体
装置の微細領域を形成する際に、エッチング後の形状を
シミュレーションにより予測しておくことは、半導体装
置の製造及び開発の効率化の点で重要である。従来、半
導体装置を製造する場合のエッチングの形状シミュレー
ション方法として、エッチングプロセスが等方エッチン
グあるいは完全異方性エッチングであると仮定した場合
の形状シミュレーション方法が一般的に用いられてい
た。
【０００３】しかし、これらのエッチングの形状シミュ
レーション方法では、微細加工技術の進展に伴って現実
のエッチングプロセスを的確に表すことが困難となって
きており、現在では実用性に乏しいものとなっている。
そのため、現実のプロセスに即した、より実用的なエッ
チングの形状シミュレーション技術が求められている。
レーション方法では、微細加工技術の進展に伴って現実
のエッチングプロセスを的確に表すことが困難となって
きており、現在では実用性に乏しいものとなっている。
そのため、現実のプロセスに即した、より実用的なエッ
チングの形状シミュレーション技術が求められている。
【０００４】一方、エッチングに係るプラズマの解析に
関してはいくつかの検討が行われており、その技術は進
展している。例えば、流体モデルやモンテカルロ法等を
用いたプラズマ内の電位分布及び粒子濃度の解析技術が
開発されている。これらのプラズマ解析の結果を用いる
ことによって、プラズマエッチングによる形状シミュレ
ーション計算を行うことが可能となっている。
関してはいくつかの検討が行われており、その技術は進
展している。例えば、流体モデルやモンテカルロ法等を
用いたプラズマ内の電位分布及び粒子濃度の解析技術が
開発されている。これらのプラズマ解析の結果を用いる
ことによって、プラズマエッチングによる形状シミュレ
ーション計算を行うことが可能となっている。
【０００５】プラズマ解析の結果を用いるエッチング形
状計算を行う方法においては、微小領域の表面の吸着種
及び吸着種の割合により表面状態を表して計算を行う方
法がある。これは吸着量と放出量の吸着平衡式を用いた
計算による方法である。この方法では、計算結果に基づ
き表面状態を更新し、エッチングあるいはデポジション
が行われる場合にストリングモデルで表される形状を変
化させる。
状計算を行う方法においては、微小領域の表面の吸着種
及び吸着種の割合により表面状態を表して計算を行う方
法がある。これは吸着量と放出量の吸着平衡式を用いた
計算による方法である。この方法では、計算結果に基づ
き表面状態を更新し、エッチングあるいはデポジション
が行われる場合にストリングモデルで表される形状を変
化させる。
【０００６】従来、上記微小領域の表面の吸着種及び吸
着種の割合により表面状態を表して計算を行う方法につ
いては、例えば、服藤、久保田、応用物理学会誌、第６
２巻、第１１号、pp１１１１（１９９３年）に示された
ような方法が提案されている。まず、バルクプラズマ解
析部（ＲＦグロー放電部）において、プラズマ中の電位
及び粒子密度を解析する。次にシースプラズマ解析部
（イオン輸送部）において、入射粒子の軌道及びエネル
ギーを求め、それらより入射粒子の流束を計算する。続
いて表面反応部において、入射粒子の流束と被エッチン
グ材料表面の吸着種との吸着平衡計算を行うことによ
り、被エッチング材料表面の微小領域の表面吸着種の組
成の時間変化（表面反応による変化）を計算する。表面
反応の結果として被エッチング材料表面がエッチングさ
れる場合には、形状計算部によりストリングモデルを用
いてエッチング形状を計算する。
着種の割合により表面状態を表して計算を行う方法につ
いては、例えば、服藤、久保田、応用物理学会誌、第６
２巻、第１１号、pp１１１１（１９９３年）に示された
ような方法が提案されている。まず、バルクプラズマ解
析部（ＲＦグロー放電部）において、プラズマ中の電位
及び粒子密度を解析する。次にシースプラズマ解析部
（イオン輸送部）において、入射粒子の軌道及びエネル
ギーを求め、それらより入射粒子の流束を計算する。続
いて表面反応部において、入射粒子の流束と被エッチン
グ材料表面の吸着種との吸着平衡計算を行うことによ
り、被エッチング材料表面の微小領域の表面吸着種の組
成の時間変化（表面反応による変化）を計算する。表面
反応の結果として被エッチング材料表面がエッチングさ
れる場合には、形状計算部によりストリングモデルを用
いてエッチング形状を計算する。
【０００７】しかしながら、この従来のエッチング形状
のシミュレーション方法においては、被エッチング材料
の表面で生じる素反応が特定されないため、粒子レベル
でのシミュレーションがなされず計算精度が向上しな
い。通常のプラズマエッチングでは、プラズマの反応性
が非常に高いので表面での素反応を把握することが重要
である。しかし前記服藤らの方法では、粒子の流束と被
エッチング材料表面の吸着種との吸着平衡式を解くこと
によって表面状態の変化を計算しているので、個々の粒
子間の反応は平衡計算に置き換えられており、粒子レベ
ルでのシミュレーションがなされていない。
のシミュレーション方法においては、被エッチング材料
の表面で生じる素反応が特定されないため、粒子レベル
でのシミュレーションがなされず計算精度が向上しな
い。通常のプラズマエッチングでは、プラズマの反応性
が非常に高いので表面での素反応を把握することが重要
である。しかし前記服藤らの方法では、粒子の流束と被
エッチング材料表面の吸着種との吸着平衡式を解くこと
によって表面状態の変化を計算しているので、個々の粒
子間の反応は平衡計算に置き換えられており、粒子レベ
ルでのシミュレーションがなされていない。
【０００８】また、前記服藤らの方法では全ての吸着種
の吸着平衡式を解いているために、計算時間が長くなる
という問題点がある。吸着平衡を考慮するには、全ての
吸着種を考慮する必要があるため計算時間が長くなる。
しかし、実際の反応では粒子レベルで反応が行われてい
るため全てを考慮する必要は無い。コンピュータにより
形状シミュレーション計算を行う際には、コンピュータ
により長時間計算を行うとコスト上昇に繋がるばかり
か、コンピュータ自体に負担を掛ける恐れがあるので、
可能な限り短時間でシミュレーション計算を行う必要が
ある。
の吸着平衡式を解いているために、計算時間が長くなる
という問題点がある。吸着平衡を考慮するには、全ての
吸着種を考慮する必要があるため計算時間が長くなる。
しかし、実際の反応では粒子レベルで反応が行われてい
るため全てを考慮する必要は無い。コンピュータにより
形状シミュレーション計算を行う際には、コンピュータ
により長時間計算を行うとコスト上昇に繋がるばかり
か、コンピュータ自体に負担を掛ける恐れがあるので、
可能な限り短時間でシミュレーション計算を行う必要が
ある。
【０００９】そこで、本出願人はエッチングの形状シミ
ュレーション方法として、特願平７−３２８６４０号に
記載の技術を開発して既に報告している。図３には、本
出願人が出願した特願平７−３２８６４０号に記載の、
エッチングの形状シュミレーション方法の一例のブロッ
ク図を示す。まず、バルクプラズマ解析部１０１におい
ては、バルクプラズマの解析を行いプラズマ中のポテン
シャル、シース長等を計算する。次に、シースプラズマ
解析部１０２においては、この算出した解析結果を用い
てシース部でのイオンの軌道を計算する。続いて、表面
反応部１０３においては、形状を二次元ストリングモデ
ルで表現し、ストリング点間の微小領域を抽出して、微
小領域での表面反応を計算する。最後に、形状計算部１
０４において、表面反応部で選択された反応の種類に応
じて被エッチング材料表面の形状を計算する。
ュレーション方法として、特願平７−３２８６４０号に
記載の技術を開発して既に報告している。図３には、本
出願人が出願した特願平７−３２８６４０号に記載の、
エッチングの形状シュミレーション方法の一例のブロッ
ク図を示す。まず、バルクプラズマ解析部１０１におい
ては、バルクプラズマの解析を行いプラズマ中のポテン
シャル、シース長等を計算する。次に、シースプラズマ
解析部１０２においては、この算出した解析結果を用い
てシース部でのイオンの軌道を計算する。続いて、表面
反応部１０３においては、形状を二次元ストリングモデ
ルで表現し、ストリング点間の微小領域を抽出して、微
小領域での表面反応を計算する。最後に、形状計算部１
０４において、表面反応部で選択された反応の種類に応
じて被エッチング材料表面の形状を計算する。
【００１０】この従来のエッチングの形状シミュレーシ
ョン方法では、吸着平衡を解析的に計算せずにモンテカ
ルロ法を用いて吸着種を決定しているため、シース解析
を一体で計算できるという大きな利点を有している。
ョン方法では、吸着平衡を解析的に計算せずにモンテカ
ルロ法を用いて吸着種を決定しているため、シース解析
を一体で計算できるという大きな利点を有している。
【００１１】また、モンテカルロ法でのシミュレーショ
ンを行うために、各工程において、乱数を使用して入射
粒子の種類やエネルギー、衝突対象の吸着種、生起する
素反応の種類を決定する。その際に、予め用意してある
各工程に各々対応したデータテーブルを、生成した乱数
によって該当する工程のテーブルを検索することにより
高速に処理することが可能である。そのため、この特願
平７−３２８６４０号に記載の技術を用いることによ
り、従来のエッチングの形状シミュレーション技術と比
較して、計算効率及び解析精度が大幅に向上する。
ンを行うために、各工程において、乱数を使用して入射
粒子の種類やエネルギー、衝突対象の吸着種、生起する
素反応の種類を決定する。その際に、予め用意してある
各工程に各々対応したデータテーブルを、生成した乱数
によって該当する工程のテーブルを検索することにより
高速に処理することが可能である。そのため、この特願
平７−３２８６４０号に記載の技術を用いることによ
り、従来のエッチングの形状シミュレーション技術と比
較して、計算効率及び解析精度が大幅に向上する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の特願平７−３２８６４０号に記載のエッチングの形
状シミュレーション方法は、入射粒子が反応する粒子を
固定すると仮定して行っているため、イオンにより周囲
の原子が脱離する反応が生じる場合が考慮されていな
い。イオンにより周囲の原子が脱離する反応とは、複数
の原子が関連する反応、例えばイオンアシストエッチン
グを用いた場合に起こる反応であり、それらのエッチン
グ方法の形状シミュレーションに上記従来の特願平７−
３２８６４０号に記載のエッチングの形状シミュレーシ
ョン方法を適用することはできない。また、形状シミュ
レーション条件によっては、シミュレーション結果の精
度が悪くなる場合があり、さらに改善の余地が存在す
る。
来の特願平７−３２８６４０号に記載のエッチングの形
状シミュレーション方法は、入射粒子が反応する粒子を
固定すると仮定して行っているため、イオンにより周囲
の原子が脱離する反応が生じる場合が考慮されていな
い。イオンにより周囲の原子が脱離する反応とは、複数
の原子が関連する反応、例えばイオンアシストエッチン
グを用いた場合に起こる反応であり、それらのエッチン
グ方法の形状シミュレーションに上記従来の特願平７−
３２８６４０号に記載のエッチングの形状シミュレーシ
ョン方法を適用することはできない。また、形状シミュ
レーション条件によっては、シミュレーション結果の精
度が悪くなる場合があり、さらに改善の余地が存在す
る。
【００１３】本発明が解決しようとする課題は、イオン
アシストエッチング等の複数の粒子が関与するエッチン
グの解析が可能であり、かつ解析精度が向上されたエッ
チングの形状シミュレーション方法を提供することであ
る。
アシストエッチング等の複数の粒子が関与するエッチン
グの解析が可能であり、かつ解析精度が向上されたエッ
チングの形状シミュレーション方法を提供することであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の形状シミュレーション方法は、プラズマエ
ッチングによりエッチングされた被エッチング材料の形
状をモンテカルロ法を用いて解析する形状シミュレーシ
ョン方法において、バルクプラズマ全体あるいは前記バ
ルクプラズマのシース部を第１の乱数を用いて解析する
工程と、プラズマからの被エッチング材料への入射粒子
の種類を第２の乱数を用いて決定する工程と、前記入射
粒子が衝突する被エッチング材料の複数原子の吸着状態
を被エッチング材料表面の吸着状態を示すデータ群から
第３の乱数を用いて決定する工程と、前記入射粒子と前
記衝突する被エッチング材料の複数原子の吸着状態との
表面反応を、予め分子動力学を用いた計算により作成さ
れた表面反応群を記述したテーブルを用いて第４の乱数
により決定する工程を有することを特徴とする。
め、本発明の形状シミュレーション方法は、プラズマエ
ッチングによりエッチングされた被エッチング材料の形
状をモンテカルロ法を用いて解析する形状シミュレーシ
ョン方法において、バルクプラズマ全体あるいは前記バ
ルクプラズマのシース部を第１の乱数を用いて解析する
工程と、プラズマからの被エッチング材料への入射粒子
の種類を第２の乱数を用いて決定する工程と、前記入射
粒子が衝突する被エッチング材料の複数原子の吸着状態
を被エッチング材料表面の吸着状態を示すデータ群から
第３の乱数を用いて決定する工程と、前記入射粒子と前
記衝突する被エッチング材料の複数原子の吸着状態との
表面反応を、予め分子動力学を用いた計算により作成さ
れた表面反応群を記述したテーブルを用いて第４の乱数
により決定する工程を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の形状シミュレーション方
法は、表面の複数原子の吸着状態を表面状態データ構造
体群から選択し、選択した吸着状態に粒子が入射したと
きの表面反応を計算する際に、分子動力学を用いてあら
かじめ計算された表面反応テーブルを用いる。
法は、表面の複数原子の吸着状態を表面状態データ構造
体群から選択し、選択した吸着状態に粒子が入射したと
きの表面反応を計算する際に、分子動力学を用いてあら
かじめ計算された表面反応テーブルを用いる。
【００１６】プラズマエッチングでは、プラズマから被
エッチング材料に入射する入射粒子のエネルギーによっ
て、被エッチング材料表面で起こる反応の種類や反応速
度が大きく変化することが知られている。そこで、形状
シミュレーションの粒子決定工程においては入射粒子の
エネルギーを決定し、反応決定工程において入射粒子の
エネルギーを反映させて反応の種類を決定することが望
ましい。また、実際の形状計算を行うために、被エッチ
ング材料表面の微小領域を単位として吸着種決定工程と
反応決定工程を実行することが望ましい。形状計算の方
法としては、ストリングモデルなどを用いることができ
る。
エッチング材料に入射する入射粒子のエネルギーによっ
て、被エッチング材料表面で起こる反応の種類や反応速
度が大きく変化することが知られている。そこで、形状
シミュレーションの粒子決定工程においては入射粒子の
エネルギーを決定し、反応決定工程において入射粒子の
エネルギーを反映させて反応の種類を決定することが望
ましい。また、実際の形状計算を行うために、被エッチ
ング材料表面の微小領域を単位として吸着種決定工程と
反応決定工程を実行することが望ましい。形状計算の方
法としては、ストリングモデルなどを用いることができ
る。
【００１７】本発明では、モンテカルロ法でのシミュレ
ーションを行うために、各工程において、乱数を使用し
て入射粒子の種類やエネルギー、衝突対象の吸着種、生
起する素反応の種類を決定している。その際、各工程に
それぞれ対応したデータファイルを予め用意しておき、
生成した乱数によって該当する工程のテーブルを検索す
る。次に、モンテカルロ法により計算する際に、表面反
応を考慮すべき表面の複数原子を抽出し、これらの複数
原子の表面における吸着状態を表面状態データ構造体群
から選択し、複数原子間での表面反応を分子動力学を用
いて計算する。従来の特願平７−３２８６４０号に記載
のエッチングの形状シミュレーション方法は、各被吸着
原子の入射粒子との反応をそれぞれ計算していたのに対
し、本発明では、前記表面状態データ構造体群を用い
て、複数原子単位で反応を求めてエッチングによる形状
変化を計算している。これらの一連の工程を経ることに
より、高速且つ高精度なエッチング形状のシミュレーシ
ョン計算が可能となる。
ーションを行うために、各工程において、乱数を使用し
て入射粒子の種類やエネルギー、衝突対象の吸着種、生
起する素反応の種類を決定している。その際、各工程に
それぞれ対応したデータファイルを予め用意しておき、
生成した乱数によって該当する工程のテーブルを検索す
る。次に、モンテカルロ法により計算する際に、表面反
応を考慮すべき表面の複数原子を抽出し、これらの複数
原子の表面における吸着状態を表面状態データ構造体群
から選択し、複数原子間での表面反応を分子動力学を用
いて計算する。従来の特願平７−３２８６４０号に記載
のエッチングの形状シミュレーション方法は、各被吸着
原子の入射粒子との反応をそれぞれ計算していたのに対
し、本発明では、前記表面状態データ構造体群を用い
て、複数原子単位で反応を求めてエッチングによる形状
変化を計算している。これらの一連の工程を経ることに
より、高速且つ高精度なエッチング形状のシミュレーシ
ョン計算が可能となる。
【００１８】以下に、本発明の形状シミュレーション方
法の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図１には本発明の形状シミュレーション方法のブロ
ック図を示す。まず、プラズマ解析部１において、バル
クプラズマ部を荷電粒子の連続方程式とポアソン方程式
とを連立して差分法を用いて解くことにより、周波数ω
のＲＦバイアスが加わった場合の、プラズマ中のポテン
シャル、各粒子（イオン、電子、ラジカル）の密度、シ
ース長の時間変化が計算される。例えばシース長Ｌは、
ＲＦバイアスの周波数ωの関数として、 Ｌ＝Ｌ0ｓｉｎωｔ＋Ｌ1 （１） で与えられる。ここでバルクプラズマ解析の結果からＬ
0、Ｌ1を求める。
法の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図１には本発明の形状シミュレーション方法のブロ
ック図を示す。まず、プラズマ解析部１において、バル
クプラズマ部を荷電粒子の連続方程式とポアソン方程式
とを連立して差分法を用いて解くことにより、周波数ω
のＲＦバイアスが加わった場合の、プラズマ中のポテン
シャル、各粒子（イオン、電子、ラジカル）の密度、シ
ース長の時間変化が計算される。例えばシース長Ｌは、
ＲＦバイアスの周波数ωの関数として、 Ｌ＝Ｌ0ｓｉｎωｔ＋Ｌ1 （１） で与えられる。ここでバルクプラズマ解析の結果からＬ
0、Ｌ1を求める。
【００１９】次にバルクプラズマ解析の結果を用いて、
シースプラズマ部での粒子の軌道を計算する。まず、モ
ンテカルロ法により反応定数と第１の乱数を用いて、発
生する粒子の種類を決定する。以下四フッ化炭素ＣＦ4
によるＳｉ基板のプラズマエッチングをシミュレートす
る場合を例にとり説明する。まず、シース境界部にＣＦ
3ラジカルが発生したとする。次に、運動方程式とポア
ソン方程式を解析することによりこの入射粒子（ＣＦ3
ラジカル）の軌道を計算して、さらに、ウエハーに入射
するＣＦ3ラジカルのエネルギーを算出する。なお、条
件や乱数に応じて、ラジカルではなくイオンや電子が選
択されることもある。このようにして決定した粒子の種
類、それぞれのエネルギー及び軌道をデータファイル２
に書き込む。
シースプラズマ部での粒子の軌道を計算する。まず、モ
ンテカルロ法により反応定数と第１の乱数を用いて、発
生する粒子の種類を決定する。以下四フッ化炭素ＣＦ4
によるＳｉ基板のプラズマエッチングをシミュレートす
る場合を例にとり説明する。まず、シース境界部にＣＦ
3ラジカルが発生したとする。次に、運動方程式とポア
ソン方程式を解析することによりこの入射粒子（ＣＦ3
ラジカル）の軌道を計算して、さらに、ウエハーに入射
するＣＦ3ラジカルのエネルギーを算出する。なお、条
件や乱数に応じて、ラジカルではなくイオンや電子が選
択されることもある。このようにして決定した粒子の種
類、それぞれのエネルギー及び軌道をデータファイル２
に書き込む。
【００２０】次に、被エッチング材料の形状を２次元ス
トリングモデルで表現する。図２には２次元ストリング
モデルで表した被エッチング材料の形状１１の一例を示
す。続いて、ストリング点間の微小領域１２を抽出し、
この微小領域１２に粒子が入射することにする。図にお
いて、矢印は入射する粒子の軌道１３を示している。
トリングモデルで表現する。図２には２次元ストリング
モデルで表した被エッチング材料の形状１１の一例を示
す。続いて、ストリング点間の微小領域１２を抽出し、
この微小領域１２に粒子が入射することにする。図にお
いて、矢印は入射する粒子の軌道１３を示している。
【００２１】次に、抽出したストリング点間の微小領域
１２おける表面反応を計算する。表面反応の計算方法を
以下に具体的に記す。 （１）まず、プラズマ解析結果より得られた、粒子の種
類、エネルギー及び軌道を含むデータファイル２より、
第２の乱数を用いて一つの粒子とその軌道を選択し、こ
れらにより粒子のストリング点を決定する。この例では
ＣＦ3ラジカルが選択されたものとする。
１２おける表面反応を計算する。表面反応の計算方法を
以下に具体的に記す。 （１）まず、プラズマ解析結果より得られた、粒子の種
類、エネルギー及び軌道を含むデータファイル２より、
第２の乱数を用いて一つの粒子とその軌道を選択し、こ
れらにより粒子のストリング点を決定する。この例では
ＣＦ3ラジカルが選択されたものとする。
【００２２】（２）次に、吸着状態部３において、粒子
が入射するストリング点での表面の複数原子層からなる
吸着状態ｋおよびその割合Ａkのデータを含む、表面状
態データ構造体群４（｛Ａ*｝）から、第３の乱数を用
いて得られたポインタにより、複数原子層からなる吸着
状態を選択する。このようにして選択された吸着状態
は、
が入射するストリング点での表面の複数原子層からなる
吸着状態ｋおよびその割合Ａkのデータを含む、表面状
態データ構造体群４（｛Ａ*｝）から、第３の乱数を用
いて得られたポインタにより、複数原子層からなる吸着
状態を選択する。このようにして選択された吸着状態
は、
【００２３】
【化１】 とする。
【００２４】（３）次に、表面反応決定部５においてこ
の吸着状態にＣＦ3ラジカルが入射された場合の表面反
応を、表面反応テーブル６より計算する。この表面反応
テーブル６は、入力される入射粒子、粒子のエネルギー
範囲、反応前の吸着状態および反応後の吸着状態、反応
率より成る。ここで表面反応テーブル６を用いて、吸着
状態と入射粒子（ＣＦ3ラジカル）及びそのエネルギー
範囲から、新たな吸着状態を第４の乱数を用いて選択す
る。その結果、新たに選択された吸着状態ｎは、
の吸着状態にＣＦ3ラジカルが入射された場合の表面反
応を、表面反応テーブル６より計算する。この表面反応
テーブル６は、入力される入射粒子、粒子のエネルギー
範囲、反応前の吸着状態および反応後の吸着状態、反応
率より成る。ここで表面反応テーブル６を用いて、吸着
状態と入射粒子（ＣＦ3ラジカル）及びそのエネルギー
範囲から、新たな吸着状態を第４の乱数を用いて選択す
る。その結果、新たに選択された吸着状態ｎは、
【００２５】
【化２】 とする。ここで、 Ａk＝Ａk-1 ， Ａn＝Ａn+1 とする。以上の工程をエッチングが終了するまで行い、
これらの形状計算部７において形状計算を行い、シミュ
レーションされた形状データ８を得る。このようにして
形状の計算を行った結果、図２に示すように粒子の入射
方向にストリング点が移動し、Ｓｉ基板のエッチングが
進行する。このようにして、図２において破線で示した
エッチング後の形状１４が得られる。
これらの形状計算部７において形状計算を行い、シミュ
レーションされた形状データ８を得る。このようにして
形状の計算を行った結果、図２に示すように粒子の入射
方向にストリング点が移動し、Ｓｉ基板のエッチングが
進行する。このようにして、図２において破線で示した
エッチング後の形状１４が得られる。
【００２６】（表面反応テーブルの作成）前記表面反応
テーブル６の作成方法を以下に示す。選択した吸着状態
に対しＣＦ3ラジカルが入射した場合の原子の軌道を分
子動力学（ＭＤ）法を用いて計算する（分子軌道計算部
９）。原子の回転及び並進運動を考慮し、原子間のポテ
ンシャルはモースポテンシャル等の経験的なポテンシャ
ル、数値解析は速度ヴァルレ法を用いて計算を行う。こ
のようにして得られた結果を累計することにより反応率
を計算し、テーブルに登録して表面反応テーブル６とす
る。
テーブル６の作成方法を以下に示す。選択した吸着状態
に対しＣＦ3ラジカルが入射した場合の原子の軌道を分
子動力学（ＭＤ）法を用いて計算する（分子軌道計算部
９）。原子の回転及び並進運動を考慮し、原子間のポテ
ンシャルはモースポテンシャル等の経験的なポテンシャ
ル、数値解析は速度ヴァルレ法を用いて計算を行う。こ
のようにして得られた結果を累計することにより反応率
を計算し、テーブルに登録して表面反応テーブル６とす
る。
【００２７】以上のようにして求めた形状シミュレーシ
ョンの結果の計算精度は、特願平７−３２８６４０号に
記載の技術と比べて３０％向上した。これは、分子動力
学計算により求めた表面反応テーブル６を用いているた
めである。通常、形状シミュレーションなどで分子動力
学計算を用いた場合、計算時間が長くなる。特に、モン
テカルロ法を用いる形状シミュレーションの後に分子動
力学計算を行うと、その計算時間は飛躍的に増大してし
まう。しかし本発明においては、表面反応テーブル６の
作成に用いている分子動力学計算は、モンテカルロ法を
用いる形状シミュレーションの前に行うため、エッチン
グ形状の計算時間は従来より１０％の増加に留まった。
以上記したように、本発明は従来技術と比較して計算時
間をほとんど増加させることなく、精度が高い形状シミ
ュレーション結果を得ることができる。
ョンの結果の計算精度は、特願平７−３２８６４０号に
記載の技術と比べて３０％向上した。これは、分子動力
学計算により求めた表面反応テーブル６を用いているた
めである。通常、形状シミュレーションなどで分子動力
学計算を用いた場合、計算時間が長くなる。特に、モン
テカルロ法を用いる形状シミュレーションの後に分子動
力学計算を行うと、その計算時間は飛躍的に増大してし
まう。しかし本発明においては、表面反応テーブル６の
作成に用いている分子動力学計算は、モンテカルロ法を
用いる形状シミュレーションの前に行うため、エッチン
グ形状の計算時間は従来より１０％の増加に留まった。
以上記したように、本発明は従来技術と比較して計算時
間をほとんど増加させることなく、精度が高い形状シミ
ュレーション結果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような優れた効果を奏する。
本発明を用いることにより、イオンアシストエッチング
等の複数の粒子に関連した反応の計算も扱うことがで
き、シミュレーションモデルの適用領域が拡大する。ま
た、分子動力学計算により求めた表面反応テーブルを用
いることにより、計算精度が向上する。
いるので、以下に記載するような優れた効果を奏する。
本発明を用いることにより、イオンアシストエッチング
等の複数の粒子に関連した反応の計算も扱うことがで
き、シミュレーションモデルの適用領域が拡大する。ま
た、分子動力学計算により求めた表面反応テーブルを用
いることにより、計算精度が向上する。
【図１】本発明の実施の形態を説明するブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施の形態を説明するエッチング形状
図である。
図である。
【図３】特願平７−３２８６４０号公報に記載のエッチ
ングの形状シミュレーション方法を説明するためのブロ
ック図である。
ングの形状シミュレーション方法を説明するためのブロ
ック図である。
１ プラズマ解析部 ２ データファイル ３ 吸着状態部 ４ 表面状態データ構造体群 ５ 表面反応決定部 ６ 表面反応テーブル ７ 形状計算部 ８ 形状データ ９ 分子軌道計算部 １１ 被エッチング材料の形状 １２ 微小領域 １３ 粒子の軌道 １４ エッチング後の形状 １０１ バルクプラズマ解析部 １０２ シースプラズマ解析部 １０３ 表面反応部 １０４ 形状計算部
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマエッチングによりエッチングさ
れた被エッチング材料の形状をモンテカルロ法を用いて
解析する形状シミュレーション方法において、バルクプ
ラズマ全体あるいは前記バルクプラズマのシース部を第
１の乱数を用いて解析する工程と、プラズマからの被エ
ッチング材料への入射粒子の種類を第２の乱数を用いて
決定する工程と、前記入射粒子が衝突する被エッチング
材料の複数原子の吸着状態を被エッチング材料表面の吸
着状態を示すデータ群から第３の乱数を用いて決定する
工程と、前記入射粒子と前記衝突する被エッチング材料
の複数原子の吸着状態との表面反応を、予め分子動力学
を用いた計算により作成された表面反応群を記述したテ
ーブルを用いて第４の乱数により決定する工程を有する
ことを特徴とする形状シミュレーション方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13474597A JP3120752B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 形状シミュレーション方法 |
| KR1019980018992A KR100278471B1 (ko) | 1997-05-26 | 1998-05-26 | 플라스마-어시스트 에칭 프로세스의 형상 시뮬레이션 방법 및시스템 |
| US09/084,579 US6199029B1 (en) | 1997-05-26 | 1998-05-26 | Topography simulation method and system of plasma-assisted etching process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13474597A JP3120752B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 形状シミュレーション方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326756A true JPH10326756A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3120752B2 JP3120752B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=15135597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13474597A Expired - Fee Related JP3120752B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 形状シミュレーション方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6199029B1 (ja) |
| JP (1) | JP3120752B2 (ja) |
| KR (1) | KR100278471B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7363205B2 (en) | 2004-05-25 | 2008-04-22 | Fujitsu Limited | Topology simulation system, topology simulation method, and computer product |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6563143B2 (en) | 1999-07-29 | 2003-05-13 | Stmicroelectronics, Inc. | CMOS circuit of GaAs/Ge on Si substrate |
| KR100403616B1 (ko) * | 2001-01-03 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 플라즈마 장치에 의한 플라즈마 처리 공정의 시뮬레이션방법 |
| JP2005303099A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| JP4745035B2 (ja) * | 2005-11-24 | 2011-08-10 | 株式会社東芝 | シミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーション方法 |
| CN108717119B (zh) * | 2018-04-20 | 2021-05-11 | 南京红十字血液中心 | 酶联免疫检测的基于时间序列的随机质控加样方法 |
| CN109946922B (zh) * | 2019-04-23 | 2022-06-07 | 马颖鏖 | 光学表面微轮廓二维直接成像制造及光学表面平整修形方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3426647B2 (ja) * | 1992-06-24 | 2003-07-14 | 日本電信電話株式会社 | ３次元トポグラフィシミュレーションのための一般化されたソリッドモデリング |
| JP2927226B2 (ja) | 1995-12-18 | 1999-07-28 | 日本電気株式会社 | 形状シミュレーション方法 |
| JP2806349B2 (ja) * | 1996-03-13 | 1998-09-30 | 日本電気株式会社 | スパッタ装置シミュレーション方法 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP13474597A patent/JP3120752B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-26 US US09/084,579 patent/US6199029B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-05-26 KR KR1019980018992A patent/KR100278471B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7363205B2 (en) | 2004-05-25 | 2008-04-22 | Fujitsu Limited | Topology simulation system, topology simulation method, and computer product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6199029B1 (en) | 2001-03-06 |
| KR19980087373A (ko) | 1998-12-05 |
| KR100278471B1 (ko) | 2001-02-01 |
| JP3120752B2 (ja) | 2000-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |