JPH11288856A - 半導体シミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造用データから必要な情報を抽出してシミ
ュレータ入力用データを簡単に作成し、シミュレーショ
ンを行うこと。 【解決手段】 本発明は、複数の製造条件がステップ順
に記載された製造用データの中から１ステップ分の情報
を読み込む工程と（Ｓ１０１）、この１ステップ分の情
報の中に予め設定されたキーワードが含まれているか否
かを判断し、キーワードが含まれている場合にはその情
報に基づいてシミュレータ入力用データを生成し、含ま
れていない場合にはその情報が必要なものか否かの問い
合わせを行い、必要な場合はその情報に基づいてシミュ
レータ入力用データを生成する工程と（Ｓ１０２）、製
造用データの中の全てのステップの情報について前記各
工程を繰り返し、これによって生成されたシミュレータ
入力用データをシミュレータに投入してシミュレーショ
ンを行う工程（Ｓ１０３）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の製造条件
に関する情報がステップ順に記載された製造用データを
利用する半導体シミュレーション方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の開発や設計の過程においては、
動作特性の予測、確認のために試作が行われる。しかし
ならが、間違ったプロセスパラメータを与えてしまった
り、ゲート長等のデバイスパラメータを間違って設定し
てしまった場合には時間や試作費用を無駄にしてしまう
ことになる。そこで、実際に試作する前に、計算機を用
いてシミュレーションを行い、製造される半導体の動作
特性を予測しておくことが望ましい。

【０００３】また、計算機を用いたシミュレーションに
より動作特性を容易に予測できる場合については、実際
に試作を行わずにシミュレーションにより動作特性を求
めるようにすれば、試作に要する時間と費用を節約でき
ることになる。

【０００４】このように、半導体の設計、開発において
は、シミュレーションによる動作特性の予測は非常に重
要な技術となっている。

【０００５】ここで、半導体の製造用データをもとにシ
ミュレーションを行おうとした場合、製造用データには
シミュレーションに必要なパラメータが不足している場
合や、逆にシミュレーションに必要のない余分な情報が
含まれており、そのままではシミュレーションで適用で
きるデータ（シミュレータ入力用データ）を簡単に作成
することは困難である。すなわち、シミュレータ入力用
データの正しい書き方（文法）に関する知識を持ってい
る人でなければ製造用データからシミュレータ入力用デ
ータを作成するのは困難となっている。

【０００６】そこで、半導体の製造用データにおける記
述の各ステップ毎に所定のキーワードが含まれているか
否かによって、製造用データの中からシミュレータで必
要な情報を抽出し、自動的にシミュレータ入力用データ
を生成することも考えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに製造用データから自動的にシミュレータ入力用デー
タを生成する場合、予め設定されたキーワードによって
製造用データの中からシミュレータで必要な情報を抽出
するようにしていることから、設定すべきキーワードに
洩れがあったり、製造用データの中にキーワードでは抽
出できないような必要な情報が含まれている場合、これ
らの情報がシミュレータ入力用データに的確に反映され
ないという問題が生じる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された半導体シミュレーション方法
である。すなわち、本発明の半導体シミュレーション方
法は、複数の製造条件がステップ順に記載された製造用
データの中から１ステップ分の情報を読み込む工程と、
この１ステップ分の情報の中に予め設定されたキーワー
ドが含まれているか否かを判断する工程と、情報の中に
キーワードが含まれている場合にはその情報に基づいて
シミュレータ入力用データを生成し、キーワードが含ま
れていない場合にはその情報が必要なものか否かの問い
合わせを行い、必要な場合はその情報に基づいてシミュ
レータ入力用データを生成し、必要でない場合はその情
報を使用しないようにする工程と、製造用データの中の
全てのステップの情報について前記各工程を繰り返し、
これによって生成されたシミュレータ入力用データをシ
ミュレータに投入してシミュレーションを行う工程とを
備えている。

【０００９】このような本発明では、製造用データの中
の情報を１ステップずづ読み込み、各ステップ毎に予め
設定されたキーワードが含まれているか否かを判断し、
キーワードが含まれている場合にはその情報に基づいて
シミュレータ入力用データを生成する。また、キーワー
ドが含まれていない場合には、そのステップの情報が必
要なものか否かの問い合わせを行い、必要である場合に
はその情報に基づいてシミュレータ入力用データを生成
している。これにより、製造用データのステップの情報
の中に所定のキーワードが含まれていなくても、シミュ
レータで必要となる情報を的確に取り込んでシミュレー
タ入力用データを生成することができるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体シミュレ
ーション方法における実施の形態を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の半導体シミュレーション方法を適用
するための半導体シミュレーション装置の概略を説明す
る構成図である。

【００１１】すなわち、この半導体シミュレーション装
置１は、複数のステップが記述された製造用データを読
み込む製造データ入力用モジュール２と、読み込んだ製
造用データに基づいてシミュレータ入力用データを生成
する自動データ変換モジュール３と、生成されたシミュ
レータ入力用データによって半導体のシミュレーション
を行うシミュレータ４とを備えている。

【００１２】製造データ入力用モジュール２は、フロッ
ピーディスク等の媒体Ｍに記憶された製造用データを読
み込む。なお、製造データ入力用モジュール２は、ネッ
トワーク（図示せず）を介して製造用データを取り込む
ようにしてもよい。

【００１３】自動データ変換モジュール３は本実施形態
の主要部分であり、製造データ入力用モジュール２で読
み込んだ製造用データを、所定の変換規則に従ってシミ
ュレータ入力用データに変換する。

【００１４】この製造用データの各ステップは、シミュ
レータ入力用データの各ステップと１対１で対応してい
ない。例えば、酸化工程の製造用データは、工程番号、
工程名、装置名、処理内容説明、初期温度、酸化時の温
度、最終温度、雰囲気、酸化時間、膜厚、膜厚の誤差な
どから構成されている。このうち、シミュレータ入力用
データとして必要なものは、初期温度、酸化時の温度、
最終温度、雰囲気、酸化時間、膜厚などであり、製造用
データの中においてはこれ以外の情報は不要である。

【００１５】ところが、シミュレータ入力用データとし
ては、さらに温度の上昇／下降時の率（時間当たりどれ
だけ温度が変化するか）、炉に入れてから酸化開始まで
の待ち時間等の各製造装置に依存した情報も必要とな
る。このような製造装置に依存した情報は製造用データ
には記述されていない。

【００１６】反対に、酸化工程の後の「膜厚測定」のよ
うにシミュレータ入力用データには全く不要な情報も製
造用データに含まれている。

【００１７】自動データ変換モジュール３では、製造用
データから必要な情報を抽出し、不要なデータは取り込
まないで、正しいシミュレータ入力用データを変換する
のに必要な機能を備えている。

【００１８】この半導体シミュレーション装置１による
半導体シミュレーション方法としては、図２のフローチ
ャートに示すように、先ず製造データ入力用モジュール
２が製造用データを読み込み（ステップＳ１０１）、次
に自動データ変換モジュール３で製造用データを所定の
変換規則に従ってシミュレータ入力用データに変換する
（ステップＳ１０２）。その後、シミュレータ入力用デ
ータをシミュレータ４に投入する（ステップＳ１０
３）。

【００１９】本実施形態の半導体シミュレーション方法
では、自動データ変換モジュール３でシミュレータ入力
用データを生成するにあたり、製造用データの中の情報
を１ステップずつ読み込み、各ステップ毎に予め設定さ
れたキーワードが含まれているか否かを判断し、キーワ
ードが含まれている場合にはその情報に基づいてシミュ
レータ入力用データを所定規則で生成している。

【００２０】また、キーワードが含まれていない場合、
そのステップの情報がシミュレータ４で必要か否かの問
い合わせを行い、必要である場合にはそのステップの情
報に基づいてシミュレータ入力用データを生成してい
る。これにより、キーワードが含まれていないステップ
であってもシミュレータが必要とする情報を取り込んで
的確なシミュレータ入力用データを生成できるようにな
っている。

【００２１】次に、本実施形態で適用される半導体シミ
ュレーション装置の具体的な構成を図３の構成図に基づ
いて説明する。すなわち、この半導体シミュレーション
装置１は、先に説明した製造データ入力用モジュール
２、自動データ変換モジュール３およびシミュレータ４
に加え、変換手法編集用モジュール５と、製造装置用デ
ータベース６とを備えている。

【００２２】変換手法編集用モジュール５は、ユーザが
パーソナルコンピュータやワークステーション等の端末
Ｐの操作で入力した変換手法を受け付けて、その変換手
法を自動データ変換モジュール３へ渡している。例え
ば、変換手法編集用モジュール５は、ユーザが指定した
キーワードを受け付けて記憶しておき、自動データ変換
モジュール３が製造用データの中から必要なステップで
あるか否かを判断する際にそのキーワードを参照できる
ようにしている。

【００２３】また、製造装置用データベース６は、半導
体製造装置における装置依存の情報を格納するものであ
る。この製造装置用データベース６には、製造用データ
には含まれない装置固有の製造データが含まれている。
例えば、酸化工程の場合、使用する炉によって温度の上
昇／下降時の率（時間当たりどれだけ温度が変化する
か）、炉に入れてから酸化開始までの待ち時間が違うこ
とから、これらの装置固有の情報が製造装置用データベ
ース６に格納されている。

【００２４】次に、本実施形態における半導体シミュレ
ーション方法の具体例を図４のフローチャートに基づい
て説明する。なお、以下の説明において図４に示されな
い符号は特に示さない限り図３を参照するものとする。

【００２５】先ず、製造データ入力用モジュール２によ
って製造用データを取り込み、自動データ変換モジュー
ル３によってその中の１ステップを読み込む（ステップ
Ｓ２０１）。製造用データは例えばフロッピーディスク
等の媒体Ｍやネットワーク（図示せず）を介して製造デ
ータ入力用モジュール２に送られる。

【００２６】図５は製造用データの一部を示す図であ
る。製造用データは、例えば工程名、作業名、内容、
内容、…というような形式で構成されている。ここ
で、工程名「ＮＶＡ ＩＩ」は、Ｎチャンネルトランジ
スタにおける閾値電圧Ｖth調整のためのボロンのイオン
注入工程を示している。また、工程名「ＮＷＬ ＰＲ」
は、Ｎチャンネルトランジスタのウェル用のフォトレジ
ストを形成する工程を示している。

【００２７】同じ工程名「ＮＷＬ ＰＲ」でも、作業名
「ＩＮ．ＰＲ」は実際のフォトレジスト形成を示し、作
業名「目視検査」は形成後のフォトレジストを目視検査
する工程に対応している。

【００２８】自動データ変換モジュール３は、このよう
な製造用データの各ステップを順に１つずつ読み込み、
その情報の中に予め設定されたキーワードが含まれてい
るか否かを判断する（ステップＳ２０２）。キーワード
はユーザからの指定によって予め変換手法編集用モジュ
ール５に格納されている。自動データ変換モジュール３
は、読み込んだ１ステップの情報の中にこのキーワード
が含まれているか否かを判断する。

【００２９】キーワードが含まれている場合には、自動
データ変換モジュール３によってそのステップのプロセ
スに関して必要な情報を抽出する（ステップＳ２０
３）。一方、キーワードが含まれていない場合には、こ
のステップがシミュレータ４にとって必要なプロセスか
否かの問い合わせを行う（ステップＳ２０４）。

【００３０】問い合わせはユーザの端末Ｐに表示され、
これの問い合わせに対してユーザは必要なプロセスか否
かの旨を自動データ変化モジュール３に返信する。

【００３１】自動データ変換モジュール３は、ユーザか
らそのプロセスが必要なものである旨の返信を受けた場
合、そのプロセスに関して必要な情報を抽出する（ステ
ップＳ２０３）。一方、ユーザからそのプロセスが必要
なものでない旨の返信を受けた場合、そのステップのプ
ロセスに関する情報を使用することなく製造用データの
次の１ステップを取り込むようにする（ステップＳ２０
１）。

【００３２】次に、自動データ変換モジュール３は、製
造用データの１ステップの中から抽出した情報の他に、
その製造装置に依存する情報が必要か否かの問い合わせ
を行う（ステップＳ２０５）。

【００３３】ユーザから、製造装置に依存する情報があ
る旨の返信を受けた場合、自動データ変換モジュール３
は製造装置用データベース６は問い合わせを行い、製造
装置に依存する情報がある場合にはその情報を自動デー
タ変換モジュール３に送信し、自動データ変換モジュー
ル３ではその装置依存の情報を受けて抽出する（ステッ
プＳ２０６）。製造装置に依存する情報がない場合には
ステップＳ２０６はスキップする。

【００３４】このステップＳ２０１〜Ｓ２０６までの処
理で製造用データの１ステップに関する情報抽出が終了
し、次のステップがあるか否かの判断を行う（ステップ
Ｓ２０７）。次のステップがある場合には再度ステップ
Ｓ２０１〜Ｓ２０６の処理で必要な情報を抽出する。製
造用データの全てのステップについてこのステップＳ２
０１〜Ｓ２０６の処理が終了した後は、自動データ変換
モジュール３からユーザの端末Ｐに対して全ての情報が
そろったか否かの問い合わせを行う（ステップＳ２０
８）。

【００３５】全ての情報がそろっていない場合には、足
りない情報をユーザに問い合わせ（ステップＳ２０
９）、必要な情報を追加してもらう。また、全ての情報
がそろった場合には、自動データ変換モジュール３で抽
出した情報に基づいてシミュレータ４に対応する書式の
シミュレータ入力用データを生成し、これをシミュレー
タ４に投入する。これによって、所定のキーワードを含
む情報とともに、キーワードを含まなくてもシミュレー
タ４で必要となる情報を用いてシミュレータ入力用デー
タを生成でき、的確な半導体シミュレーションを行うこ
とができるようになる。

【００３６】ここで、自動データ変換モジュール３によ
る情報抽出の一例を説明する。図５に示す製造用データ
のうち、例えば工程名「ＧＡＴＥ ＯＸ」、作業名「Ｇ
ＡＴＥ ＯＸ」のステップを読み込んだ場合、自動デー
タ変換モジュール３は図６に示すような情報抽出を行
う。

【００３７】すなわち、図５に示す工程名「ＧＡＴＥ
ＯＸ」、作業名「ＧＡＴＥ ＯＸ」のステップでは、炉
に出し入れする際の温度が７００℃、その後、酸化温度
８５０℃、さらにアニール８５０℃を行うことを示して
いる。自動データ変化モジュール３は、この情報の中か
らシミュレータ４で使用するもの（初期温度、時間、雰
囲気等）を抽出し、図６に示すような表形式でユーザの
端末Ｐに表示する。

【００３８】なお、シミュレータ４では、温度を変えな
がら酸化を行うことができるが、図５に示すステップの
例では８５０℃で一定となっていることから、図６に示
す到達温度およびその時間の欄は空白となっている。

【００３９】これらの値で良い場合、ユーザは「ＯＫ」
ボタンＢ１をマウス等の操作でクリックする。また、値
が間違っている場合（修正する場合を含む）、ユーザは
「プロセス間違い」ボタンＢ２をマウス等の操作でクリ
ックし、端末Ｐの表示における所望の欄を書き直すこと
ができる。さらに、装置依存の情報がある場合、ユーザ
は「詳細設定」ボタンＢ３をマウス等の操作でクリック
する。

【００４０】この「詳細設定」ボタンＢ３が指定される
と、自動データ変化モジュール３は製造装置用データベ
ース６に問い合わせを行い、その製造装置に依存する詳
細情報をユーザの端末Ｐに表示する。

【００４１】図７は酸化工程の詳細情報の表示例を示す
図である。このように、酸化工程における当該装置で
は、温度の上昇／下降の率（時間当たりどれだけ温度が
変化するか）、炉に入れてから酸化開始までの待ち時間
（ＷＡＩＴ１、ＷＡＩＴ２）等が数値とともにグラフ表
示される。

【００４２】ここで、ユーザが「ＯＫ」ボタンＢ４をマ
ウス等の操作でクリックすると、この詳細情報が製造装
置用データベース６から自動データ変換モジュール３へ
送られ、必要な情報の抽出が行われることになる。

【００４３】これによって、自動データ変換モジュール
３は、抽出した情報に基づいてシミュレータ４に対応し
た書式のシミュレータ入力用データ生成することにな
る。

【００４４】例えば、図５に示す工程名「ＧＡＴＥ Ｏ
Ｘ」、作業名「ＧＡＴＥ ＯＸ」のステップにおける製
造用データをシミュレータ入力用データに変換すると、
以下のようになる。

【００４５】 DIFF TEMP=700 TEMPE=850 TIME=30 OXID PRESS=1 TIME=50 TEMP=850 AMBIENT=WET DIFF TEMP=850 TEMPE=700 TIME=50

【００４６】これは、温度の上昇、下降を熱工程として
シミュレータに含ませるようデータを生成した例で、図
６および図７に示す各情報と対応している。

【００４７】つまり、第１行目の「DIFF」以降において
は、炉に入れてから初期温度に達するまでの条件を示し
ており、「TEMP=700」は７００℃で炉に入れること、
「TEMPE=850 」は初期温度が８５０℃であること、「TI
ME=30 」は温度上昇が５℃／分（図７参照）なので初期
温度まで３０分かかることを示している。

【００４８】また、第２行目の「OXID」以降において
は、酸化時の条件を示しており、「PRESS=1 」は炉内の
気圧が１気圧であること、「TIME=50 」は酸化時間が５
０分であること、「TEMP=850」は酸化温度が８５０℃で
あること、「 AMBIENT=WET」は炉内の雰囲気がＷＥＴで
あることを示している。

【００４９】さらに、第３行目の「DIFF」以降において
は、酸化処理が終了した後、炉から出すまでの条件を示
しており、「TEMP=850」は酸化終了時の温度が８５０℃
であること、「TEMP=700」は７００℃で炉から出すこ
と、「TIME=50 」は温度下降が３℃／分（図７参照）な
ので炉から出す温度まで５０分かかることを示してい
る。

【００５０】このように、製造用データの各ステップに
おける情報の中に所定のキーワードが含まれている場
合、および所定のキーワードが含まれていなくてもシミ
ュレータで必要となる情報、さらには製造装置に依存す
る必要な情報を全てシミュレータ入力用データに反映さ
せることができるようになる。

【００５１】特に本実施形態では、キーワードだけでは
必要な情報を抽出しきれない場合や、キーワードの設定
洩れがあった場合にも、必要な情報をシミュレータ入力
用データに的確に反映させることができるようになる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体シ
ミュレーション方法によれば次のような効果がある。す
なわち、製造用データからシミュレータ入力用データを
作成するにあたり、製造用データの各ステップの中から
所定のキーワードを含むものを自動的に抽出するととも
に、所定のキーワードが含まれていなくてもシミュレー
タで必要となる情報、さらには製造装置に依存する必要
な情報を用いて的確なシミュレータ入力用データを作成
することが可能となる。これによって、製造用データか
らシミュレータ入力用データを容易に作成できるととも
に、必要な情報を洩れなく反映させることができ、短時
間で正確な半導体シミュレーションを行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体シミュレーション装置の概略を説明する
構成図である。

【図２】半導体シミュレーション方法の概略を説明する
フローチャートである。

【図３】半導体シミュレーション装置の具体例を説明す
る構成図である。

【図４】半導体シミュレーション方法の具体例を説明す
るフローチャートである。

【図５】製造用データの一部を示す図である。

【図６】情報抽出の例を示す図である。

【図７】酸化工程の詳細情報の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１…半導体シミュレーション装置、２…製造データ入力
用モジュール、３…自動データ変換モジュール、４…シ
ミュレータ、５…変換手法編集用モジュール、６…製造
装置用データベース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の製造条件がステップ順に記載され
   た製造用データの中から１ステップ分の情報を読み込む
   工程と、 前記１ステップ分の情報の中に予め設定されたキーワー
   ドが含まれているか否かを判断する工程と、 前記情報の中に前記キーワードが含まれている場合には
   その情報に基づいてシミュレータ入力用データを生成
   し、前記キーワードが含まれていない場合にはその情報
   が必要なものか否かの問い合わせを行い、必要な場合は
   その情報に基づいてシミュレータ入力用データを生成
   し、必要でない場合はその情報を使用しないようにする
   工程と、 前記製造用データの中の全てのステップの情報について
   前記各工程を繰り返し、これによって生成されたシミュ
   レータ入力用データをシミュレータに投入してシミュレ
   ーションを行う工程とを備えていることを特徴とする半
   導体シミュレーション方法。
2. 【請求項２】 前記情報に基づいてシミュレータ入力用
   データを生成するにあたり、前記情報には含まれていな
   いが前記シミュレータで必要とする情報を追加すること
   を特徴とする請求項１記載の半導体シミュレーション方
   法。