(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーションにおいて、
ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設定することを含むことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体シミュレーション方法において、
前記物質が不純物原子または発生した点欠陥であることを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項３】
半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーションにおいて、
異なる条件で導入された同一物質を、同一工程において異なる物質として扱うように設定することを含むことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項４】
請求項１または２記載の半導体シミュレーション方法において、
前記物質の全工程終了後の空間分布が近似的に互いの定数倍になる場合は、１条件についてのみ全工程のシミュレーションを行い、他の条件のシミュレーションについては、すでに行った１条件のシミュレーションで得られた当該物質の空間分布を定数倍することにより代替することを特徴とする半導体素子シミュレーション方法。
【請求項５】
請求項１または２記載の半導体シミュレーション方法において、
物質を導入する工程で、当該物質にどの工程で導入したかを示す識別情報を付加し、導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質がどの工程で導入されたかを前記識別情報に基づいて特定するようにしたことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項６】
請求項１または２記載の半導体シミュレーション方法において、
導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質の空間分布を、入力された値に応じて書き替えることを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項７】
請求項１または２記載の半導体シミュレーション方法において、
新たに物質を導入する工程で、当該物質にその物質を導入した際のマスクパターンまたはパターン開口部を示す識別情報を付加し、導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質がどのマスクパターンまたはパターン開口部で導入されたかを前記識別情報に基づいて特定するようにしたことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項８】
請求項１または２記載の半導体シミュレーション方法において、
導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質の存在する位置を指定された方向に平行移動することを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体シミュレーション方法において、
指定された物質の位置を平行移動する際に、平行移動する前には当該物質が存在しなかった部分を外挿または補間することを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項１０】
請求項６、８または９記載の半導体シミュレーション方法において、
導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質の空間分布を位置座標の関数として表現し、当該関数により前記空間分布を編集することを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項１１】
請求項１または２記載の半導体シミュレーション方法において、
異なる物質として扱うことに設定した同一物質について、それぞれ異なる物質定数またはパラメータ値を設定するようにしたことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体シミュレーション方法において、
複数の異なる不純物原子として扱うことに設定した同一の不純物原子について、活性化率、拡散係数、移動度などの物質定数またはパラメータ値を独立に設定するようにしたことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項１３】
請求項１または２記載の半導体シミュレーション方法において、
複数の異なる物質として扱うことに設定した同一物質について、当該物質の振る舞いを支配するモデル式をそれぞれ独立に設定するようにしたことを特徴とする半導体シミュレーション方法。
【請求項１４】
半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション装置において、
ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設定する手段を含むことを特徴とする半導体シミュレーション装置。
【請求項１５】
半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション装置において、
異なる条件で導入される同一物質を、同一工程において異なる物質として扱うように設定する手段を含むことを特徴とする半導体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、所望の特性を有する半導体素子の設計・開発を行う際に用いられる半導体シミュレーション方法、半導体シミュレーション装置及び半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関し、特に、プロセス・デバイスシミュレーションにおいて最適化すべき工程を容易に特定して、最適条件を求めるための計算を効率化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子の設計・開発においては、所望の電気特性を有する素子を実現する製造工程を決めるために、半導体素子の製造工程をシミュレーションするプロセスシミュレータと、素子の電気的な特性をシミュレーションするデバイスシミュレータとが用いられている。
【０００３】
実際の作業としては、まずプロセスシミュレータを用い、原料とそれに施す製造手順と個々の工程の条件を入力として与え、その方法で形成される素子の構造を計算する。次に、こうして得られた素子構造と外部から素子に印加する電気的な条件とを入力としてデバイスシミュレータを実行し、その素子の電気的な特性を得るという作業を行い、得られた特性が作ろうとしている所望の特性になるかどうかを調べる。ここで、所望の特性にならないときには、考えた製造工程では作りたい素子は作れないので、製造工程の条件を変更したり、工程の順番など手順そのものを変更したりして再度プロセス・デバイスシミュレーションを行う。以上の作業を所望の特性を有する素子の製造工程が得られるまで繰り返し行って、製造方法を決定するという方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなプロセス・デバイスシミュレータを用いて素子を設計・開発する際には、前述のように最初にプロセスシミュレータへの入力として組んだ製造手順と条件では所望の特性が得られなかった時に、よりよい手順や条件に技術者が変更する作業が必要となる。しかし、最近の大規模集積回路を構成する微細素子の製造工程は数百にものぼり、同種の物質が異なる工程で導入されて途中の多くの工程の影響を受けて最終的な素子構造ができあがるため、この素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを判断するのが難しい。
【０００５】
また、プロセスシミュレータが実際に製造するのと全く同じ構造をシミュレーション結果として出すことができ、同様にデバイスシミュレータが実際に電圧を印加したときと全く同じ特性を計算結果として求めることができれば、上記方法によって欲しい素子の製造方法をシミュレーションのみで決定することができる。しかし、実際の製造工程で起こっている物質の化学的な変化や製造装置で制御しきれない製造条件など、解明されていない事柄は非常にたくさんあり、それらが製造過程で素子構造に与える影響も決して小さくはないため、プロセスシミュレーションの結果は実際に製造された素子構造と全く同一にはならない。また、電圧を印加したときに素子の内部の電子の振る舞いなどについても、現実の素子で起きている現象やその原因がすべて解明されているわけではない。さらに、設計・開発のためのツールとしては身近に使える計算機資源を使って実用時間内で計算結果が得られなければ全く意味がないので、シミュレータの内部では自然の第一原理からすべてを計算する方法を採っている訳ではなく、ある程度物理に基づいた現象論的な扱いで、現実に近い結果を再現するパラメータを組み込んだモデル式を使って計算を行っている。このため、プロセス・デバイスシミュレータを使って得られた特性は必ずしも現実の特性とは一致しない。
【０００６】
このように、プロセスシミュレーションの結果が現実の素子構造とは一部または複数部分で、特性に大きな影響を及ぼすほどの食い違いがあることがわかっている場合には、プロセスシミュレーションで得られた構造をそのままデバイスシミュレーションの入力データとして素子特性を求めてもあまり役に立たないことになる。
【０００７】
そこで、実際に設計・開発にこれらのシミュレータを用いるときには、素子やテスト構造の実測データや過去の経験を、シミュレータが実際とは異なる結果を出す部分の補正をするために同時に用いるか、あるいは、実測データや過去の類似素子の製造経験をもとにして、作りたい素子の製造工程を決める際の補助的なツールとしてシミュレータを使う、というように、現実とシミュレーションの間を埋める知識があるとより効果的に設計・開発を行うことができる。
【０００８】
前述したような実測データや過去の経験を用いてプロセスシミュレーションの結果を一部修正してからデバイスシミュレーションを行えば効果的であるし、また効率的でもある。しかし、これまでのプロセス・デバイスシミュレーションは２次元断面あるいは３次元構造であり、プロセスシミュレーションの結果得られた構造、すなわち素子形状や内部の不純物分布の一部を編集するのは非常に難しく、編集するためのツールを提供することも難しかった。
【０００９】
また、変更したい工程が分かっていても、条件をいくつか変えてシミュレーションを実行したい場合、従来は該当する工程で実行する条件の数だけ、少なくともその後に続く工程を含めた計算を実行しなければならず、大雑把な条件の範囲を決定するのにも電気的特性まですべてきちんと計算するため、手間と計算時間がかかるという問題点があった。
【００１０】
このように、工程数の多い製造プロセスの条件や手順を最適化するためには、まず多くの工程の中から特性改善に効く工程を判断するとともに、その特定した工程の条件を変化させて繰り返しシミュレーションを行わなければならなかった。このため、変化させるプロセス条件がその他の工程で導入する物質に影響をほとんど与えない場合でも、変化させたあとのすべての工程を計算することになり計算時間が長く、多くの計算費用と手間がかかっていた。
【００１１】
この発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、最適条件を求めるための計算を効率化することにより、半導体素子の設計・開発を短期間で行うことができる半導体シミュレーション方法、半導体シミュレーション装置及び半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーションにおいて、ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設定することを含むことを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１の発明においては、導入される物質が同じものであっても、それぞれの物質が区別して扱われるので、シミュレーションの最終結果では、他の工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影響されることなしに、それぞれの物質による素子の特性を得ることができる。したがって、工程の手順などを変えながら何回もシミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得られた素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを容易に知ることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１における物質が不純物原子または発生した点欠陥であることを特徴とする。
【００１５】
このように、不純物原子または発生した点欠陥をそれぞれ異なる物質として扱うことにより、例えば堆積、エッチング、イオン注入、酸化、拡散などの製造工程における不純物分布や素子構造を得ることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーションにおいて、異なる条件で導入された同一物質を、同一工程において異なる物質として扱うように設定することを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記請求項３の発明においては、同一の物質について複数の条件を設定した場合であっても、それぞれ異なる物質として扱われるので、従来のように導入する物質の条件を変えて同じシミュレーションを複数回行う場合に比べて、シミュレーションを一回で終了することができる。例えば、導入する物質の条件を３種類に変える場合について見てみると、従来では条件を変えて３回のシミュレーションを実行することになるが、この発明では３つの条件を設定することにより、１回のシミュレーションで結果を得ることができるため、従来に比べてシミュレーション回数を２回少なくすることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１または２において、物質の全工程終了後の空間分布が近似的に互いの定数倍になる場合は、１条件についてのみ全工程のシミュレーションを行い、他の条件のシミュレーションについては、すでに行った１条件のシミュレーションで得られた当該物質の空間分布を定数倍することにより代替することを特徴とする。
【００１９】
上記請求項４の発明においては、すでに得られた１条件についての最終結果を定数倍することにより、他の条件でのシミュレーション結果を代替するようにしたので、条件を変えたシミュレーションを繰り返すことなしに、複数の条件について簡単に所望の結果を得ることができる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１または２における物質を導入する工程で、当該物質にどの工程で導入したかを示す識別情報を付加し、導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質がどの工程で導入されたかを前記識別情報に基づいて特定するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
ここで、物質ごとに付加される識別情報としては、例えば、導入した工程を示す記号、番号または名称などを用いることができる。
【００２２】
上記請求項５の発明においては、異なる物質として扱われたそれぞれの物質の空間分布が出力された後に、一つの物質が指定されると、その物質に付加された識別情報に基づいて、その物質が導入された工程を特定するようにしたので、最終結果の空間分布が所望の特性を与えないものであった場合に、どの工程の条件を変えればよいかを容易に知ることができる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項１または２において、導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質の空間分布を、入力された値に応じて書き替えることを特徴とする。
【００２４】
上記請求項６の発明においては、指定された物質の空間分布を書き替えるようにしているので、特定の物質の空間分布のみを意図的に変更することができる。したがって、例えばプロセスシミュレーションにより得られた空間分布のうち、ある物質の結果が実測結果と合わない場合には、当該物質の空間分布を修正することにより、条件を変えて再度プロセスシミュレーションを行うことなく、速やかに次のデバイスシミュレーションの作業に入ることができる。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１または２における新たに物質を導入する工程で、当該物質にその物質を導入した際のマスクパターンまたはパターン開口部を示す識別情報を付加し、導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質がどのマスクパターンまたはパターン開口部で導入されたかを前記識別情報に基づいて特定するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
上記請求項７の発明においては、異なる物質として扱われたそれぞれの物質の空間分布が出力された後に、一つの物質が指定されると、その物質に付加された識別情報に基づいて、その物質を導入した際のマスクパターンまたはパターン開口部を特定するようにしたので、最終結果の空間分布が所望の特性を与えないものであった場合に、どのマスクパターンまたはパターン開口部について変えればよいかを容易に知ることができる。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項１または２において、導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質の存在する位置を指定された方向に平行移動することを特徴とする。
【００２８】
ここで、平行移動とは、例えば水平方向への平行移動、垂直方向への平行移動のほか、斜め方向への平行移動なども含まれる。
【００２９】
このように、出力された各物質の空間分布を指定された方向に平行移動することで、例えばマスクパターンの位置を横にずらした場合の空間分布を、再度計算を行わなくても容易に得ることができる。
【００３０】
請求項９の発明は、請求項８において、指定された物質の位置を平行移動する際に、平行移動する前には当該物質が存在しなかった部分を外挿または補間することを特徴とする。
【００３１】
上記請求項９の発明においては、ある物質の空間分布を平行移動したときに、もともとその物質の存在しなかった部分に生じる切り欠き線や空白などが外挿または補間されるので、再度計算を行って空間分布を書き直さなくても、その部分の分布を自然な形に修正することができる。
【００３２】
請求項１０の発明は、請求項６、８または９において、導入した全ての物質の空間分布が出力された後に、指定された物質の空間分布を位置座標の関数として表現し、当該関数により前記空間分布を編集することを特徴とする。
【００３３】
このように、物質の空間分布を位置座標の関数に変換し、この関数を使って空間分布を編集することで、上述した空間分布の書き替え、平行移動及び外挿・補間などの処理を容易に行うことができる。
【００３４】
請求項１１の発明は、請求項１または２において、異なる物質として扱うことに設定した同一物質について、それぞれ異なる物質定数またはパラメータ値を設定するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
請求項１２の発明は、請求項１１において、複数の異なる不純物原子として扱うことに設定した同一の不純物原子について、活性化率、拡散係数、移動度などの物質定数またはパラメータ値を独立に設定するようにしたことを特徴とする。請求項１３の発明は、請求項１または２において、複数の異なる物質として扱うことに設定した同一物質について、当該物質の振る舞いを支配するモデル式をそれぞれ独立に設定するようにしたことを特徴とする。
【００３６】
上記請求項１１乃至請求項１３の発明によれば、導入された不純物原子や素子特性の複雑な振る舞いをさらに精密にシミュレーションすることができる。
【００３７】
また、上記目的を達成するため、請求項１４の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション装置において、ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設定する手段を含むことを特徴とする。
【００３８】
上記請求項１４の発明においては、導入される物質が同じものであっても、それぞれの物質が区別して扱われるので、シミュレーションの最終結果では、他の工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影響されることなしに、それぞれの物質の特性を得ることができる。したがって、工程の手順などを変えながら何回もシミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得られた素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを容易に知ることができる。
【００３９】
請求項１５の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション装置において、異なる条件で導入される同一物質を、同一工程において異なる物質として扱うように設定する手段を含むことを特徴とする。
【００４０】
上記請求項１５の発明においては、同一の物質について複数の条件を設定した場合であっても、それぞれ異なる物質として扱われるので、従来のように導入する物質の条件を変えて同じシミュレーションを複数回行う場合に比べて、シミュレーションを一回で終了することができる。例えば、導入する物質の条件を３種類に変える場合について見てみると、従来では条件を変えて３回のシミュレーションを実行することになるが、この発明では３つの条件を設定することにより、１回のシミュレーションで結果を得ることができるため、従来に比べてシミュレーション回数を２回少なくすることができる。
【００４１】
さらに、上記目的を達成するため、請求項１６の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション処理を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、ある工程で導入する物質が他の工程で導入する物質と同じであっても、前記ある工程で導入する物質を前記他の工程で導入する物質とは異なる物質として扱うように設定する処理を含み、これら処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００４２】
上記請求項１６の発明においては、導入される物質が同じものであっても、それぞれの物質が区別して扱われるので、シミュレーションの最終結果では、他の工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影響されることなしに、それぞれの物質の特性を得ることができる。したがって、工程の手順などを変えながら何回もシミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得られた素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを容易に知ることができる。
【００４３】
請求項１７の発明は、半導体製造に係わる一連の製造工程を扱う半導体シミュレーション処理を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、異なる条件で導入された同一物質を、同一工程において異なる物質として扱うように設定する処理を含み、これら処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００４４】
上記請求項１７の発明においては、同一の物質について複数の条件を設定した場合であっても、それぞれ異なる物質として扱われるので、従来のように導入する物質の条件を変えて同じシミュレーションを複数回行う場合に比べて、シミュレーションを一回で終了することができる。例えば、導入する物質の条件を３種類に変える場合について見てみると、従来では条件を変えて３回のシミュレーションを実行することになるが、この発明では３つの条件を設定することにより、１回のシミュレーションで結果を得ることができるため、従来に比べてシミュレーション回数を２回少なくすることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる半導体シミュレーション方法、半導体シミュレーション装置及び半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を、プロセスシミュレーション装置に適用した場合の実施形態について説明する。
【００４６】
この実施形態におけるプロセスシミュレーション装置は、堆積、エッチング、イオン注入、酸化、拡散などの半導体素子製造工程をシミュレーションする機能と、素子形状や不純物分布などを出力装置上に表示する機能を有する。また、デバイスシミュレーション装置は、プロセスシミュレーションで得られた素子構造と不純物分布を入力する機能を有し、入力した構造に対して印加電圧、電流などの電気的な境界条件を設定して素子の電気的特性をシミュレーションする機能、またその結果得られる構造内の電位・電界・電流分布や電子・正孔などのキャリア分布や電流−電圧特性などを出力装置上に表示する機能を有する。
【００４７】
図１は、本実施形態に係わるプロセスシミュレーション装置の機能的な構成を示すブロック図であり、各実施形態に共通の装置構成を示している。このプロセスシミュレーション装置１０は、操作者からのデータや命令などの入力を受け付ける入力部１１と、一連の製造工程をシミュレーションする機能手段として、酸化工程処理手段２１、堆積工程処理手段２２、エッチング工程処理手段２３、イオン注入工程処理手段２４、拡散工程処理手段２５を備えた処理制御部１２と、シミュレーション結果を出力する出力部１３と、入力データとしてのシミュレーションプログラムなどを格納したデータ記憶部１４とから構成されている。
【００４８】
ここで、入力部１１はキーボード、マウス、ライトペンまたはフロッピーディスク装置などで構成される。処理制御部１２及びデータ記憶部１４はＣＰＵ、及びこのＣＰＵに接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスクなどの記憶装置を含む通常のコンピュータシステムで構成される。また出力部１３はディスプレイ装置やプリンタ装置などにより構成されている。
【００４９】
上記処理制御部１２で実行される各処理の入力データや命令はデータ記憶部１４に格納されており、必要に応じてＣＰＵに読み込まれ演算処理が実行されるとともに、各工程で発生した数値情報などのデータはＲＡＭや磁気ディスクなどの記憶装置に格納される。
【００５０】
なお、図１の処理制御部１２に示す各機能処理手段は、以下に示す各実施形態においては、通常のシミュレーションの機能と、各実施形態に特徴的な機能をそれぞれ実現している。
【００５１】
［１］第１の実施形態
第１の実施形態は、バイポーラ素子のベース領域形成のためのイオン注入において、そのイオン注入エネルギーを変化させたとき、素子の最終的な不純物分布がどのようになるか予測するシミュレーションにおいて、異なるイオン注入エネルギーで導入されたホウ素を、それぞれ異なる不純物として扱う場合について説明する。
【００５２】
図２（ａ）は、実際のシミュレーションによって得られたコレクタ形成後の深さ方向１次元断面の不純物分布を表す説明図であり、横軸は表面からの深さ（μｍ）を、縦軸は濃度（ｃｍ−３）をそれぞれ示している。ここでは、コレクタ形成用不純物として、深いところの高濃度部分にはアンチモン（Ｓｂ）を用い、基板表面に近い部分ではリン（Ｐ）を用いている。コレクタ形成の次には、ベース領域形成のためのイオン注入を行う。ここでは、ホウ素（Ｂ）のイオン注入エネルギーを５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７０ｋｅＶの３条件変えてシミュレーションを行い、最適な素子特性を与える条件を求める場合を例に挙げる。
【００５３】
従来の技術では、まず５０ｋｅＶでイオン注入を行う計算をして、その後のエミッタ形成のイオン注入、エミッタ活性化をはじめとする様々な熱工程の計算を行うことにより、図２（ｂ）に示すようなイオン注入条件が５０ｋｅＶの場合の最終的な不純物分布が得られる。しかる後に、再度ベース形成のためのイオン注入条件を６０ｋｅＶに設定して同様の計算を行い、最後まで計算した後に、さらにイオン注入条件を７０ｋｅＶに設定して同様の計算を行い、これら３種類のイオン注入条件に対する最終構造が出そろったところで比較を行い、最適条件を決めていた。
【００５４】
図３は、上述した従来方法の処理手順を示すフローチャートである。ここでは、ホウ素のイオン注入条件として、５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７０ｋｅＶの３種類の値を与えている。
【００５５】
まず、シミュレーションの実行回数を示すカウンタ値Ｎを０とし（ステップ１０１）、Ｎをインクリメントする（ステップ１０２）。次に、前工程としてコレクタ形成を行う（ステップ１０３）。続いて、ベース形成工程の一処理として行われるホウ素のイオン注入条件として、Ｎ番目のイオン注入条件を例えばデータ記憶部１４から読み出し（ステップ１０４）、この読み出したイオン注入条件に従ってホウ素のイオン注入を行う（ステップ１０５）。次に、後工程としてベース形成工程の残りの処理とエミッタ形成を行い（ステップ１０６）、結果を出力する（ステップ１０７）。次に、Ｎ＝３かどうかを判断し（ステップ１０８）、Ｎ≠３であればステップ１０２に戻り、Ｎ＝３であれば処理を終了する。
【００５６】
この例において、計算時間の大部分を占めるのがベース形成のためのイオン注入後の拡散シミュレーションである。従来の方法ではベース形成のためのイオン注入条件を３種類に変えて計算するために、イオン注入後、ヒ素、ホウ素、リン、アンチモンの４元素についてシミュレーションを３回繰り返さなくてはならなかった。
【００５７】
これに対して、第１の実施形態に係わるシミュレーション方法おいては、ベース形成のためのホウ素のイオン注入条件として、５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７０ｋｅＶの３条件を与えるとともに、図４（ａ）に示すようにそれぞれ異なる元素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３として扱うようにしている。これらの元素は本来はホウ素そのものであるので、それぞれホウ素としての物理法則に従うものとしてこの後のシミュレーションを行う。ただし、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の間の相互作用はないものとする。そして、従来と同様、エミッタ形成のためのヒ素のイオン注入を行い、その後エミッタ活性化をはじめとする様々な熱工程を行った後、図４（ｂ）に示すような最終的な不純物分布が得られる。
【００５８】
図５は、上述した第１の実施形態に係わるシミュレーション方法の処理手順を示すフローチャートであり、以下、図５を用いて第１の実施形態における処理手順について説明する。
【００５９】
まず、前工程としてコレクタ形成を行う（ステップ２０１）。次に、ベース形成のためのホウ素のイオン注入条件を例えばデータ記憶部１４から読み出す（ステップ２０２）。ここでは、５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７０ｋｅＶの３条件が読み出されたものとする。次に、ベース形成工程の一処理として行われるホウ素のイオン注入を、読み出した５０ｋｅＶ、６０ｋｅＶ、７０ｋｅＶの３条件について行う（ステップ２０３）。そして、後工程としてベース形成工程の残りの処理とエミッタ形成を行い（ステップ２０４）、結果を出力する（ステップ２０５）。
【００６０】
このように、第１の実施形態では、従来方法に比べて時間のかかる拡散計算はヒ素、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、リン、アンチモンの６元素に対して１回だけとなるので、計算回数は従来より２回少なくなる。そして、拡散シミュレーションに要する計算時間は、ほぼ不純物の数と繰り返し回数に比例するので、第１の実施形態の手法をとることにより、シミュレーションに要する時間をほぼ６／（４×３）、すなわち半分にまで短縮することができる。なお、ベース形成に用いられるホウ素の濃度は比較的低いので他の不純物に与える影響を無視しても、得られる素子の特性に大きな変化は与えることはない。
【００６１】
上述した第１の実施形態では、ベース形成工程のうち、とくにホウ素のイオン注入エネルギーを変化させた例について説明したが、他の工程におけるイオン注入エネルギーなどを変化させた場合にも適用することができる。
【００６２】
［２］第２の実施形態
第２の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域のしきい値制御シミュレーションにおいて、異なる工程で導入された同じホウ素を、それぞれ異なる不純物として扱うとともに、１条件についての最終結果を定数倍することにより、他の条件でのシミュレーション結果を代替するようにした場合について説明する。
【００６３】
図６（ａ）はｎ型基板にホウ素を用いてｐ型ウェルを形成した後のチャネル領域の不純物の１次元断面図であり、横軸は表面からの深さ（μｍ）を、縦軸は濃度（ｃｍ−３）をそれぞれ示している。ｐ型ウェルを形成した後は、しきい値制御のために例えばばホウ素を５０ｋｅＶでドーズ量１Ｅ１２／ｃｍ２  でイオン注入する。このとき、従来方法ではイオン注入に用いたホウ素はウェル形成に用いたホウ素と同じ元素Ｂであるため、その後の工程では区別せず、例えばそれぞれの値を加算するなどの操作がなされてしまう。しかし、この第２の実施形態に係わるシミュレーション方法では、しきい値制御用ホウ素をＢ１とし、ウェルのＢとは異なる元素であるとして扱うようにしている。
【００６４】
次に、ゲート酸化膜を形成し、ゲート電極形成の工程をシミュレーションする。こうして、最終的に得られたＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域の１次元断面図を図６（ｂ）に示す。
【００６５】
通常、ｐ型ウェル形成に用いられるホウ素Ｂ、及びしきい値制御用に用いられるホウ素Ｂ１の濃度は低いため、ＢとＢ１との間の相互作用は無視することができる。このため、Ｂ１のドーズ量をα倍した場合には最終的分布でもＢ１はα倍になるだけなので、しきい値制御用のドーズ量を変化させて最適な構造を得ようとする場合には、あらためて製造工程のシミュレーションを行わなくても、最終結果のＢ１の濃度を定数倍するだけで所望の結果を得ることができる。図６（ｂ）において、Ｂ２及びＢ３は、Ｂ１の結果をそれぞれα１倍、α２倍した場合の結果を示している。
【００６６】
ここで、Ｂ及びＢ１の濃度が１Ｅ１８／ｃｍ３  以下であれば、定数倍の計算により算出した不純物分布Ｂ２、Ｂ３は、厳密な計算によって算出した不純物分布とよい精度で一致する。また１Ｅ１９／ｃｍ３  以下であれば、大雑把な見積もりには充分に使える精度で一致する。
【００６７】
また、上述した第２の実施形態では、しきい値制御用のホウ素Ｂ１を変化させた例について述べたが、ウェル形成に用いられるホウ素のみを変化させることもできる。
【００６８】
なお、以下に述べる第３の実施形態から第６の実施形態では、この第２の実施形態と同様に、異なる工程で導入された同じ元素を、それぞれ異なる元素として扱うものとする。
【００６９】
［３］第３の実施形態
第３の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴの製造工程において、シミュレーションの最終結果の不純物分布から、指定した位置に存在する不純物が工程のどこで導入されたかを特定できるようにした場合について説明する。
【００７０】
図７は、ｎ型基板にｐ型ウェルを形成し、そこにｎチャネルＭＯＳＦＥＴを形成する製造工程の概略を示した説明図である。
【００７１】
ここで、製造工程を簡単に説明すると、まずｎ型シリコン基板に、素子分離工程を行う。パターニングした素子分離領域には厚い酸化膜が形成され、酸化膜の下には反転防止のためｐ型不純物のホウ素（Ｂ１）が導入される。次に、素子領域になる部分にｐ型ウェルを形成するためホウ素（Ｂ２）をイオン注入し、熱拡散して所望の深さと濃度にする。次に、ダミー酸化膜越しにしきい値制御用のホウ素（Ｂ３）とパンチスルー防止用のホウ素（Ｂ４）をそれぞれイオン注入し、ダミー酸化膜を剥離してゲート酸化膜を形成する。その上にゲート電極となるポリシリコンを堆積してゲートをパターニングし、後酸化を行い、ソース・ドレイン領域とゲート電極にｎ型不純物であるＡｓをイオン注入する。続いて、酸化膜を剥離し、ＣＶＤ酸化膜で上面を被い、Ａｓを活性化させる熱工程を行い、コンタクトのパターニングを行って配線を行う。
【００７２】
上述した製造工程を入力データとして入力したときに、所定の工程で導入される元素それぞれについて、その元素をどの工程で導入したかを示す識別情報が付加される。この識別情報としては、例えば導入した工程を示す記号、番号または名称などがある。
【００７３】
この一連のシミュレーションを行った最終結果のチャネル領域の１次元断面は図８に示すようになる。このうち、反転防止用ホウ素（Ｂ１）は直接チャネル領域にはイオン注入では入らないが、後の熱工程で横方向にも拡散し、図８に示すようにチャネル領域にまでしみだしてくる。従来のシミュレーションではホウ素はすべて区別せずに扱うため、４つの値が加算されて１つのホウ素のグラフとなって出力される。したがって、最終結果のホウ素のプロファイルから、ある指定した位置に存在するホウ素が、どのイオン注入工程で導入されたものか知ることはできなかった。
【００７４】
しかし、この第３の実施形態に係わるシミュレーション方法によれば、同じホウ素であってもイオン注入工程により、それぞれ異なる元素として扱うので、最終結果の不純物分布を見れば、それぞれのホウ素がどのような割合でそこに存在するかがわかる。そして、その中の１種、たとえばＢ４を指定すると、Ｂ４に付加された識別情報に基づいて、Ｂ４が図７の工程のどこでイオン注入されたかを即座に知ることができる。具体的には、例えばシミュレーションを実行するためのユーザインターフェースとして、コンピュータのディスプレイ上に、計算結果の断面図や数値と同時に、図７に示す入力データを表示し、断面図からＢ４のプロファイルをマウスで選んでクリックすると、入力データを表示しているウィンドウで、Ｂ４を導入した工程が他の工程の表示とは異なる色で表示されたり、あるいは反転表示されるなどして、どの工程でイオン注入されたものか容易に知ることができる。
【００７５】
また、ここでは元素と導入した工程を示す識別情報とを対応付けて記憶しているため、工程を選択することにより、導入した元素を特定することもできる。例えば、コンピュータのディスプレイ上に図７に示す入力データを表示し、この入力データを表示しているウィンドウからＢ４を導入した工程をマウスで選んでクリックすると、断面図のＢ４のプロファイルが他のホウ素のプロファイルとは異なる色で表示されたり、あるいは反転表示されるなどして、Ｂ４のプロファイルかを容易に知ることができる。
【００７６】
したがって、最終結果の不純物濃度分布が所望の電気特性を与えないものであった場合に、どのイオン注入工程のドーズ量やエネルギー等の条件を変えるべきかを考えやすくなる。また、例えばウェル形成で導入したＢ２の分布が最終までの多くの熱工程でどのように変化するか追跡することもでき、その分布を最適にするために熱工程の条件を変更する作業も効率よく行うことができる。
【００７７】
なお、途中の工程で導入すべき元素のデータを入れずに計算した場合でも、当該元素を除いたシミュレーション結果を得ることができる。このようにして得られた結果は通常のシミュレーション結果としては使えないものであるが、不純物の特性そのものは知ることができる。
【００７８】
［４］第４の実施形態
第４の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴの製造工程において、デバイスシミュレーションへの入力データであって、プロセスシミュレーションを用いて計算した素子構造のうち、一部が所望の構造ではない元素のプロファイルを書き替える場合について説明する。
【００７９】
この実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴのチャネル部分に、ウェル形成用ホウ素Ｂ１としきい値制御用ホウ素Ｂ２とパンチスルー防止用ホウ素Ｂ３が導入されている場合を考える。図９はシミュレーションによって得られたチャネル領域の１次元断面図である。
【００８０】
導入した各ホウ素の不純物分布が出力された後に、最終的なチャネルのｐ型不純物の基板表面の濃度はほとんど変えずに、基板表面から１．０ｕｍ程度の深さの濃度をプロセスシミュレーションの計算結果よりも少し低くしたい場合、例えばＢ３について結果を書き替えたい場合には、図９に示すように、Ｂ３のプロファイルを選んでその深さの分布を所望の値になるまで広げる。具体的には、図９の断面図からＢ３のプロファイルをカーソルで選択し、そのままカーソルを所望の数値の域までドラッグするなどの操作を行うことにより、破線Ｂ３´のようなプロファイルが表示される。
【００８１】
したがって、例えばプロセスシミュレーションにより得られた空間分布のうち、不純物Ｂ３の結果が実測結果と合わない場合には、Ｂ３の空間分布を上記方法で書き替えることにより、条件を変えて再度プロセスシミュレーションを行うことなく、速やかに次のデバイスシミュレーションの作業に入ることができる。
【００８２】
上述したプロファイルの書き替えは、具体的にはＢ３の深さ方向の分布を深さの関数として近似式で表現し、その分布の幅が広がる関数に書き換えてＢ３の新たな分布とし、プロセスシミュレーション結果のＢ３と入れ替えることにより実現することができる。分布を変化させる場合には、導入した物質の総量を保つような制限を加えてもよいし、また、条件によってはピーク濃度のみ低下させるような制限を付けてもよい。このように、物質の空間分布を位置座標の関数として表現することにより、空間分布の書き替え処理を容易に行うことができる。
【００８３】
また、分布関数の形式に書き換えるのではなく、プロセスシミュレーションの工程に戻り、Ｂ３の拡散係数のみ作為的に大きくして再度拡散計算を実行し、Ｂ３のピーク濃度を下げることで所望の素子構造を作り出すようにしてもよい。
【００８４】
［５］第５の実施形態
第５の実施形態では、ＮＭＯＳＦＥＴの製造工程において、導入した不純物がどのマスクパターンあるいはマスク開口部で導入されたかを特定できるようにするとともに、不純物のプロファイルを指定された方向に平行移動する場合について説明する。
【００８５】
図１０に示すように、ＮＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン領域に導入するヒ素Ａｓ１と、コンタクト抵抗を下げるためにコンタクト下の基板部に導入するＡｓ２とを区別するために、Ａｓ１にはＮＭＯＳＦＥＴ素子領域のマスクパターンＭ１の開口部を示す識別情報を付加し（図１０（ａ））、Ａｓ２にはソース・ドレインのコンタクトのマスクパターンＭ２の開口部を示す識別情報を付加する（図１０（ｂ））。この識別情報としては、例えば導入されたマスクパターンあるいはマスク開口部を示す記号、番号または名称などがある。
【００８６】
さて、全工程のシミュレーション終了後の不純物空間分布は図１１に示すようになる。この実施形態のシミュレーション方法によれば、同じヒ素であっても導入工程により、それぞれ異なる元素として扱うので、最終結果の不純物分布を見れば、それぞれのヒ素がどのような割合でそこに存在するかがわかる。そして、その中の１つ、例えばＡｓ２を指定すると、Ａｓ２に付加された識別情報に基づいて、Ａｓ２がどのマスクパターンあるいはマスク開口部で導入されたかを即座に知ることができる。したがって、最終結果の空間分布が所望の特性を与えないものであった場合に、どのマスクパターンあるいはマスク開口部ついて変更すればよいかを容易に知ることができる。
【００８７】
ここで、図１０（ａ）のマスクＭ１に対する同図（ｂ）のマスクＭ２の相対的な位置が水平方法に０．０２μｍずれていたとする。この場合、従来の方法ではマスクＭ２の位置を示す数値を０．０２μｍずらして再度シミュレーションを行わなければならなかった。しかし、この実施形態のシミュレーション方法では、図１１に示すように、Ａｓ２の分布の位置を水平方法に０．０２μｍ移動することにより、マスク位置を動かしたと同じ効果を最終結果の不純物分布に対して与えることができるので、マスクずれの計算を新たに最初からし直さなくても所望の結果を得ることができる。
【００８８】
上述した不純物分布の平衡移動は、分布を形成する各座標値のＸ座標（ここでは水平座標）の値に＋０．０２μｍに相当する数値を与えることにより実現することができる。また、不純物分布を関数として近似式で表現することにより実現するようにしてもよい。
【００８９】
なお、図１１では空間分布を水平方向に平行移動する例について示したが、平行移動する際の方向は水平に限らず、垂直方向、斜め方向など、どの方向であってもよい。
【００９０】
ところで、コンピュータのディスプレイ上に表示した空間分布を平行移動すると、平行移動する前には物質が存在しなかった部分に切り欠きや空白などが生じることがある。例えば、図１２（ａ）に示すように、凹領域２７と特定物質のプロファイル２８とが重なっている場合に、プロファイル２８を水平方向に平行移動すると、同図（ｂ）に示すようにプロファイル２８の一部に切り欠き部分２９が生じてしまう。また、図１３（ａ）に示すように、プロファイル３０を垂直方向に平行移動すると、同図（ｂ）に示すようにプロファイル３０と座標軸との間に空白部分３１が生じてしまう。
【００９１】
しかし、平行移動する前には物質が存在しなかった部分を外挿または補間することにより、切り欠きや空白を修正することができる。例えば、図１２に対応する図１４に示すように、プロファイル２８を水平方向に平行移動したときに生じる切り欠き部分２９を消すとともに、接線との間に生じる空白部分に曲線３１を書き加える。また、図１３に対応する図１５に示すように、プロファイル２９を垂直方向に平行移動したときに生じる空白部分には曲線３２を書き加える。このように、平行移動する前には物質が存在しなかった部分を外挿または補間することにより、再度計算を行って空間分布を書き直さなくても、その部分の空間分布を自然な形に修正することができる。
【００９２】
上述した空間分布の移動や外挿・補間は、具体的にはＡｓ２の深さ方向の分布を深さの関数として近似式で表現し、この関数を使って空間分布を編集することにより実現することができる。また、分布関数の形式に書き換えるのではなく、画像処理などの他の手法により空間分布を移動や外挿・補間を行うようにしてもよい。
【００９３】
［６］第６の実施形態
第６の実施形態では、ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴのシミュレーションにおいて、ホウ素の導入条件に対して活性化率や拡散係数などの値をそれぞれ独立に設定する場合について説明する。
【００９４】
表面チャネル型ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴでは、ｎ型基板またはウェルの中に形成される素子の中に、しきい値電圧制御用にチャネル部分に導入するホウ素と、ソース・ドレイン拡散層を形成するホウ素と、ドレイン端の電界緩和のためのＬＤＤ領域のホウ素とがそれぞれ存在している。
【００９５】
図１６は、ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴの製造工程を模式的に表した断面図である。具体的なシミュレーションでは、まずチャネルイオン注入でしきい値制御用ホウ素（Ｂ１）を導入して（図１６（ａ））、ゲートを形成した後（図１６（ｂ））、ＬＤＤ用のホウ素（Ｂ２）をイオン注入する（図１６（ｃ））。その後、ＳｉＮや酸化膜を使ってゲートに側壁を形成して（図１６（ｄ））、これをマスクとしてソース・ドレイン領域のホウ素（Ｂ３）をイオン注入により導入し（図１６（ｅ））、熱工程を通して活性化を行う。従来のシミュレーション方法では、導入したホウ素はその後の工程ではすべて同じ元素として扱われ、同じ物理法則に従って振る舞うように計算されていた。しかし、現実の素子特性を見ると、ホウ素の拡散や活性化率が領域により異なっていると考えた方がよい結果が得られる場合がある。実際には、拡散や活性化率などは、ホウ素という元素そのものの固有の物理定数だけで決まるものではなく、ホウ素が存在する媒質、すなわち、ここで問題にしている例ではシリコン中のホウ素の存在形態によって変わる値である。物質と原子の相互作用や存在形態に関しては、すべてが解明されているわけではなく、またわかっていることに関しても詳細な取扱いが現実的な計算時間内で必ずしも扱えるわけではないので、現状のシミュレーションでは例えばシリコン中のホウ素の拡散係数や活性化率をホウ素のパラメータ値として設定している。
【００９６】
これに対して第６の実施形態に係わるシミュレーション方法では、上記３種のホウ素（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）導入条件に対して、活性化率や拡散係数などを決める物質定数やパラメータ値をそれぞれ独立に設定できるようにしている。これによると、ＬＤＤ領域に対して存在するホウ素（Ｂ２）の濃度の割には、最終的な抵抗値が高くなるという現実の素子で見られる現象を、その他のチャネル部分やソース・ドレイン部分の活性化を変化させずにシミュレーションで再現することが可能になる。本実施形態では、プロセスシミュレーションでのモデルパラメータ設定の例を挙げたが、この他にも、構造を計算した後電気的な特性を計算する際に、たとえばＬＤＤ領域に導入したホウ素に関してのみ移動度のパラメータ値を他と異なる値に設定したり、活性化率の上限濃度を、ソース・ドレイン領域のみ他と異なる値に設定したりすることで、より現実に近いシミュレーション結果を容易に得ることができる。またこの機能を利用して、従来のシミュレーション方法ではできなかった現実の素子内部で起きている現象や、たとえば寄生抵抗などの問題の同定や推定をシミュレーションで行うこともできる。
【００９７】
また、本実施形態に係わるシミュレーション方法では、導入した元素が同じであっても、その元素の振る舞いを支配するモデル式を、それぞれ独立に設定することができる。例えば、高濃度拡散層を形成するときに問題となる活性化を決めるクラスターモデルでは、Ａｓの場合には以下のような２種類のモデル式が知られている。
【００９８】
（１）荷電クラスターモデル
一般的に、不純物原子はシリコン基板中に高濃度で存在すると、熱工程を経ることでクラスターを形成し（原子が集まる）、活性化濃度が低下するモデルがある。例えばヒ素（Ａｓ）を例にとると、以下のようにＡｓ原子が３個荷電クラスターを形成する荷電クラスターモデルがある。
【００９９】
３Ａｓ＋    ＋  ｅ−    →  Ａｓ３ ２＋
このときのＡｓの全濃度Ｃと活性化濃度Ｎとの関係は、クラスター反応の平衡定数をＫとすると、
Ｃ＝  Ｎ＋Ｋ・Ｎｍ＋１    ／  １−（ｍ−１）・Ｋ・Ｎｍ      （ｍ＝３）
と表される。
【０１００】
（２）中性クラスターモデル
このクラスターモデルでは、空孔とＡｓ原子２個でクラスターを形成し、
２Ａｓ  ＋  Ｖ  →  ＶＡｓ２
となる。この場合、ＣとＮとの関係式は、
Ｃ  ＝Ｎ  ＋  （Ｋ・Ｎ）ｍ        （ｍ＝４）
により、近似的に扱うことができる。
【０１０１】
通常、１回のシミュレーションでは、上記のいずれかのクラスターモデルを用いて計算を行うが、本実施形態のシミュレーションでは、例えばある工程でイオン注入したＡｓは荷電クラスターモデルに従い、別の工程で導入したＡｓは中性クラスターモデルの式に従うように設定することができる。このように、各工程ごとに元素の振る舞いを支配するモデル式をそれぞれ独立に設定できるようにすることで、より精密なシミュレーションを行うことが可能となる。
【０１０２】
上述した各実施形態においては、異なる物質として扱うものとしてホウ素などの不純物原子を例に説明してきたが、対象となる物質は、例えばイオン注入時に発生する点欠陥であってもよい。点欠陥とは、シリコン基板の素子構造一部が壊れたもので、シリコン基板に不純物を注入したときや、シリコン基板表面に酸化やチッ化などの処理を施したときに生じる。また、異なる物質として扱うものとしては、上記不純物原子や発生した点欠陥だけでなく、通常の元素が含まれることは言うまでもない。
【０１０３】
なお、上述した半導体シミュレーション方法を実現するためのプログラムはコンピュータ読取り可能な記録媒体に保存することができる。この記録媒体をコンピュータシステムによって読み込ませ、前記プログラムを実行してコンピュータを制御しながら上述した半導体シミュレーション方法を実現することができる。ここで、前記記録媒体とは、例えばメモリ装置、磁気ディスク装置、光ディスク装置などのプログラムを記録することができるような装置が含まれる。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係わる半導体シミュレーション方法、半導体シミュレーション装置及び半導体シミュレーションプログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体によれば、一連の製造工程の半導体シミュレーションを行う際に、異なる工程で導入した同一物質を異なる物質として扱うようにしたので、シミュレーションの最終結果においては、他の工程で導入された同一物質や途中の多くの工程に影響されることなしに、それぞれの物質の特性を得ることができる。したがって、工程の手順などを変えながら何回もシミュレーションを繰り返さなくても、最終的に得られた素子構造から途中のどの工程の条件を変更すべきかを容易に知ることができる。
【０１０５】
また、上記異なる工程で導入した同一物質を異なる物質として扱うときに、その物質を導入した工程を示す識別情報、あるいは当該物質を導入する際に用いたマスクパターンやパターン開口部を示す識別情報をそれぞれの物質に付加し、この識別情報に基づいて導入した工程やマスクパターンなどを特定するようにした場合には、シミュレーション結果を見て変更すべき工程とその条件を発見する作業の効率を著しく上げることができる。したがって、シミュレーションの最終結果の空間分布が所望の特性を与えないものであってた場合に、どの工程の条件を変えればよいかを容易に知ることができる。
【０１０６】
また、異なる条件で導入した同一の物質を異なる物質として扱うようにした場合には、従来のように導入する物質の条件を変えて同じシミュレーションを複数回行う必要がなく、シミュレーションを一回で終了することができる。したがって、とくに計算時間の多くの部分を占める拡散シミュレーションを無駄に繰り返すことがなくなり、大幅に計算時間を短縮することができるので、半導体素子の設計・開発を短期間で行うことが可能となる。
【０１０７】
さらに、異なる工程や条件で導入した物質を区別して扱い、工程終了後にその物質の分布を編集するようにした場合には、再度条件を変えて計算を行うことなしに所望の素子構造を得ることができる。このため、所望の素子構造に対して速やかに電気的特性のシミュレーションに入ることができる。
【０１０８】
また、さらに異なる工程や条件で導入した物質を区別して扱い、それらの物質の従う物質定数、パラメータ、モデル式などを、それぞれ独立に設定するようにしたものにおいては、不純物や素子特性の複雑な振る舞いを精密にシミュレーションすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係わるプロセスシミュレーション装置の機能的な構成を示すブロック図。
【図２】実際のシミュレーションによって得られたコレクタ形成後の深さ方向１次元断面の不純物分布を表す説明図。（ａ）はコレクター形成後の不純物分布、（ｂ）はベース形成時のイオン注入エネルギーを５０ＫｅＶとしたときの最終的な不純物分布を示す。
【図３】同一物質について異なる条件でシミュレーションを行う場合の従来方法による処理手順を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態に係わるシミュレーション方法によりバイポーラ素子のシミュレーションをした時の１次元深さ方向の不純物分布を表す説明図。（ａ）はベースイオン注入条件を３種類同時に計算した直後の不純物分布、（ｂ）は最終的な不純物分布を示す。
【図５】同一物質について異なる条件でシミュレーションを行う場合の、第１の実施形態に係わるシミュレーション方法による処理手順を示すフローチャート。
【図６】ＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域の不純物分布を示す１次元断面図。（ａ）はｎ型基板にｐ型ウェルを形成した後の不純物分布、（ｂ）は工程の最終までシミュレーションした後の不純物分布を示す。
【図７】ＮＭＯＳＦＥＴを形成するための製造工程の概略を示した説明図。
【図８】ＮＭＯＳＦＥＴ形成の全行程が終了した後のチャネル部分の１次元断面図。
【図９】ＮＭＯＳＦＥＴのチャネル領域の不純物分布を示す１次元断面図。
【図１０】ＮＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン領域形成の様子を模式的に表した２次元断面図。（ａ）はＡｓ１をマスクパターンＭ１の開口部に導入したときの断面図、（ｂ）はＡｓ２をマスクパターンＭ２の開口部に導入したときの断面図を示す。
【図１１】マスクパターンの相対的な位置をずらした場合の不純物分布を求めるための模式図。
【図１２】空間分布を水平方向に平行移動した場合の例を示す説明図。（ａ）は移動前、（ｂ）は移動後の様子を示す。
【図１３】空間分布を垂直方向に平行移動した場合の例を示す説明図。（ａ）は移動前、（ｂ）は移動後の様子を示す。
【図１４】水平方向に平行移動した空間分布の一部を外挿・補間した場合の説明図。
【図１５】垂直方向に平行移動した空間分布の一部を外挿・補間した場合の説明図。
【図１６】ＬＤＤ−ＰＭＯＳＦＥＴの製造工程を模式的に表した断面図。
【符号の説明】
１０…プロセスシミュレーション装置
１１…入力部
１２…処理制御部
１３…出力部
１４…データ記憶部
２１…酸化工程処理手段
２２…堆積工程処理手段
２３…エッチング工程処理手段
２４…イオン注入工程処理手段
２５…拡散工程処理手段
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４…ホウ素
Ｍ１、Ｍ２…マスク開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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