(57)【要約】【課題】異なる解析手法の計算式に基づいてシミュレーション計算を行う第１のシステム及び第２のシステムについて、第１のシステムによるシミュレーションの計算結果から、第２のシステムによるシミュレーションの計算結果を得ることを可能にするデータ連携シミュレーション方法を提供する。【解決手段】データ連携シミュレーション方法は、第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、第１のシステムの計算結果から計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、データ変換手順から得られたデータを第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順とを有する。【選択図】　図３
2004094672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第１のシステムと、第２の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第２のシステムとを用いて、計算対象の物理的又は化学的挙動を解析するデータ連携シミュレーション方法であって、
前記第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、
前記第１のシステムの計算結果から、計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、前記第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、
前記データ変換手順から得られたデータを前記第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順と、
を有することを特徴とするデータ連携シミュレーション方法。
【請求項２】
前記第１のシステムは、有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであることを特徴とする請求項１記載のデータ連携シミュレーション方法。
【請求項３】
前記第２のシステムは、陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする請求項１又は２記載のデータ連携シミュレーション方法。
【請求項４】
前記計算対象は、金属配線であることを特徴とする請求項１記載のデータ連携シミュレーション方法。
【請求項５】
第１の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第１のシステムと、第２の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第２のシステムとを用いて、計算対象の物理的又は化学的挙動を解析するためにコンピュータに、
前記第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、
前記第１のシステムの計算結果から、計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、前記第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、
前記データ変換から得られたデータを前記第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順と、
を実行させるためのデータ連携シミュレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造解析や熱伝導解析など、実験により解を求めることが困難な現象、あるいは経済的に好ましくない現象をコンピュータを用いたシミュレーションにより解析するシミュレーション方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の方式のシミュレーションツールの中には、熱応力解析などのように、熱伝導計算とその結果生じる熱応力計算とを同時に解くシミュレーション方法が知られている。
【０００３】
一方、例えば、ＬＳＩ等の半導体装置において、回路間を接続する金属配線の一部をヒューズとして構成する場合がある。このヒューズとしての金属配線をレーザで溶断することにより、装置の回路設定を変更する方法が用いられる。このようなヒューズ溶断現象を、コストのかかる実験等によらず、コンピュータを用いたシミュレーションにより解析可能にすることは、装置品質の向上、製造コストの低減のため望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方式では、熱応力解析の計算結果が得られるのは、熱伝導計算とその結果生じる熱応力計算の、それぞれの解法が同じ計算式に基づく場合に限られていた。例えば、熱伝導により生じた応力で破壊が生じるような計算を同時に行う場合には、同じ計算式に基づく計算ができないため、シミュレーションによる解を得ることはできなかった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、異なる解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う２つのシステムを用い、第１のシステムによるシミュレーションの計算結果から、第２のシステムによるシミュレーションの計算結果を得ることを可能にするデータ連携シミュレーション方式を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、第１の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第１のシステムと、第２の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第２のシステムとを用いて、計算対象の物理的又は化学的挙動を解析するデータ連携シミュレーション方法であって、前記第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、前記第１のシステムの計算結果から、計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、前記第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、前記データ変換手順から得られたデータを前記第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、請求項１記載のデータ連携シミュレーション方法において、前記第１のシステムが有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２記載のデータ連携シミュレーション方法において、前記第２のシステムが陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項１記載のデータ連携シミュレーション方法において、前記計算対象が、金属配線であることを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、請求項５に記載した発明は、第１の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第１のシステムと、第２の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第２のシステムとを用いて、計算対象の物理的又は化学的挙動を解析するためにコンピュータに、前記第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、前記第１のシステムの計算結果から、計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、前記第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、前記データ変換から得られたデータを前記第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順とを実行させるためのデータ連携シミュレーションプログラムである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて説明する。
【００１２】
図１に、本発明のシミュレーション方法の実施の一形態における、金属配線にレーザを照射した場合の熱伝導計算を行う熱伝導解析システム（第１のシステム）で用いられるモデルを示す。
【００１３】
図１のモデルにおいて、金属配線は、酸化シリコン層上に形成したアルミニウム（Ａｌ）層であり、窒化シリコン層がこのアルミニウム層を被覆している構成であるとする。
【００１４】
この実施形態では、有限要素法による熱伝導解析システム（第１のシステム）と、陽解法による非線形動的構造解析システム（第２のシステム）とを連携して、熱伝導により生じた応力で金属配線の配線周辺部が破壊する様子を計算により求める方法について、説明する。
【００１５】
まず、第１のシステムは、金属配線にレーザーエネルギーを照射したときの金属配線中の温度分布を有限要素法を用いて計算する。
【００１６】
第１のシステムでは、熱伝導解析シミュレーションプログラム（例えば、α―ＦＬＯＷ）をコンピュータ上で起動することにより、有限要素法による熱伝導解析計算が行われる。
【００１７】
ここで、特に図示しないが、コンピュータは少なくとも、プログラムを実行する制御部（ＣＰＵ等）と、コマンド又はデータを入力する入力部（キーボード、マウス等）と、入力データを格納しておく入力データ格納部（記憶装置等）と、計算結果等の出力データを格納しておく出力データ格納部（記憶装置等）、計算結果等の出力データを表示する表示部（ディスプレイ等）とを備えている。
【００１８】
金属配線表面の任意の位置（ｘ，ｙ）における任意の時間ｔでのエネルギ強度Ｉｘ，ｙ，ｔは次式で表される。
【００１９】
【数１】
2004094672.tif 000003
ここで、Ｅ０はレーザエネルギーであり、φはレーザ照射半径であり、ｒは半値幅である。
【００２０】
次に、金属配線に照射されたレーザの発熱の割合は次式で表される。
【００２１】
【数２】
2004094672.tif 000004
ここで、κは熱伝導度であり、λはレーザーの波長である。
【００２２】
以上の条件を満たすレーザーが照射されたときの金属配線中の温度分布は次式で表される非定常熱伝導方程式を解くことで得られる。
【００２３】
【数３】
2004094672.tif 000005
ここで、ρは密度であり、Ｃｐは比熱である。
【００２４】
ここでは、金属配線に照射するレーザエネルギーを２．５μＪとし、レーザの照射中心を、図１の矢印に示すように、金属配線の左端上辺部とした。上記のアルミニウム（Ａｌ）配線のモデル（図１）を用い、第１のシステムにより有限要素法による熱伝導解析計算を行うことで、レーザが照射されたときの金属配線中の温度分布が得られる。
【００２５】
この場合に得られる金属配線中の温度分布には、レーザが照射された点を中心に温度が上昇している様子が示される。
【００２６】
次に、温度分布を計算した結果からアルミニウム（Ａｌ）の融点に等しい点を取り出し、溶融部が金属配線の周囲に圧力を伝え、配線周辺部を破壊する様子をシミュレーションすることを考える。
【００２７】
従来の方式では、このシミュレーションは、有限要素法ではできないため、同じシステム（第１のシステム）で解を得ることができなかった。そこで、本実施形態の方式では、第１のシステムの計算結果から任意の基準を満たす点を抽出し、陽解法による非線形動的構造解析システム（第２のシステム）から読み込むことのできるデータに変換することにより、第２のシステムを用いて、金属配線の溶融部に生じる圧力により配線周辺部を破壊する様子をシミュレーションすることを可能にする。
【００２８】
一般に、動的構造解析は、落下や衝撃になどに対する応答解析や、地震による応答解析などのように、時間に依存する荷重をかけた構想物の動的応答（変位、応力、力）について解析することをいう。さらに、動的構造解析において、解析する構造物や部品の応答が外力に比例しない場合を非線形とよび、非線形の構造物の動的解析をとりあつかうシステム（プログラム）が非線形動的構造解析システム（プログラム）である。
【００２９】
本実施形態における第２のシステムでは、非線形動的構造解析プログラム（例えば、ＬＳ−ＤＹＮＡ）をコンピュータ上で起動することにより、陽解法による非線形動的構造解析計算が行われる。
【００３０】
第２のシステムは、第１のシステムの有限要素法による計算と同様に、計算領域をセルと呼ばれる微小な領域に区切って計算する。第１のシステムの熱伝導計算によって得られる温度の情報はセルの中心の温度であるのに対し、第２のシステムの破壊の計算ではセルの各頂点の座標に基づいて計算する。
【００３１】
図２は、溶融部からの応力で生じる金属配線の破壊シミュレーションを計算する第２のシステムで用いられる金属配線の計算領域を分割したセルを示す。
【００３２】
図２に示すように隣接するセルの中心温度からセルの各頂点の温度を求め、さらにそのデータから融点に等しい点の座標を求める。
【００３３】
例えば、図２のセルの場合には、第１のシステムの熱伝導計算によって得られる温度の情報により、まず当該セルの中心温度Ｔが得られる。次に、当該セル及び隣接するセルの各中心温度Ｔにより当該セルの各頂点の温度を求める。さらに、各頂点の温度から金属配線の融点（Ａｌ）に等しい点の座標を求める。
【００３４】
このようにして、第１のシステムの熱伝導計算結果から溶融面のデータ（等値面データ）のみを取り出す。このデータは溶融面の座標データをもっているため、圧力分布の計算を行うことができる。したがって、この溶融面のデータを第２のシステムに読み込み、第２のシステムにより、溶融部が金属配線の周囲に圧力を伝え、金属配線を破壊する様子をシミュレーションすることが可能になる。
【００３５】
次に、本実施形態の第１のシステムによる溶融シミュレーション計算について、図１１乃至図２３を用いて説明する。
【００３６】
図１１は、本発明の一実施形態における溶融シミュレーション計算に用いる、レーザ光が照射される金属配線の構造を示す。図１２は、図１１の金属配線の断面におけるレーザ光が照射される範囲を示す。
【００３７】
図１と同様、図１１に示した金属配線は、酸化シリコン（ＳｉＯ）層２上に形成したアルミニウム（Ａｌ）層３であり、このアルミニウム層３上には窒化シリコン層１（ＳｉＮ）が被覆されている。レーザの照射方向は、図１１の矢印に示すように、金属配線の左端上辺部にレーザが上から照射されるものとする。
【００３８】
図１２に示したように、アルミニウム層３の厚さは、１．４μｍであり、照射されるレーザの半径は３．７μｍである。
【００３９】
金属配線上にある窒化シリコン層１（ＳｉＮ）の厚さに応じてレーザ光の反射率は変化する。図１３に、金属配線の窒化シリコンの厚さとレーザ光の反射率の度合いの関係を示す。本実施形態では、窒化シリコン層１の厚さを考慮して、図１３のデータを用いている。
【００４０】
図１４に、レーザ光を照射する時間履歴と金属配線が受けるレーザエネルギの関係を示す。本実施形態では、図１４に示した特性を有するレーザ光を金属配線に照射することにする。
【００４１】
また、本実施形態では、金属配線にアルミニウムを用いることにし、アルミニウムの密度、熱伝導度、熱容量の温度依存性を考慮して、それぞれ、図１５、図１６、図１７のデータを用いている。
【００４２】
上記のデータを第１のシステム（α―ＦＬＯＷのＡｎｎｅａｌ．ｅｘｅ）の条件データとして設定し、上記の数式３の非定常熱伝導方程式を解くことでレーザの照射時間と溶融量、溶融部の温度、溶融部の圧力を計算する。
【００４３】
第１のシステムによる計算結果として、様々なエネルギのレーザを照射したときの照射時間について溶融体積が変化する様子を、図１８に示す。また、様々なエネルギのレーザを照射したときの照射時間について溶融部の温度が変化する様子を、図１９に示す。さらに、様々なエネルギのレーザを照射したときの照射時間について、溶融部の圧力が変化する様子を、図２０に示す。
【００４４】
また、レーザ光を照射した時間の経過にしたがって、溶融が進むとともに溶融面の形状が変化する様子を、図２１および図２２に示す。図２１、図２２に示したように、レーザが当たっている箇所から金属が溶け始め、溶けている領域が徐々に広がっていく様子が分かる。
【００４５】
また、レーザ光の照射エネルギの変化にしたがって溶融部の体積が変化する様子を、図２３に示す。
【００４６】
ここで、実際の金属配線を様々なエネルギのレーザで溶融したときの溶融部の体積（図２３）と、レーザ照射時間と溶融量の計算結果（図１８）、レーザ照射時間と溶融部の温度の計算結果（図１９）、レーザ照射時間と溶融部の圧力の計算結果（図２０）とを比較することで、金属配線を覆う膜（層）が破壊する圧力を求めることができる。
【００４７】
本実施形態では、任意の圧力をもつ溶融部が金属配線の周りにどのような圧力を及ぼしているかを、非線形動的構造解析プログラム（第２のシステム）で計算するため、データ連携手法を用いてデータを変換する。
【００４８】
次に、本実施形態のデータ変換について、図３乃至図１０を用いて説明する。
【００４９】
図３は、本発明のシミュレーション方法の実施の一形態における、金属配線にレーザを照射した場合の熱伝導計算を行う第１のシステムと、金属配線の破壊シミュレーションを計算する第２のシステムの構成を示す。
【００５０】
図３に示したように、本実施形態の計算システムは、光吸収計算部１０と、溶融シミュレーション部１２と、形状変換部１４とから構成される。２０は第１のシステムの熱伝導解析シミュレーションプログラム（Ａｎｎｅａｌ．ｅｘｅ）であり、２２は第２のシステムの非線形動的構造解析プログラム（ＬＳ−ＤＹＮＡ）である。
【００５１】
また、図３の計算システムにおいて、材料ファイル３１は、計算対象（金属配線）の各構成材料の物性値等の材料情報を格納するデータファイルである。解析ケースファイル３２は、計算対象についての複数の解析ケースをそれぞれ特定する解析ケース情報を格納するデータファイルである。
【００５２】
また、図３の計算システムにおいて、光吸収計算ファイル３３は、光吸収計算部１０で生成される光吸収計算結果を示す光吸収計算情報を格納するデータファイルである。解析条件ファイル３４は、第１のシステムのプログラム２０に設定する解析条件を示す解析条件情報を格納するデータファイルである。レーザ発熱データファイル３５は、第１のシステムのプログラム２０に設定するレーザ発熱データを格納するデータファイルである。
【００５３】
また、図３の計算システムにおいて、時間履歴データファイル３６は、第１のシステムのプログラム２０で生成される時間履歴データを格納するデータファイルである。溶融部平均圧力ファイル３７は、第１のシステムのプログラム２０で生成される溶融部平均圧力情報を格納するデータファイルである。溶融比率ファイル３８は、第１のシステムのプログラム２０で生成される溶融比率情報を格納するデータファイルである。グラフデータファイル３９は、第１のシステムのプログラム２０で生成されるグラフデータを格納するデータファイルである。中心部発熱履歴ファイル４０は、第１のシステムのプログラム２０で生成される中心部発熱履歴情報を格納するデータファイルである。溶融部平均温度ファイル４１は、第１のシステムのプログラム２０で生成される溶融部平均温度情報を格納するデータファイルである。計算結果ファイル４２は、第１のシステムのプログラム２０で生成される溶融シミュレーション計算結果の情報を格納するデータファイルである。
【００５４】
また、図３の計算システムにおいて、変換データファイル４３は、形状変換部１４で生成され、第２のシステムのプログラム２２に入力可能な変換データを格納するデータファイルである。
【００５５】
図４は、図３の計算システムにより実行されるメインルーチンを説明するためのフロー図である。
【００５６】
図４のメインルーチンが開始されると、まず、コンピュータの表示部にメインルーチンの操作画面が表示される（Ｓ１０）。利用者（ユーザ）は、この操作画面上で、光吸収計算処理Ｓ１００、溶融シミュレーション処理Ｓ２００、形状変換処理Ｓ３００のいずれかの実行を開始させたい場合、所定の入力操作を行い１つの処理を選択する（Ｓ１２）。
【００５７】
利用者が光吸収計算処理を選択した場合、コンピュータの制御部（以下、制御部という）は光吸収計算処理（図５参照）の実行を開始する（Ｓ１００）。光吸収計算処理Ｓ１００が終了すると、メインルーチンの操作画面に戻り、利用者がこの操作画面上で終了を選択した場合にメインルーチンが終了する。
【００５８】
同様に、利用者が溶融シミュレーション処理を選択した場合、制御部は溶融シミュレーション処理（図６及び図７参照）の実行を開始する（Ｓ２００）。溶融シミュレーション処理Ｓ２００が終了すると、メインルーチンの操作画面に戻り、利用者がこの操作画面上で終了を選択した場合にメインルーチンが終了する。
【００５９】
同様に、利用者が形状変換処理を選択した場合、制御部は形状変換処理（図８乃至図１０参照）の実行を開始する（Ｓ３００）。形状変換処理Ｓ３００が終了すると、メインルーチンの操作画面に戻り、利用者がこの操作画面上で終了を選択した場合にメインルーチンが終了する。
【００６０】
図５は、図４のメインルーチンにおける光吸収計算処理を説明するためのフロー図である。
【００６１】
図５の処理が開始すると、まず、表示部に光吸収計算処理に関する操作画面が表示される（Ｓ１０１）。このとき、制御部は材料ファイル３１にアクセスする。
【００６２】
利用者は、この操作画面上で、光吸収計算処理Ｓ１０３、材料選択処理Ｓ１０７、画面クリア処理Ｓ１０８、キャンセル処理Ｓ１０９のいずれかの実行を開始させたい場合、所定の入力操作を行って１つの処理を選択する（Ｓ１０２）。
【００６３】
利用者が光吸収計算を選択した場合、制御部は光吸収計算処理を実行する（Ｓ１０３）。このとき、制御部は以下のステップＳ１０４−Ｓ１０６を実行する。
【００６４】
まず、制御部は、材料ファイル３１にアクセスして、利用者の操作に応じた入力値を取得する（Ｓ１０４）。
【００６５】
次に、制御部は、取得した入力値に基づく光吸収計算を実行する（Ｓ１０５）。このとき、光吸収計算の結果得られたデータを光吸収計算ファイル３３に格納する。
【００６６】
また、制御部は、光吸収計算ファイル３３に格納されたデータに基づいて、表示部に光吸収計算結果に関するグラフ（図１３のグラフ等）を表示する（Ｓ１０６）。この処理が終了すると、上記操作画面に戻る。
【００６７】
一方、利用者が材料選択を選択した場合、制御部は材料選択処理を実行する（Ｓ１０７）。このとき、制御部は、利用者の入力操作に応じて材料ファイル３１にアクセスして、選択された材料についての材料情報を読み込む。この処理が終了すると、上記操作画面に戻る。
【００６８】
同様に、利用者が画面クリアを選択した場合、制御部は画面クリア処理を実行する（Ｓ１０８）。このとき、光吸収計算処理に関する操作画面は所定の状態に設定される。この処理が終了すると、上記操作画面に戻る。
【００６９】
同様に、利用者がキャンセルを選択した場合、制御部はキャンセル処理を実行する（Ｓ１０９）。この処理が終了すると、上記メインルーチンの操作画面に戻る。
【００７０】
図６は、図４のメインルーチンにおける溶融シミュレーション処理を説明するためのフロー図である。
【００７１】
図６の処理が開始すると、まず、表示部にケース選択画面が表示される（Ｓ２０１）。このとき、制御部は解析ケースファイル３２にアクセスする。
【００７２】
利用者は、この画面上で、解析ケース選択処理Ｓ２０３、解析ケース選択完了処理Ｓ２０４、キャンセル処理Ｓ２０５のいずれかの実行を開始させたい場合、所定の入力操作を行って１つの処理を選択する（Ｓ２０２）。
【００７３】
利用者がステップＳ２０２においてキャンセルを選択すると、制御部はキャンセル処理を実行する（Ｓ２０５）。この処理が終了すると、上記メインルーチンの操作画面に戻る。
解析ケース選択処理Ｓ２０３が開始すると、制御部は利用者の入力操作に応じて解析ケースを選択する（Ｓ２０３）。
【００７４】
利用者がステップＳ２０２において解析ケース選択完了（ＯＫ）を選択すると、制御部はケース選択画面の表示を終了させる（Ｓ２０６）。次に、制御部は選択された解析ケースに関するワークフォルダを出力データ格納部に作成する（Ｓ２０７）。
【００７５】
ステップＳ２０７が終了すると、制御部は、表示部に溶融シミュレーション画面を表示する（Ｓ２０８）。このとき、制御部は材料ファイル３１と解析ケースファイル３２にアクセスする。
【００７６】
利用者は、この画面上で、ヒューズ選択処理Ｓ２１０、選択完了処理Ｓ２１１、キャンセル処理Ｓ２１２のいずれかの実行を開始させたい場合、所定の入力操作を行って１つの処理を選択する（Ｓ２０９）。
【００７７】
ヒューズ選択処理Ｓ２１０が選択されると、制御部は利用者の入力操作に応じてヒューズ材料を選択し、材料ファイル３１から選択した材料データを読み込む（Ｓ２１０）。
【００７８】
同様に、ステップＳ２０９において選択完了（ＯＫ）が選択されると、制御部は、選択された解析ケースを示す情報を解析ケースファイル３２に書き込み、シミュレーション実行処理を開始する（Ｓ２２０）。制御部は、利用者の入力操作に応じて図７のシミュレーション実行処理を実行する。
【００７９】
同様に、ステップＳ２０９においてキャンセルが選択されると、制御部はキャンセル処理を実行する（Ｓ２１２）。この処理が終了すると、上記メインルーチンの操作画面に戻る。
【００８０】
図７は、図６の溶融シミュレーション処理におけるシミュレーション実行処理を説明するためのフロー図である。
【００８１】
図７の処理が開始すると、まず、制御部は、設定された解析ケース情報を解析ケースファイル３２に出力する（Ｓ２２１）。
【００８２】
次に、制御部は、設定された解析条件情報を解析条件ファイル３４とレーザ発熱データファイル３５に出力する（Ｓ２２２）。
【００８３】
ステップＳ２２２が終了すると、制御部はシミュレーション進捗モニタ画面を表示部に表示する（Ｓ２２３）。この進捗モニタ画面の表示は溶融シミュレーション処理の終了まで継続される。
【００８４】
進捗モニタ画面の表示と平行して、制御部は、第１のシステム（Ａｎｎｅａｌ．ｅｘｅ）の条件データとして、解析条件ファイル３４とレーザ発熱データファイル３５の各情報を入力することにより、溶融シミュレーション計算を実行する（Ｓ２２４）。このとき得られる計算結果に基づいて、時間履歴データファイル３６、溶融部平均圧力ファイル３７、溶融比率ファイル３８、グラフデータファイル３９、中心部発熱履歴ファイル４０、溶融部平均温度ファイル４１、計算結果ファイル４２の各ファイルが生成される。
【００８５】
図８は、図４のメインルーチンにおける形状変換処理を説明するためのフロー図である。
【００８６】
図８の処理が開始すると、制御部は表示部に形状変換処理に関する操作画面を表示する（Ｓ３０１）。このとき、制御部は解析ケースファイル３２にアクセスする。
【００８７】
利用者は、操作画面上で、解析ケース選択処理Ｓ３０３、解析ケース選択完了処理Ｓ３０５、キャンセル処理Ｓ３０７のいずれかの実行を開始させたい場合、所定の入力操作を行い１つの処理を選択する（Ｓ３０２）。
【００８８】
利用者がステップＳ３０２においてキャンセルを選択すると、制御部はキャンセル処理を実行する（Ｓ３０７）。この処理が終了すると、上記メインルーチンの操作画面に戻る。
解析ケース選択が選択されると、制御部は利用者の入力操作に応じて解析ケースを選択する（Ｓ３０３）。次に、制御部は、溶融部平均圧力ファイル３７、溶融比率データファイル３８にアクセスして、表示部に選択された解析ケースについての溶融部平均圧力や溶融比率に関するグラフ（図２０のグラフ等）を表示する（Ｓ３０４）。この処理が終了すると、上記操作画面に戻る。
【００８９】
利用者がステップＳ３０２において解析ケース選択完了（ＯＫ）を選択すると、制御部は材料データファイル３１にアクセスして材料情報を取得する（Ｓ３０６）。次に、制御部は、時間履歴データファイル３６、溶融部平均圧力ファイル３７及び解析ケースファイル３２にアクセスして、設定された解析ケースについての溶融部平均圧力情報と時間履歴データの各情報を取得することにより、形状変換実行処理の実行を開始する（Ｓ３１０）。この処理が完了すると、制御部は変換データファイル４３を生成する。
【００９０】
図９は、図８の形状変換処理における形状変換実行処理を説明するためのフロー図である。
【００９１】
図９の処理が開始すると、制御部は時間履歴データファイル３６にアクセスして温度ステップ数を取得する（Ｓ３１１）。
【００９２】
次に、制御部は時間履歴データファイル３６にアクセスしてグリッド数を取得する（Ｓ３１２）。
【００９３】
また、制御部は時間履歴データファイル３６にアクセスしてグリッド座標を取得する（Ｓ３１３）。
【００９４】
また、制御部は溶融部平均圧力ファイル３７にアクセスして対象時間ステップを決定する（Ｓ３１４）。
【００９５】
また、制御部は時間履歴データファイル３６にアクセスして対象時間ステップの温度データを取得する（Ｓ３１５）。
【００９６】
そして、制御部は利用者の入力操作にしたがってステップＳ３１５で取得した温度データの編集を行う（Ｓ３１６）。このとき、各セル（図２参照）の中心（セルセンタ）とグリッドとを対応させる。
【００９７】
ステップＳ３１６が終了すると、制御部は図１０の等値面計算処理の実行を開始する（Ｓ３２０）。この処理が完了すると、制御部は変換データファイル４３を生成する。
【００９８】
ステップＳ３２０が終了すると、制御部は解析ケースファイル３２にアクセスしてヒューズの原形出力を行う（Ｓ３３０）。
【００９９】
図１０は、図９の形状変換実行処理における等値面計算処理を説明するためのフロー図である。
【０１００】
図１０の処理が開始すると、制御部は、対象となるセル（図２参照）の辺ごとに融点を示す点の座標を調査する（Ｓ３２１）。このとき、対象セルの１２個全てについて融点を示す点の座標を検出する。
【０１０１】
次に、制御部は検出点の整列を行う（Ｓ３２２）。このとき、辺の交差を防止するため、各検出点の座標を円筒座標に変換し、円筒座標のθが小さい順に並べ替える。
【０１０２】
次に、制御部は検出点整列後の各座標によって形成される検出多角形の出力を行う（Ｓ３２３）。このステップが終了すると、制御部は上記のステップＳ３２１−Ｓ３２３をセル数分繰り返し実行する。全てのセルについて検出多角形の出力が完了すると、図１０の処理が終了する。
【０１０３】
本実施形態のシミュレーション方法では、上述のデータ変換を行った結果得られる、溶融面形状を第２のシステム（非線形動的構造解析プログラム）に取り込むことで、破壊シミュレーションの計算を可能としている。
【０１０４】
以下、本実施形態の破壊シミュレーションの計算について、図２４及び図２５を用いて説明する。
【０１０５】
第２のシステムで破壊計算行うために作成した配線部のメッシュ構造を図２４に示す。図２４のメッシュにおいて、配線上部を覆う層間膜が平らでないのは、実際のプロセスに合わせたためである。
【０１０６】
そして、溶融部から圧力がかかっているという条件を第２のシステムに入力して、破壊計算を行った結果を図２５に示す。
【０１０７】
図２５に示したように、金属配線を覆っている層間膜にクラックが入ってこの部分で破壊が生じていくことが分かる。
【０１０８】
（付記１）
第１の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第１のシステムと、第２の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第２のシステムとを用いて、計算対象の物理的又は化学的挙動を解析するデータ連携シミュレーション方法であって、前記第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、前記第１のシステムの計算結果から、計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、前記第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、前記データ変換手順から得られたデータを前記第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順とを有することを特徴とするデータ連携シミュレーション方法。
【０１０９】
（付記２）
前記第１のシステムは、有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであることを特徴とする付記１記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１０】
（付記３）
前記第２のシステムは、陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする付記１又は２記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１１】
（付記４）
前記計算対象は、金属配線であることを特徴とする付記１記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１２】
（付記５）
前記第２のシステムは、金属配線の溶融部に生じる圧力により配線周辺部の破壊の挙動を解析することを特徴とする付記１記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１３】
（付記６）
前記第１のシステムは、金属配線にレーザを照射したときの熱伝導解析を行うことを特徴とする付記１記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１４】
（付記７）
前記データ連携シミュレーション方法は、前記金属配線の光吸収計算情報を生成する手順を有することを特徴とする付記４記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１５】
（付記８）
前記データ変換の手順は、前記第１のシステムによる熱伝導計算の結果から溶融面のデータを取り出す手順を含むことを特徴とする付記４記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１６】
（付記９）
前記データ変換の手順は、前記第１のシステムによる熱伝導計算の結果から溶融面のデータを取り出し、該溶融面の座標データを用いて圧力分布の計算結果を取得する手順を含むことを特徴とする付記４記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１１７】
（付記１０）
第１の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第１のシステムと、第２の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第２のシステムとを用いて、計算対象の物理的又は化学的挙動を解析するためにコンピュータに、　前記第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、前記第１のシステムの計算結果から、計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、前記第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、前記データ変換から得られたデータを前記第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順とを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１１８】
（付記１１）
前記第１のシステムは、有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであることを特徴とする付記１０記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１１９】
（付記１２）
前記第２のシステムは、陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする付記１０又は１１記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１２０】
（付記１３）
第１の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第１のシステムと、第２の解析手法の計算式に基づくシミュレーションを行う第２のシステムとを用いて、計算対象の物理的又は化学的挙動を解析するためにコンピュータに、　前記第１のシステムによるシミュレーションの計算結果を出力する手順と、前記第１のシステムの計算結果から、計算領域の物性値に関する任意の基準をみたす点を抽出し、前記第２のシステムに入力可能なデータに変換する手順と、前記データ変換から得られたデータを前記第２のシステムに入力してシミュレーションの計算結果を出力する手順とを実行させるためのデータ連携シミュレーションプログラム。
【０１２１】
（付記１４）
前記第１のシステムは、有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであることを特徴とする付記１３記載のデータ連携シミュレーションプログラム。
【０１２２】
（付記１５）
前記第２のシステムは、陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする付記１３又は１４記載のデータ連携シミュレーションプログラム。
【０１２３】
（付記１６）
前記計算対象が金属配線であり、前記第１のシステムは有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであり、かつ、前記第２のシステムは陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする付記１記載のデータ連携シミュレーション方法。
【０１２４】
（付記１７）
前記計算対象が金属配線であり、前記第１のシステムは有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであり、かつ、前記第２のシステムは陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする付記１０記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０１２５】
（付記１８）
前記計算対象が金属配線であり、前記第１のシステムは有限要素法による熱伝導解析に関するシステムであり、かつ、前記第２のシステムは陽解法による非線形動的構造解析に関するシステムであることを特徴とする付記１３記載のデータ連携シミュレーションプログラム。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデータ連携によるシミュレーション方法によれば、例えば、有限要素法による熱伝導解析システム（第１のシステム）と、陽解法による非線形動的構造解析システム（第２のシステム）とを連携して、熱伝導により生じた応力で金属配線の破壊シミュレーションの計算結果を得ることができる。異なる計算式に基づく２つのシステム同士であっても、データ連携を行うことで第１のシステムの計算結果を第２のシステムの入力データとして第２のシステムのシミュレーション計算を行うことが可能となり、従来のシステムにより解を求めることが困難な現象の解析に極めて有用である。
【０１２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシミュレーション方法の実施の一形態における、金属配線にレーザを照射した場合の熱伝導計算を行う第１のシステムで用いられるモデルを示す図である。
【図２】溶融部からの応力で生じる金属配線の破壊シミュレーションを計算する第２のシステムで用いられる金属配線の計算領域を分割したセルを示す図である。
【図３】本発明のシミュレーション方法の実施の一形態における、金属配線にレーザを照射した場合の熱伝導計算を行う第１のシステムと、金属配線の破壊シミュレーションを計算する第２のシステムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３の計算システムにより実行されるメインルーチンを説明するためのフロー図である。
【図５】図４のメインルーチンにおける光吸収計算処理を説明するためのフロー図である。
【図６】図４のメインルーチンにおける溶融シミュレーション処理を説明するためのフロー図である。
【図７】図６の溶融シミュレーション処理におけるシミュレーション実行処理を説明するためのフロー図である。
【図８】図４のメインルーチンにおける形状変換処理を説明するためのフロー図である。
【図９】図８の形状変換処理における形状変換実行処理を説明するためのフロー図である。
【図１０】図９の形状変換実行処理における等値面計算処理を説明するためのフロー図である。
【図１１】本発明の一実施形態である溶融シミュレーション方法に用いる、レーザ光が照射される金属配線の構造を示す図である。
【図１２】図１１の金属配線の断面におけるレーザ光が照射される範囲を示す図である。
【図１３】金属配線の窒化シリコンの厚さとレーザ光の反射率の度合いの関係を示す図である。
【図１４】レーザ光を照射する時間の経過と金属配線が受けるレーザエネルギの関係を示す図である。
【図１５】金属配線にアルミニウムを用いた場合の温度と密度の関係を示す図である。
【図１６】金属配線にアルミニウムを用いた場合の温度と熱伝導度の関係を示す図である。
【図１７】金属配線にアルミニウムを用いた場合の温度と熱容量の関係を示す図である。
【図１８】様々なエネルギのレーザを照射したときの照射時間と溶融体積の関係を示す図である。
【図１９】様々なエネルギのレーザを照射したときの照射時間と溶融部の温度の関係を示す図である。
【図２０】様々なエネルギのレーザを照射したときの照射時間と溶融部の圧力の関係を示す図である。
【図２１】レーザ光の照射時間の経過にしたがって溶融面の形状が変化する様子を示す図である。
【図２２】レーザ光の照射時間の経過にしたがって溶融面の形状が変化する様子を示す図である。
【図２３】レーザ光の照射エネルギと溶融部の体積の関係を示す図である。
【図２４】溶融部からの応力で生じる金属配線の破壊シミュレーションの計算を第２のシステムで行うために作成した配線部のメッシュ構造を示す図である。
【図２５】溶融部による応力の情報にもとづいて第２のシステムで行った破壊シミュレーション計算の結果を示す図である。
【符号の説明】
１０　光吸収計算部
１２　溶融シミュレーション部
１４　形状変換部
２０　第１のシステムのプログラム（α−ＦＬＯＷ）
２２　第２のシステムのプログラム（ＬＳ−ＤＹＮＡ）
３１　材料ファイル
３２　解析ケースファイル
３３　光吸収計算ファイル
３４　解析条件ファイル
３５　レーザ発熱データファイル
３６　時間履歴データファイル
３７　溶融部平均圧力ファイル
３８　溶融比率ファイル
３９　グラフデータファイル
４０　中心部発熱履歴ファイル
４１　溶融部平均温度ファイル
４２　計算結果ファイル
４３　変換データファイル
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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