(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの半導体プロセスに関するシミュレーションを、前記半導体プロセスに用いる化学種と前記半導体デバイスとの反応現象に基づいて行なうシミュレーション装置において、
前記半導体デバイスの微細構造の初期形状を設定する設定ステップと、
前記初期形状に応じた前記化学種と前記半導体デバイスとの反応確率または前記化学種の失活確率を表す包括的反応確率を算出する確率算出ステップと、
前記包括的反応確率を境界条件とする装置内部の反応性流体シミュレーションを行い、前記微細構造に応じた前記化学種の気相濃度を算出する濃度算出ステップと、
前記気相濃度を前記化学種のフラックスに変換したフラックスデータを算出するフラックス算出ステップと、
前記フラックスデータを境界条件とする前記微細構造の加工後形状の形状シミュレーションを行い、前記微細構造の表面位置での成長速度を算出する速度算出ステップと、
前記成長速度に基づいて一定時間後の前記微細構造の形状を算出する形状算出ステップと、
前記形状シミュレーションを行うプロセスの終了時間であるか否かを判断する終了判断ステップと、
前記終了時間である場合に、算出された前記微細構造の形状を最終の加工後形状として決定する決定ステップと、
前記終了時間でない場合に、前記形状算出ステップで算出された前記微細構造に応じた前記包括的反応確率を再算出する再算出ステップと、
前記再算出ステップで算出された前記包括的反応確率が予め定められた閾値を超えたか否かを判断し、前記包括的反応確率が前記閾値を超えていない場合に前記速度算出ステップに戻り、前記包括的反応確率が前記閾値を超えた場合に前記濃度算出ステップに戻る閾値判断ステップと、
を実行するシミュレーション部を備えるシミュレーション装置。
【請求項２】
前記シミュレーション部は、前記フラックスデータを算出する際に用いる計算メッシュサイズ以上の大きさを有した前記半導体デバイスの表面領域を抽出する抽出ステップをさらに実行し、
前記確率算出ステップは、抽出した表面領域内で前記包括的反応確率を算出することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記半導体デバイスは、表面上で異なる構造を有した複数の半導体デバイス領域を含み、
前記確率算出ステップは、前記半導体デバイス領域ごとに前記包括的反応確率を算出し、算出した前記半導体デバイス領域ごとの前記包括的反応確率の前記半導体デバイス領域の面積比に基づく平均値を、前記半導体デバイス全体の前記包括的反応確率として算出することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記半導体プロセスは複数の化学種を用い、
前記閾値は、複数の前記化学種のうち、前記半導体デバイスの加工後形状に影響を与える所定の化学種に対してのみ設定されることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
半導体デバイスの半導体プロセスに関するシミュレーションを、前記シミュレーションに用いる化学種と前記半導体デバイスとの反応現象に基づいて行なうシミュレーションプログラムにおいて、
前記半導体デバイスの微細構造の初期形状を設定する設定ステップと、
前記初期形状に応じた前記化学種と前記半導体デバイスとの反応確率または前記化学種の失活確率を表す包括的反応確率を算出する確率算出ステップと、
前記包括的反応確率を境界条件とする装置内部の反応性流体シミュレーションを行い、前記微細構造に応じた前記化学種の気相濃度を算出する濃度算出ステップと、
前記気相濃度を前記化学種のフラックスに変換したフラックスデータを算出するフラックス算出ステップと、
前記フラックスデータを境界条件とする前記微細構造の加工後形状の形状シミュレーションを行い、前記微細構造の表面位置での成長速度を算出する速度算出ステップと、
前記成長速度に基づいて一定時間後の前記微細構造の形状を算出する形状算出ステップと、
前記形状シミュレーションを行うプロセスの終了時間であるか否かを判断する終了判断ステップと、
前記終了時間である場合に、算出された前記微細構造の形状を最終の加工後形状として決定する決定ステップと、
前記終了時間でない場合に、前記形状算出ステップで算出された前記微細構造に応じた前記包括的反応確率を再算出する再算出ステップと、
前記再算出ステップで算出された前記包括的反応確率が予め定められた閾値を超えたか否かを判断し、前記包括的反応確率が前記閾値を超えていない場合に前記速度算出ステップに戻り、前記包括的反応確率が前記閾値を超えた場合に前記濃度算出ステップに戻る閾値判断ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするシミュレーションプログラム。
【請求項６】
半導体デバイスの半導体プロセスに関するシミュレーションを、前記シミュレーションに用いる化学種と前記半導体デバイスとの反応現象に基づいて行なうシミュレーション方法において、
前記半導体デバイスの微細構造の初期形状を設定する設定ステップと、
前記初期形状に応じた前記化学種と前記半導体デバイスとの反応確率または前記化学種の失活確率を表す包括的反応確率を算出する確率算出ステップと、
前記包括的反応確率を境界条件とする装置内部の反応性流体シミュレーションを行い、前記微細構造に応じた前記化学種の気相濃度を算出する濃度算出ステップと、
前記気相濃度を前記化学種のフラックスに変換したフラックスデータを算出するフラックス算出ステップと、
前記フラックスデータを境界条件とする前記微細構造の加工後形状の形状シミュレーションを行い、前記微細構造の表面位置での成長速度を算出する速度算出ステップと、
前記成長速度に基づいて一定時間後の前記微細構造の形状を算出する形状算出ステップと、
前記形状シミュレーションを行うプロセスの終了時間であるか否かを判断する終了判断ステップと、
前記終了時間である場合に、算出された前記微細構造の形状を最終の加工後形状として決定する決定ステップと、
前記終了時間でない場合に、前記形状算出ステップで算出された前記微細構造に応じた前記包括的反応確率を再算出する再算出ステップと、
前記再算出ステップで算出された前記包括的反応確率が予め定められた閾値を超えたか否かを判断し、前記包括的反応確率が前記閾値を超えていない場合に前記速度算出ステップに戻り、前記包括的反応確率が前記閾値を超えた場合に前記濃度算出ステップに戻る閾値判断ステップと、
を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体プロセスにおける反応現象のシミュレーションを行なう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に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学気相堆積法や反応性イオンエッチング等の半導体プロセス装置において、反応炉内の現象を解析し、計算機によるシミュレーションを行うことは、高度なプロセス制御のために必要不可欠な技術となっている。このため、微細な加工を伴う半導体の製造工程では、プロセスの制御性にも高い精度が要求されてきており、シミュレーションにおいても同様の高い精度が必要とされている。
【０００３】
ところが、プロセス装置の反応炉では、熱・流体の輸送、電子励起によるプラズマ物理現象、外部電場や磁場の影響、イオン衝撃や熱エネルギーで引き起こされる化学反応等の様々な現象が複雑に絡み合っている。このため、現在の発達した計算機環境をもってしても、これらの現象を正確に計算するには長時間の計算時間を要し容易に行なうことはできない。
【０００４】
さらに、反応炉の壁面や半導体基板表面での化学反応が境界条件として反応炉内の現象に大きな影響を与えることがある。また、半導体基板表面での反応が、反応炉内部の気相現象に及ぼす影響の大きさは、化学反応式で定義できる量だけでなく、表面の材質を含めた微細な構造にも依存している。
【０００５】
例えば、熱エネルギーを利用した化学反応気相堆積法（熱ＣＶＤ（Chemical Vapour Deposition）法）において、供給した原料ガスが半導体基板表面で分解反応を起こして堆積する場合を考える。この場合、原料ガスの反応性は低い場合が多く、例えば、統計的に半導体基板表面に衝突した気相原料分子１０5個の内、実際に表面で反応を起こし、膜として堆積する分子が1つしかない場合がある（ここでは反応確率が１０-5であると記述する）。この時、基板表面が平坦な平面（平面構造）であっても、段差形状を有した面（段差構造）であっても、基板表面での膜の堆積速度はほぼ同じである。例えば、段差構造の面積が平面構造の面積の１０倍である場合、段差構造での気相原料分子の消費速度は平面構造の１０倍になる。
【０００６】
しかしながら、同じ表面形状であっても、反応性が高く、反応確率が１であるような原料分子が堆積膜を形成する場合、段差形状内部（内壁部）での膜の堆積速度は平面（上面部）に比べ小さくなる。この結果、平面構造であっても段差構造であっても、気相原料分子の消費速度は変わらない。
【０００７】
また、異方性の高い高速イオンによってエッチングを行う反応性イオンエッチング（ＲＩＥ（Reactive Ion Etching））プロセスでは、イオンによって固体表面がエッチングされ、エッチング生成物が気体分子として放出される。放出されるエッチング生成分子は再度表面に堆積する場合があることが知られており、この堆積分子の量が、反応性イオンエッチングプロセスでの加工形状に大きな影響を与える。例えば、イオンとの反応性が低いエッチングマスク上から基板をエッチングする時、イオン入射角の異方性が非常に高い場合、イオンはほぼマスク物質にのみ衝突し、反応を起こさないのでエッチングによる生成物はほとんど発生しない。しかしながら、イオンの異方性が低下すると、反応性イオンがマスクのない側壁面にも多く衝突するので、側壁面がエッチングされエッチング生成物が多く放出されるようになる。
【０００８】
このように、半導体プロセス装置において、反応炉内部の現象と反応炉壁面または半導体基板上の微細構造とは、強くリンクしているため、精度の高いシミュレーションには気相と表面の相互作用を考慮する必要がある。
【０００９】
しかしながら、半導体プロセス装置は数センチメートルからメートルオーダーの大きさを持つのに対し、半導体基板上の表面構造はマイクロメートルからナノメートルの微細構造である場合が多く、効率的な計算に必要な数値計算のメッシュサイズが両者で大きく異なる。したがって、両方の現象を同時に数値的にシミュレーションすることは困難になっている。このため、従来の半導体プロセスシミュレーションでは、半導体基板表面の微細構造を無視した単純な平面表面を仮定するか、あるいは物質の異なる複数の表面におけるマクロな面積比だけを考慮して計算されることが多かった（例えば、非特許文献１参照）。
【００１０】
非特許文献２に記載のシミュレーションでは、比較的大きな計算メッシュを用いてプロセス反応炉の計算を行うシミュレーション１と、微小な計算メッシュで特定の表面微細構造を計算するシミュレーション２を行い、両者の境界領域において気相の反応性分子の濃度と濃度勾配とが、シミュレーション１と２で一致するよう、繰り返し収束計算をする手法が提案されている。
【００１１】
また、特許文献１に記載のシミュレーション方法では、固相の下地と固相に入射する気相粒子との相互反応のシミュレーション方法において、下地固相の粒子の属性（Ｓｉである属性、Ｏである属性など）を決定し、気相粒子が付着した下地粒子に応じて、その挙動を決定している。
【００１２】
【非特許文献１】Y. Akiyama et al., J. Crystal Growth 241 (2002) 352.
【非特許文献２】Carlo Cavallotti et al., J. Crystal Growth 248 (2003) 411.
【特許文献１】特開平８−１０６４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、非特許文献１に記載のシミュレーション方法では、半導体基板表面の微細構造と気相との相互作用を考慮した、正確なシミュレーションを行うことができないといった問題があった。
【００１４】
また、非特許文献２に記載のシミュレーション方法では、物理的に正確なアプローチであるが、複雑な化学反応やプラズマ現象を扱う場合には、計算時間が長くなるといった問題があった。
【００１５】
また、特許文献１に記載のシミュレーション方法では、半導体基板上の表面構造よりも大きなスケールの半導体プロセス装置における装置シミュレーションに対応できないといった問題があった。
【００１６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、短い計算時間でスケールの異なる２つの現象の相互作用を考慮したシミュレーションを行なうことができるシミュレーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、半導体デバイスの半導体プロセスに関するシミュレーションを、前記半導体プロセスに用いる化学種と前記半導体デバイスとの反応現象に基づいて行なうシミュレーション装置において、前記半導体デバイスの微細構造の初期形状を設定する設定ステップと、前記初期形状に応じた前記化学種と前記半導体デバイスとの反応確率または前記化学種の失活確率を表す包括的反応確率を算出する確率算出ステップと、前記包括的反応確率を境界条件とする装置内部の反応性流体シミュレーションを行い、前記微細構造に応じた前記化学種の気相濃度を算出する濃度算出ステップと、前記気相濃度を前記化学種のフラックスに変換したフラックスデータを算出するフラックス算出ステップと、前記フラックスデータを境界条件とする前記微細構造の加工後形状の形状シミュレーションを行い、前記微細構造の表面位置での成長速度を算出する速度算出ステップと、前記成長速度に基づいて一定時間後の前記微細構造の形状を算出する形状算出ステップと、前記形状シミュレーションを行うプロセスの終了時間であるか否かを判断する終了判断ステップと、前記終了時間である場合に、算出された前記微細構造の形状を最終の加工後形状として決定する決定ステップと、前記終了時間でない場合に、前記形状算出ステップで算出された前記微細構造に応じた前記包括的反応確率を再算出する再算出ステップと、前記再算出ステップで算出された前記包括的反応確率が予め定められた閾値を超えたか否かを判断し、前記包括的反応確率が前記閾値を超えていない場合に前記速度算出ステップに戻り、前記包括的反応確率が前記閾値を超えた場合に前記濃度算出ステップに戻る閾値判断ステップと、を実行するシミュレーション部を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の他の形態は、半導体デバイスの半導体プロセスに関するシミュレーションを、前記シミュレーションに用いる化学種と前記半導体デバイスとの反応現象に基づいて行なうシミュレーションプログラムにおいて、前記半導体デバイスの微細構造の初期形状を設定する設定ステップと、前記初期形状に応じた前記化学種と前記半導体デバイスとの反応確率または前記化学種の失活確率を表す包括的反応確率を算出する確率算出ステップと、前記包括的反応確率を境界条件とする装置内部の反応性流体シミュレーションを行い、前記微細構造に応じた前記化学種の気相濃度を算出する濃度算出ステップと、前記気相濃度を前記化学種のフラックスに変換したフラックスデータを算出するフラックス算出ステップと、前記フラックスデータを境界条件とする前記微細構造の加工後形状の形状シミュレーションを行い、前記微細構造の表面位置での成長速度を算出する速度算出ステップと、前記成長速度に基づいて一定時間後の前記微細構造の形状を算出する形状算出ステップと、前記形状シミュレーションを行うプロセスの終了時間であるか否かを判断する終了判断ステップと、前記終了時間である場合に、算出された前記微細構造の形状を最終の加工後形状として決定する決定ステップと、前記終了時間でない場合に、前記形状算出ステップで算出された前記微細構造に応じた前記包括的反応確率を再算出する再算出ステップと、前記再算出ステップで算出された前記包括的反応確率が予め定められた閾値を超えたか否かを判断し、前記包括的反応確率が前記閾値を超えていない場合に前記速度算出ステップに戻り、前記包括的反応確率が前記閾値を超えた場合に前記濃度算出ステップに戻る閾値判断ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の他の形態は、半導体デバイスの半導体プロセスに関するシミュレーションを、前記シミュレーションに用いる化学種と前記半導体デバイスとの反応現象に基づいて行なうシミュレーション方法において、前記半導体デバイスの微細構造の初期形状を設定する設定ステップと、前記初期形状に応じた前記化学種と前記半導体デバイスとの反応確率または前記化学種の失活確率を表す包括的反応確率を算出する確率算出ステップと、前記包括的反応確率を境界条件とする装置内部の反応性流体シミュレーションを行い、前記微細構造に応じた前記化学種の気相濃度を算出する濃度算出ステップと、前記気相濃度を前記化学種のフラックスに変換したフラックスデータを算出するフラックス算出ステップと、前記フラックスデータを境界条件とする前記微細構造の加工後形状の形状シミュレーションを行い、前記微細構造の表面位置での成長速度を算出する速度算出ステップと、前記成長速度に基づいて一定時間後の前記微細構造の形状を算出する形状算出ステップと、前記形状シミュレーションを行うプロセスの終了時間であるか否かを判断する終了判断ステップと、前記終了時間である場合に、算出された前記微細構造の形状を最終の加工後形状として決定する決定ステップと、前記終了時間でない場合に、前記形状算出ステップで算出された前記微細構造に応じた前記包括的反応確率を再算出する再算出ステップと、前記再算出ステップで算出された前記包括的反応確率が予め定められた閾値を超えたか否かを判断し、前記包括的反応確率が前記閾値を超えていない場合に前記速度算出ステップに戻り、前記包括的反応確率が前記閾値を超えた場合に前記濃度算出ステップに戻る閾値判断ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、短い計算時間でスケールの異なる２つの現象の相互作用を考慮したシミュレーションを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる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の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図１６に基づいて説明する。本実施の形態では、半導体製造装置とはスケールが大きく異なるデバイス（微細表面構造）の影響を考慮して、半導体製造装置（反応炉）の内部雰囲気（大きな系）の現象（半導体プロセス）やデバイスの加工後形状（小さな系）等をシミュレーション（算出）する。
【００２３】
具体的には、半導体プロセスシミュレーションを行う際の、半導体製造装置内部の化学種（反応対象物）（気相分子、イオン等）の濃度分布やフラックス（流束）を計算するにあたり、半導体製造装置の反応炉内壁や半導体基板上の微細構造の影響を効率的に取り入れるシミュレーション手法であり、装置シミュレーションの境界条件として表面の微細構造の影響を考慮した、包括的な反応確率（以下、包括的反応確率という）を用いる。このとき、包括的反応確率は、化学種の濃度の絶対値には依存しないものとして取り扱う。この仮定は、成膜処理やエッチング処理等の半導体プロセスの多くの場合に有効な仮定となる。なお、以下の説明では、半導体製造装置の反応炉内のシミュレーション、微細デバイス構造での加工形状のシミュレーションをそれぞれ装置シミュレーション、形状シミュレーションという。
【００２４】
また、この装置シミュレーションによって得られた種々の化学種の平面表面に入射するフラックスや異方性イオンの角度広がり分布を含めたフラックスの計算結果を用いて、微細デバイス構造での加工形状を予測（形状シミュレーション）する。例えば、反応性イオンエッチングのプロセスでは、エッチング生成物が表面に再付着することから、エッチング量に加工形状が強く依存する場合がある。エッチング生成物の量は、マスク物質の表面積を始めとする、デバイスの表面微細構造に強く依存する。このため、包括的反応確率を用いて、表面微細構造がプロセス装置内部の化学種の濃度分布に与える影響を考慮することがエッチングによる形状シミュレーションに有効となる。なお、ここでのフラックスは、所定の表面へ入射する分子（あるいはイオン、原子）のフラックスを示している。
【００２５】
以下、本発明の各種シミュレーション（装置シミュレーション、形状シミュレーション）を詳しく説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。シミュレーション装置１は、入力部１１、出力部１２、制御部１０を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００２６】
入力部１１は、マウスやキーボード等を備えて構成され、各種シミュレーションを行なうための、各種算出式に関する情報、実験値や予測値に関する情報、デバイスの微細構造に関する情報、フラックスに関する情報、各種プロセスシミュレーションを行なうための指示情報（条件や手順に関する情報）等を入力する。
【００２７】
出力部１２は、液晶モニタ等の表示手段等を備えて構成され、制御部１０によって算出された各種シミュレーションの算出結果（シミュレーション結果）等を出力（表示）する。
【００２８】
制御部１０は、制御装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１５、記憶装置であるＲＯＭ（Read Only Memory）１６やＲＡＭ（Random Access Memory）１７を含んで構成されており、入力部１１、出力部１２を制御するとともに、各種シミュレーションを行なう。ＣＰＵ１５は、シミュレーション装置１の使用者（以下、ユーザという）によって入力部１１からの所定の指示情報が入力されると、ＲＯＭ１６に格納されている各種シミュレーション用の各種シミュレーションプログラム等を読み出してＲＡＭ１７内のプログラム格納領域に展開し、装置シミュレーション、形状シミュレーション等の各種処理を実行する。この処理に際して生じる各種データ（シミュレーション結果）は、ＲＡＭ１７内に形成されるデータ格納領域に記憶させる。
【００２９】
ＲＯＭ１６に格納されている各種シミュレーション用の各種シミュレーションプログラムには、包括的反応確率に基づいて半導体製造装置の反応炉内部の反応性流体をシミュレーション（装置シミュレーション）するプログラム、反応炉内部の反応性流体に関する情報を用いて半導体デバイスの加工後形状に関するシミュレーション（形状シミュレーション）を行なうプログラム、各種シミュレーションを行なう際の計算メッシュサイズを抽出するプログラム、各種シミュレーションを行なう半導体デバイス領域毎の面積比等を算出するプログラム等が含まれている。したがって、制御部１０はこれらの各種シミュレーションプログラムに対応した各種シミュレーション機能を備えている。
【００３０】
つぎに、第１の実施の形態にかかるシミュレーション装置１の動作処理手順について説明する。ここでは、半導体デバイスの加工後形状を形状シミュレーションするため、微細構造内部の表面反応およびフラックスを詳細に計算する。ここでのフラックスの計算では、例えば微細構造を含む微小領域を計算領域とし、計算領域上部から分子を降らせ、その後の分子の衝突、反射、反応を追跡する。このときの、計算領域上部を仮想の平面（後述する仮想平面Ａ）ととらえ、計算領域上部から降らせる分子数を上から通過する分子数として数えるとともに、計算領域の外に出て行く分子数を下から通過する分子数として数える。これにより、包括的反応確率を容易に数値計算することが可能となる。
【００３１】
例えば、包括的反応確率を求める際のフラックス計算において、計算に用いる表面微細構造の領域を装置シミュレーションのメッシュサイズと同等の大きさとした場合、装置シミュレーションの境界条件として求めた包括的反応確率をそのまま用いることができる。したがって、半導体デバイスの加工後形状を形状シミュレーションするにあたり、最初に形状計算ツールを使用したフラックスの計算から包括的反応確率を計算し、続いて反応炉等の装置シミュレーションを行って微細な加工形状計算に必要なフラックスを算出する。これにより、特に新たな計算ツールを開発する必要がなく、既存の計算ツールの使い方を工夫するだけで、表面の影響を正確に反映できる。
【００３２】
ここでの装置シミュレーションに使用する包括的反応確率は、装置内部の表面各点で計算したものを用いることもできるが、装置内部の表面全体で平均した値を用いることもできる。プラズマシミュレーション等の計算負荷の高い装置シミュレーションを行なう際は、空間分解能を落とした計算をする場合があり、このような場合には広い空間領域で平均した包括的反応確率を用いることが望ましい。
【００３３】
以下、図２に示すフローチャートを用いてシミュレーション装置の動作処理手順を具体的に説明する。図２は、第１の実施の形態にかかるシミュレーション装置の動作処理手順を示すフローチャートである。
【００３４】
シミュレーション装置１は、各種シミュレーションを行なう基板（後述する基板３０）の表面構造（後述する微細構造Ｂ）に応じた包括的反応確率を算出する（ステップＳ１０）。ここでの包括的反応確率は、基板の表面構造を無視した通常の反応確率とは異なり、基板の表面構造（基板３０の微細構造Ｂ）の影響を取り入れて算出された反応確率を示している。
【００３５】
つぎに、装置内部の反応性流体シミュレーション（装置シミュレーション）を行なう（ステップＳ２０）。この装置シミュレーションにおいては、基板３０（後述するウエハ３１）の表面構造に応じて算出された包括的反応確率を、装置シミュレーションの境界条件として反応炉内部の物理現象をシミュレーションする。すなわち、ここでは実表面近傍の仮想平面を界面として装置シミュレーションを行なっている。これにより、装置内部の反応性流体のシミュレーション結果（反応炉内部の物理現象の値、例えば気相濃度等）を得ることができる。ここで、気相濃度とは化学種の濃度に関する情報、すなわち濃度情報を指す。
【００３６】
つぎに、ステップＳ２０で得られた気相濃度等の反応性流体の装置シミュレーション結果を用いて、微細構造Ｂの加工後形状をシミュレーションする（形状シミュレーション）（ステップＳ３０）。これにより、微細構造Ｂの初期形状に対する加工後形状（微細デバイスの加工形状に関するシミュレーション結果）を得ることができる。
【００３７】
以下、ステップＳ１０〜Ｓ３０の処理について詳細に説明する。まず、シミュレーション装置１の動作処理手順として、各種シミュレーションを行なう基板３０の表面構造に応じた包括的反応確率について詳細に説明する。図３−１および図３−２は、包括的反応確率の算出方法を説明するための説明図であり、図４は、包括的反応確率の算出手順を示すフローチャートである。図３−１および図３−２に示すように、ここでは制御部１０が、基板３０の有する微細構造Ｂでの包括的反応確率を算出する。ここでの包括的反応確率の算出は、化学種が基板表面と衝突し、成膜反応を起こす場合を反応の一例として想定している。
【００３８】
まず、基板３０の微細構造Ｂ内の所定点（以下、表面点Ｑという）での反応確率ηQを定義する。この反応確率ηQは、入力部１１を介してユーザが入力してもよいし、制御部１０のＲＯＭ１６に予め入力しておき、ＣＰＵ１５がＲＯＭ１６から抽出してもよい。
【００３９】
ここでの反応確率ηQは、反応する化学種の粒子数／衝突する化学種の粒子数、例えば（反応分子数）／（衝突分子数）として定義することができる（ステップＳ１１０）。この反応分子数や衝突分子数は、実験値に基づいて算出した値であってもよいし、予測値であってもよい。
【００４０】
つぎに、各種シミュレーションを行なう微細構造Ｂに関する情報を入力部１１を介して制御部１０に入力する（ステップＳ１２０）。微細構造Ｂに関する情報は、例えば微細構造Ｂの範囲や形状を座標で示した情報を含んでいる。
【００４１】
ここで、制御部１０は、実際の表面（微細構造Ｂの上面）より少し上に、仮想平面Ａを設定する。この仮想平面Ａと実際の表面との距離は、シミュレーション（包括的反応確率の算出）を行なう分子等の平均自由工程よりも短い距離に設定しておく。
【００４２】
つぎに、制御部１０は、仮想平面Ａ上の仮想点ＰにおけるフラックスＦPを仮定する（ステップＳ１３０）。フラックスＦPは、所定の値（例えば１など）であってもよいし、所定の式であってもよい。ここでフラックスＦPを、所定の式で仮定する場合の一例を説明する。図５は、フラックスＦPの仮定の一例を説明するための図である。ここでは、シミュレーション（包括的反応確率の算出）を行なう分子Ｍが何れの方向からも同じように飛来する等方向性のフラックスＦPを仮定する場合の例を示している。
【００４３】
分子Ｍの入射方向ベクトルと、Ｚ軸のなす角度をθとする。また、分子Ｍの入射方向ベクトルのＸＹ平面（仮想平面Ａ）への射影ベクトルとＸ軸とのなす角度をφとする。このとき、フラックスＦPは、例えばＦｐ（θ、φ）＝Ｆ0ｃｏｓθによって示される。
【００４４】
ステップＳ１３０の処理によってフラックスＦPを仮定した後、制御部１０は、仮定したフラックスＦPを用いて、微細構造Ｂの表面点ＱにおけるフラックスＦQを算出する（ステップＳ１４０）。
【００４５】
つぎに、制御部１０は、仮想平面Ａ、微細構造Ｂ、表面点Ｑにおける反応確率ηQ、フラックスＦP、フラックスＦQに基づいて、包括的反応確率Η1を算出する（ステップＳ１５０）。ここでの包括的反応確率Η1は、例えば式（１）によって算出することができる。
【００４６】
【数１】
0004745035.tif 000002
【００４７】
式（１）では、仮想平面Ａを上から通過するフラックスをフラックスＦPu（ｍｏｌ／ｍ2ｓｅｃ）、微細構造Ｂの表面で反応するフラックス（分子フラックス）をＲQ（ｍｏｌ／ｍ2ｓｅｃ）として、包括的反応確率Η1を算出している。ここでの包括的反応確率Η1は、入射するフラックスに対して微細構造Ｂの表面で反応するフラックスを数え、微細構造Ｂの面積全体で積分した反応確率の平均値によって算出している。
【００４８】
また、包括的反応確率の算出を、式（２）によって算出してもよい。この式（２）では、仮想平面Ａに上から入射するフラックスに対し、下から入射するフラックスの割合を面積で積分して微細構造Ｂからの反射確率の平均値を求め、包括的反応確率Η2を算出している。たとえば、反応確率ηQがゼロである場合、仮想平面Ａに上から入射するフラックスと下から入射するフラックスは等しくなる。一方、反応確率ηQがゼロより大きくなると、表面（微細構造Ｂ）に成膜した分子は戻ってこなくなるため、仮想平面Ａに下から入射するフラックスは少なくなる。換言すると、反応確率ηQがゼロより大きい場合、仮想平面Ａを単位時間に入射するフラックスの総数は、仮想平面Ａから単位時間に放出されるフラックスの総数よりも大きくなる。このため、本実施の形態では、仮想平面Ａを通過する分子数を数えて［（下から入射するフラックス）／（上から入射するフラックス）］を仮想平面Ａの仮想的な反射確率と考える。さらに、「１−｛（下から入射するフラックス）／（上から入射するフラックス）｝」として計算される反応確率を、包括的反応確率Η2とし、表面点Ｑでの反応確率（ηQ＝（反応分子数／衝突分子数）として定義される反応確率と区別している。なお、ここでのフラックスＦPd（ｍｏｌ／ｍ2ｓｅｃ）は、仮想平面Ａを下から通過するフラックスを示している。
【００４９】
【数２】
0004745035.tif 000003
【００５０】
なお、以下の説明では、説明の便宜上、式（１）や式（２）によって算出した包括的反応確率（包括的反応確率Η1，Η2）を包括的反応確率ηtotalとして説明する。
【００５１】
つぎに、包括的反応確率に基づいた装置内部の反応性流体シミュレーション（ステップＳ２０の装置シミュレーション）について説明する。
【００５２】
たとえば、平滑な平面表面に反応確率ηQ＝１０-5の分子が１０００００個入射する場合を考えると、下から通過する分子数は９９９９９となり、包括的反応確率ηtotal＝１０-5となる。したがって、この場合の包括的反応確率ηtotalは、通常の反応確率（反応確率ηQ）と等しくなる。
【００５３】
一方、基板３０のように基板上で凹凸のある構造を考えた場合、仮想平面Ａを通過して一度基板表面に衝突して反射した分子が、仮想平面Ａを再び通過する前に別の表面（位置）に衝突する多重衝突の影響が無視できなくなる。その結果、例えば、上から通過する分子数１０００００個に対し、下から通過する分子数が９９９９０となり、同じ反応確率ηQ＝１０-5の分子でありながら、包括的反応確率ηtotal＝１０-4となる。したがって、この場合の包括的反応確率ηtotalは、平滑な平面表面における反応確率ηQと大きく異なる場合が起こり得る。
【００５４】
したがって、基板上に凹凸のある構造に対して反応確率ηQのみを用いた装置シミュレーション等を行なうと、正確な装置シミュレーション等を行なうことができない。一方、ステップＳ２０で説明した装置シミュレーションによって、例えばＣＶＤ原料ガスの消費（現象）を再現する場合、実際の微細構造をきちんと考慮する必要はなく、ここで定義した、包括的反応確率ηtotalを使うことで反応装置内の濃度分布を正確に計算することが可能となる。
【００５５】
ここで、包括的反応確率ηtotalが、対象とする分子の気相濃度に依存しないと仮定すると、本来の反応確率ηQと、表面の構造（微細構造Ｂ）に基づいて包括的反応確率ηtotalを一意に求めることができる。したがって、包括的反応確率ηtotalを、装置シミュレーションにおける基板表面での境界条件として導入した場合であっても、収束計算を全く必要とせず、容易に装置内部の気相濃度を算出することが可能となる。
【００５６】
ここで、装置内部の反応性流体シミュレーションの具体例について説明する。まず、装置シミュレーションの一例として成膜装置（反応炉）の装置シミュレーションについて説明する。図６は成膜装置の反応炉のモデル例を説明するための図であり、図７は成膜装置における化学反応のモデル例を説明するための図である。
【００５７】
図６に示すように、ここでの成膜装置は、複数のウエハ３１（シリコン基板等の半導体ウエハ）が所定の間隔をあけてウエハ３１の面内方向と垂直な方向（成膜する際の積層方向）に並べられる反応炉（縦型ＬＰＣＶＤ（Low Pressure CVD）炉）３２を想定している。この反応炉３２においてはウエハ３１の周囲に成膜原料となるガスが流れている。
【００５８】
図７に示すように、反応炉３２における化学反応（気相反応）のモデルは、原料ガスＧ1が気相中で分解して生成された生成ガスＧ2と原料ガスＧ1自身の両方がウエハ３１上の成膜に寄与している場合を想定している。ここでは、ウエハ３１の表面における原料ガスＧ1の反応確率が表面反応確率η1＝１×１０-7であり、ウエハ３１の表面における生成ガスＧ2の反応確率が表面反応確率η2＝０．０５である場合を示している。
【００５９】
ここで、成膜装置におけるウエハ３１の表面構造と成膜速度の関係について説明する。図８は、平坦構造のウエハにおける成膜装置内の成膜速度を説明するための図であり、図９は、トレンチ構造を有したウエハにおける成膜装置内の成膜速度を説明するための図である。
【００６０】
図８に示すウエハ３１はウエハ３１の全表面にわたって平坦構造を有しているのに対し、図９に示すウエハ３１はアスペクト比４０のトレンチ構造がウエハ３１の５０％を占め、他の領域は平坦構造を有している。
【００６１】
図８に示すウエハ３１では、原料ガスＧ1の包括的反応確率が、例えばηtotal_1＝η1となり、生成ガスＧ2の包括的反応確率が、例えばηtotal_2＝η2となる。また、図９に示すウエハ３１では、原料ガスＧ1の包括的反応確率が、例えばηtotal_1＝η1×４１となり、生成ガスＧ2の包括的反応確率が、例えばηtotal_2＝η2×３．３となる。
【００６２】
図８および図９では、包括的反応確率の算出結果と、この包括的反応確率を境界条件として計算したウエハ３１（シリコン基板等）の半径方向の成膜速度分布を示している。ここでの成膜速度分布は、開放平面に対するフラックスにウエハ３１表面の反応確率（包括的反応確率とは異なり、ウエハ（基板）の表面構造を無視した従来の反応確率を）を掛けて得られるものであり、分布としては表面ガス濃度と同様の分布となる。
【００６３】
図８および図９に示すように、ウエハ３１における表面構造が異なることによって、生成ガスＧ2による成膜速度の分布が大きく異なっている。すなわち、ウエハ３１の表面構造を考慮して成膜速度のシミュレーションを行なった場合と、ウエハ３１の表面構造を考慮しないで成膜速度のシミュレーションを行なった場合とでは、シミュレーション結果に大きな違いが生ずる。換言すると、ウエハ３１の表面構造がトレンチ構造を有しているにもかかわらず、ウエハ３１が平坦構造であるとして成膜速度のシミュレーションを行なうと、シミュレーション結果（成膜速度の分布）が不正確となる。
【００６４】
つぎに、装置シミュレーションの一例としてプラズマエッチング装置（反応炉）の装置シミュレーションについて説明する。図１０はプラズマエッチング装置の反応炉のモデル例を説明するための図であり、図１１はプラズマエッチング装置における化学反応のモデル例を説明するための図である。
【００６５】
図１０に示すように、ここでのプラズマエッチング装置は、１度のエッチング処理に１枚のウエハ３１を処理する枚様式の反応炉３３を想定している。ここでの装置シミュレーションでは、エッチングプロセスにプラズマを用いるので、イオン反応を考慮した装置シミュレーションを行なう。また、ここではウエハ３１の表面における立体構造の違いではなく、ウエハ３１の表面の材質による違いを考慮した装置シミュレーションを行なっている。
【００６６】
図１１に示すように、反応炉３３における化学反応（イオン化反応）のモデルは、エッチングガスＣｌ2の電子衝突によるイオン化反応によって生成された生成イオンＣｌ2+がウエハ３１上のエッチングに寄与する。なお、ウエハ３１の表面がシリコン基板である場合は、シリコン基板から反応生成ガスＳｉＣｌが発生する。
【００６７】
ここでは、ウエハ３１の表面がシリコン（シリコン基板）である場合に、ウエハ３１における表面反応確率（イオン失活確率）がη1_Si＝１となり、表面反応確率（ＳｉＣｌ生成確率）がη2_Si＝１となる場合を示している。
【００６８】
また、ウエハ３１の表面がシリコン酸化物である場合に、ウエハ３１における表面反応確率（イオン失活確率）がη1_SiO2＝１となり、表面反応確率（ＳｉＣｌ生成確率）がη2_Sio2＝０となる場合を示している。
【００６９】
ここで、プラズマエッチング装置におけるウエハ３１の表面構造と気相濃度の関係について説明する。図１２は、均一構造のウエハにおけるプラズマエッチング装置内の気相濃度を説明するための図であり、図１３は、ＳｉＯ2マスクで表面を覆われたウエハにおけるプラズマエッチング装置内の気相濃度を説明するための図である。
【００７０】
図１２に示すウエハ３１（シリコン平面）はウエハ３１の全表面にわたって均一構造を有している（ＳｉＯ2マスクが無い表面構造）のに対し、図１３に示すウエハ３１はＳｉＯ2マスクで覆われた構造がウエハ３１表面全体の３０％を占め、他の領域は平坦構造を有している。
【００７１】
図１２に示すウエハ３１では、Ｓｉの包括的反応確率（失活）が、例えばηtotal_1＝η1_Si＝１となり、反応生成ガスＳｉＣｌの包括的反応確率（生成）が、例えばηtotal_2＝η2_Si＝１となる。
【００７２】
また、図１３に示すウエハ３１では、ＳｉＯ2の包括的反応確率（失活）が、例えばηtotal_1＝η1_Si×０．７＋η1_SiO2×０．３＝１となり、反応生成ガスＳｉＣｌの包括的反応確率（生成）が、例えばηtotal_2＝η2_Si×０．７＋η2_SiO2×０．３＝０．７となる。
【００７３】
図１２および図１３では、包括的反応確率の算出結果と、算出した包括的反応確率を境界条件として計算した反応炉３３内部の気相分布（ウエハ３１の高さ方向に対する気相濃度の関係）を示している。
【００７４】
図１２および図１３に示すように、ウエハ３１における表面構造が異なることによって、ＳｉＣｌの気相濃度の分布が大きく異なっている。すなわち、ウエハ３１の表面構造を考慮してエッチングのシミュレーションを行なった場合と、ウエハ３１の表面構造を考慮しないでエッチングのシミュレーションを行なった場合とでは、シミュレーション結果に大きな違いが生ずる。換言すると、ウエハ３１の表面の一部がＳｉＯ2で覆われているにもかかわらず、ウエハ３１が均一構造であるとしてエッチングのシミュレーションを行なうと、シミュレーション結果（気相濃度の分布）が不正確となる。
【００７５】
このように、ウエハ３１をエッチングする際に、ウエハ３１の表面反応によってウエハ３１から新たなガス（ＳｉＣｌ）が発生する場合であっても、本実施の形態における包括的反応確率を適用することは可能である。
【００７６】
つぎに、装置内部の反応性流体シミュレーションによって算出した気相濃度を用いて、微細構造Ｂの加工後形状をシミュレーションする場合の処理（ステップＳ３０）を詳細に説明する。
【００７７】
図１４は、第１の実施の形態にかかる微細構造の加工後形状の形状シミュレーション手順を示すフローチャートである。ここでの加工後形状の形状シミュレーションは、従来の加工後形状の形状シミュレーションで行なっていた収束計算を必要としないことが主たる特徴となっている。
【００７８】
ウエハ３１の表面構造による化学反応の影響を反映させて、装置内部の反応性流体シミュレーションを算出すると、ウエハ３１の表面構造に応じた気相濃度を算出できる。この後、制御部１０は仮想平面Ａへの各分子のフラックスデータを算出する。ここでの制御部１０は、算出した仮想平面Ａ上の気相濃度（気相濃度ＣA）を各化学種のフラックスＦに変換してフラックスデータを算出している（ステップＳ２１０）。
【００７９】
ここで、仮想平面Ａ上の気相濃度からフラックスＦに変換する方法について説明する。中性分子を想定した場合、例えばＭｏｔｚとＷｉｓｅの式を用いる。すなわち、Ｍを分子の質量、ｋBをボルツマン定数、Ｔをガスの温度または表面温度、ηtotalを包括的反応確率、ＣAを仮想平面Ａ上の気相濃度とすると、式（３）によって仮想平面Ａ上の気相濃度からフラックスＦに変換することができる。
【００８０】
【数３】
0004745035.tif 000004
【００８１】
また、イオンを想定した場合、例えばＢｏｈｍ速度を用いて仮想平面Ａ上の気相濃度をフラックスＦに変換する。すなわち、Ｔeを電子温度、ＣAをプラズマのシース端での濃度とすると、式（４）によって仮想平面Ａ上の気相濃度からフラックスＦに変換することができる。
【００８２】
【数４】
0004745035.tif 000005
【００８３】
なお、ここでは、ＭｏｔｚとＷｉｓｅの式やＢｏｈｍ速度を用いて、仮想平面Ａ上の気相濃度をフラックスＦに変換する場合について説明したが、仮想平面Ａ上の気相濃度をフラックスＦに変換する方法はこれらの方法に限られず他の方法によって行なってもよい。
【００８４】
つぎに、制御部１０は、仮想平面Ａを計算領域の境界として設定する。そして、制御部１０は算出したフラックスデータを境界条件とした微細構造Ｂの加工後形状の形状シミュレーションを行なう（ステップＳ２２０）。
【００８５】
これにより、ウエハ３１の表面構造の違いが微細構造Ｂの加工後形状に与える影響を適切に取り入れて、微細構造Ｂの加工後形状を形状シミュレーションすることが可能となる。
【００８６】
ここで、ステップＳ２０で説明した装置内部の反応性流体シミュレーション（成膜速度）に基づいて算出（シミュレーション）された微細構造Ｂの加工後形状（シミュレーション結果）について説明する。
【００８７】
図１５は、成膜装置における加工後形状の形状シミュレーション結果の一例を示す図である。図１５の左側に示す加工後形状は、図８で説明した平坦構造のウエハにおける成膜装置内の成膜速度のシミュレーション例に対応する加工後形状のシミュレーション結果を示している。また、図１５の右側に示す加工後形状は、図８で説明したトレンチ構造を有したウエハにおける成膜装置内の成膜速度のシミュレーション例に対応する加工後形状のシミュレーション結果を示している。すなわち、図１５の左側に示す加工後形状（成膜のシミュレーション結果）は、ウエハ３１（基板３０）が平坦であると仮定して算出した気相濃度を用いて形状シミュレーションした加工後形状（断面図）である。また、図１５の右側に示す加工後形状（成膜のシミュレーション結果）は、アスペクト比４０のトレンチ構造がウエハ３１（基板３０）の５０％を占めていると仮定して算出した気相濃度を用いて形状シミュレーションした加工後形状（断面図）である。
【００８８】
図１５に示すように、ウエハ３１が平坦であると仮定して算出した気相濃度を用いて加工後形状を形状シミュレーションした場合と、アスペクト比４０のトレンチ構造がウエハ３１の５０％を占めていると仮定して算出した気相濃度を用いて加工後形状を形状シミュレーションした場合とで、加工後形状（シミュレーション結果）が異なる。
【００８９】
すなわち、ウエハ３１が平坦であると仮定した場合にウエハ３１上面に成膜する膜厚（膜厚３５Ａ）は、ウエハ３１がトレンチ構造を有していると仮定した場合にウエハ３１上面に成膜する膜厚（膜厚３５Ｂ）よりも厚くなる。
【００９０】
一方、ウエハ３１が平坦であると仮定した場合にウエハ３１のトレンチ内壁面に成膜する膜厚（膜厚３６Ａ）は、ウエハ３１がトレンチ構造を有していると仮定した場合にウエハ３１のトレンチ内壁面に成膜する膜厚（膜厚３６Ｂ）よりも薄くなる。
【００９１】
つぎに、ステップＳ２０で説明した装置内部の反応性流体シミュレーション（気相濃度）に基づいて算出（シミュレーション）された微細構造Ｂの加工後形状（シミュレーション結果）について説明する。
【００９２】
図１６は、プラズマエッチング装置における加工後形状の形状シミュレーション結果の一例を示す図である。図１６の左側に示す加工後形状は、図１２で説明した均一構造のウエハにおけるプラズマエッチング装置内の気相濃度のシミュレーション例に対応する加工後形状（シミュレーション結果）を示している。また、図１６の右側に示す加工後形状は、図１３で説明したマスク構造を有したウエハにおける成膜装置内の成膜速度のシミュレーション例に対応する加工後形状（シミュレーション結果）を示している。すなわち、図１６の左側に示す加工後形状（エッチングのシミュレーション結果）は、ウエハ３１（基板３０）が均一であると仮定して算出した気相濃度を用いて形状シミュレーションした加工後形状（断面図）である。また、図１６の右側に示す加工後形状（エッチングのシミュレーション結果）は、ＳｉＯ2マスクで覆われた構造がウエハ３１表面全体の３０％を占めていると仮定して算出した気相濃度を用いて形状シミュレーションした加工後形状（断面図）である。
【００９３】
図１６に示すように、ウエハ３が均一であると仮定した場合にエッチング対象物（Ｓｉ基板）の表面（側壁面）に堆積する堆積物１が均一であると仮定して算出した気相濃度を用いて加工後形状を形状シミュレーションした場合と、ＳｉＯ2マスクで覆われた構造がウエハ３１表面全体の３０％を占めていると仮定して算出した気相濃度を用いて加工後形状を形状シミュレーションした場合とで、加工後形状（エッチングのシミュレーション結果）が異なる。
【００９４】
すなわち、ウエハ３１が均一で（ＳｉＣｌ）は、ウエハ３１がＳｉＯ2マスクで覆われた構造を有していると仮定した場合にエッチング対象物の表面に堆積する堆積物よりも厚くなる。換言すると、ウエハ３１が平坦であると仮定した場合の加工後形状は、
ウエハ３１がＳｉＯ2マスクで覆われた構造を有していると仮定した場合の加工後形状よりも寸法が大きくなる（エッチングされたＳｉ基板の側壁面の傾斜が緩やかになる）。
【００９５】
なお、本実施の形態のシミュレーション装置１は、入力部１１、出力部１２、制御部１０（ＣＰＵ１５、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１７）を備えることとしたが、これに加えて、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＣＤ（Compact Disc）ドライブ装置などの外部記憶装置を備える構成としてもよい。
【００９６】
この場合、本実施形態のシミュレーション装置１で実行される各種プログラム（各種シミュレーションに関するプログラム）は、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されることとしてもよい。
【００９７】
また、本実施の形態のシミュレーション装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態のシミュレーション装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。また、本実施の形態のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００９８】
また、本実施の形態では、ＣＶＤやＲＩＥに対する装置シミュレーション等について説明したが、装置シミュレーションはこれらの装置に限られず、他の装置であってもよい。例えば、スパッタ装置等に対して装置シミュレーションを行なってもよい。
【００９９】
このように第１の実施の形態によれば、ウエハ３１の表面物質と化学種との反応確率、ウエハ３１の表面構造を設定すれば、反応炉３２（反応炉３３）の気相濃度と独立して包括的反応確率を定義できるので、半導体プロセス装置内部の装置シミュレーションによって気相濃度を算出する以前に、包括的反応確率を決定することが可能となる。したがって、特許文献２の従来技術で行なわれていた繰り返しの収束計算を必要とせず、簡易な計算によって迅速かつ高効率でウエハ３１表面の微細構造の影響を取り入れた装置シミュレーションを行なうことが可能となる。
【０１００】
また、装置シミュレーションによって算出した反応炉３２，３３での気相濃度分布に基づいて、開放平面の分子のフラックスを算出するので、算出したフラックスの値を用いて微細デバイスの加工後形状を簡易な計算によって効率良く形状シミュレーションすることが可能となる。したがって、ウエハ３１表面の微細構造の影響を取り入れた形状シミュレーションを迅速かつ高効率で行なうことが可能となる。
【０１０１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を図１７に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。第２の実施の形態では、包括的反応確率を算出する領域を装置シミュレーションを行なう際のメッシュサイズと同じサイズとするか又は大きいサイズとする。
【０１０２】
図１７は、包括的反応確率を算出する領域のサイズと装置シミュレーションを行なう際のメッシュサイズの関係を説明するための図である。包括的反応確率に関する数値計算や装置シミュレーションに関する数値計算においては離散化したデータしか扱うことができないので、これらの数値計算を行なう際には、図１７に示すように包括的反応確率を算出する領域や装置シミュレーションを行なう領域（計算領域）を所定サイズのメッシュに区切って数値計算を行なっている。
【０１０３】
このとき、メッシュの数が多くなると数値計算に多くの時間を要することとなり、メッシュの数が少なくなると数値計算の精度が低下する。装置シミュレーションを行なう場合、装置内部の濃度分布を正確に計算できる程度にメッシュを区切る必要がある。例えば、気体分子の平均自由工程の１０〜１００倍程度の大きさでメッシュを区切ることによって、装置内部の濃度分布を正確に計算する。
【０１０４】
また、微細構造内部の計算（包括的反応確率に関する数値計算）を行なう場合、微細構造内部の計算を正確に計算できる程度にメッシュを区切る必要がある。この微細構造内部の計算に用いるメッシュサイズは、微細構造内部の計算を行なうデバイスサイズが装置のサイズよりも小さいので、装置シミュレーションを行なう場合のメッシュサイズよりも小さくなる。
【０１０５】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、微細構造のシミュレーション（構造に関するシミュレーション）を用いて微細構造の計算領域全体を平均化し、包括的反応確率を算出している。また、算出した包括的反応確率を装置シミュレーションの境界条件としている。このとき、装置シミュレーションのメッシュサイズよりも小さい位置分解能で包括的反応確率を定義しても、装置シミュレーションの精度を向上させることができず装置シミュレーションが無意味となる。また、この場合、装置シミュレーションの１メッシュ内で何点もの包括的反応確率を計算して、平均化したり関数補間したりする必要が生じ、装置シミュレーションが複雑になる。
【０１０６】
そこで、本実施の形態では、包括的反応確率を計算する領域を、装置シミュレーションを行なう際のメッシュサイズと同じサイズとするか又は大きいサイズとする。換言すると、包括的反応確率の算出を、装置シミュレーションで用いるメッシュサイズと同等またはそれ以上の空間分解能とする。具体的には、制御部１０が包括的反応確率を算出する際、装置シミュレーションを行なう際のメッシュサイズと同じサイズ又は大きいサイズの領域を包括的反応確率を計算する領域として抽出する。また、装置シミュレーションを行なう際には、包括的反応確率を計算した領域と同じサイズ又は小さいサイズのメッシュサイズで装置シミュレーションを行なう。これにより、装置シミュレーションの精度を向上させることができる。
【０１０７】
このように、第２の実施の形態によれば、包括的反応確率を算出する領域を装置シミュレーションを行なう際のメッシュサイズと同じサイズとするか又は大きいサイズとするので、包括的反応確率を装置シミュレーションの境界条件として容易に組み込むことができるようになる。したがって、装置シミュレーションの１メッシュ内で複数の包括的反応確率を計算する必要がなくなるとともに精度の良い装置シミュレーションを容易に行なうことが可能となる。
【０１０８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を図１８ないし図２０に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態や第２の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。第３の実施の形態では、表面構造の異なる複数の領域（デバイスパターン）に対してそれぞれの包括的反応確率を算出し、各領域の面積比に基づいてウエハ全体の包括的反応確率を算出する。
【０１０９】
一般にウエハ（半導体基板）には複数のデバイスパターン（デバイス構造）が刻まれており、このデバイスパターンはウエハ内の領域によって異なっている。すなわち、ウエハにおけるデバイスパターンは、均質ではなくウエハ上の位置によって、種々の構造が形成されている。
【０１１０】
したがって、包括的反応確率を計算する際に、ある特定の表面構造（デバイスパターン）だけを対象にして計算するだけでは不十分であり、複数の表面構造に対して、それぞれの包括的反応確率を算出する必要がある。一方、特にプラズマプロセス等の多くの時間を要する装置シミュレーションでは、計算時間を短縮するために空間０次元（完全混合槽の仮定）又は１次元の簡略化した計算を用いることも多い。
【０１１１】
例えば、装置シミュレーションでは、装置（反応炉３２，３３）内の気体（希薄気体）が完全に混合されて均一な状態であると仮定して気相濃度等を算出する完全混合槽モデルを適用できる場合がある。なお、このような場合であってもウエハ表面の影響は装置内の気相に及ぶため、ウエハ表面による影響を装置内の気相にフィードバックして装置シミュレーションを行なう必要がある。
【０１１２】
これに対して、非特許文献２の方法では反応炉のシミュレーションを行なう際にウエハ表面近傍の濃度とその傾きを必要とするため、完全混合槽の近似を使うと非特許文献２の方法を適用できなくなる。
【０１１３】
そこで、本実施の形態では、表面構造の異なる複数の領域に対して、各領域の包括的反応確率を算出し、領域毎の包括的反応確率を各領域の面積比にしたがって平均化した値をウエハ全体の包括的反応確率として使用する。
【０１１４】
図１８は、完全混合槽を用いた包括的反応確率の近似を説明するための図である。同図に示すように、ここでは反応炉を完全混合炉であると仮定するとともに、ウエハ３１の表面を均一表面として扱い、ウエハ３１全体の包括的反応確率を算出する。
【０１１５】
図１９はウエハが表面構造の異なる複数の領域を有している場合の包括的反応確率の算出方法を説明するための図であり、図２０はウエハが表面構造の異なる複数の領域を有している場合の包括的反応確率の算出手順を示すフローチャートである。
【０１１６】
包括的反応確率を算出するに際し、制御部１０はウエハ３１の表面を複数の構造領域に分割する（ステップＳ３１０）。制御部１０は、例えば図１９に示すようにウエハ３１の各チップ上を、デバイスパターンに基づいて、領域Ｘ、領域Ｙ、領域Ｚに分割する。
【０１１７】
そして、制御部１０は各構造領域（領域Ｘ、領域Ｙ、領域Ｚ）における包括的反応確率（ηtotal_X、ηtotal_Y、ηtotal_Z）を算出する（ステップＳ３２０）。また、制御部１０は、チップ内における各構造領域の面積比（Ｘ領域の面積割合θX、Ｙ領域の面積割合θY、Ｚ領域の面積割合θZ）を算出しておく。
【０１１８】
つぎに、制御部１０は各構造領域の面積比にしたがって、各構造領域の包括的反応確率を平均化する（均一表面として扱う）（ステップＳ３３０）。具体的には、ηtotal＝（ηtotal_X×θX）＋（ηtotal_Y×θY）＋（ηtotal_Z×θZ）によって、ウエハ全体の包括的反応確率（平均）を算出する。この後、第１の実施の形態で説明した手順と同様の手順によって装置シミュレーション、加工形状シミュレーションを行なう。
【０１１９】
すなわち、平均化された包括的反応確率を用いて装置内部の反応性流体シミュレーションを行う。さらに、ウエハ表面へのフラックスを算出し、必要な構造領域の加工形状シミュレーションを行なう（ステップＳ３４０〜３６０）。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、ウエハ３１の全面で平均化した包括的反応確率を用いて装置内部の反応性流体シミュレーションを行うこととしたが、装置内部の反応性流体シミュレーションを行う際に用いる包括的反応確率はウエハ３１の全面で平均化したものに限られない。すなわち、ウエハ３１の所定のエリアで平均化した包括的反応確率を用いて装置内部の反応性流体シミュレーションを行うこととしてもよい。
【０１２１】
このように、第３の実施の形態によれば、表面構造の異なる複数の領域に対してそれぞれの包括的反応確率を算出し、各領域の面積比にしたがってウエハ全体の包括的反応確率（平均）を算出しているので、反応炉３２，３３を完全混合反応炉と仮定し、装置シミュレーションにおいて完全混合槽モデルを適用することが可能となる。これにより、複雑な表面構造を有したウエハに対しても、容易に装置シミュレーション、形状シミュレーションを行なうことが可能となる。
【０１２２】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を図２１に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態〜第３の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。第４の実施の形態では、反応が進行してウエハの表面構造が変化した場合に、表面構造の変化に伴う包括的反応確率を再算出し、この包括的反応確率を装置内部の反応性流体シミュレーションにフィードバックさせながら、装置シミュレーション、形状シミュレーションを行なう。ここでの表面構造の変化は、例えば膜成長によるものであってもよいし、エッチングによるものであってもよい。また、エッチングによって基板表面に新たな膜層（エッチストップとなる膜層等）が露出した場合であってもよい。
【０１２３】
例えば、成膜やエッチングの半導体加工プロセスにおける形状シミュレーションでは、プロセスの時間経過に伴って（時々刻々と）ウエハの表面形状が変化する。形状シミュレーションにおいてウエハの表面形状が変化した場合には、ウエハの表面形状の変化に伴ってウエハ上での包括的反応確率も変化する。
【０１２４】
そこで、本実施の形態においては、装置シミュレーションに用いる包括的反応確率が、変化した表面形状に対応しなくなる値（変化量等）を閾値として設定しておき、包括的反応確率（変化量等）が予め設定した所定の閾値を超えた場合には、装置シミュレーションを再計算する。そして、装置シミュレーションの再計算によって得られた変化後の包括的反応確率を装置シミュレーションにフィードバックして、再度装置シミュレーションを行う。
【０１２５】
以下、包括的反応確率を装置内部の反応性流体シミュレーションにフィードバックさせながら、装置シミュレーション、形状シミュレーションを行なう場合の処理手順について説明する。図２１は、表面形状の変化に応じた装置シミュレーションの処理手順を示すフローチャートである。
【０１２６】
まず、装置シミュレーションに用いる包括的反応確率が、変化した表面形状に対応しなくなる値を所定の閾値として、制御部１０に設定しておく。つぎに、制御部１０は、形状シミュレーションを行なう微細構造Ｂに関する情報（初期形状）を設定する（ステップＳ４００）。そして、制御部１０は、微細構造Ｂの初期形状に対応する包括的反応確率を算出する（ステップＳ４１０）。ここでの包括的反応確率の算出は、第１の実施の形態で説明したステップＳ１０（ステップＳ１１０〜Ｓ１５０）と同様の処理によって行なう。
【０１２７】
つぎに、制御部１０は装置内部の反応性流体をシミュレーションする（ステップＳ４２０）。ここでの装置内部の反応性流体のシミュレーションは、第１の実施の形態で説明したステップＳ２０と同様の処理によって行なう。
【０１２８】
さらに、制御部１０は装置内部の反応性流体のシミュレーションによって算出した仮想平面Ａ上の気相濃度を、各分子のフラックスＦに変換してフラックスデータを算出する（ステップＳ４３０）。
【０１２９】
つぎに、制御部１０は装置内部の反応性流体シミュレーションに基づいて形状シミュレーションを行い、微細構造の各表面位置での成長速度等を算出する（ステップＳ４４０）。さらに、制御部１０は微細構造の各表面位置での成長速度に基づいて、Δｔ時間後のウエハ表面の形状を算出する（ステップＳ４５０）。この後、制御部１０は、形状シミュレーションを行なうプロセスが終了したか否かを判断する（ステップＳ４６０）。
【０１３０】
形状シミュレーションを行なうプロセスが終了していない場合（ステップＳ４６０、ＮＯ）、制御部１０はステップＳ４５０の処理で算出した新たなウエハ表面の形状に基づいて、新たなウエハ表面の形状に対応する包括的反応確率を再算出する（ステップＳ４７０）。ここでの包括的反応確率の算出も、第１の実施の形態で説明したステップＳ１０と同様の処理によって行なう。
【０１３１】
そして、制御部１０は、再算出した包括的反応確率が予め設定しておいた所定の閾値を超えたか否かを判断する（ステップＳ４８０）。再算出した包括的反応確率が所定の閾値を超えた場合（ステップＳ４８０、ＹＥＳ）、制御部１０は装置内部の反応性流体をシミュレーションする（ステップＳ４２０）。この後、制御部１０はステップＳ４３０以降の処理を行なう。
【０１３２】
一方、再算出した包括的反応確率が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ４８０、ＮＯ）、制御部１０は形状シミュレーションを行い、微細構造の各表面位置での成長速度を算出する（ステップＳ４４０）。この後、制御部１０はステップＳ４５０以降の処理を行なう。
【０１３３】
そして、制御部１０はステップＳ４６０の処理において形状シミュレーションを行なうプロセスが終了したと判断するまで、ステップＳ４７０以降の処理を繰り返す。制御部１０が、形状シミュレーションを行なうプロセスが終了したと判断すると（ステップＳ４６０、ＹＥＳ）、一番最後にステップＳ４５０で算出したΔｔ時間後のウエハ表面の形状を
最終の加工後形状として決定する（ステップＳ４９０）。
【０１３４】
なお、装置シミュレーションや形状シミュレーションにおいては、複数種類の化学種を扱う場合がある。この場合、各シミュレーションにおいて扱われる化学種の種類数だけ包括的反応確率を算出する必要がある。この場合において、装置シミュレーションへフィードバックする化学種は、全ての化学種である必要はない。例えば、反応性イオンエッチングのプロセスで加工形状シミュレーションをする場合、エッチング生成物の再付着が形状に大きな影響を与える。このため、イオン衝突のエッチング反応によって、エッチング生成物が放出される包括的な反応確率の変化を追うことが必要でありかつ十分となる。
【０１３５】
したがって、形状シミュレーションに大きな影響を及ぼす化学種のみに対して、包括的反応確率の閾値を設定してもよい。この場合、閾値の設定された化学種のみ、包括的反応確率の閾値を超えたか否かを判断し、包括的反応確率の閾値を超えた場合に装置シミュレーションへのフィードバックを行なう。
【０１３６】
また、装置シミュレーションへのフィードバックは、第３の実施の形態で説明した、ウエハ全体で平均化された包括的反応確率を用いて行なうこととしてもよい。また、装置シミュレーションを再度実施するときに使用する包括的反応確率は、実際のプロセスに照らし合わせ、微小領域の値をそのまま使うか、ウエハ全体の平均した包括的反応確率を用いるかを選択することとしてもよい。
【０１３７】
このように、第４の実施の形態によれば、反応が進行してウエハの表面構造が変化した場合に、表面構造の変化に伴う包括的反応確率を再算出し、この包括的反応確率を装置内部の反応性流体シミュレーションにフィードバックさせながら、装置シミュレーション、形状シミュレーションを行なうので、表面構造の変化に応じた正確な包括的反応確率を用いた装置シミュレーション、形状シミュレーションを容易に行なうことが可能となる。
【０１３８】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態を図２２，２３に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態〜第４の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。実施の形態５では、予め複数の包括的反応確率を仮定して装置シミュレーションを行なっておき、このシミュレーション結果をデータベースに記憶させておく。そして、形状シミュレーションを行なう際にはデータベースに記憶させておいたシミュレーション結果を利用して形状シミュレーションを行なう。
【０１３９】
本実施の形態においても、第４の実施の形態と同様に、反応が進行してウエハの表面構造が変化した場合に、必要に応じて、表面構造の変化に伴う包括的反応確率を再算出し、この包括的反応確率を装置内部の反応性流体シミュレーションにフィードバックさせながら、装置シミュレーション、形状シミュレーションを行なう。
【０１４０】
第４の実施の形態では、既存の表面から包括的反応確率を算出し、算出した包括的反応確率を装置シミュレーションの境界条件とした。ところで、形状シミュレーションでは、目標とする加工形状があるため、所定の精度で包括的反応確率の変化量を予測することができる。また、実際の表面微細構造が異なる場合であっても、包括的反応確率が同じであれば、同じ装置シミュレーション結果を用いることができる。すなわち、第４の実施の形態とは逆のアプローチで装置シミュレーションを行なうことも可能である。
【０１４１】
そこで、本実施の形態においては、データベースに記憶させておいた装置シミュレーションのシミュレーション結果を利用して形状シミュレーションを行なう。具体的には、本実施の形態では第４の実施の形態とは逆のアプローチとして、装置シミュレーションにフィードバックをかける必要のある、包括的反応確率の変化量をあらかじめ設定しておき、装置シミュレーションの結果をライブラリとして保存しておく。これにより、加工プロセスの進行等によって、実際の表面が予め設定しておいた包括的反応確率に達した際に、対応する装置シミュレーションの結果を自動的に選択しながら、加工形状シミュレーション等を継続することも可能となる。
【０１４２】
以下、記憶させておいたシミュレーション結果を利用して行なう形状シミュレーションの処理手順について説明する。図２２および図２３は、記憶させておいたシミュレーション結果を利用して行なう形状シミュレーションの処理手順を示すフローチャートである。
【０１４３】
まず、制御部１０へ、微細構造Ｂの初期形状、反応炉、反応条件等に対応する複数の包括的反応確率を設定しておく。ここでの、包括的反応確率は、過去のシミュレーション履歴に基づいて設定してもよいし、ユーザによる仮定であってもよい。微細構造Ｂの初期形状、反応炉、反応条件等に対応する装置シミュレーションを行なう際に、使用されると予測される複数の包括的反応確率ηt1〜ηtn（ｎは自然数）を設定する（ステップＳ５１０）。
【０１４４】
制御部１０は、設定された包括的反応確率ηt1を用いて、装置内部の反応性流体を算出（シミュレーション）し（ステップＳ５２０）、ウエハ３１の表面構造に応じた気相濃度を算出する。そして、制御部１０は仮想平面Ａ上の気相濃度を各化学種のフラックスに変換してフラックスデータを算出する（ステップＳ５３０）。制御部１０が算出した仮想平面Ａ上の各化学種のフラックスデータは、所定のデータベース（ＲＡＭ１７）に記憶させておく。
【０１４５】
また、制御部１０は、設定された包括的反応確率η2を用いて、装置内部の反応性流体を算出し（ステップＳ５４０）、ウエハ３１の表面構造に応じた気相濃度を算出する。そして、制御部１０は仮想平面Ａ上の気相濃度を各化学種のフラックスに変換してフラックスデータを算出する（ステップＳ５５０）。制御部１０が算出した仮想平面Ａ上の各化学種のフラックスデータは、所定のデータベース（ＲＡＭ１７）に記憶させておく。
【０１４６】
さらに、制御部１０は、設定された包括的反応確率ηnを用いて、装置内部の反応性流体を算出し（ステップＳ５６０）、ウエハ３１の表面構造に応じた気相濃度を算出する。そして、制御部１０は仮想平面Ａ上の気相濃度を各化学種のフラックスに変換してフラックスデータを算出する（ステップＳ５７０）。制御部１０が算出した仮想平面Ａ上の各化学種のフラックスデータは、所定のデータベース（ＲＡＭ１７）に記憶させておく。これにより、制御部１０は設定された複数の包括的反応確率ηt1〜ηtnの全てに対応する仮想平面Ａ上の各化学種のフラックスデータをデータベース（ＲＡＭ１７）に記憶させる。
【０１４７】
この後、制御部１０は装置シミュレーション、形状シミュレーションを開始する。ここでの、装置シミュレーション、形状シミュレーションは、第４の実施の形態で説明した手順と同様の手順によって行なう。
【０１４８】
すなわち、装置シミュレーションに用いる包括的反応確率が、変化した表面形状に対応しなくなる値を所定の閾値として、制御部１０に設定する。そして、制御部１０は、形状シミュレーションを行なう微細構造Ｂに関する情報（初期形状）を設定する（ステップＳ６１０）。さらに、制御部１０は、微細構造Ｂの初期形状に対応する包括的反応確率を算出する（ステップＳ６２０）。
【０１４９】
つぎに、制御部１０はステップＳ６２０で算出した包括的反応確率に対応する各化学種のフラックスデータを、データベースから抽出する（ステップＳ６３０）。そして、制御部１０は装置内部の反応性流体シミュレーションに基づいて形状シミュレーションを行い、微細構造の各表面位置での成長速度を算出する（ステップＳ６４０）。さらに、制御部１０は微細構造の各表面位置での成長速度に基づいて、Δｔ時間後のウエハ表面の形状を算出する（ステップＳ６５０）。
【０１５０】
この後、制御部１０は、第４の実施の形態で説明した処理と同様の処理を行なう。すなわち、ここでのステップＳ６６０〜Ｓ６９０までの処理は、第４の実施の形態で説明したステップＳ４６０〜Ｓ４９０までの処理に対応している。
【０１５１】
なお、ここでは、ステップＳ６８０の処理において再算出した包括的反応確率が所定の閾値を超えた場合（ステップＳ６８０、ＹＥＳ）、制御部１０はステップＳ６７０で算出した包括的反応確率に対応する各化学種のフラックスデータを、データベースから抽出し、装置内部の反応性流体をシミュレーションする（ステップＳ６３０）。
【０１５２】
なお、本実施の形態では、包括的反応確率に対応する各化学種のフラックスデータを制御部１０が予め算出しておくこととしたが、包括的反応確率に対応する各化学種のフラックスデータは制御部１０が算出する場合に限られず、所定の予測値として予めデータベースに記憶させておくこととしてもよい。
【０１５３】
また、本実施の形態では、包括的反応確率に対応する各化学種のフラックスデータを予めデータベースに記憶させておくこととしたが、装置シミュレーションを行なう際に包括的反応確率に対応する各化学種のフラックスデータを入力部１１からユーザ入力する構成としてもよい。
【０１５４】
このように第５の実施の形態によれば、予め複数の包括的反応確率を設定するとともにこの包括的反応確率に対応する装置シミュレーションを行い、このシミュレーション結果をライブラリとしてデータベースに記憶させているので、シミュレーション結果を効率良く利用することが可能となる。したがって、形状シミュレーションの計算負荷を大幅に低減することができ、迅速かつ高効率で形状シミュレーションを行なうことが可能となる。
【０１５５】
また、シミュレーション装置１が複数のＣＰＵを備え、複数のＣＰＵによって装置シミュレーションを行なうことができる場合、予め予測される複数の包括的反応確率を使った装置シミュレーションを並列に実行することが可能となり、シミュレーション全体の計算時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】第１の実施の形態にかかるシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるシミュレーション装置の動作処理手順を示すフローチャートである。
【図３−１】包括的反応確率の算出方法を説明するための図（１）である。
【図３−２】包括的反応確率の算出方法を説明するための図（２）である。
【図４】包括的反応確率の算出手順を示すフローチャートである。
【図５】フラックスの仮定の一例を説明するための図である。
【図６】成膜装置の反応炉のモデル例を説明するための図である。
【図７】成膜装置における化学反応のモデル例を説明するための図である。
【図８】平坦構造のウエハにおける成膜装置内の成膜速度を説明するための図である。
【図９】トレンチ構造を有したウエハにおける成膜速度を説明するための図である。
【図１０】プラズマエッチング装置の反応炉のモデル例を説明するための図である。
【図１１】プラズマエッチング装置における化学反応のモデル例を説明するための図である。
【図１２】均一構造のウエハにおけるプラズマエッチング装置内の気相濃度を説明するための図である。
【図１３】ＳｉＯ2マスクで表面を覆われたウエハにおけるプラズマエッチング装置内の気相濃度を説明するための図である。
【図１４】微細構造の加工後形状の形状シミュレーション手順を示すフローチャートである。
【図１５】成膜装置における加工後形状のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１６】プラズマエッチング装置における加工後形状のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１７】包括的反応確率を算出する領域のサイズと装置シミュレーションを行なう際のメッシュサイズの関係を説明するための図である。
【図１８】完全混合槽を用いた包括的反応確率の近似を説明するための図である。
【図１９】ウエハが表面構造の異なる複数の領域を有している場合の包括的反応確率の算出方法を説明するための図である。
【図２０】ウエハが表面構造の異なる複数の領域を有している場合の包括的反応確率の算出手順を示すフローチャートである。
【図２１】表面形状の変化に応じた装置シミュレーションの処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】記憶させておいたシミュレーション結果を利用して行なう形状シミュレーションの処理手順（１）を示すフローチャートである。
【図２３】記憶させておいたシミュレーション結果を利用して行なう形状シミュレーションの処理手順（２）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５７】
１  シミュレーション装置
１０  制御部
１１  入力部
１２  出力部
２０  制御部
３０  基板
３１  ウエハ
３２，３３  反応炉
Ａ  仮想平面
Ｂ  微細構造
Ｍ  分子
Ｐ  仮想点
Ｑ  表面点
【図１】
0004745035.tif 000006
【図２】
0004745035.tif 000007
【図３−１】
0004745035.tif 000008
【図３−２】
0004745035.tif 000009
【図４】
0004745035.tif 000010
【図５】
0004745035.tif 000011
【図６】
0004745035.tif 000012
【図７】
0004745035.tif 000013
【図８】
0004745035.tif 000014
【図９】
0004745035.tif 000015
【図１０】
0004745035.tif 000016
【図１１】
0004745035.tif 000017
【図１２】
0004745035.tif 000018
【図１３】
0004745035.tif 000019
【図１４】
0004745035.tif 000020
【図１５】
0004745035.tif 000021
【図１６】
0004745035.tif 000022
【図１７】
0004745035.tif 000023
【図１８】
0004745035.tif 000024
【図１９】
0004745035.tif 000025
【図２０】
0004745035.tif 000026
【図２１】
0004745035.tif 000027
【図２２】
0004745035.tif 000028
【図２３】
0004745035.tif 000029