[发明专利]模拟方法及程序、模拟器、加工设备和制造半导体装置的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请案主张于2012年11月7日提交的日本优先权专利申请案JP2012-245316的权益，所述日本优先权专利申请案的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于在加工处理中模拟工件形状的模拟方法、用于执行所述模拟方法的一种模拟程序及一种模拟器。本发明还涉及一种设置有所述模拟器的加工设备以及涉及一种利用所述加工设备制造半导体装置的方法。

背景技术

目前存在着作为用于预测半导体加工的技术的加工形状(蚀刻、沉积)模拟，所述加工形状模拟被公认为大致分为两种模型。一种是弦模型(string model)，另一种是体素模型(voxel model)。

在弦模型中，将格点们排列于该形状的表面上，并在每一格点处对表面反应进行数值求解以导出反应速率，此外，格点们的坐标根据反应速率而沿法线方向移动，且每一格点通过弦被连接在一起。因此，弦模型表达了加工形状的发展。

在弦模型中，利用相邻格点的位置信息导出法线，因此导出方法简单。

另一方面，由于导出方法的特性，弦模型在跟随形状的急剧变化方面能力较差，且有时弦会彼此交叉。

相比之下，在体素模型中，通过判断是否存在排列的体素来表达形状，因此与弦模型相比，体素模型对复杂形状(例如微型沟)的再现性方面良好。

由于体素模型通常是利用蒙特卡洛方法(Monte Carlo method)的计算方法，因此容易在表面上以图案、微物理现象及化学反应的形式来模拟气体(例如离子或自由基)的转移，因此体素模型被认为是用于代替弦模型的有用方法。

至于在利用体素模型进行的形状模拟中对离子转移的建模，目前公认主要存在两种方法。

一种是基于蒙特卡洛方法的模型，且另一种是基于通量(flux)方法的模型。

就基于蒙特卡洛方法的模型而言，使具有在鞘区域中计算得出的能量分布及入射角分布的离子例如入射于图案上，以对离子的贯穿、散射、及传播求解，从而以蒙特卡洛方法使侧壁图案化(例如，参见Osano et al.，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.45，No.10B，(2006)，pp.8157-8162(Osano等人，日本应用物理学期刊，第45卷，第10B册(2006)，第8157-8162页))。

就基于通量方法的模型而言，通过对同步反应方程式求解来处理离子转移，所述同步反应方程式与入射离子通量的量及利用例如辐射度(radiosity)方法(例如，参见未经审查的日本专利申请公开案第2002-50553号)的再发射的量的平衡有关。换言之，通过对二维空间中的逆矩阵(inverse matrix)iN×iN及三维空间中的逆矩阵iN×iN×iN求解来处理离子转移(i表示参与反应的粒子数目，N表示存在于表面上的体素数目)。此时，同时处理散射及直接入射。

然而，为了使用基于蒙特卡洛方法的模型来执行计算，需要将至少一个或多个离子分配至所有的形状表面体素，而这会耗费大量的计算时间。

此外，在任何情形中计算时间与计算精确度均为权衡关系，因此计算时间减少会导致计算精确度下降。

就未经审查的日本专利申请公开案第2002-50553号所述的基于通量方法的模型而言，需要在每一时间步长对非常大的矩阵的逆矩阵求解，所述逆矩阵为二维空间中的逆矩阵iN×iN及三维空间中的逆矩阵iN×iN×iN。因此，随着表面反应变得更加详细，计算运算就变得复杂且计算速率也显著降低。

近来，如国际半导体技术发展路线图(international technology roadmap for semiconductors；ITRS)所述，CMOS装置的微型化进展得越来越快，且在20nm这一代或更晚时候，需要实现微小加工形状的预测计算、工艺控制、及面内均匀性。

过去所提出的三维体素模型的离子转移模型在计算时间及计算精确度方面受到很大的限制。

发明内容

鉴于上述问题，期望提供计算速率快、计算精确度好、且能够减轻计算负荷的一种模拟方法、一种模拟程序、及一种模拟器。也期望提供一种设置有所述模拟器的加工设备以及一种利用所述加工设备制造半导体装置的方法。

本发明实施例的模拟方法是由信息处理装置来执行计算，所述计算包括下列过程(i)至过程(iii)。

(i)对入射于工件的表面上的任意位置上的第一通量从所述任意位置进行反向追踪，所述工件作为预定加工处理的对象。