JPH10284358A - 表面反応処理後の試料形状のシミュレーション方法、装置および記録媒体 - Google Patents

表面反応処理後の試料形状のシミュレーション方法、装置および記録媒体

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JPH10284358A
JPH10284358A JP9090834A JP9083497A JPH10284358A JP H10284358 A JPH10284358 A JP H10284358A JP 9090834 A JP9090834 A JP 9090834A JP 9083497 A JP9083497 A JP 9083497A JP H10284358 A JPH10284358 A JP H10284358A
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simulation
reaction gas
reaction
time
flow
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JP9090834A
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Koichi Hayakawa
康一 早川
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process

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Abstract

(57)【要約】 【課題】短い計算時間で高精度な表面反応処理後の試料
の形状のシミュレーションを行う。 【解決手段】表面反応に用いる反応ガスのガス供給部に
おける分圧Ｐ0 、表面反応を行うチャンバー内での反応
ガスの輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に数値的
に求める前記反応ガスの流れの大きさＪを用いて、式Ｐ
S ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における表面反応に
用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、このＰS をシミュ
レーションに取り込み、表面反応処理後の試料形状を算
出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表面反応処理後の試
料形状のシミュレーション方法に関し、特にＣＶＤ処
理、あるいはエッチング処理などの表面反応処理後の試
料の形状のシミュレーション方法に関する。また、本発
明はこのシミュレーション方法を好適に実施できるシミ
ュレーション装置、および当該シミュレーション方法の
プログラムが格納された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造方法の製造工程におい
て、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）工程やドラ
イエッチング工程は広く用いられている方法である。近
年、半導体装置には高速化、高集積化、微細化など、要
求される性能は益々高いものとなっており、上記のＣＶ
Ｄなどの工程の制御は、それぞれの工程の信頼性を高
め、製造する半導体装置の歩留りなどを改善する上で大
変重要である。
【０００３】ＣＶＤは、反応チャンバーにシリコンウェ
ハなどの試料を置き、原料ガスを導入し、温度をかける
ことにより原料ガスの化学反応が生じ、シリコン酸化膜
やシリコン窒化膜などの所望する薄膜を試料表面上に堆
積させる方法である。例えば、シリコン酸化膜を堆積さ
せるにはシランと酸素などを含有するガスを導入する。
ＣＶＤとしては、常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶＤあるいはプラ
ズマＣＶＤなど、様々な方法が知られている。
【０００４】ドライエッチングは、真空に引いた反応チ
ャンバーにシリコンウェハなどの試料を置き、エッチャ
ントガスを導入し、高周波電力を加えることで起きる放
電がによりプラズマが発生させ、プラズマ中で生じるイ
オンやラジカルを試料表面に衝突させ、化学反応を起こ
してエッチングする方法である。例えば、四フッ化炭素
から生じるフッ素ラジカルは非常に反応性の高いラジカ
ルであり、シリコン層や酸化シリコン層をエッチングで
きる。ドライエッチングとしては、プラズマエッチン
グ、ケミカルドライエッチング、あるいは反応性イオン
エッチングなど、様々な方法が知られている。
【０００５】上記のＣＶＤにおける原料ガス、あるいは
ドライエッチング工程におけるエッチャントガスなど
（以下、これらのガスを総称して反応ガスと呼ぶ）の、
半導体ウェハなどの試料表面（以下単に試料表面と呼
ぶ）における分圧は、チャンバーのガス供給口近傍にお
けるガス圧に比べて低いことが多い。
【０００６】図６はチャンバー中でＣＶＤあるいはエッ
チングなどの処理を行う際の反応ガスの流れを示してい
る。ガス供給口６０から供給される反応ガスは、試料６
３表面において、化学反応により堆積、あるいはエッチ
ングなどの表面反応により消費されるため、チャンバー
から試料６３表面への方向６２に反応ガスの流れが生じ
る。チャンバー内の圧力を調整する排気口から未反応の
反応ガスや、表面反応により発生したガスが排気され、
これにともないチャンバー全体では矢印６１に方向にガ
スの流れを生じている。この流れの抵抗のために、反応
ガスの試料表面における分圧が低下する。
【０００７】図７は上記の反応ガスの分圧と試料表面か
らの距離との関係を示すグラフである。反応ガス分圧は
反応ガス供給口近傍では圧力Ｐ0 を有しているが、反応
ガス供給口から試料表面に近づくにつれて徐々に低くな
り、試料表面では圧力ＰS となることを示す。
【０００８】上記の試料表面における反応ガスの分圧の
反応ガス供給口からの低下量は、チャンバーの抵抗と反
応ガスの流れの大きさに依存する。チャンバーの抵抗
は、ＣＶＤ処理などのプロセス中にはほとんど変化しな
いが、反応ガスの流れの大きさは試料表面での反応ガス
の分子の消費量によって大きく変化する。そのために、
試料表面における反応ガス分圧は、ＣＶＤ処理などのプ
ロセス中に変化しうるのである。
【０００９】上記の試料表面における反応速度、即ちＣ
ＶＤ工程における堆積速度、あるいはエッチング工程に
おけるエッチング速度などは、試料表面への反応ガス分
子の入射数、即ち試料表面での反応ガスの分圧に依存す
る。従って、試料表面における反応ガスの分圧を求める
ことは、ＣＶＤ処理、あるいはエッチング処理などの処
理後の試料の形状のシミュレーションにとって非常に重
要である。
【００１０】上記のＣＶＤ処理、あるいはエッチング処
理などの処理後の試料の形状のシミュレーションにおい
て、チャンバー中における反応ガスの輸送の効果をどの
ように取り扱うか、次のような方法が考えられている。
【００１１】１．気相中の反応ガスの輸送の効果を考慮
に入れない方法 最も簡単な方法は、気相中の反応ガスの輸送の効果を無
視する方法である。チャンバー中での反応ガスの分圧は
十分に低く、反応ガス分子の平均自由行程がチャンバー
よりも大きい場合には問題がない。
【００１２】２．気相中の反応ガスの輸送まで考慮する
方法 試料表面での反応とチャンバー中の反応ガスの流れを同
時にシミュレーションし、試料表面での反応ガスの分圧
を求め、処理後の試料の形状のシミュレーションを行
う。
【００１３】３．あらかじめ仮定した反応ガスの流れか
ら分圧低下を計算する方法 平板型の試料表面上での膜成長の実験から求めた成長速
度を用いて、試料表面での反応ガスの分圧を求める方法
である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
３種類の方法において、それぞれ次のような問題があ
る。まず、気相中の反応ガスの輸送の効果を考慮に入れ
ない方法においては、反応ガス分子の平均自由行程がチ
ャンバーよりも大きくない場合には、処理後の試料の形
状のシミュレーションに無視できない効果が現れ、正確
にシミュレーションを行うことが難しくなる。
【００１５】気相中の反応ガスの輸送まで考慮する方法
は、シミュレーションに大変時間がかかるという問題が
ある。処理後の試料の形状シミュレーションはミクロの
領域（例えば数μｍ程度）に注目しているのに対し、チ
ャンバー中での気相中の反応ガスの輸送はマクロの領域
を考慮する必要があるためである。このため、膨大な計
算を行うこととなり、無駄な部分が多い。例えば、チャ
ンバー内における気相中の反応ガスの輸送は流体方程式
（ナビエ−ストークス方程式）を解く方法と、モンテカ
ルロ法を用いる方法があるが、いずれの場合も計算に時
間がかかるという問題がある。
【００１６】あらかじめ仮定した反応ガスの流れから分
圧低下を計算する方法は、上記のように計算に時間がか
かることはないという利点があるが、実際の成膜処理に
おいては平坦な表面ではなく、凹凸のある表面に対して
行うこと、また、成膜面の表面積は時間の経過とともに
変化することから、この方法で求めた反応ガス分圧の実
験に使用した平板型試料の表面積と実際の成膜面表面積
とは異なっている。その結果、試料表面での反応ガス分
圧の見積もりが不正確であるという問題がある。
【００１７】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、従って、本発明の目的は、これまで膨大な
計算時間を必要としたためにシミュレーションに取り込
むことの難しかった、正確な試料表面における反応ガス
分圧を計算し、ＣＶＤ処理、あるいはエッチング処理な
どの処理後の試料の形状のシミュレーションを行うシミ
ュレーション方法を提供することである。また、本発明
の目的は、このシミュレーション方法を好適に実施でき
るシミュレーション装置、および当該シミュレーション
方法のプログラムが格納された記録媒体を提供すること
である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の表面反応処理後の試料形状のシミュレーシ
ョン方法は、前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給
部における分圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内
での反応ガスの輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時
に数値的に求める前記反応ガスの流れの大きさＪを用い
て、式ＰS ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前
記表面反応に用いる反応ガスの分圧ＰSを算出し、この
ＰS をシミュレーションに取り込み、前記表面反応処理
後の試料形状を算出する。
【００１９】上記の本発明の表面反応処理後の試料形状
のシミュレーション方法によれば、反応ガスの流れの大
きさＪを数値的に求め、これにより試料表面における反
応ガス分圧ＰS を求める。これにより、これまで膨大な
計算時間を必要としたためにシミュレーションに取り込
むことの難しかった、正確な試料表面における反応ガス
分圧を計算し、ＣＶＤ処理、あるいはエッチング処理な
どの処理後の試料の形状のシミュレーションを行うこと
ができる。ここで、チャンバー内での反応ガスの輸送抵
抗Ｒは実験、あるいはチャンバー中での反応ガスの流れ
のシミュレーションから求めることができる。
【００２０】上記の本発明のシミュレーション方法は、
好適には、前記反応ガスの流れの大きさＪを、前記試料
表面で反応した反応ガス分子の数Ｃを１シミュレーショ
ンステップあたりの時間Δｔおよび形状シミュレーショ
ンの計算領域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除し
て求めた値とする。または、好適には、前記反応ガスの
流れの大きさＪを、前記試料表面１シュミレーションス
テップ時間Δｔ中に計算領域に流入する反応ガス分子数
と流出する分子数の差Ｃを１シミュレーションステップ
あたりの時間Δｔおよび形状シミュレーションの計算領
域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除して求めた値
とする。
【００２１】上記の本発明の表面反応処理後の試料形状
のシミュレーション方法によれば、計算領域での反応ガ
ス分子の消費を気相と接している試料の表面積で除した
値を用いており、正味の反応ガスの流れの大きさを用
い、反応ガス分圧を求める。これにより、より正確なシ
ミュレーションを簡便な方法で行うことができる。
【００２２】また、上記の目的を達成するため、本発明
の表面反応処理後の試料形状のシミュレーション装置
は、前記試料のモデル化と各種データの加工を行う前処
理手段と、前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給部
における分圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内で
の反応ガスの輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に
数値的に求める前記反応ガスの流れの大きさＪを用い
て、式ＰS ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前
記表面反応に用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、この
ＰS をシミュレーションに取り込み、前記表面反応処理
後の試料形状を算出するシミュレーションを行う主シュ
ミレーション部と、前記メインプロセッサ部から出力さ
れる試料形状データを所定の出力形式に適合した形に変
換し、出力する後処理手段とを有する。
【００２３】上記の本発明の表面反応処理後の試料形状
のシミュレーション装置によれば、反応ガスの流れの大
きさＪを数値的に求め、これにより試料表面における反
応ガス分圧ＰS を求める。これにより、これまで膨大な
計算時間を必要としたためにシミュレーションに取り込
むことの難しかった、正確な試料表面における反応ガス
分圧を計算し、ＣＶＤ処理、あるいはエッチング処理な
どの処理後の試料の形状のシミュレーションを行うこと
ができる。ここで、チャンバー内での反応ガスの輸送抵
抗Ｒは実験、あるいはチャンバー中での反応ガスの流れ
のシミュレーションから求めることができる。
【００２４】上記の本発明の表面反応処理後の試料形状
のシミュレーション装置は、好適には、前記主シュミレ
ーション部において、前記反応ガスの流れの大きさＪと
して、前記試料表面で反応した反応ガス分子の数Ｃを１
シミュレーションステップあたりの時間Δｔおよび形状
シミュレーションの計算領域の反応ガスの流入する領域
の面積Ｓで除して求めた値を用いてシミュレーションを
行う。または、好適には、前記主シュミレーション部に
おいて、前記反応ガスの流れの大きさＪとして、前記反
応ガスの流れの大きさＪとして、前記試料表面１シュミ
レーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する反
応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃを１シミュレーシ
ョンステップあたりの時間Δｔおよび形状シミュレーシ
ョンの計算領域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除
して求めた値を用いてシミュレーションを行う。
【００２５】上記の本発明の表面反応処理後の試料形状
のシミュレーション装置によれば、計算領域での反応ガ
ス分子の消費を気相と接している試料の表面積で除した
値を用いており、正味の反応ガスの流れの大きさを用
い、反応ガス分圧を求める。これにより、より正確なシ
ミュレーションを簡便な方法で行うシミュレーション装
置を提供することができる。
【００２６】また、上記の目的を達成するため、本発明
の記録媒体は、表面反応処理後の試料形状を見積もるに
際して、前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給部に
おける分圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内での
反応ガスの輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に数
値的に求める前記反応ガスの流れの大きさＪを用いて、
式ＰS ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前記表
面反応に用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、このＰS
をシミュレーションに取り込み、前記表面反応処理後の
試料形状を算出するシミュレーション用プログラムが格
納されており、好適には、前記反応ガスの流れの大きさ
Ｊとして、前記試料表面で反応した反応ガス分子の数Ｃ
を１シミュレーションステップあたりの時間Δｔおよび
形状シミュレーションの計算領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓで除して求めた値を用いるシミュレーショ
ン用プログラム、あるいは、前記反応ガスの流れの大き
さＪとして、前記試料表面１シュミレーションステップ
時間Δｔ中に計算領域に流入する反応ガス分子数と流出
する分子数の差Ｃを１シミュレーションステップあたり
の時間Δｔおよび形状シミュレーションの計算領域の反
応ガスの流入する領域の面積Ｓで除して求めた値を用い
るシミュレーション用プログラムが格納されている。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る表面反応処理
後の試料形状のシミュレーション装置およびシミュレー
ション方法を添付図面を参照して詳細に説明する。但
し、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではな
い。なお、本発明に係る記録媒体は、本発明のシミュレ
ーション方法の手順を示すプログラムが記録されている
ものであることから、ここでの説明は省略する。
【００２８】図１は、本発明によってＣＶＤ処理、ある
いはエッチング処理などの処理後の試料の形状のシミュ
レーションを行う試料の模式的な断面図である。反応ガ
スの流入する境界１１で囲まれた形状シミュレーション
の計算領域１２中に、反応ガスが矢印１４の方向に流入
する。試料と反応ガスの境界である反応面１３を有する
試料は、例えば第１膜１５の上層に第２膜１６が形成さ
れており、第２膜１６の上層に新たな層を形成するか、
第２膜１６をエッチングするなどの工程についてシミュ
レーションを行うものである。
【００２９】図２は、本発明のシミュレーション装置の
概略構成を示すブロック図である。このシミュレーショ
ン装置２０は、おおまかには試料のモデル化と各種デー
タの加工を行うプリプロセッサ２１と、プリプロセッサ
からのデータ出力を基にして反応ガス分圧を計算し、形
状シミュレーションを行うメインプロセッサ２２と、メ
インプロセッサ２２の結果を所定の出力形式に適合した
形に変換し、出力するポストプロセッサ２３と、図示せ
ぬ入出力装置とを有している。また、これらのプリプロ
セッサ２１、メインプロセッサ２２、及びポストプロセ
ッサ２３は、例えば１台の装置内に各プロセッサの役割
を果たす手段を有する構成とすることもできる。
【００３０】プリプロセッサ２１内には、反応ガス供給
口におけるガス圧やその他のパラメータを含む各種デー
タを入力する入力部２４と、各種データから解析モデル
を作成し、また、境界などの条件の設定を行うモデル・
条件設定部２５を有する。
【００３１】上記の各手段の機能および動作について
は、以下のシミュレーション方法の実施例において説明
する。
【００３２】実施例１ 図３は本実施例のシミュレーション方法の全体の流れを
示すフローチャートである。最初に、プリプロセッサに
おいて、初期設定および試料形状などの試料に関するデ
ータの入力を行う。不変量である反応ガス供給口近傍に
おける反応ガス圧力Ｐ0 、チャンバーの輸送抵抗Ｒ、反
応時間Ｔ、反応時間Ｔに対して十分小さい１シュミレー
ションステップあたりの時間Δｔを決定し、シミュレー
ションを行う試料の形状などの諸条件とともにプリプロ
セッサに入力する。これにより、シミュレーションステ
ップ数Ｎ＝Ｔ／Δｔを求められ、また実際に１シミュレ
ーションステップ毎のシミュレーション計算条件を決定
する。また、試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ
(0) ＝０とし、処理中のシミュレーションステップを示
す変数ｎの値はｎ＝１とする（ステップＳＴ１１）。
【００３３】以降のステップはメインプロセッサで行わ
れる。第ｎシミュレーションステップにおける反応ガス
の試料表面における分圧を、第（ｎ−１）シミュレーシ
ョンステップでの反応ガスの流れの値Ｊ(n-1) を用い
て、次の式から求める（ステップＳＴ１２）。
【００３４】
【数１】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(n-1) …（１） ここで、ＰS (n) は第ｎシミュレーションステップにお
ける試料表面の反応ガス分圧である。
【００３５】上記で求めた第ｎシミュレーションステッ
プの反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間Δｔだけ形状
シミュレーションを行う。シミュレーション中に試料表
面で反応した反応ガス分子の総数Ｃ(n) を計数し、第ｎ
シミュレーションステップでの反応ガスの流れＪ(n) を
次の式から求める（ステップＳＴ１３）。
【００３６】
【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） ここで、Ｓは形状シミュレーション領域の反応ガスの流
入する領域の面積である。また、Ｃ(n) として、１シュ
ミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する
反応ガス分子数と流出する分子数の差を用いることもで
きる。
【００３７】処理中のシミュレーションステップを１増
やし、ｎ＝ｎ＋１とする。ｎ≦Ｎの場合は、ステップＳ
１２に戻り、シミュレーションを続行する。ｎ＞Ｎの場
合には、シミュレーションを終了する（ステップＳＴ１
４）。得られたシミュレーション形状結果をポストプロ
セッサに出力する（ステップＳＴ１５）。
【００３８】実施例２ 図４および図５は本実施例のシミュレーション方法の全
体の流れを示すフローチャートである。最初に、プリプ
ロセッサにおいて、初期設定おとび試料形状などの試料
に関するデータの入力を行う。不変量である反応ガス供
給口近傍における反応ガス圧力Ｐ0 、チャンバーの輸送
抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時間Ｔに対して十分小さい１
シュミレーションステップあたりの時間Δｔを決定し、
シミュレーションを行う試料の形状などの諸条件ととも
にプリプロセッサに入力する。これにより、シミュレー
ションステップ数Ｎ＝Ｔ／Δｔを求められ、また実際に
１シミュレーションステップ毎のシミュレーション計算
条件を決定する。また、試料表面への反応ガスの流れの
初期値Ｊ(0) ＝０とし、処理中のシミュレーションステ
ップを示す変数ｎの値はｎ＝１とする。さらに、変数Ｐ
min 、Ｊmin 、Ｐmax およびＪmaxを用意し、この４つ
の変数の値を全て０に初期化しておく（ステップＳＴ２
１）。
【００３９】以降のステップはメインプロセッサで行わ
れる。第１シミュレーションステップにおける反応ガス
の試料表面における分圧を、反応ガスの流れの初期値Ｊ
(0)を用いて、次の式から求める（ステップＳＴ２
２）。
【００４０】
【数３】 ＰS (1) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(0) …（３） ここで、ＰS (1) は第１シミュレーションステップにお
ける試料表面の反応ガス分圧である。
【００４１】上記で求めた第１シミュレーションステッ
プにおける試料表面の反応ガス分圧ＰS (1) を用いて、
時間Δｔだけ形状シミュレーションを行う。シミュレー
ション中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数Ｃ
(1) を計数し、第１シミュレーションステップでの反応
ガスの流れＪ(1) を次の式から求める（ステップＳＴ２
３）。
【００４２】
【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） ここで、Ｓは形状シミュレーション領域の反応ガスの流
入する領域の面積である。また、Ｃ(1) として、１シュ
ミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する
反応ガス分子数と流出する分子数の差を用いることもで
きる。このときの反応ガス分圧および反応ガスの流れの
値ＰS (1) およびＪ(1) をそれぞれＰmax およびＪmax
に代入する。処理中のシミュレーションステップを１増
やし、ｎ＝２とする（ステップＳＴ２４）。
【００４３】第ｎシミュレーションステップでの反応ガ
スの試料表面での分圧ＰS (n) を、次の式から求める
（ステップＳＴ２５）。
【００４４】
【数５】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×（ＰS (n-1) −Ｐmin ）・（Ｊmax −Ｊmin ）／（Ｐmax −Ｐmin ） …（５）
【００４５】上記で求めた第ｎシミュレーションステッ
プの反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間Δｔだけ形状
シミュレーションを行う。シミュレーション中に試料表
面で反応した反応ガス分子の総数Ｃ(n) を計数し、第ｎ
シミュレーションステップでの反応ガスの流れＪ(n) を
次の式から求める（ステップＳＴ２６）。
【００４６】
【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） ここで、Ｓは形状シミュレーション領域の反応ガスの流
入する領域の面積である。また、Ｃ(n) として、１シュ
ミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する
反応ガス分子数と流出する分子数の差を用いることもで
きる。
【００４７】次に、（ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値と
（ＰS (n) −Ｐmax ）の絶対値を比較する（ステップＳ
Ｔ２７）。前者が大きい場合にはＪmin にＪ(n) を、Ｐ
min にＰS (n) を代入し（ステップＳＴ２８ａ）、後者
が大きい場合にはＪmax にＪ(n) を、Ｐmax にＰS (n)
を代入する（ステップＳＴ２８ｂ）。
【００４８】処理中のシミュレーションステップを１増
やし、ｎ＝ｎ＋１とする。ｎ≦Ｎの場合は、ステップＳ
０に戻り、シミュレーションを続行する。ｎ＞Ｎの場合
には、シミュレーションを終了する（ステップＳＴ２
９）。得られたシミュレーション形状結果をポストプロ
セッサに出力する（ステップＳＴ３０）。
【００４９】上記の本発明の実施形態の表面反応処理後
の試料形状のシミュレーション方法によれば、莫大な計
算時間を必要としたためにＣＶＤ処理、あるいはエッチ
ング処理などの処理後の試料の形状のシミュレーション
に取り込むことの難しかった正確な試料表面における反
応ガス分圧を計算することができる。これにより、従来
よりも短い計算時間で高精度なＣＶＤ処理、あるいはエ
ッチング処理などの処理後の試料の形状のシミュレーシ
ョンを行うことができる。
【００５０】また、本発明のシミュレーション装置によ
れば、上記のシミュレーション方法を好適に実施するこ
とができる。
【００５１】
【発明の効果】本発明の表面反応処理後の試料形状のシ
ミュレーション方法によれば、莫大な計算時間を必要と
したためにＣＶＤ処理、あるいはエッチング処理などの
処理後の試料の形状のシミュレーションに取り込むこと
の難しかった正確な試料表面における反応ガス分圧を計
算することができる。これにより、従来よりも短い計算
時間で高精度なＣＶＤ処理、あるいはエッチング処理な
どの処理後の試料の形状のシミュレーションを行うこと
ができる。
【００５２】また、本発明のシミュレーション装置によ
れば、上記のシミュレーション方法を好適に実施するこ
とができ、さらに本発明の記録媒体は格納する上記のシ
ミュレーション方法のプログラムを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明によって形状のシミュレーション
を行う試料の模式的な断面図である。
【図２】図２は本発明のシミュレーション装置の概略構
成を示すブロック図である。
【図３】図３は実施例１のシミュレーション方法のフロ
ーチャートである。
【図４】図４は実施例２のシミュレーション方法のフロ
ーチャートである。
【図５】図５は図４の続きを示すフローチャートであ
る。
【図６】図６はチャンバー中での反応ガスの流れを示し
ている。
【図７】図７は反応ガス分圧と試料表面からの距離との
関係を示すグラフである。
【符号の説明】 １１…反応ガスの流入する境界、１２…シミュレーショ
ンの計算領域、１３…反応面、１４…反応ガスの流れる
方向、１５…第１膜、１６…第２膜、２０…シミュレー
ション装置、２１…プリプロセッサ、２２…メインプロ
セッサ、２３…ポストプロセッサ、２４…入力部、２５
…モデル・条件設定部、２６…出力部、６０…ガス供給
口、６１、６２…反応ガスの流れる方向、６３…試料。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年４月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【数１】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(n-1) …（１） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(n) を次式
【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） から算出し、上記の繰り返しステップをシミュレーショ
ンステップ数がＮを越えるまで繰り返す請求項１に記載
のシミュレーション方法。
【数３】 ＰS (1) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(0) …（３） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (1) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(1) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第１シミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(1) を次式
【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） から求め、 反応ガス分圧および反応ガスの流れの値ＰS (1) および
Ｊ(1) をそれぞれＰmax およびＪmax に代入し、 処理中のシミュレーションステップを１増やしてｎ＝２
とし、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式
【数５】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×（ＰS (n-1) −Ｐmin ）・（Ｊmax −Ｊmin ）／（Ｐmax −Ｐmin ） …（５） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(n) を次式
【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） から算出し、 （ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値と（ＰS (n) −Ｐmax ）
の絶対値を比較して（ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値が大
きい場合にはＪmin にＪ(n) を、Ｐmin にＰS (n) を代
入し、（ＰS (n) −Ｐmax ）の絶対値が大きい場合には
Ｊmax にＪ(n)を、Ｐmax にＰS (n) を代入し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
がＮを越えるまで繰り返す請求項１に記載のシミュレー
ション方法。
【数１】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(n-1) …（１） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(n) を次式
【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） から算出し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
がＮを越えるまで繰り返す請求項６に記載のシミュレー
ション装置。
【数３】 ＰS (1) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(0) …（３） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (1) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(1) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第１シミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(1) を次式
【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） から求め、反応ガス分圧および反応ガスの流れの値ＰS
(1) およびＪ(1) をそれぞれＰmax およびＪmax に代入
し、処理中のシミュレーションステップを１増やしてｎ
＝２とし、繰り返しのステップとして、第ｎシミュレー
ションステップでの試料表面における反応ガスの分圧Ｐ
S (n) を、第（ｎ−１）シミュレーションステップでの
反応ガスの流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式
【数５】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×（ＰS (n-1) −Ｐmin ）・（Ｊmax −Ｊmin ）／（Ｐmax -Pmin ） …（５） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(n) を次式
【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） から算出し、 （ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値と（ＰS (n) −Ｐmax ）
の絶対値を比較して（ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値が大
きい場合にはＪmin にＪ(n) を、Ｐmin にＰS (n) を代
入し、（ＰS (n) −Ｐmax ）の絶対値が大きい場合には
Ｊmax にＪ(n)を、Ｐmax にＰS (n) を代入し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
がＮを越えるまで繰り返す請求項６に記載のシミュレー
ション装置。
【数１】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(n-1) …（１） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(n) を次式
【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） から算出し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
がＮを越えるまで繰り返すシミュレーション用プログラ
ムが格納されている請求項１１に記載の記録媒体。
【数３】 ＰS (1) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(0) …（３） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (1) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(1) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第１シミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(1) を次式
【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） から求め、 反応ガス分圧および反応ガスの流れの値ＰS (1) および
Ｊ(1) をそれぞれＰma x およびＪmax に代入し、 処理中のシミュレーションステップを１増やしてｎ＝２
とし、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式
【数５】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×（ＰS (n-1) −Ｐmin ）・（Ｊmax −Ｊmin ）／（Ｐmax −Ｐmin ） …（５） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
１シミュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓおよびシミュレーショ ンステップ時間Δｔ
を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
流れＪ(n) を次式
【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） から算出し、（ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値と（ＰS
(n) −Ｐmax ）の絶対値を比較して（ＰS (n) −
Ｐmin ）の絶対値が大きい場合にはＪmin にＪ(n) を、
Ｐmin にＰS (n) を代入し、（ＰS (n) −Ｐmax ）の絶
対値が大きい場合にはＪmax にＪ(n)を、Ｐmax にＰS
(n) を代入し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
がＮを越えるまで繰り返すシミュレーション用プログラ
ムが格納されている請求項１１に記載の記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】上記の本発明のシミュレーション方法は、
好適には、前記反応ガスの流れの大きさＪを、前記試料
表面で反応した反応ガス分子の数Ｃを１シミュレーショ
ンステップあたりの時間Δｔおよび形状シミュレーショ
ンの計算領域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除し
て求めた値とする。または、好適には、前記反応ガスの
流れの大きさＪを、前記試料表面１シミュレーションス
テップ時間Δｔ中に計算領域に流入する反応ガス分子数
と流出する分子数の差Ｃを１シミュレーションステップ
あたりの時間Δｔおよび形状シミュレーションの計算領
域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除して求めた値
とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】また、上記の目的を達成するため、本発明
の表面反応処理後の試料形状のシミュレーション装置
は、前記試料のモデル化と各種データの加工を行う前処
理手段と、前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給部
における分圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内で
の反応ガスの輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に
数値的に求める前記反応ガスの流れの大きさＪを用い
て、式ＰS ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前
記表面反応に用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、この
ＰS をシミュレーションに取り込み、前記表面反応処理
後の試料形状を算出するシミュレーションを行う主シミ
ュレーション部と、前記主シミュレーション部から出力
される試料形状データを所定の出力形式に適合した形に
変換し、出力する後処理手段とを有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】上記の本発明の表面反応処理後の試料形状
のシミュレーション装置は、好適には、前記主シミュレ
ーション部において、前記反応ガスの流れの大きさＪと
して、前記試料表面で反応した反応ガス分子の数Ｃを１
シミュレーションステップあたりの時間Δｔおよび形状
シミュレーションの計算領域の反応ガスの流入する領域
の面積Ｓで除して求めた値を用いてシミュレーションを
行う。または、好適には、前記主シミュレーション部に
おいて、前記反応ガスの流れの大きさＪとして、前記反
応ガスの流れの大きさＪとして、前記試料表面１シミュ
レーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する反
応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃを１シミュレーシ
ョンステップあたりの時間Δｔおよび形状シミュレーシ
ョンの計算領域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除
して求めた値を用いてシミュレーションを行う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】また、上記の目的を達成するため、本発明
の記録媒体は、表面反応処理後の試料形状を見積もるに
際して、前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給部に
おける分圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内での
反応ガスの輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に数
値的に求める前記反応ガスの流れの大きさＪを用いて、
式ＰS ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前記表
面反応に用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、このＰS
をシミュレーションに取り込み、前記表面反応処理後の
試料形状を算出するシミュレーション用プログラムが格
納されており、好適には、前記反応ガスの流れの大きさ
Ｊとして、前記試料表面で反応した反応ガス分子の数Ｃ
を１シミュレーションステップあたりの時間Δｔおよび
形状シミュレーションの計算領域の反応ガスの流入する
領域の面積Ｓで除して求めた値を用いるシミュレーショ
ン用プログラム、あるいは、前記反応ガスの流れの大き
さＪとして、前記試料表面１シミュレーションステップ
時間Δｔ中に計算領域に流入する反応ガス分子数と流出
する分子数の差Ｃを１シミュレーションステップあたり
の時間Δｔおよび形状シミュレーションの計算領域の反
応ガスの流入する領域の面積Ｓで除して求めた値を用い
るシミュレーション用プログラムが格納されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】実施例１ 図３は本実施例のシミュレーション方法の全体の流れを
示すフローチャートである。最初に、プリプロセッサに
おいて、初期設定および試料形状などの試料に関するデ
ータの入力を行う。不変量である反応ガス供給口近傍に
おける反応ガス圧力Ｐ0 、チャンバーの輸送抵抗Ｒ、反
応時間Ｔ、反応時間Ｔに対して十分小さい１シミュレー
ションステップあたりの時間Δｔを決定し、シミュレー
ションを行う試料の形状などの諸条件とともにプリプロ
セッサに入力する。これにより、シミュレーションステ
ップ数Ｎ＝Ｔ／Δｔを求められ、また実際に１シミュレ
ーションステップ毎のシミュレーション計算条件を決定
する。また、試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ
(0) ＝０とし、処理中のシミュレーションステップを示
す変数ｎの値はｎ＝１とする（ステップＳＴ１１）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】
【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） ここで、Ｓは形状シミュレーション領域の反応ガスの流
入する領域の面積である。また、Ｃ(n) として、１シミ
ュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する
反応ガス分子数と流出する分子数の差を用いることもで
きる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】実施例２ 図４および図５は本実施例のシミュレーション方法の全
体の流れを示すフローチャートである。最初に、プリプ
ロセッサにおいて、初期設定おとび試料形状などの試料
に関するデータの入力を行う。不変量である反応ガス供
給口近傍における反応ガス圧力Ｐ0 、チャンバーの輸送
抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時間Ｔに対して十分小さい１
シミュレーションステップあたりの時間Δｔを決定し、
シミュレーションを行う試料の形状などの諸条件ととも
にプリプロセッサに入力する。これにより、シミュレー
ションステップ数Ｎ＝Ｔ／Δｔを求められ、また実際に
１シミュレーションステップ毎のシミュレーション計算
条件を決定する。また、試料表面への反応ガスの流れの
初期値Ｊ(0) ＝０とし、処理中のシミュレーションステ
ップを示す変数ｎの値はｎ＝１とする。さらに、変数Ｐ
min 、Ｊmin 、Ｐmax およびＪmaxを用意し、この４つ
の変数の値を全て０に初期化しておく（ステップＳＴ２
１）。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】
【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） ここで、Ｓは形状シミュレーション領域の反応ガスの流
入する領域の面積である。また、Ｃ(1) として、１シミ
ュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する
反応ガス分子数と流出する分子数の差を用いることもで
きる。このときの反応ガス分圧および反応ガスの流れの
値ＰS (1) およびＪ(1) をそれぞれＰmax およびＪmax
に代入する。処理中のシミュレーションステップを１増
やし、ｎ＝２とする（ステップＳＴ２４）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】
【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） ここで、Ｓは形状シミュレーション領域の反応ガスの流
入する領域の面積である。また、Ｃ(n) として、１シミ
ュレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する
反応ガス分子数と流出する分子数の差を用いることもで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｚ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面反応処理後の試料形状を見積もるシミ
    ュレーション方法であって、 前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給部における分
    圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内での反応ガス
    の輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に数値的に求
    める前記反応ガスの流れの大きさＪを用いて、式ＰS ＝
    Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前記表面反応に
    用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、このＰS をシミュ
    レーションに取り込み、前記表面反応処理後の試料形状
    を算出するシミュレーション方法。
  2. 【請求項２】前記反応ガスの流れの大きさＪを、前記試
    料表面で反応した反応ガス分子の数Ｃを１シミュレーシ
    ョンステップあたりの時間Δｔおよび形状シミュレーシ
    ョンの計算領域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除
    して求めた値とする請求項１に記載のシミュレーション
    方法。
  3. 【請求項３】前記反応ガスの流れの大きさＪを、前記試
    料表面に１シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算
    領域に流入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ
    を１シミュレーションステップあたりの時間Δｔおよび
    形状シミュレーションの計算領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓで除して求めた値とする請求項１に記載の
    シミュレーション方法。
  4. 【請求項４】反応ガス供給口近傍における反応ガス圧力
    Ｐ0 、チャンバーの輸送抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時間
    Ｔに対して十分小さい１シュミレーションステップあた
    りの時間Δｔ、及びシミュレーションステップ数Ｎ＝Ｔ
    ／Δｔに関し初期設定、並びに試料に関するデータの入
    力を行い、 試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) ＝０と設定
    し、処理中のシミュレーションステップを示す変数ｎの
    値をｎ＝１と設定し、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
    第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
    流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式 【数１】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(n-1) …（１） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(n) を次式 【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） から算出し、上記の繰り返しステップをシミュレーショ
    ンステップ数がＮを越えるまで繰り返す請求項１に記載
    のシミュレーション方法。
  5. 【請求項５】反応ガス供給口近傍における反応ガス圧力
    Ｐ0 、チャンバーの輸送抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時間
    Ｔに対して十分小さい１シュミレーションステップあた
    りの時間Δｔ、及びシミュレーションステップ数Ｎ＝Ｔ
    ／Δｔに関し初期設定、並びに試料に関するデータの入
    力を行い、 試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) ＝０と設定
    し、処理中のシミュレーションステップを示す変数ｎの
    値をｎ＝１と設定し、 変数Ｐmin 、Ｊmin 、Ｐmax およびＪmax を用意し、こ
    の４つの変数の値を全て０に初期化し、 繰り返しのステップとして、第１シミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (1) を、
    反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) を用いて、次式 【数３】 ＰS (1) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(0) …（３） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (1) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(1) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(1) を次式 【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） から求め、反応ガス分圧および反応ガスの流れの値ＰS
    (1) およびＪ(1) をそれぞれＰmax およびＪmax に代入
    し、 処理中のシミュレーションステップを１増やしてｎ＝２
    とし、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
    第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
    流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式 【数５】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×（ＰS (n-1) −Ｐmin ）・（Ｊmax −Ｊmin ）／（Ｐmax −Ｐmin ） …（５） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(n) を次式 【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） から算出し、 （ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値と（ＰS (n) −Ｐmax ）
    の絶対値を比較して（ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値が大
    きい場合にはＪmin にＪ(n) を、Ｐmin にＰS (n) を代
    入し、（ＰS (n) −Ｐmax ）の絶対値が大きい場合には
    Ｊmax にＪ(n)を、Ｐmax にＰS (n) を代入し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
    がＮを越えるまで繰り返す請求項１に記載のシミュレー
    ション方法。
  6. 【請求項６】表面反応処理後の試料形状を見積もるシミ
    ュレーション装置であって、 前記試料のモデル化と各種データの加工を行う前処理手
    段と、 前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給部における分
    圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内での反応ガス
    の輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に数値的に求
    める前記反応ガスの流れの大きさＪを用いて、式ＰS ＝
    Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前記表面反応に
    用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、このＰS をシミュ
    レーションに取り込み、前記表面反応処理後の試料形状
    を算出するシミュレーションを行う主シュミレーション
    部と、 前記メインプロセッサ部から出力される試料形状データ
    を所定の出力形式に適合した形に変換し、出力する後処
    理手段とを有するシミュレーション装置。
  7. 【請求項７】前記主シュミレーション部において、前記
    反応ガスの流れの大きさＪとして、前記試料表面で反応
    した反応ガス分子の数Ｃを１シミュレーションステップ
    あたりの時間Δｔおよび形状シミュレーションの計算領
    域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除して求めた値
    を用いてシミュレーションを行う請求項６に記載のシミ
    ュレーション装置。
  8. 【請求項８】前記主シュミレーション部において、前記
    反応ガスの流れの大きさＪとして、前記反応ガスの流れ
    の大きさＪとして、前記試料表面に１シュミレーション
    ステップ時間Δｔ中に計算領域に流入する反応ガス分子
    数と流出する分子数の差Ｃを１シミュレーションステッ
    プあたりの時間Δｔおよび形状シミュレーションの計算
    領域の反応ガスの流入する領域の面積Ｓで除して求めた
    値を用いてシミュレーションを行う請求項６に記載のシ
    ミュレーション装置。
  9. 【請求項９】前記前処理手段および前記主シュミレーシ
    ョン部において、 反応ガス供給口近傍における反応ガス圧力Ｐ0 、チャン
    バーの輸送抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時間Ｔに対して十
    分小さい１シュミレーションステップあたりの時間Δ
    ｔ、及びシミュレーションステップ数Ｎ＝Ｔ／Δｔに関
    し初期設定、並びに試料に関するデータの入力を行い、 試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) ＝０と設定
    し、処理中のシミュレーションステップを示す変数ｎの
    値をｎ＝１と設定し、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
    第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
    流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式 【数１】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(n-1) …（１）から
    算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間Δｔ
    だけ形状シミュレーションを行い、シミュレーション中
    に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは１シ
    ュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流入す
    る反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計数
    し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する領
    域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔを
    用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの流
    れＪ(n) を次式 【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） から算出し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
    がＮを越えるまで繰り返す請求項６に記載のシミュレー
    ション装置。
  10. 【請求項１０】前記前処理手段および前記主シュミレー
    ション部において、 反応ガス供給口近傍における反応ガス圧力Ｐ0 、チャン
    バーの輸送抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時間Ｔに対して十
    分小さい１シュミレーションステップあたりの時間Δ
    ｔ、及びシミュレーションステップ数Ｎ＝Ｔ／Δｔに関
    し初期設定、並びに試料に関するデータの入力を行い、 試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) ＝０と設定
    し、処理中のシミュレーションステップを示す変数ｎの
    値をｎ＝１と設定し、 変数Ｐmin 、Ｊmin 、Ｐmax およびＪmax を用意し、こ
    の４つの変数の値を全て０に初期化し、 繰り返しのステップとして、第１シミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (1) を、
    反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) を用いて、次式 【数３】 ＰS (1) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(0) …（３） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (1) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(1) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(1) を次式 【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） から求め、 反応ガス分圧および反応ガスの流れの値ＰS (1) および
    Ｊ(1) をそれぞれＰmax およびＪmax に代入し、 処理中のシミュレーションステップを１増やしてｎ＝２
    とし、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
    第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
    流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式 【数５】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×（ＰS (n-1) −Ｐmin ）・（Ｊmax −Ｊmin ）／（Ｐmax −Ｐmin ） …（５） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(n) を次式 【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） から算出し、 （ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値と（ＰS (n) −Ｐmax ）
    の絶対値を比較して（ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値が大
    きい場合にはＪmin にＪ(n) を、Ｐmin にＰS (n) を代
    入し、（ＰS (n) −Ｐmax ）の絶対値が大きい場合には
    Ｊmax にＪ(n)を、Ｐmax にＰS (n) を代入し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
    がＮを越えるまで繰り返す請求項６に記載のシミュレー
    ション装置。
  11. 【請求項１１】表面反応処理後の試料形状を見積もるに
    際して、 前記表面反応に用いる反応ガスのガス供給部における分
    圧Ｐ0 、前記表面反応を行うチャンバー内での反応ガス
    の輸送抵抗Ｒ、およびシミュレーション時に数値的に求
    める前記反応ガスの流れの大きさＪを用いて、式ＰS ＝
    Ｐ0 −Ｒ×Ｊから前記試料表面における前記表面反応に
    用いる反応ガスの分圧ＰS を算出し、このＰS をシミュ
    レーションに取り込み、前記表面反応処理後の試料形状
    を算出するシミュレーション用プログラムが格納されて
    いる記録媒体。
  12. 【請求項１２】前記反応ガスの流れの大きさＪとして、
    前記試料表面で反応した反応ガス分子の数Ｃを１シミュ
    レーションステップあたりの時間Δｔおよび形状シミュ
    レーションの計算領域の反応ガスの流入する領域の面積
    Ｓで除して求めた値を用いるシミュレーション用プログ
    ラムが格納されている請求項１１に記載の記録媒体。
  13. 【請求項１３】前記反応ガスの流れの大きさＪとして、
    前記試料表面に１シュミレーションステップ時間Δｔ中
    に計算領域に流入する反応ガス分子数と流出する分子数
    の差Ｃを１シミュレーションステップあたりの時間Δｔ
    および形状シミュレーションの計算領域の反応ガスの流
    入する領域の面積Ｓで除して求めた値を用いるシミュレ
    ーション用プログラムが格納されている請求項１１に記
    載の記録媒体。
  14. 【請求項１４】反応ガス供給口近傍における反応ガス圧
    力Ｐ0 、チャンバーの輸送抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時
    間Ｔに対して十分小さい１シュミレーションステップあ
    たりの時間Δｔ、及びシミュレーションステップ数Ｎ＝
    Ｔ／Δｔに関し初期設定、並びに試料に関するデータの
    入力を行い、 試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) ＝０と設定
    し、処理中のシミュレーションステップを示す変数ｎの
    値をｎ＝１と設定し、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
    第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
    流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式 【数１】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(n-1) …（１） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(n) を次式 【数２】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（２） から算出し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
    がＮを越えるまで繰り返すシミュレーション用プログラ
    ムが格納されている請求項１１に記載の記録媒体。
  15. 【請求項１５】反応ガス供給口近傍における反応ガス圧
    力Ｐ0 、チャンバーの輸送抵抗Ｒ、反応時間Ｔ、反応時
    間Ｔに対して十分小さい１シュミレーションステップあ
    たりの時間Δｔ、及びシミュレーションステップ数Ｎ＝
    Ｔ／Δｔに関し初期設定、並びに試料に関するデータ形
    状などの入力を行い、 試料表面への反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) ＝０と設定
    し、処理中のシミュレーションステップを示す変数ｎの
    値をｎ＝１と設定し、 変数Ｐmin 、Ｊmin 、Ｐmax およびＪmax を用意し、こ
    の４つの変数の値を全て０に初期化し、 繰り返しのステップとして、第１シミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (1) を、
    反応ガスの流れの初期値Ｊ(0) を用いて、次式 【数３】 ＰS (1) ＝Ｐ0 −Ｒ×Ｊ(0) …（３） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (1) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(1) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(1) を次式 【数４】 Ｊ(1) ＝Ｃ(1) ／（Δｔ・Ｓ） …（４） から求め、 反応ガス分圧および反応ガスの流れの値ＰS (1) および
    Ｊ(1) をそれぞれＰmax およびＪmax に代入し、 処理中のシミュレーションステップを１増やしてｎ＝２
    とし、 繰り返しのステップとして、第ｎシミュレーションステ
    ップでの試料表面における反応ガスの分圧ＰS (n) を、
    第（ｎ−１）シミュレーションステップでの反応ガスの
    流れの値Ｊ(n-1) を用いて、次式 【数５】 ＰS (n) ＝Ｐ0 −Ｒ×（ＰS (n-1) −Ｐmin ）・（Ｊmax −Ｊmin ）／（Ｐmax −Ｐmin ） …（５） から算出し、上記反応ガス分圧ＰS (n) を用いて、時間
    Δｔだけ形状シミュレーションを行い、シミュレーショ
    ン中に試料表面で反応した反応ガス分子の総数あるいは
    １シュミレーションステップ時間Δｔ中に計算領域に流
    入する反応ガス分子数と流出する分子数の差Ｃ(n) を計
    数し、形状シミュレーション領域の反応ガスの流入する
    領域の面積Ｓおよびシュミレーションステップ時間Δｔ
    を用いて第ｎシミュレーションステップでの反応ガスの
    流れＪ(n) を次式 【数６】 Ｊ(n) ＝Ｃ(n) ／（Δｔ・Ｓ） …（６） から算出し、 （ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値と（ＰS (n) −Ｐmax ）
    の絶対値を比較して（ＰS (n) −Ｐmin ）の絶対値が大
    きい場合にはＪmin にＪ(n) を、Ｐmin にＰS (n) を代
    入し、（ＰS (n) −Ｐmax ）の絶対値が大きい場合には
    Ｊmax にＪ(n)を、Ｐmax にＰS (n) を代入し、 上記の繰り返しステップをシミュレーションステップ数
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