形貌仿真系统和形貌仿真方法技术方案

形貌仿真系统、形貌仿真方法以及计算机产品。矩阵计算单元对受一元件的多个面积元之间的位置关系影响的可视性进行评测，以将遮挡效应和再淀积效应反映到仿真结果中。束条件计算单元根据元件在晶片上的位置来计算束条件，以将由所述晶片上的位置差所造成的加工形貌中的差异反映到所述仿真结果中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于高精度地对由微加工处理所导致的产品形貌(topology)变化进行仿真的技术。
技术介绍
近年来，随着加工技术的发展，半导体存储器和MR磁头的微型化已经得到极大的发展，而在此情况下，用于形成这些产品的加工工序的投资额度正在增加。在形成这些精加工产品的加工工序时，预先对在这些加工工序之后的产品形貌变化进行仿真以预先解决可能的问题是非常重要的。对于用于对由微加工处理导致的形貌变化进行仿真的专利技术，日本专利申请特开平No.10-326756提出了一种形貌仿真系统，其可以利用蒙特卡洛方法以高精度对刻蚀形貌进行高速仿真计算处理。此外，日本专利申请特开昭No.63-1034已经提出了这样一种方法，即，其中，通过将刻蚀粒子的入射方向考虑在内而改进了干法刻蚀(dry-etched)形貌仿真的精度。此外，日本专利申请特开No.2000-269105提出了一种工序仿真系统和工序仿真方法，其中物理模型(其表示界面上的物理现象)响应于与硅的界面的性质而变化，从而提高了仿真精度。但是，随着微加工技术的发展，利用这些系统和方法的仿真过程已无法提供足够的精度。其原因是，由于半导体存储器等中的高度微型化，由遮挡效应(shading effect)和再淀积效应(re-deposition effect)而导致的现象以及取决于晶片上的位置的加工形貌差异(在传统设备中可能忽略这些因素)已经变得对产品的质量有影响了。而且，对于所述遮挡效应和再淀积效应，传统的二维仿真已经无法处理这些效应，因此需要一种三维仿真过程；但是，这种三维仿真过程需要大量计算，这造成了处理时间增加的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少解决传统技术中的上述问题。根据本专利技术一个方面的形貌仿真系统包括矩阵计算单元，其根据通过将所述产品的每个表面划分成多边形而获得的多个面积元(surfaceelement)之间的三维空间位置关系来评测可视性，由此创建一表面关联矩阵；以及速度计算单元，其通过利用由所述矩阵计算单元所创建的表面关联矩阵来计算所述面积元的表面位移速度，其中对所述面积元反映了遮挡效应和再淀积效应。根据本专利技术另一方面的形貌仿真系统包括用户接口控制单元，其接收微加工处理中的加工工序与用于所述微加工处理的束的束特性的组合的输入；以及束条件(beam codition)计算单元，其基于所述加工工序和所述束特性的组合，计算待施加到所述产品以执行所述微加工处理的所述束的强度和方向。根据本专利技术又一方面的形貌仿真方法包括以下步骤根据通过将产品的每个表面划分成多边形而获得的多个面积元之间的三维空间位置关系来评测可视性，由此创建一表面关联矩阵；以及通过利用由所述矩阵计算单元所创建的表面关联矩阵来计算所述面积元的表面位移速度，其中对所述面积元反映了遮挡效应和再淀积效应。根据本专利技术又一方面的形貌仿真方法包括以下步骤接收在微加工处理中的加工工序和用于所述微加工处理的束的束特性的组合的输入；以及基于所述加工工序和所述束特性的组合，计算待施加到所述产品以执行所述微加工处理的所述束的强度和方向。本专利技术的其他目的、特征和优点将在以下对本专利技术的详细说明中加以阐述，或者在结合附图来阅读以下对本专利技术的详细说明时，这些将变得显而易见。附图说明图1是说明通过离子铣削方法(ion milling method)的微加工处理的说明性图；图2是说明根据本实施例的形貌仿真系统结构的功能框图；图3A是示出一初始形貌的示例图；图3B是示出一仿真后的形貌的示例图；图4是表示束条件信息的一个示例的数据结构图；图5是说明初始化时的表面关联矩阵的说明性图；图6是说明映射时的表面关联矩阵的说明性图；图7是说明其中设定了面积元编号和距离的表面关联矩阵的说明性图；图8是说明切削分析用表面关联矩阵的说明性图；图9是元件初始位置信息输入屏面的示例图；图10是初始表面形貌信息输入屏面的示例图；图11是工艺条件信息和束分布信息输入屏面的示例图；图12是计算条件信息输入屏面的示例图；图13是示出利用图2中所示形貌仿真系统的仿真处理序列的流程图；图14是示出图13中所示的表面关联矩阵计算处理序列的流程图；以及图15是示出图13中所示的表面位移速度计算处理序列的流程图。具体实施例方式下面参照附图对根据本专利技术的形貌仿真系统、形貌仿真方法以及计算机产品的多个示例性实施例进行详细说明。首先，简要地说明经过利用所述实施例的形貌仿真系统、形貌仿真方法以及形貌仿真程序的仿真过程的微加工处理，然后说明其中将所述实施例的形貌仿真系统、形貌仿真方法以及形貌仿真程序应用到半导体加工工序的情况。为加工诸如硬盘磁头的精细结构，当前，广泛采用一种离子铣削方法。根据离子铣削方法，将诸如氩离子的离子加速并施加到加工物体的表面，从而对加工物体的表面进行物理研磨和切削以产生形貌变化。图1是说明利用所述离子铣削方法的微加工处理的说明性图。将与加速后的离子粒子相对应的离子束1以预定入射角施加到加工物体3的表面，从而对加工物体3的该表面进行研磨和切削以形成一刻蚀部4。此时，当将一诸如加工形貌2的三维物体放置在加工物体3的表面上时，离子束1不能到达由加工形貌2所遮挡的部分，从而形成了未刻蚀单元5(后面用“遮挡效应”表示)。再者，由离子束1所研磨和切削的粒子发生散射并且附着到外缘部分从而形成附着部分7(后面用“再淀积效应”表示)。当LSI等的结构变得更精细时，源自所述遮挡效应和所述再淀积效应的影响变得更大；因而，在仿真过程中，确定这些效应在微加工处理中的影响就变得重要而且必要。而且，在对于LSI等的微加工处理中，通常采用这样一种制造方法，即，其中在称为晶片的圆盘形材料上同时形成多个芯片图案，以将其切割并分成多个IC芯片。但是，利用所述离子铣削方法的离子束照射并不一定在晶片的整个表面上被均匀地执行，而是取决于加工设备的特性，例如，较强的束被指向晶片的中央部分，而在趋近外缘部分的方向上所述照射变弱；这样，束照射的强度随晶片的部分不同而不同。因此，即使在LSI具有相同芯片图案的情况下，源自晶片中央部分的芯片往往具有与源自晶片外缘部分的芯片不同的表面形貌。与遮挡效应和再淀积效应同样地，随着LSI等的结构变得更精细，取决于在晶片上的形成位置的表面形貌差异的影响变得更大，因而，在仿真过程中，确定在微加工处理中取决于形成位置的加工形貌差异就变得重要而且必要。图2是示出根据本实施例的形貌仿真系统的结构的功能框图。形貌仿真系统20具有以下功能接收输入信息10，输入信息10包括元件初始位置信息、初始表面形貌信息、束分布信息、工艺条件信息以及计算条件信息；以及将加工工序之后的对应形貌作为计算结果30输出。图3A是示出与输入信息10的初始表面形貌信息相对应的一初始形貌的示例图。图3B是示出与计算结果30相对应的仿真形貌的示例图。如图2所示，形貌仿真系统20设有用户接口单元100、控制单元200以及存储单元300。用户接口单元100具有显示单元110，由一能够显示字符和图像的液晶显示装置等构成；以及操作单元120，由用于接收用户操作的键盘、鼠标等构成。控制整个形貌仿真系统20的控制单元200设有用户接口控制单元210和时间发展求解器(time development solver)220本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对由微加工处理造成的产品形貌变化进行仿真的形貌仿真系统，其包括：　　　　矩阵计算单元，其根据通过将所述产品的每个表面划分成多边形而获得的多个面积元之间的三维空间位置关系来评测可视性，由此创建一表面关联矩阵；以及　　　　速度计算单元，其通过利用由所述矩阵计算单元所创建的表面关联矩阵来计算所述面积元的表面位移速度，其中对所述面积元反映了遮挡效应和再淀积效应。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-25 JP2004-1552621.一种用于对由微加工处理造成的产品形貌变化进行仿真的形貌仿真系统，其包括矩阵计算单元，其根据通过将所述产品的每个表面划分成多边形而获得的多个面积元之间的三维空间位置关系来评测可视性，由此创建一表面关联矩阵；以及速度计算单元，其通过利用由所述矩阵计算单元所创建的表面关联矩阵来计算所述面积元的表面位移速度，其中对所述面积元反映了遮挡效应和再淀积效应。2.如权利要求1所述的形貌仿真系统，其中，所述矩阵计算单元将所述可视性评测为所述表面关联矩阵，所述表面关联矩阵是由通过将极坐标划分成任意数目的划分而获得的多个评测点所构成的。3.如权利要求1所述的形貌仿真系统，其中所述矩阵计算单元将所述可视性评测为一切削分析用表面关联矩阵和一再淀积分析用表面关联矩阵，以及所述表面位移速度计算单元分别通过利用所述切削分析用表面关联矩阵和所述再淀积分析用表面关联矩阵，来计算由切削所引起的所述面积元的表面位移速度和由再淀积所引起的所述面积元的表面位移速度。4.一种用于对由微加工处理造成的产品形貌变化进行仿真的形貌仿真系统，其包括用户接口控制单元，其接收所述微加工处理中的加工工序与用于所述微加工处理的束的束特性的组合的输入；以及束条件计算单元，其基于所述加工工序和所述束特性的组合，计算待施加到所述产品以执行所述微加工处理的所述束的强度和方向。5.如权利要求4所述的形貌仿真系统，其中所述用户接口控制单元还接收所述产品在一执行所述微加工处理的系统中形成时所在的位置，以及所述束条件计算单元基于所述加工工序、所述束特性以及所述位置的组合，计算所述束的强度和方向。6.如权利要求5所述的形貌仿真系统，还包括一元件位置存储单元，其用于存储所述产品在执行所述微加工处理的所述系统中形成时所在的至少一个位置，其中所述束条件计算单元与存储在所述元件位置存储单元中的所述产品的数目相对应地计算所述束的强度和方向。7.一种用于对由微加工处理造成的产品形貌变化进行仿真的形貌仿真方法，其包括以下步骤创建步骤根据通过将所述产品的每个表面划分成多边形而获得的多个面积元之间的三维空间位置关系来评测可视性，由此创建一表面关联矩阵；以及计算步骤通过利用由所述矩阵计算单元所创建的表面关联矩阵来计算所述面积元的表面位移速度，其中对所述面积元反映了遮挡效应和再淀积效应。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述创建步骤包括以下步骤将所述可视性评测为所述表面关联矩阵，所述表面关联矩阵是由通过将极坐标划分成任意数目的划分而获得的多个评测点所构成的。9.如权利要求7所述的方法，其中所述创建步骤包括以下步骤将所述可视性评测为一切削分析用表面关联矩阵和一再淀积分析用表面关联矩阵，以及所述计算步骤包括以下步骤通过分别利用所述切削分析用表面关联矩阵和所述再淀积分析用表面关联矩阵，来计算由切削所引起的所述面积元的表面位移速度和由再淀积所引起...

【专利技术属性】
技术研发人员：古屋笃史，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]