シミュレータ、加工装置、ダメージ評価方法、及び、ダメージ評価プログラム
【課題】 イオン入射等の所定処理により発生する被加工体のダメージをより短時間で算出可能にする。
【解決手段】 シミュレータ１０は、入力部１１と、ダメージ演算部１２とを備える構成とする。ダメージ演算部１２は、被加工体の所定の評価点で、所定のガスから被加工体に入射される第１物質の量と、第１物質の入射により被加工体から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる被加工体のダメージを取得する。
【解決手段】 シミュレータ１０は、入力部１１と、ダメージ演算部１２とを備える構成とする。ダメージ演算部１２は、被加工体の所定の評価点で、所定のガスから被加工体に入射される第１物質の量と、第１物質の入射により被加工体から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる被加工体のダメージを取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工体に対して所定の加工処理を行った際に生じる被加工体のダメージを評価するためのシミュレータ、それを備える加工装置、ダメージ評価方法、及び、ダメージ評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスの製造プロセスにおいて、被加工膜に対して例えばエッチング、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、イオン注入等の処理を行った場合、イオン入射により被加工膜にダメージ（例えば、被加工膜の結晶欠陥など）が発生する。そして、このダメージは、デバイスの電気特性に大きな影響を与えることが従来示唆されており、この問題を早急に解決することが、デバイスメーカー各社に共通した重要な課題となっている。
【０００３】
しかしながら、現在の測定器で実パターンのダメージ分布を直接測定することは困難である。それゆえ、プロセス中のイオン入射の状況とデバイスの電気特性との関連性、上記問題への対策等を詳細に考察してデバイスの電気特性を向上させるためには、シミュレーションによるダメージ分布の予測技術（評価技術）の開発が必要になる。
【０００４】
そこで、従来、被加工膜にイオン入射が行われた際の状態を評価可能なシミュレーション技術が種々提案されている（例えば、特許文献１及び２、並びに、非特許文献１及び２参照）。
【０００５】
特許文献１には、イオンインプランテーションのシミュレーション技術が提案されており、非特許文献１には、ＳＲＩＭ（Stopping and Range of Ions in Matter）シミュレーション技術が提案されている。これらのシミュレーション技術では、例えば、アモルファス構造のターゲット膜におけるイオン侵入深さを予測することができる。しかしながら、これらのシミュレーション技術では、ターゲット膜の結晶構造を考慮して、イオン侵入により発生するターゲット膜の結晶欠陥（例えばポリシリコンや酸化シリコンなどの格子結晶の乱れ等）を定量的に表現することができない。
【０００６】
非特許文献２には、分子動力学シミュレータを用いたシミュレーション技術が提案されている。このシミュレーション技術では、入射イオンとターゲット膜の構成原子との相互作用を考慮し、例えば、入射イオンのエネルギーや入射角度、及び、ターゲット膜の種類等に応じて、結晶格子の乱れ等を原子／分子レベルで予測することができる。
【０００７】
しかしながら、非特許文献２で提案されているシミュレーション技術では、その計算量が膨大であり、計算時間が非常に長くなる。例えば、このシミュレーション技術を実パターンに適用してダメージ分布を計算すると、現実的な計算時間（例えば数週間以内程度）では、数ｎｍ×数ｎｍ程度の非常に限られた領域のダメージ分布しか計算できない。さらに、このシミュレーション技術では、入射イオンの質量が軽い場合（例えば水素イオン等の場合）には、膜中の入射イオンの飛程距離が長くなるので、さらに計算時間が増大する。それゆえ、このような計算時間の制約から、実際に分子動力学シミュレータを用いてターゲット膜のダメージ分布を計算する場合には、加工パターンを無視して、平面状のターゲット膜を想定したダメージ分布の計算が行われる。
【０００８】
また、特許文献２には、上記非特許文献２のシミュレーション技術を発展させた技術が提案されている。具体的には、予め、様々な状況において、入射粒子（イオン粒子）の膜中の挙動を分子動力学で計算して被加工体のダメージ分布を算出し、該算出したダメージ分布のデータを記憶したデータベースを作成する。そして、実際に実パターンのダメージ分布をシミュレーションで予測する際には、まず、モンテカルロ法により入射粒子の実パターン内の輸送経路を考慮して、入射粒子の被加工体への衝突位置と入射角度を計算する。次いで、算出した入射粒子の衝突位置及び入射角度に基づいて、データベースを検索して対応するダメージ分布を求める。この手法を用いれば、シミュレーション毎に分子動力学計算を行う必要がないので、計算時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１１５０７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２５９４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】J.F. Ziegler, J.P. Biersack and U. Littmark著：「The Stopping and Range of Ions in Solids」，Pergamon Press，New York，１９８５年
【非特許文献２】Kawase and Hamaguchi：Dry Process Symposium 2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、上記特許文献２で提案されているシミュレーション技術を用いると、例えば上記非特許文献２等で提案されている分子動力学シミュレータを直接用いた技術に比べて、より高速にダメージ分布を計算することができる。
【００１２】
ただし、上記特許文献２のシミュレーション技術では、計算に必要なデータベースを分子動力学計算により作成するので、データベースの作成時間に時間がかかる。特に、入射粒子が例えば水素等の軽量の粒子であり、かつ、そのエネルギーが高い場合には、入射粒子の膜中での飛程距離が長くなるので、データベースの作成時間もより長くなる。
【００１３】
また、上記特許文献２の技術では、モンテカルロ法により入射粒子の実パターン内での輸送計算を行うので、入射粒子のパターン間口への入射角度分布及びパターン側壁・底部における衝突位置分布を高精度で算出するためには、多数の粒子が必要になる。この場合、時間進展計算における１計算ステップ当たりの実計算時間が長くなる。
【００１４】
上述のように、従来の各種シミュレーション技術では、その計算時間に大きな制約があり、イオン入射により発生する被加工体のダメージを短時間で計算することは困難である。それゆえ、現在、このような問題を解決するための新しいダメージ計算技術の開発が望まれている。
【００１５】
本発明は、上記状況を鑑みなされたものである。本発明の目的は、例えばイオン入射等の所定処理により発生する被加工体のダメージをより短時間で算出することができる新しい計算手法を採用したシミュレータ、加工装置、ダメージ評価方法、及び、ダメージ評価プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明のシミュレータは、入力部と、ダメージ演算部とを備える構成とし、各部の機能を次のようにする。入力部は、被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する。ダメージ演算部は、処理条件に基づいて被加工体のダメージを取得する。なお、この際に取得される被加工体のダメージは、所定の加工処理時に外部から被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と第１物質の入射により被加工体の所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる。
【００１７】
また、本発明の加工装置は、被加工体に対して所定の加工処理を行う加工部と、上記本発明のシミュレータと、シミュレータで得られた被加工体のダメージに基づいて、加工部における所定の加工処理の処理条件を補正する制御部とを備える構成とする。
【００１８】
さらに、本発明のダメージ評価方法及びダメージ評価プログラムでは、まず、被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する。次いで、取得した処理条件に基づいて被加工体のダメージを取得する。なお、この際、所定の加工処理時に外部から被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と、第１物質の入射により被加工体の所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる被加工体のダメージを取得する。
【発明の効果】
【００１９】
上述のように、本発明では、被加工体に対して所定の加工処理を施した際のダメージ分布を、フラックス法により算出されるダメージを用いて評価（予測）する。フラックス法は、従来の例えば分子動力学計算法等の粒子法に比べて、その計算量を格段に少なくすることができる。それゆえ、本発明によれば、例えばイオン入射等の所定処理により発生する被加工体のダメージをより短時間で算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシミュレータの概略ブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態で用いる被加工体の反応モデルの概要図である。
【図３】反応層のモデル構成図である。
【図４】反応層の再分割手法を説明するための図である。
【図５】再分割後の反応層のモデル構成図である。
【図６】第１の実施形態における被加工体のダメージ分布の計算処理手順を示すフローチャートである。
【図７】評価例１の結果を示す図である。
【図８】評価例１の結果を示す図である。
【図９】評価例２の結果を示す図である。
【図１０】評価例３の結果を示す図である。
【図１１】評価例４の結果を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るシミュレータで考慮する立体角効果を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態に係るシミュレータで考慮する立体角効果を説明するための図である。
【図１４】立体角効果の特性例を示す図である。
【図１５】評価例５の結果を示す図である。
【図１６】評価例５の結果を示す図である。
【図１７】評価例５の結果を示す図である。
【図１８】評価例５の結果を示す図である。
【図１９】評価例６の結果を示す図である。
【図２０】評価例６の結果を示す図である。
【図２１】評価例６の結果を示す図である。
【図２２】評価例６の結果を示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係るシミュレーションシステムで用いるダメージ計算モデルと形状進展モデルとの結合モデルの概要を示す図である。
【図２４】第３の実施形態に係るシミュレーションシステムの概略ブロック構成図である。
【図２５】第３の実施形態における被加工体のダメージ分布の計算処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第４の実施形態に係るマスクのレイアウトパターン予測ツールにおけるマスクパターンの設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第５の実施形態に係るドライエッチング装置の概略ブロック構成図である。
【図２８】第５の実施形態のドライエッチング装置におけるエッチング処理時の制御手法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の各種実施形態に係るシミュレータ、それを備える各種装置（ツール）、及び、ダメージ評価手法を、図面を参照しながら下記の順で説明する。ただし、本発明は下記の例に限定されない。
１．第１の実施形態：シミュレータの基本構成例
２．第２の実施形態：立体角効果を考慮したシミュレータの構成例
３．第３の実施形態：ダメージ計算モデルと形状進展モデルとを接続したシミュレーションシステムの構成例
４．第４の実施形態：マスクのパターンレイアウト予測ツールの構成例
５．第５の実施形態：ドライエッチング装置の構成例
６．第６の実施形態：予めフラックス法により算出したダメージデータをデータベース化したシミュレータの構成例
【００２２】
＜１．第１の実施形態＞
［シミュレータの構成］
図１に、第１の実施形態に係るシミュレータの概略ブロック構成を示す。シミュレータ１０は、入力部１１と、ダメージ演算部１２と、データベース部１３（データベース）と、出力部１４とを備える。
【００２３】
入力部１１は、外部から入力される各種加工処理条件（処理条件）を取得する。また、入力部１１は、ダメージ演算部１２に接続され、該取得した各種加工処理条件をダメージ演算部１２に出力する。なお、入力部１１は、上記機能を果たす手段であれば、任意の手段で構成することができる。
【００２４】
ダメージ演算部１２は、被加工体に対して例えばエッチング等の所定の加工処理を所定時間行った際に、被加工体に発生するダメージを算出する。
【００２５】
具体的には、ダメージ演算部１２は、まず、外部から入力部１１を介して各種加工処理条件を取得し、該加工処理条件に基づいて、データベース部１３を検索し、計算に必要な各種パラメータを取得する。そして、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件及び各種パラメータを用いてフラックス法により、所定の加工処理を所定時間行った後の被加工体のダメージを算出する。なお、ダメージ計算時に用いる加工処理条件及びパラメータ、並びに、フラックス法によるダメージの算出手法については、後で詳述する。また、ダメージ演算部１２は、出力部１４に接続され、算出したダメージの予測（評価）結果を出力部１４に出力する。
【００２６】
なお、本実施形態では、ダメージ演算部１２をハードウェアで構成して後述する被加工体のダメージ分布の各種計算処理を実現してもよいが、所定のプログラム（ソフトウェア）を用いて後述の各種計算処理を実行してもよい。この場合、ダメージ演算部１２を、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置で構成し、ダメージ分布の計算処理のプログラム（ダメージ評価プログラム）を外部から読み込み、そのプログラムを実行することにより被加工体のダメージ分布を算出する。
【００２７】
また、ダメージ評価プログラムは、例えば、データベース部１３や、別途設けられる例えばＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部などに格納することができる。この際、ダメージ評価プログラムを、例えばデータベース部１３や別途設けられた記憶部等に予め実装した構成にしてもよいし、外部から例えばデータベース部１３や別途設けられた記憶部等に実装する構成にしてもよい。なお、外部からダメージ評価プログラムを取得する場合には、ダメージ評価プログラムを、光ディスクや半導体メモリなどの媒体から配布するようにしてもよいし、インターネットなどの伝送手段を介してダウンロードするようにしてもよい。
【００２８】
データベース部１３は、被加工体のダメージ計算時に必要となる各種パラメータを記憶する。なお、本実施形態では、シミュレータ１０がデータベース部１３を備える例を説明するが、本発明はこれに限定されず、データベース部１３がシミュレータ１０の外部に設けられていてもよい。また、シミュレーション毎に、被加工体のダメージ計算に必要となる各種パラメータを外部から入力する場合には、データベース部１３を設けなくてもよい。
【００２９】
出力部１４は、ダメージ演算部１２から出力されたダメージの算出結果を出力する。なお、この際、出力部１４は、ダメージの算出結果とともに、例えば、演算に用いた加工処理条件及びパラメータ等の情報も出力してもよい。出力部１４は、例えば、ダメージの算出結果を表示する表示装置、算出結果を印刷して出力する印刷装置、算出結果を記録する記録装置等の装置のいずれか、又は、これらの装置を適宜組み合わせて構成される。なお、本実施形態では、シミュレータ１０が出力部１４を備える例を説明するが、本発明はこれに限定されず、出力部１４がシミュレータ１０の外部に設けられていてもよい。
【００３０】
［シミュレーションモデル］
本実施形態のシミュレータ１０では、被加工体に対して所定の加工処理を行った際に発生する被加工体のダメージ分布を、フラックス法を用いて求める。具体的には、外部から被加工体に入射される各種粒子（第１物質）の量と、各種粒子の入射により被加工体から放出される各種粒子（第２物質）の量との関係を計算して、被加工体のダメージを算出する。
【００３１】
（１）被加工体の反応モデル
被加工体の表面（被加工面）において、周囲のガス（外部）から被加工体に入射される各種粒子の量と、被加工体から放出される各種粒子の量との関係式をフラックス法により求める際、まず、被加工体及びガス間の反応モデルを設定する。本実施形態では、ＣＦ系ガス及び酸素（Ｏ）を含むガスにより、ＳｉＯ２膜（被加工体）をドライエッチングする際の反応モデルを例に挙げ説明する。
【００３２】
図２に、ＳｉＯ２膜とその周囲のガス（プラズマ）との界面付近における反応モデルの概要を示す。ＣＦ系ガスのプラズマ２０の雰囲気中でＳｉＯ２膜２１をドライエッチングすると、ＳｉＯ２膜２１の表面付近にはエッチング反応層２１ａ（以下、単に反応層２１ａという）が形成される。また、エッチングガスとしてＣＦ系ガスを用いた場合には、エッチング時に、ＳｉＯ２膜２１の表面に炭素（Ｃ）を含むポリマー層２２が形成される（堆積する）。すなわち、この例では、反応モデルとして、ポリマー層２２と、反応層２１ａとからなる２層モデルを考える。
【００３３】
図２に示す反応モデルにおいて、反応層２１ａで考慮する反応は、次の通りである。
【００３４】
プラズマ２０（ガス）からＳｉＯ２膜２１にイオン粒子２３が入射され（図２中の矢印Ａ１）、ＳｉＯ２膜２１がエッチングされると、反応層２１ａでは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合が切れる（図２中の破線で囲んだ領域参照）。この際のシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合が切れる割合（ダングリングボンドの割合）を、ここでは、反応面積率θ（０＜θ＜１）で表す。それゆえ、反応層２１ａ内において、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）とが結合した状態で保たれる割合は１−θとなる。
【００３５】
反応層２１ａ中で酸素（Ｏ）と結合が切れたシリコン（Ｓｉ）は、プラズマ２０からポリマー層２２を介して入射されるＣＦ系ガス（図２中の矢印Ａ２）中のフッ素（Ｆ）と反応（結合）してＳｉＦ２及び／又はＳｉＦ４になる。そして、生成されたＳｉＦ２及び／又はＳｉＦ４は、ＳｉＯ２膜２１から外部に放出される（図２中の矢印Ａ３）。
【００３６】
一方、反応層２１ａ中でシリコン（Ｓｉ）と結合が切れた酸素（Ｏ）は、ポリマー層２２中の炭素（Ｃ）と反応して（図２中の矢印Ａ４）ＣＯになる。そして、生成されたＣＯは、外部に放出される（図２中の矢印Ａ５）。
【００３７】
また、図２に示す反応モデルにおいて、ポリマー層２２で考慮する反応は、次の通りである。
【００３８】
ポリマー層２２中の炭素（Ｃ）は、プラズマ２０から入射されるＣＦ系ガス（図２中の矢印Ａ２）中のフッ素（Ｆ）のうち、ＳｉＯ２膜２１で消費されず（反応せず）に残っているフッ素（Ｆ）と反応してＣＦ２になる。そして、生成されたＣＦ２は外部に放出される（図２中の矢印Ａ６）。
【００３９】
さらに、ポリマー層２２中の炭素（Ｃ）は、プラズマ２０から入射される酸素（Ｏ）（図２中の矢印Ａ７）と反応してＣＯになる。そして、生成されたＣＯは外部に放出される（図２中の矢印Ａ８）。
【００４０】
本実施形態では、上記各種反応における各種入射粒子の量と、各種放出（生成物）粒子の量（以下では、これらを総称して反応粒子のフラックス量という）との関係をフラックス法で解き、ＳｉＯ２膜２１のダメージを予測及び評価する。
【００４１】
（２）反応層のモデル
本実施形態では、ＳｉＯ２膜２１の深さ方向のダメージを評価するために、反応層２１ａを、その深さ方向（厚さ方向）において、複数の薄膜スラブ（以下、単にスラブという）に分割する。そして、各スラブにおいて、上述した反応モデルから得られる各種反応粒子間のフラックス量の関係式をフラックス法により求め、各スラブのエッチングの寄与レート及び反応面積率θを算出する。
【００４２】
図３（ａ）及び（ｂ）に、反応層２１ａのモデル構成を示す。なお、図３（ａ）は、図２に示した反応モデルの全体構成を示す図であり、図３（ｂ）は、反応層２１ａ及びポリマー層２２の部分を拡大した図である。
【００４３】
図３（ａ）及び（ｂ）には、反応層２１ａをその厚さ方向にｎ個のスラブ２１ｂで分割する構成例を示す。なお、ここでは、各スラブ２１ｂの厚さＬは同じとする。すなわち、この例では、反応層２１ａを厚さＬのスラブ２１ｂでｎ個に等分割する。また、この例では、計算領域（反応層２１ａ及びポリマー層２２を含む厚さ）をイオン粒子２３の最大侵入深さＤｐとし、ポリマー層２２の厚さ（以下、ポリマー膜厚という）をＴとし、そして、反応層２１ａの厚さをＤｐ−Ｔとする。
【００４４】
本実施形態では、隣接するスラブ２１ｂ間の界面における各種反応粒子間のフラックス量の関係式を用いて、各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋ及び反応面積率θｋ（ｋはスラブ２１ｂのインデックス：ｋ＝１，２，…，ｎ）を求める。各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋ及び反応面積率θｋの具体的な算出手法（算出式）については後で詳述する。なお、各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋを総和したものが反応層２１ａのエッチングレート（以下、単にエッチレートＥＲという）となる。
【００４５】
また、本実施形態では、各スラブ２１ｂで算出したエッチングの寄与レートＥＲｋ及び反応面積率θｋに基づいて各スラブ２１ｂのダメージ量を算出し、これにより、反応層２１ａ内のダメージ分布を求める。この際、本実施形態では、エッチングによる深さ方向のダメージ分布を求めるために、各スラブ２１ｂの厚さＬを寄与レートＥＲｋの線形割合で重み付けした厚さＬｋ＊に変換する。すなわち、本実施形態では、ダメージを算出する際には、各スラブ２１ｂのエッチングに対する寄与レートＥＲｋを考慮し、反応層２１ａを厚さＬｋ＊のスラブ２１ｂで再分割する。
【００４６】
反応層２１ａの再分割時の様子を図４（ａ）及び（ｂ）に示す。なお、図４（ａ）は、再分割前の反応層２１ａの分割状態を示す図であり、図４（ｂ）は、再分割後の反応層２１ａの分割状態を示す図である。
【００４７】
各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、対応するスラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋにより変化するので、図４（ｂ）に示すように、一定でなくなり、反応層２１ａの深さ方向に変化する。具体的には、スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋは、反応層２１ａの深さ方向において、スラブ２１ｂの位置が反応層２１ａの表面から遠ざかるほど小さくなる。それゆえ、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊も、スラブ２１ｂの位置が反応層２１ａの表面から遠ざかるほど薄くなる。
【００４８】
また、図５（ａ）及び（ｂ）に、上述のようにして再分割した後の反応層２１ａのモデル構成を示す。なお、図５（ａ）は、図２に示した反応モデルの全体構成を示す図であり、図５（ｂ）は、再分割後の反応層２１ａ及びポリマー層２２の部分を拡大した図である。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示す反応層２１ａのモデルにおいて、図３（ａ）及び（ｂ）に示す反応層２１ａのモデルと同様の構成には同じ符号を付して示す。
【００４９】
図５（ａ）及び（ｂ）と、図３（ａ）及び（ｂ）との比較から明らかなように、再分割後の反応層２１ａ及びポリマー層２２のモデルでは、反応層２１ａ内の各スラブ２１ｂの厚さが変わるだけであり、それ以外の構成は再分割前の構成と同様になる。なお、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊の算出手法については、後で詳述する。
【００５０】
［ダメージ分布の算出原理］
次に、ＳｉＯ２膜２１に対してドライエッチング処理を行った際にＳｉＯ２膜２１に発生するダメージを、フラックス法により算出する手法の原理を説明する。
【００５１】
本実施形態のシミュレータ１０では、ダメージ演算部１２が、外部から入力部１１を介して入力される各種加工処理条件に基づいて、ＳｉＯ２膜２１のダメージ分布を算出する。この際の計算過程を簡単に説明すると、まず、ダメージ演算部１２は、計算ステップΔｔ毎（Δｔ＜エッチング時間ｔ０）に、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）、エッチレートＥＲ（ｔ）及びポリマー膜厚Ｔ（ｔ）をこの順で計算する。次いで、ダメージ演算部１２は、所定のエッチング時間ｔ０まで、この計算処理を繰り返す。そして、ダメージ演算部１２は、所定のエッチング時間ｔ０における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）に基づいて、反応層２１ａを再分割し、ダメージ分布を算出する。
【００５２】
以下に、ダメージ計算時に求める各種評価パラメータ（反応面積率θｋ（ｔ）、エッチレートＥＲ（ｔ）、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊、及び、ダメージ量）の計算原理を詳細に説明する。
【００５３】
（１）反応面積率θｋ（ｔ）の計算原理
エッチング処理中の所定の時間ｔ（≦エッチング時間ｔ０）における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）は、下記式（１）に示す反応面積率θｋ（ｔ）の時間ｔに対する常微分方程式を解いて求める。
【００５４】
【数１】
【００５５】
上記式（１）の右辺第１項は、各スラブ２１ｂ内でＳｉＯ２と反応し得るイオン粒子２３のフラックス量を表し、右辺第２項は、各スラブ２１ｂ内の酸素（Ｏ）とポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＯのフラックス量を表す。また、上記式（１）中の「σＳｉＯ２」は、ＳｉＯ２膜２１の面密度である。さらに、上記式（１）中の「Γｉ」は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるイオン粒子２３の総フラックス量である。
【００５６】
上記式（１）中の「ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）」は、インデックスｋのスラブ２１ｂ内におけるＣＦ系イオンとＳｉＯ２膜２１との反応確率である。この反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）は、ポリマー層２２の表面からインデックスｋのスラブ２１ｂまでの深さ「Ｔ′」の関数である。すなわち、反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）は、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）及びスラブ２１ｂの位置に依存して変化するパラメータである。
【００５７】
なお、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）は時間ｔの関数であるので、反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）も時間ｔの関数となる。それゆえ、上記式（１）中の反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）には、現在の時間ｔより１計算ステップ前の時間ｔ−Δｔでの値、又は、所定の初期値を用いる。なお、反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）は、下記式（２）で算出する。
【００５８】
【数２】
【００５９】
上記式（２）中の「Ｅ」は、イオンの入射エネルギーであり、「ΔＥ」は、イオン入射エネルギーＥのエネルギー減衰量である。また、上記式（２）中の「Ｋ」、及び、「α１」〜「α４」は所定の定数である。これらのパラメータの値は、例えばプロセス条件、被加工体の形成材料、ガス種等の加工処理条件に応じて適宜設定される。
【００６０】
また、上記式（１）中の「ΓＯＥＲ（ｋ，ｔ）」は、ＳｉＯ２膜２１のエッチング時にインデックスｋのスラブ２１ｂ内で発生する酸素（Ｏ）の総フラックス量と、ポリマー層２２での炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）間の反応確率ＹＯＣ２との積で表される。具体的には、「ΓＯＥＲ（ｋ，ｔ）」は、下記式（３）で算出する。
【００６１】
【数３】
【００６２】
上記式（３）中の「ＥＲｋ（ｔ−１）」は、１計算ステップ前の時間ｔ−Δｔ（又は初期状態）におけるインデックスｋのスラブ２１ｂのエッチングの寄与レートである。また、上記式３中の「ρＳｉＯ２」は、ＳｉＯ２膜２１の個数密度である。
【００６３】
通常、１計算ステップΔｔに比べて、エッチング時の表面反応速度（反応面積率θｋ（ｔ）の時間変化量）は十分に速い（小さい）と考えられる。それゆえ、上記式（１）〜（３）を用いて反応面積率θｋ（ｔ）を算出する際には、上記式（１）中のｄθｋ（ｔ）／ｄｔ＝０として、所定の時間ｔにおける各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する。具体的には、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を、下記式（４）で算出する。
【００６４】
【数４】
【００６５】
（２）エッチレートＥＲ（ｔ）の計算原理
反応層２１ａの所定の時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）は、上記（１）の計算原理で算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて計算する。具体的には、次のようにして、エッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【００６６】
まず、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて、下記式（５）により、所定の時間ｔにおける各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋ（ｔ）を算出する。
【００６７】
【数５】
【００６８】
上記式（５）中の「β１」は、ＳｉＯ２膜２１のエッチング時に生成される脱離物（図２に示す反応モデルの例では、ＳｉＦ２及び／又はＳｉＦ２）に関するパラメータである。また、上記式（５）中の「ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）」は、スラブ２１ｂ内におけるＳｉＯ２膜２１とフッ素（Ｆ）との反応確率である。なお、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）は時間ｔの関数であるので、反応確率ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）も時間ｔの関数となる。それゆえ、上記式（５）中の反応確率ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）には、現在の時間ｔより１計算ステップ前の時間ｔ−Δｔで算出された値、又は、初期値を用いる。なお、反応確率ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）は、下記式（６）で算出する。
【００６９】
【数６】
【００７０】
また、上記式（５）中の「ΓＦ」は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるフッ素（Ｆ）の総フラックス量と、ＣＦ系ガス及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＦ」は、下記式（７）により表される。
【００７１】
【数７】
【００７２】
なお、上記式（７）中の「ΓＣＦｍ」は、プラズマ２０から入射されるＣＦ系ガスの総フラックス量である。上記式（７）中の「ＹＣＦｍ」は、ＣＦ系ガス及びポリマー層２２間の反応確率である。上記式（７）中の「ＲＦｍ」は、ＣＦ系ガス中のフッ素（Ｆ）の割合である。また、上記式（７）中のインデックスｍは、反応ガスＣＦの種類を表すインデックスである。
【００７３】
そして、上記式（５）で算出された各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋ（ｔ）を総和して、所定の時間ｔにおける反応層２１ａのエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。具体的には、下記式（８）により、所定の時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【００７４】
【数８】
【００７５】
（３）ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）の計算原理
所定の時間ｔにおけるポリマー膜厚Ｔ（ｔ）は、上記（１）及び（２）の計算原理でそれぞれ算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）を用いて計算する。
【００７６】
具体的には、下記式（９）に示すポリマー膜厚Ｔ（ｔ）の時間ｔに対する常微分方程式を解いて、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を求める。この際、下記式（９）中のｄＴ（ｔ）／ｄｔを例えば、［Ｔ（ｔ）−Ｔ（ｔ−Δｔ）］／Δｔ等の差分式に置き換えて、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する。
【００７７】
【数９】
【００７８】
上記式（９）の右辺第１項は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１上に入射される炭素（Ｃ）のフラックス量を表す。上記式（９）の右辺第２項は、プラズマ２０中の酸素（Ｏ）とポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＯのフラックス量を表す。また、上記式（９）の右辺第３項は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるフッ素（Ｆ）のうち、ＳｉＯ２膜２１で消費されずに残っているフッ素（Ｆ）と、ポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＦ２のフラックス量を表す。さらに、上記式（９）の右辺第４項は、各スラブ２１ｂ内の酸素（Ｏ）とポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＯのフラックス量の総量を表す。
【００７９】
上記式（９）中の「ρＰ」は、ポリマー層２２の個数密度である。また、上記式（９）中の「ΓＣ」は、プラズマ２０から入射される炭素（Ｃ）の総フラックス量と、ＣＦ系ガス及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＣ」は、下記式（１０）により表される。なお、下記式（１０）中の「ＲＣｍ」は、ＣＦ系ガス中の炭素（Ｃ）の割合である。
【００８０】
【数１０】
【００８１】
また、上記式（９）中の「ΓＯ」は、プラズマ２０から入射される酸素（Ｏ）の総フラックス量と、酸素（Ｏ）及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＯ」は、下記式（１１）により表される。
【００８２】
【数１１】
【００８３】
なお、上記式（１１）中の「ＹＯＣ１」は、ポリマー層２２での酸素（Ｏ）と炭素（Ｃ）との反応確率である。また、上記式（１１）中の「ΓＯＰ」は、プラズマ２０から入射される酸素（Ｏ）の総フラックス量である。
【００８４】
また、上記式（９）中の「ΓＦ＊」は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるフッ素（Ｆ）のうち、ＳｉＯ２膜２１で消費されず（反応せず）に残っているフッ素（Ｆ）のフラックス量と、フッ素（Ｆ）及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＦ＊」は、下記式（１２）により表される。
【００８５】
【数１２】
【００８６】
なお、上記式（１２）中の「β２」は、ポリマー層２２でエッチング時に生成される脱離物（図２に示す反応モデルの例では、ＣＦ２）に関するパラメータである。また、上記式（１２）中の「Ｒｄ」は、ポリマー層２２内でのフッ素（Ｆ）と炭素（Ｃ）との反応確率である。
【００８７】
（４）スラブの厚さの再計算原理
本実施形態では、上述のように、ダメージ分布を計算する際、エッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの割合（重み）を考慮して、各スラブ２１ｂの厚さを再設定（再計算）する。そして、再設定された厚みを有する複数のスラブ２１ｂで反応層２１ａを再分割する。
【００８８】
この例では、エッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの重みを線形割合とし、下記式（１３）により、各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊に再設定する。なお、下記式（１３）中のエッチレートＥＲ、寄与レートＥＲｋ、及び、ポリマー膜厚Ｔは、エッチング終了時（ｔ＝ｔ０）の値である。
【００８９】
【数１３】
【００９０】
上記式（１３）で、各スラブ２１ｂの厚さを再設定すると、再分割後の反応層２１ａの全体の厚さ（Ｄｐ−Ｔ）は変化しないが、各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、スラブ２１ｂの位置が反応層２１ａの表面から遠ざかると薄くなる（図４（ｂ）参照）。その結果、寄与レートＥＲｋがより大きくなる反応層２１ａの表面付近のスラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、再分割前より厚くなる。一方、寄与レートＥＲｋが小さくなる反応層２１ａ底部付近のスラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、再分割前より薄くなる。
【００９１】
上述のようにして各スラブ２１ｂの厚さを再設定することにより、再設定後のスラブ２１ｂの厚さＬｋ＊に、エッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの影響を反映させることができる。すなわち、各スラブ２１ｂの厚さを対応する寄与レートＥＲｋで重み付けした値に再設定することにより、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊に、深さ方向のダメージに関する情報を反映させることができる。
【００９２】
（５）ダメージ量の計算原理
本実施形態では、エッチングによるダメージの指標を、エッチング時に生じるシリコン（Ｓｉ）のダングリングボンドの数とする。そこで、本実施形態では、各スラブ２１ｂのエッチングによるダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊と、エッチング終了時の反応面積率θｋとの積で定義する。すなわち、下記式（１４）により、各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を定義する。
【００９３】
【数１４】
【００９４】
スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を上記式（１４）で定義することにより、エッチレートＥＲを加味した深さ方向のダメージ量を表現することが可能になる。
【００９５】
また、上記式（１４）中の「Ｌｋ＊」は、上述のように、各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋで重み付けした（エッチングレートを加味した）パラメータであるので、反応層２１ａの深さ方向のダメージ分布に関するパラメータである。一方、「θｋ（ｔ）」は、エッチング面の面内方向におけるダメージ分布に関するパラメータである。それゆえ、スラブ２１ｂのダメージｄａｍａｇｅ（ｋ）を上記式（１４）で定義することにより、３次元的なダメージ分布の評価が可能になる。
【００９６】
［ダメージ分布の算出処理］
次に、本実施形態のシミュレータ１０における被加工体（ＳｉＯ２膜）のダメージ算出処理を、図６を参照しながら具体的に説明する。なお、図６は、本実施形態におけるダメージ分布の計算処理の手順を示すフローチャートである。
【００９７】
まず、ダメージ演算部１２は、シミュレータ１０に対して外部から入力されるシミュレーションの各種加工処理条件を、入力部１１を介して取得する（ステップＳ１）。
【００９８】
ステップＳ１で取得する加工処理条件の項目には、例えば、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体の温度（例えばウエハ温度等）、被加工体の形成材料（例えば膜種等）、エッチング時間、イオン入射エネルギー等のプロセス条件が含まれる。さらに、加工処理条件の項目には、例えば、スラブ２１ｂの初期厚さＬ（再分割前の厚さ）、ポリマー膜厚Ｔの初期値、イオン粒子２３の最大侵入深さＤｐ（計算領域の深さ）等の計算パラメータも含まれる。
【００９９】
次いで、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件（特に、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体の形成材料等）に基づいて、データベース部１３を検索し、シミュレーションに必要な各種パラメータを取得する（ステップＳ２）。
【０１００】
ステップＳ２で取得する各種パラメータの項目には、例えば、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γ（例えばΓｉ、ΓＣＦ、ΓＯＰ等）、各種反応確率、反応生成物パラメータ等の被加工体及びガス間の各種反応に関するパラメータが含まれる。また、ステップＳ２で取得する各種パラメータの項目には、ＳｉＯ２膜２１の個数密度及び面密度等の被加工体の材料パラメータも含まれる。
【０１０１】
ただし、ステップＳ２において、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γがデータベース部１３に存在しない場合には、例えば、次のようにして、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。まず、ダメージ演算部１２は、加工処理条件に近い条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γのデータを取得する。次いで、ダメージ演算部１２は、取得したデータを補間して、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γを算出する。
【０１０２】
なお、ステップＳ２における各種反応粒子のフラックス量Γの取得手法は、上述したデータベース部１３から取得する手法に限定されない。例えば、ダメージ演算部１２が、取得した加工処理条件（特に、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体の形成材料等）に基づいて、各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。
【０１０３】
また、例えば、各種反応粒子のフラックス量Γの実測値が外部から取得可能である場合には、ダメージ演算部１２は、ステップＳ２において、各種反応粒子のフラックス量Γを、入力部１１を介して外部から取得してもよい。なお、各種反応粒子のフラックス量Γに限らずステップＳ２で取得する各種パラメータを外部から直接入力してもよい。この場合には、ステップＳ２の処理を省略し、これらのダメージ計算に必要な各種パラメータをステップＳ１で取得してもよい。
【０１０４】
次いで、ダメージ演算部１２は、ステップＳ１で取得したスラブ２１ｂの初期厚さＬ、ポリマー層２２の初期厚さＴ、及び、イオン粒子２３の最大侵入深さＤｐに基づいて、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで分割する（ステップＳ３）。具体的には、深さＤｐ−Ｔ（初期値）の反応層２１ａを初期厚さＬの複数のスラブ２１ｂで等分割する。
【０１０５】
次いで、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件及びそれに対応する各種パラメータを用いて、所定の時間ｔ（≦エッチング時間ｔ０）における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する（ステップＳ４）。具体的には、上記式（１）〜（４）を用いて、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する。
【０１０６】
次いで、ダメージ演算部１２は、ステップＳ４で算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて、所定の時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する（ステップＳ５）。具体的には、上記式（５）〜（８）を用いて、エッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【０１０７】
次いで、ダメージ演算部１２は、上記ステップＳ４及びＳ５でそれぞれ算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）を用いて、所定の時間ｔにおけるポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する（ステップＳ６）。具体的には、上記式（９）〜（１２）式を用いて、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する。
【０１０８】
次いで、ダメージ演算部１２は、現在の時間ｔがエッチング終了時間であるか否かを判定する（ステップＳ７）。具体的には、ダメージ演算部１２は、計算開始からの経過時間が予め設定したエッチング時間ｔ０であるか否かを判定する。
【０１０９】
ステップＳ７において、現在の時間ｔがエッチング終了時間でない場合には、ステップＳ７はＮＯ判定となる。この場合、ダメージ演算部１２は、時間進展処理を行い、すなわち、計算時間を更新（ｔ＝ｔ＋Δｔ）し（ステップＳ８）、ステップＳ４の処理に戻る。その後は、時間ｔがエッチング時間ｔ０になるまで、ステップＳ４〜Ｓ８の処理を繰り返す。
【０１１０】
一方、ステップＳ７において、時刻ｔがエッチング終了時間である場合には、ステップＳ７はＹＥＳ判定となる。この場合、ダメージ演算部１２は、エッチング終了時間（ｔ＝ｔ０）におけるエッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの割合（重み）を考慮して、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで再分割する（ステップＳ９）。具体的には、上記式（１３）を用いて各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊を再設定し、厚みが再設定された複数のスラブ２１ｂにより反応層２１ａを再分割する。
【０１１１】
そして、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで再分割した後、ダメージ演算部１２は、各スラブ２１ｂにおけるエッチングによるダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出する（ステップＳ１０）。具体的には、上記式（１４）を用いて、各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出する。
【０１１２】
本実施形態では、上述のようにして、エッチング時の各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出し、被加工体のダメージ分布を予測（評価）する。
【０１１３】
本実施形態では、上述のように、フラックス法を用いた手法であるので従来の分子動力学法を用いた手法（粒子法）に比べて計算量が非常に少なくなる。それゆえ、本実施形態のシミュレータ１０では、より高速に被加工体のダメージ分布を算出することができる。
【０１１４】
具体的には、後述の第６の実施形態のように、種々の加工処理条件において計算されたダメージ分布をデータベース化する場合、例えば、粒子法では約１ヶ月程度かかっていたデータベースの生成時間を、フラックス法では、数分程度に短縮することが可能になる。すなわち、本実施形態では、従来の粒子法に比べて格段に短い時間でダメージ分布を算出することができる。それゆえ、本実施形態では、例えば、チップ面内やウエハ面内等の広範囲の領域におけるダメージ分布も予測することが可能になる。
【０１１５】
なお、本実施形態では、反応モデルとして、ＣＦ系ガスによりＳｉＯ２膜２１をドライエッチングする例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、被加工体が、Ｓｉ膜、ＳｉＮ膜、有機膜等の膜であっても同様のアルゴリズムで、ダメージ分布を予測（評価）することができる。また、ガス種を変更しても、同様のアルゴリズムで、ダメージ分布を予測（評価）することができる。
【０１１６】
ただし、被加工体の形成材料及び／又はガス種を変更した場合には、反応モデルも変わるので、考慮する反応モデルに応じて、各種反応粒子のフラックス量Γ間の関係式を適宜設定する。また、この場合には、考慮する反応モデルに応じて、ダメージ計算に必要な各種パラメータも適宜変更する。なお、ガス種を変更した場合には、反応層２１ａ上に堆積する膜もガス種に応じて適宜変更する（例えば、酸化膜等の膜に適宜変更する）。
【０１１７】
［各種評価例］
次に、上述した本実施形態のシミュレータ１０を用いて行った各種評価について説明する。
【０１１８】
（１）評価例１
評価例１では、本実施形態のシミュレータ１０によるエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの再現精度の評価を行った。具体的には、ＣＦ系ガスのプラズマ２０によりＳｉＯ２膜２１をドライエッチングした際のエッチングレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの実測値と、上記シミュレーションで算出した予測値とを比較した。
【０１１９】
評価例１におけるプロセス条件は、次の通りである。ＣＦ系ガスとしてＣ４Ｆ８ガスを用い、エッチング装置のチャンバー内にはＣ４Ｆ８とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）との混合ガスを流通させた。アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の流量は、それぞれ４００ｓｃｃｍ及び８ｓｃｃｍとし、一定とした。また、Ｃ４Ｆ８の流量は種々変化させ、各流量において、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの実測値と、それらの予測値とを比較評価した。また、チャンバー内のガス圧は３０ｍＴとし、イオン粒子２３の入射エネルギーＥは１４５０Ｖとした。
【０１２０】
シミュレーション計算に用いる各種反応粒子のフラックス量Γは、エッチング装置のチャンバー内でモニタされる実測値を用いた。また、シミュレーション計算に用いる各種計算パラメータの初期値は、プロセス条件等に応じて適宜設定した。さらに、各種評価パラメータ（ポリマー膜厚Ｔ、エッチングレートＥＲ及び各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋ）の初期値は、零とした。
【０１２１】
図７及び８に、評価例１の結果を示す。図７は、Ｃ４Ｆ８の流量に対するエッチレートＥＲの変化特性であり、横軸はＣ４Ｆ８の流量であり、縦軸はエッチレートＥＲである。また、図８は、Ｃ４Ｆ８の流量に対するポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、横軸はＣ４Ｆ８の流量であり、縦軸はポリマー膜厚Ｔである。なお、図７及び８中の実線で示す特性３１，３３がシミュレーションで得られる予測値の特性であり、破線で示す特性３２，３４が実測値の特性である。
【０１２２】
図７及び８に示す評価結果から明らかなように、実測値の特性３２及び３４の特徴的な変化やエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの絶対値が、それぞれシミュレーション結果の特性３１及び３３で精度良く再現されていることが分かる。すなわち、この結果から、本実施形態のシミュレーション手法により、被加工膜のエッチレートＥＲやポリマー膜厚Ｔを精度良く予測することが可能であることが分かった。
【０１２３】
（２）評価例２
評価例２では、上記評価例１と同様のプロセス条件でＳｉ膜をドライエッチングし、評価例１と同様にして、Ｃ４Ｆ８の種々の流量におけるＳｉ膜のエッチレートＥＲの実測値と、シミュレーションによる予測値とを求めた。そして、評価例２では、評価例１の評価結果と合わせて、ＳｉＯ２膜とＳｉ膜とのエッチレート選択比（＝ＳｉＯ２膜のエッチレート／Ｓｉ膜のエッチレート）の実測値及び予測値をそれぞれ算出し、その両者を比較した。なお、ＳｉＯ２膜とＳｉ膜とのエッチレート選択比は、Ｓｉ膜上にＳｉＯ２膜を形成した積層膜においてＳｉＯ２膜を所定パターンにエッチング加工する際に重要なパラメータとなる。
【０１２４】
図９に、評価例２の結果を示す。なお、図９は、Ｃ４Ｆ８の流量に対するエッチレート選択比の変化特性であり、横軸はＣ４Ｆ８の流量であり、縦軸はエッチレート選択比である。また、図９中の実線で示す特性３５がシミュレーションで得られる予測値の特性であり、破線で示す特性３６が実測値の特性である。
【０１２５】
図９に示す評価結果から明らかなように、ＳｉＯ２膜とＳｉ膜とのエッチレート選択比の特性においても、実測値の特性３６の特徴的な変化や絶対値が、シミュレーション結果の特性３５で精度良く再現されていることが分かった。
【０１２６】
（３）評価例３
評価例３では、本実施形態のシミュレータ１０による被加工体のダメージ分布の再現精度の評価を行った。
【０１２７】
なお、後述するように、被加工体のダメージ分布の実測値を求める際、本実施形態では、被加工体のＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）画像を用いた。しかしながら、被加工体としてＳｉＯ２膜を用いた場合には、被加工体が酸化されているので、ＴＥＭ画像においてダメージを受けている層（以下、エッチングダメージ層という）の厚さを明確に特定することが困難である。
【０１２８】
そこで、評価例３では、エッチングダメージ層の厚さを明確に特定できるＳｉ膜において、ダメージ分布の実測値と、シミュレーションにより得られるダメージ分布の予測値とを比較評価した。
【０１２９】
なお、評価例３では、被加工体をＳｉ膜としたので、反応モデルもＳｉ膜のドライエッチング処理に対応する反応モデルに変更し、ダメージ計算に用いる各種パラメータ（例えば、被加工体の面密度及び個数密度、反応確率等）も適宜変更した。それゆえ、各種反応粒子のフラックス量Γ間の関係式も反応モデルの変更に伴い適宜変更した。例えば、Ｓｉ膜のドライエッチング処理では、上記式（１）及び（９）中の「θΓＯＥＲ」の項は削除される。
【０１３０】
評価例３では、ＣＣＰ（Capacitive Coupled Plasma）型のエッチング装置を用いてＳｉ膜をＣＦ系ガスでドライエッチングし、Ｓｉ膜のダメージ分布を実測した。なお、評価例３では、Ｃ４Ｆ８の流量を１１ｓｃｃｍで一定とし、それ以外のプロセス条件は上記評価例２と同様にした。また、評価例３では、エッチングダメージ層の厚さをＴＥＭ画像だけでなく、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）でも測定した。
【０１３１】
また、評価例３のシミュレーション計算では、各スラブ２１ｂの初期厚さＬ＝０．５ｎｍとし、イオン粒子２３の最大侵入深さＤｐ＝７ｎｍとした。なお、評価例３では、各種反応粒子のフラックス量Γ及びイオン入射エネルギーＥをモニタする各種機器をチャンバー内に搭載したエッチング装置を用いたので、シミュレーション計算に用いるこれらのパラメータは、モニタ値（実測値）を用いた。
【０１３２】
図１０（ａ）及び（ｂ）に、評価例３の結果を示す。なお、図１０（ａ）は、Ｓｉ膜の表面付近の断面構造を示すＴＥＭ画像であり、図１０（ｂ）は、シミュレータ１０で算出した、反応層２１ａの深さ方向におけるダメージ分布の特性図である。
【０１３３】
ＴＥＭ画像では、エッチングダメージ層の厚さは約１．４ｎｍとなった。また、ＸＰＳにおいても同様の結果が得られた。
【０１３４】
一方、シミュレーション結果では、Ｓｉ膜の表面から約１．５ｎｍの深さ位置の領域においてダメージ量が０．２〜０．４の値となり、１．５ｎｍよりさらに深い位置の領域ではダメージ量が０．０〜０．２の値となった。すなわち、シミュレーション結果（予測値）では、エッチングダメージ層の厚さが約１．５ｎｍとなり、実測値とほぼ同じ結果が得られた。
【０１３５】
上述した評価例３の評価結果から、本実施形態のシミュレータ１０により、被加工体の深さ方向のダメージ分布を精度良く再現できることが分かった。
【０１３６】
（４）評価例４
評価例４では、ＣＦ系ガスの流量に対するＳｉＯ２膜のダメージ分布の変化を、本実施形態のシミュレータ１０で算出し評価した。
【０１３７】
具体的には、ＣＦ系ガスとしてＣ４Ｆ８を用い、Ｃ４Ｆ８の流量が１１ｓｃｃｍ又は３３ｓｃｃｍである場合のＳｉＯ２膜の深さ方向のダメージ分布をシミュレータ１０で算出（予測）した。すなわち、エッチレートＥＲが大きく、かつ、ポリマー膜厚Ｔが薄くなる条件（１１ｓｃｃｍ）、又は、エッチレートＥＲが小さく、かつ、ポリマー膜厚Ｔが厚くなる条件（３３ｓｃｃｍ）において、ＳｉＯ２膜の深さ方向のダメージ分布を算出した。
【０１３８】
なお、評価例４のシミュレーション計算では、被加工体としてＳｉＯ２膜を用いたこと、及び、Ｃ４Ｆ８の流量を変えたこと以外の計算条件（各種計算パラメータの初期値及びプロセス条件）は、上記評価例３と同様とした。
【０１３９】
図１１に、評価例４の結果を示す。図１１から明らかなように、ガス流量に関係なく、ＳｉＯ２膜の表面付近の領域でダメージ量が最大となり、深さ方向の位置が表面から離れるほど、ダメージ量が減少する結果が得られた。
【０１４０】
また、図１１に示す結果から明らかなように、ガス流量が１１ｓｃｃｍの場合、ＳｉＯ２膜の表面から約７ｎｍの深さ位置までの領域で、ダメージ量が０．２〜０．４以上の値となった。一方、ガス流量が３３ｓｃｃｍの場合には、ＳｉＯ２膜の表面から約３．５ｎｍの深さ位置までの領域で、ダメージ量が０．２〜０．４以上の値となった。さらに、表面付近の領域でのダメージ量を比較すると、ガス流量が１１ｓｃｃｍの場合の方が、ガス流量が３３ｓｃｃｍの場合よりも大きくなることが分かった。
【０１４１】
上述した評価例４の評価結果から、エッチレートＥＲが大きく、かつ、ポリマー膜厚Ｔが薄くなる条件（１１ｓｃｃｍ）において、被加工体のダメージ量がより大きくなり、かつ、より深い位置までダメージが発生することが分かる。すなわち、この評価結果から、本実施形態のシミュレータ１０では、ＣＦ系ガスによるＳｉＯ２膜のエッチング処理において、Ｃ４Ｆ８の流量を変えた際に想定されるダメージ分布の変化の特徴を定量的に評価できることが分かった。
【０１４２】
上述した評価例１〜４の結果から、本実施形態のシミュレータ１０では、イオン入射により発生する被加工体のダメージ分布を精度良く予測及び評価できることが分かった。
【０１４３】
＜２．第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、ダメージの評価点の周囲に、プラズマ（ガス）から被加工体への各種反応粒子の入射を妨げるような構造体（例えば側壁等）が形成されていない例を説明した。しかしながら、デバイスの実パターンでは、評価領域の被加工面は凹凸形状（立体形状）であることが多い。この場合、プラズマから被加工体に入射される各種反応粒子のうち、被加工面の凹部の底面に到達する各種反応粒子のフラックス量は、凹部の形状（例えば幅、深さ及び両者のアスペクト比等）に依存して変化する。
【０１４４】
そこで、第２の実施形態では、ダメージの評価点の周囲にプラズマから被加工体への各種反応粒子の入射を妨げるような構造体が存在する場合にも、ダメージ分布が算出可能なシミュレータの構成例を説明する。
【０１４５】
凹部の底面内の評価点に入射される各種反応粒子のフラックス量が、評価点の周囲に形成された例えば側壁等の構造体の影響により変化（減少）する場合、その変化量は、評価点からプラズマ側に向かって見通すことのできる視野領域に依存する。本実施形態では、その評価点からプラズマ側に向かって見通すことのできる視野領域を３次元的角度（以下、立体角という）で表し、評価点のダメージ分布に与える周囲の構造体の影響を、その立体角に反映させる。
【０１４６】
［立体角効果の算出原理］
まず、評価点のダメージ分布に与える周囲の構造体の影響を評価点における立体角に反映させる手法（以下、立体角効果の算出手法という）を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、ここでは、表面に溝部が形成された被加工体（トレンチ構造の被加工体）を例に挙げ、評価点における立体角効果の算出手法を説明する。
【０１４７】
図１２（ａ）及び（ｂ）に、表面に溝部が形成された被加工体の概略構成を示す。なお、図１２（ａ）は、被加工体４０の概略斜視図であり、図１２（ｂ）は、溝部４１の延在方向から見た被加工体４０の側面図である。
【０１４８】
いま、図１２（ａ）及び（ｂ）において、被加工体４０の溝部４１の底面４１ａ（被加工面）における所定の評価点を「Ｐ」とする。さらに、評価点Ｐを通過し、かつ、溝部４１の延在方向と直交する方向に延在した底面４１ａ内の線分と、溝部４１の一方の側壁面４１ｂ及び他方の側壁面４１ｃとの交差点をそれぞれ「Ｓ」及び「Ｑ」とする。そして、点Ｓ及びＱ間の線分を「ＸＰ」とする。
【０１４９】
本実施形態では、溝部４１の底面４１ａ内の所定の評価点Ｐにおける立体角を次のようして算出する。なお、本実施形態では、評価点Ｐにおける立体角を、評価点Ｐにおいて全立体角（２π）から周囲の構造体により遮られる視野範囲（立体角）を引いた値とする。すなわち、評価点Ｐにおける立体角ｄΩ０を、全立体角（２π）から、一方の側壁面４１ｂにより遮られる視野範囲の立体角ｄΩ１と他方の側壁面４１ｃにより遮られる視野範囲の立体角ｄΩ２とを差し引いた値とする。
【０１５０】
ただし、評価点Ｐにおいて側壁面４１ｂ及び側壁面４１ｃにより遮られる視野領域は矩形となるが、本実施形態では、簡易的に矩形状の視野領域を同一面積の円に変換して、側壁面４１ｂ及び側壁面４１ｃにより遮られる立体角（ｄΩ１′及びｄΩ２′）を算出する。
【０１５１】
図１３（ａ）及び（ｂ）に、立体角の変換手法の概要を示す。図１３（ａ）は、視野領域の面４５が矩形状のとき（変換前）の評価点Ｐにおける立体角ｄΩを示す図である。また、図１３（ｂ）は、矩形状の視野領域の面４５を同一面積の円状の面４６に変換した際（変換後）の評価点Ｐにおける立体角ｄΩ′を示す図である。
【０１５２】
ここで、図１３（ａ）において、評価点Ｐから矩形状の面４５の中心までの距離をｈ１、評価点Ｐから面４５の中心に向かう方向と面４５の法線方向（放線ベクトルＮ）との間の角度をδとする。また、図１３（ｂ）において、評価点Ｐから円状の面４６の中心までの距離をｈ１′とし、評価点Ｐから面４６の外周までの距離をｈ２とする。さらに、図１３（ｂ）において、円状の面４６の半径をｒとする。
【０１５３】
視野領域となる矩形状の面４５及び円状の面４６と、評価点Ｐとの間に図１３（ａ）及び（ｂ）に示す幾何条件が成立する場合、評価点Ｐにおける変換後の立体角ｄΩ′は、下記式（１５）で表される。
【０１５４】
【数１５】
【０１５５】
本実施形態では、上記式（１５）を用いて、評価点Ｐから見て、一方の側壁面４１ｂにより遮られる矩形状の視野領域の立体角ｄΩ１を、矩形状の視野領域と同一面積となる円状の視野領域での立体角ｄΩ１′に変換する。また、同様にして、評価点Ｐから見て、他方の側壁面４１ｃにより遮られる矩形状の視野領域の立体角ｄΩ２を、矩形状の視野領域と同一面積となる円状の視野領域での立体角ｄΩ２′に変換する。
【０１５６】
次いで、上記式（１５）により算出した立体角ｄΩ１′及びｄΩ２′を用いて、シミュレーションに用いる評価点Ｐにおける立体角ｄΩ０′を下記式（１６）で算出する。
【０１５７】
【数１６】
【０１５８】
そして、本実施形態では、上記式（１６）により算出した評価点Ｐの立体角ｄΩ０′を用いて、プラズマから評価点Ｐに到達する各反応粒子のフラックス量Γ′を、下記式（１７）で算出する。
【０１５９】
【数１７】
【０１６０】
上記式（１７）中の「Γ」は、プラズマから被加工体４０に入射される各反応粒子の総フラックス量である。すなわち、本実施形態では、評価点Ｐにおける全立体角（２π）に対する立体角ｄΩ０′の割合をプラズマから被加工体４０に入射される反応粒子の総フラックス量Γに掛け合わせることにより、評価点Ｐに到達する反応粒子のフラックス量Γ′を算出する。本実施形態では、このようにして、評価点Ｐにおける立体角効果を算出する。
【０１６１】
ここで、溝部４１の底面４１ａ内の評価点Ｐの位置と、評価点Ｐにおける全立体角（２π）に対する立体角ｄΩ０′の割合（ｄΩ０′／２π：以下、立体角効果の値という）との関係を、図１４に示す。図１４に示す特性は、図１２（ａ）中の線分ＸＰ上（点Ｓ及び点Ｑ間）の立体角効果の値の変化特性であり、横軸が線分ＸＰ上の位置であり、縦軸が立体角効果の値である。
【０１６２】
また、図１４に示す特性は、溝部４１の幅（線分ＸＰの長さ）を２００ｎｍとし、溝部４１の延在長さを１０００ｎｍとした場合（図１２（ａ）参照）の特性である。さらに、図１４には、溝部４１の深さを種々変化させた場合、すなわち、溝部４１のアスペクト比（深さ／幅）を種々変化させた場合の特性を示す。
【０１６３】
図１４から明らかなように、溝部４１の深さ（アスペクト比）が大きくなると、立体角効果の値（ｄΩ０′／２π）は小さくなる。すなわち、溝部４１の深さ（アスペクト比）が大きくなると、プラズマから評価点Ｐに到達する各反応粒子のフラックス量Γ′が減少する。
【０１６４】
なお、本実施形態では、被加工体として、溝部４１が表面に形成された被加工体４０を例に挙げ説明したが、本発明はこれに限定されず、本実施形態は、表面に任意の凹凸パターンが形成された被加工体に適用可能である。この場合には、評価領域のパターン毎に評価点における立体角効果を上記原理と同様にして適宜算出すればよい。
【０１６５】
［シミュレータの構成及びダメージ算出手法］
本実施形態のシミュレータの構成は、図１に示す上記第１の実施形態のシミュレータ１０と同様に構成することができる。ただし、上述した立体角効果を考慮した各種反応粒子のフラックス量Γ′の算出処理は、ダメージ演算部１２で行う。また、評価点の周囲の構造体の情報、すなわち、評価領域の表面形状の情報は、加工処理条件と同様に外部から入力される。
【０１６６】
なお、立体角効果の値（ｄΩ０′／２π）は、入力された評価領域の表面形状の情報に基づいて、ダメージ演算部１２でシミュレーション毎に算出してもよい。また、予め、様々な評価領域の表面形状に対応する立体角効果の値の特性データ（図１４に示す特性）を算出し、その特性データをデータベース部１３に記憶しておいてもよい。この場合には、ダメージ演算部１２は、シミュレーション毎に、データベース部１３を検索して、入力された評価領域の表面形状の情報に対応する立体角効果のデータを取得する。
【０１６７】
また、本実施形態では、ダメージ分布を算出する際に立体角効果を反映させた各種反応粒子のフラックス量Γ′を用いること以外は、上記第１の実施形態で説明した算出手法（算出原理）と同様にして任意の評価点におけるダメージ分布を算出することができる。なお、立体角効果の算出工程は、例えば、図６に示す上記第１の実施形態のダメージ計算処理のフローチャート中のステップＳ３（反応層を複数のスラブに分割する処理ステップ）の前に行うことができる。
【０１６８】
［各種評価例］
次に、本実施形態のシミュレータにより行った各種評価例を説明する。なお、ここでは、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す被加工体４０、すなわち、幅（線分ＸＰの長さ）が２００ｎｍであり、かつ、延在長さが１０００ｎｍである溝部４１が表面に形成された被加工体４０に対して行った評価例を説明する。
【０１６９】
以下に説明する各種評価例では、ＣＦ系ガスを用いて被加工体４０の溝部４１をドライエッチングした際のエッチレートＥＲ、ポリマー膜厚Ｔ、及び、ダメージ分布を上記シミュレーション手法により算出した。この際、溝部４１のアスペクト比を、０．０、０．１、０．５及び１．０に変化させて各種評価パラメータ（エッチレートＥＲ、ポリマー膜厚Ｔ、及び、ダメージ分布）を算出した。また、下記各種評価例では、溝部４１の底面４１ａの線分ＸＰ上の種々の位置の評価点において各種評価パラメータを算出し、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を求めた。
【０１７０】
（１）評価例５
評価例５では、溝部４１の底面４１ａにＳｉ膜が形成されており、そのＳｉ膜をＣ４Ｆ８（ＣＦ系ガス）、アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の混合ガス中でドライエッチングした場合の評価例を説明する。
【０１７１】
なお、評価例５におけるプロセス条件は、次の通りである。アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の流量を、それぞれ４００ｓｃｃｍ及び８ｓｃｃｍとし、一定とした。チャンバーのガス圧は３０ｍＴとし、イオン粒子２３の入射エネルギーＥは１４５０Ｖとした。また、エッチング時間ｔ０は３０秒とした。
【０１７２】
また、評価例５における底面４１ａの反応層の各スラブの初期厚さＬは０．５ｎｍとし、イオン粒子の最大侵入深さＤｐ＝７ｎｍとした。なお、シミュレーション計算に用いる各種反応粒子の総フラックス量Γは、例えば、上記評価例１と同様にして取得した実測値を用いた。
【０１７３】
まず、評価例５では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を１１ｓｃｃｍとして、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。すなわち、高エッチレートで、かつ、ポリマー膜厚Ｔが薄くなる条件（低デポジション加工条件）において、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上で変化特性を算出した。その算出結果を、図１５（ａ）〜（ｄ）、及び、図１６（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１７４】
図１５（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１７５】
図１５（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図１５（ｂ）及び（ｃ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１７６】
また、図１６（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１７７】
図１６（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布は、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１７８】
次に、評価例５では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を３３ｓｃｃｍとして、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。すなわち、低エッチレートで、かつ、ポリマー膜厚Ｔが厚くなる条件（高デポジション加工条件）において、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上で変化特性を算出した。その算出結果を、図１７（ａ）〜（ｄ）、及び、図１８（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１７９】
図１７（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１８０】
図１７（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、図１５（ａ）〜（ｄ）の結果と同様に、高デポジション加工条件においても、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図１７（ｂ）〜（ｄ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１８１】
また、図１８（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１８２】
図１８（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、高デポジション加工条件においても、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布が、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１８３】
上記評価例５の結果から、底面４１ａにＳｉ膜が形成された溝部４１のエッチング処理において、溝部４１のアスペクト比が大きくなることにより想定されるダメージ分布の変化を、本実施形態のシミュレータにより定量的に予測可能であることが分かった。
【０１８４】
（２）評価例６
評価例６では、溝部４１の底面４１ａにＳｉＯ２膜が形成されており、そのＳｉＯ２膜をＣ４Ｆ８（ＣＦ系ガス）、アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の混合ガス中でドライエッチングした場合の評価例を説明する。
【０１８５】
なお、溝部４１の底面４１ａの形成膜を変えたこと以外の各種シミュレーション条件（プロセス条件及び計算パラメータの初期条件）は、上記評価例５と同様とした。また、ミュレーション計算に用いる各種反応粒子の総フラックス量Γもまた、評価例５と同様に実測値を用いた。
【０１８６】
まず、評価例６では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を１１ｓｃｃｍ（低デポジション加工条件）として、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。その算出結果を、図１９（ａ）〜（ｄ）、及び、図２０（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１８７】
図１９（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１８８】
図１９（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図１９（ｂ）〜（ｄ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１８９】
また、図２０（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１９０】
図２０（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布は、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１９１】
次に、評価例６では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を３３ｓｃｃｍ（高デポジション加工条件）として、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。その算出結果を、図２１（ａ）〜（ｄ）、及び、図２２（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１９２】
図２１（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図２１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１９３】
図２１（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、図１９（ａ）〜（ｄ）の結果と同様に、高デポジション加工条件においても、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図２１（ｂ）〜（ｄ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１９４】
また、図２２（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１９５】
図２２（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、高デポジション加工条件においても、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布が、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１９６】
上記評価例６の結果から、底面４１ａにＳｉＯ２膜が形成された溝部４１のエッチング処理において、溝部４１のアスペクト比が大きくなることにより想定されるダメージ分布の変化を、本実施形態のシミュレータにより定量的に予測可能であることが分かった。
【０１９７】
また、上記評価例５及び評価例６で示したダメージ分布の評価結果から、ＣＦ系ガスでＳｉＯ２膜をエッチングした場合、Ｓｉ膜をエッチングした場合に比べて、ダメージが数倍程度大きくなることが分かる。この結果もＣＦ系ガスでＳｉＯ２膜をエッチングした際に想定される特徴であり、その特徴もまた、本実施形態のシミュレータで定量的に表現できることが分かった。
【０１９８】
上述のように、本実施形態のシミュレータ及びそれによるダメージ評価手法では、被加工体のダメージ評価領域が凹凸パターンであっても、パターン毎にダメージ分布を予測（評価）することができる。それゆえ、本実施形態では、通常の断面ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）やＴＥＭを用いる手法では観察困難となるような微細パターン領域のダメージ分布も、より短時間で精度よく机上予測することが可能になる。
【０１９９】
また、本実施形態では、ダメージのパターン依存性を予測（評価）することができるので、デバイス特性のばらつきを低減して信頼性を向上させることができる。さらに、本実施形態のシミュレータ及びそれによるダメージ評価手法を用いた場合には、開発ＴＡＴ（Turn-around Time）の短縮や、試作ウエハの削減等も可能になり、コストを低減することが可能になる。
【０２００】
また、本実施形態のシミュレータ及びそれによるダメージ評価手法では、上記第１の実施形態と同様に、フラックス法により、被加工体のダメージ分布を算出するので、上記第１の実施形態と同様の効果も得られる。
【０２０１】
以上のことから、本実施形態のシミュレータは、今後、さらに微細化するデバイスの設計において、ダメージのプロセス依存性やパターン依存性をより正確に予測するためのツールとして非常に有効である。
【０２０２】
＜３．第３の実施形態＞
通常、被加工体の表面に対して例えばエッチング等の加工処理を行うと、被加工体の表面形状が処理時間とともに変化する。その被加工体の表面形状の変化を算出するために、従来、例えばストリング法、レベルセット法、セルリムーバブル法等の手法を用いた形状進展モデルが提案されている。それゆえ、被加工体に対して例えばエッチング等の加工処理を行った際のダメージ評価をより詳細に行うためには、ダメージ分布の計算モデルと形状進展モデルとを結合（接続）させた評価システムを構築することが好ましい。
【０２０３】
しかしながら、従来の粒子法（例えば分子動力学計算法等）を用いたダメージ分布の計算モデルは、その計算量が膨大になるため、形状進展モデルとの結合は困難である。それに対して、上述した各種実施形態のダメージ分布の計算モデルでは、フラックス法を用いるので、その計算量を、粒子法を用いたものに比べて格段に小さくすることができる。それゆえ、上述した各種実施形態のダメージ分布の計算モデルは、形状進展モデルとの結合が容易になる。
【０２０４】
第３の実施形態では、上述した各種実施形態のダメージ分布の計算モデルと、形状進展モデルとを接続したシミュレーションシステム（シミュレータ）及びそれによるダメージ評価手法の一例を説明する。
【０２０５】
［結合モデルの概要］
図２３に、上記各種実施形態のダメージ分布の計算モデルと形状進展モデルとの結合モデルの概略構成を示す。本実施形態では、形状進展モデルとして、ストリング法の形状進展モデルを用いた例を説明する。なお、本発明はこれに限定されず、例えばレベルセット法、セルリムーバブル法等の手法を用いた任意の形状進展モデルを用いることができる。
【０２０６】
ストリングス法を用いた形状進展モデルは、被加工体５０の被加工面５１の初期形状に対して、例えば１ｎｍ等の所定間隔で格子点を配置する、又は、例えば１ｎｍ等の所定の空間分解能を有するセルで区分する。図２３に示す例では、被加工体５０の被加工面５１に所定間隔で格子点５２を配置（設定）した例を示す。そして、本実施形態の結合モデルでは、各格子点５２（各評価点）において、上記各種実施形態のダメージ分布の計算モデルを適用する。すなわち、図２３に示すように、各格子点５２にポリマー層２２と、複数のスラブ２１ｂで分割された反応層２１ａとを設定する。
【０２０７】
なお、ストリングス法を用いた形状進展モデルでは、例えばエッチング等の処理により時間とともに移動する被加工面５１の各格子点５２（又はセル）の座標を計算して、被加工面５１の形状変化を算出する。例えば、図２３中のインデックスｊの格子点５２の座標（ｘｊ，ｙｊ）の移動を下記式（１８）で算出する。
【０２０８】
【数１８】
【０２０９】
上記式（１８）中のＥＲｊｙ（ｔ）は、格子点ｊにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）の、被加工体５０の深さ方向（図２３中のｙ方向）のエッチレート成分である。一方、ＥＲｊｘ（ｔ）は、格子点ｊにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）の、深さ方向と直交する方向（図２３中のｘ方向：以下、水平方向という）のエッチレート成分である。
【０２１０】
インデックスｊの格子点５２におけるエッチレートＥＲ（ｔ）は、上記各種実施形態で説明したダメージ分布の計算モデルで算出する。また、インデックスｊの格子点５２におけるエッチング方向（図２３中の太実線矢印）は、上記式（１８）から算出される格子点５２の座標の時間変化（移動量）により算出することができる。それゆえ、上記式（１８）中のＥＲｊｙ（ｔ）及びＥＲｊｘ（ｔ）は、ダメージ分布の計算モデルで算出されるエッチレートＥＲ（ｔ）と、各格子点５２の座標の移動量とから算出することができる。
【０２１１】
［シミュレーションシステムの構成］
次に、上記結合モデルを実現するためのシミュレーションシステムの構成例を説明する。図２４に、本実施形態に係るシミュレーションシステム（シミュレータ）の概略ブロック構成を示す。なお、図２４では、説明を簡略化するため、第２シミュレータ６２内の入力部１１の図示は省略する。
【０２１２】
シミュレーションシステム６０は、被加工面５１の形状の時間変化（以下、形状進展という）を計算する第１シミュレータ６１と、被加工面５１に設定された各格子点５２（又はセル）におけるダメージ分布を計算する第２シミュレータ６２とを備える。
【０２１３】
第１シミュレータ６１は、形状進展演算部６３と、形状進展演算部６３に接続されたデータベース部６４とを有する。
【０２１４】
形状進展演算部６３は、上記式（１８）に基づいて、被加工面５１の形状進展を計算する。また、形状進展演算部６３は、第２シミュレータ６２で算出した各格子点５２のエッチレートＥＲ（ｔ）を取得する。そして、形状進展演算部６３は、エッチレートＥＲ（ｔ）及び形状進展の算出結果（座標移動量）に基づいて、各格子点５２における被加工体５０の深さ方向のエッチレート成分ＥＲｊｙ（ｔ）、及び、水平方向のエッチレート成分ＥＲｊｘ（ｔ）を算出する。
【０２１５】
また、形状進展演算部６３は、被加工面５１の形状進展の算出結果、及び、各格子点５２の各種エッチレート成分をデータベース部６４に出力する。これらの各種データは、次回の形状進展計算時に使用される。なお、この際、形状進展演算部６３は、被加工面５１の形状進展の計算結果を第２シミュレータ６２に出力して、被加工面５１の形状変化の様子を第２シミュレータ６２の出力部１４で表示するようにしてもよい。
【０２１６】
被加工面５１の形状進展を計算する際、形状進展演算部６３は、例えば、被加工面５１の初期形状、格子点５２（又はセル）の配置間隔、計算ステップΔＴ等の初期条件を、第２シミュレータ６２を介して、又は、直接、外部から取得する。また、この際、形状進展演算部６３は、例えば、各格子点５２の座標、エッチレート等の過去の計算結果をデータベース部６４から取得する。
【０２１７】
なお、本実施形態では、形状進展演算部６３をハードウェアで構成して被加工面５１の形状進展の各種計算処理を実現することも可能であるが、所定のプログラム（ソフトウェア）を用いて形状進展の各種計算処理を実行してもよい。この場合、形状進展演算部６３を、例えばＣＰＵ等の演算装置で構成し、形状進展の計算処理のプログラム（形状進展プログラム）を外部から読み込み、そのプログラムを形状進展演算部６３で実行することにより形状進展の各種計算処理を行う。
【０２１８】
また、形状進展プログラムは、例えば、データベース部６４や、別途設けられる例えばＲＯＭ等の記憶部などに格納することができる。この際、形状進展プログラムを、例えば、データベース部６４や別途設けられた記憶部等に予め実装した構成にしてもよいし、外部から例えばデータベース部６４や別途設けられた記憶部等に実装する構成にしてもよい。なお、外部から形状進展プログラムを取得する場合には、形状進展プログラムを、光ディスクや半導体メモリなどの媒体から配布するようにしてもよいし、インターネットなどの伝送手段を介してダウンロードするようにしてもよい。
【０２１９】
データベース部６４は、形状進展計算に必要な各種パラメータ等のデータを格納する。例えば、データベース部６４は、形状進展演算部６３で計算された被加工面５１の形状進展データや、各格子点５２のエッチレート及び各種エッチレート成分などを格納する。
【０２２０】
第２シミュレータ６２は、入力部１１（図２４では不図示）と、ダメージ演算部１２と、データベース部１３と、出力部１４とを備える。本実施形態の第２シミュレータ６２は、上記第１の実施形態（図１）で説明したシミュレータ１０と同様の構成である。それゆえ、ここでは、第２シミュレータ６２を構成する各部の説明を省略する。
【０２２１】
［ダメージ分布の算出処理］
次に、本実施形態のシミュレーションシステム６０における被加工体５０のダメージ分布の評価（算出）手法を、図２５を参照しながら説明する。なお、図２５は、本実施形態におけるダメージ分布の計算処理の手順を示すフローチャートである。
【０２２２】
まず、シミュレーションシステム６０は、外部から入力されるシミュレーションの各種加工処理条件（各種プロセス条件及び各種計算パラメータの初期条件）を取得する（ステップＳ１１）。この際、第１シミュレータ６１及び第２シミュレータ６２はともに直接、外部から加工処理条件を取得してもよい。また、この際、第１シミュレータ６１及び第２シミュレータ６２のうち、一方のシミュレータが直接、外部から加工処理条件を取得し、他方のシミュレータが一方のシミュレータを介して加工処理条件を取得してもよい。
【０２２３】
なお、ステップＳ１１で取得する加工処理条件のうち、プロセス条件の項目は、例えば、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体５０の温度、被加工面５１の膜種、エッチング時間ｔ０、イオン粒子２３の入射エネルギーＥ等である。また、ステップＳ１１で取得する計算パラメータの項目は、例えば、スラブ２１ｂの初期厚さＬ、ポリマー膜厚Ｔの初期値、反応層２１ａ及びイオン粒子２３の最大侵入深さＤｐ等である。
【０２２４】
次いで、第２シミュレータ６２のダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件（特に、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力）に基づいて、データベース部１３を検索し、ダメージ計算に必要な各種パラメータを取得する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で取得する各種パラメータは、例えば、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γ、各種反応確率、ガス中の各成分（例えば炭素（Ｃ）等）の割合等である。また、エッチング時の反応生成物パラメータ、被加工面５１の形成膜の個数密度及び面密度等の各種パラメータもステップＳ１２で取得する。
【０２２５】
なお、例えば、各種反応粒子のフラックス量Γの実測値が外部から取得可能である場合には、ダメージ演算部１２は、ステップＳ１２において、各種反応粒子のフラックス量Γを外部から取得してもよい。また、各種反応粒子のフラックス量Γに限らずステップＳ１２で取得する各種パラメータを外部から直接入力してもよい。この場合には、ステップＳ１２の処理を省略し、これらのダメージ計算に必要な各種パラメータをステップＳ１１で取得してもよい。
【０２２６】
次いで、シミュレーションシステム６０は、被加工体５０の被加工面５１の初期形状を設定する（ステップＳ１３）。具体的には、シミュレーションシステム６０は、格子点５２（又はセル）の配置間隔、及び、各格子点５２の初期座標等のパラメータを設定する。
【０２２７】
次いで、シミュレーションシステム６０は、所定の格子点５２を選択する。そして、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、ステップＳ１１で取得したスラブ２１ｂの初期厚さＬ、ポリマー膜厚Ｔの初期値及びイオン粒子２３の最大侵入深さＤｐに基づいて、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで分割する（ステップＳ１４）。具体的には、選択した格子点５２において、上記第１の実施形態と同様に、初期厚さＬの複数のスラブ２１ｂで深さＤｐ−Ｔの反応層２１ａを等分割する。
【０２２８】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、加工処理条件及びそれに対応する各種パラメータを用いて、所定の時間ｔにおける各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、上記第１の実施形態で説明した上記式（１）〜（４）を用いて、選択した格子点５２における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する。
【０２２９】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、ステップＳ１５で算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて、時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する（ステップＳ１６）。具体的には、上記第１の実施形態で説明した上記式（５）〜（８）を用いて、選択した格子点５２におけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【０２３０】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２における時間ｔのポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する（ステップＳ１７）。具体的には、ステップＳ１５及びＳ１６でそれぞれ算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）を用いて、上記第１の実施形態で説明した上記式（９）〜（１２）によりポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する。
【０２３１】
次いで、ダメージ演算部１２は、現在の時間ｔがエッチング終了時間であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。具体的には、ダメージ演算部１２は、計算開始からの経過時間が予め設定したエッチング時間ｔ０であるか否かを判定する。
【０２３２】
ステップＳ１８において、時間ｔがエッチング終了時間でない場合には、ステップＳ１８はＮＯ判定となる。
【０２３３】
この場合、第１シミュレータ６１の形状進展演算部６３は、選択した格子点５２の時間ｔにおける座標（格子点５２の形状進展）を算出する（ステップＳ１９）。
【０２３４】
具体的には、ステップＳ１９において、まず、形状進展演算部６３は、選択した格子点５２における１計算ステップ前の形状進展の計算結果（座標［ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１）］）をデータベース部６４から取得する。さらに、形状進展演算部６３は、格子点５２における１計算ステップ前の深さ方向のエッチレート成分ＥＲｊｙ（ｔ−１）、及び、水平方向のエッチレート成分ＥＲｊｘ（ｔ−１）のデータをデータベース部６４から取得する。次いで、形状進展演算部６３は、取得したこれらのデータを用いて上記式（１８）により、選択した格子点５２の時間ｔにおける座標［ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）］を算出する。
【０２３５】
そして、選択した格子点５２の時間ｔにおける座標を算出した後、ダメージ演算部１２は、時間進展処理、すなわち、計算時間を更新（ｔ＝ｔ＋Δｔ）し（ステップＳ２０）、ステップＳ１５の処理に戻る。その後は、時間ｔがエッチング終了時間になるまで、ステップＳ１５〜Ｓ２０の処理を繰り返す。
【０２３６】
一方、ステップＳ１８において、時間ｔがエッチング終了時間である場合には、ステップＳ１８はＹＥＳ判定となる。
【０２３７】
この場合、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、エッチング終了時のエッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの割合（重み）を考慮して、反応層２１ａを複数のスラブで再分割する（ステップＳ２１）。この際、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１３）により算出する。
【０２３８】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２における各スラブ２１ｂのダメージ量を算出する（ステップＳ２２）。具体的には、ダメージ演算部１２は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１４）を用いて、各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出する。
【０２３９】
次いで、ダメージ演算部１２は、全ての格子点５２（又はセル）でダメージ計算が終了したか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【０２４０】
ステップＳ２３において、全ての格子点５２（又はセル）でダメージ計算が終了していない場合には、ステップＳ２３はＮＯ判定となる。この場合、シミュレーションシステム６０は、選択する格子点５２を変更する（ステップＳ２４）。具体的には、上記一連のダメージ計算に用いる格子点５２のインデックスｊを更新する（ｊ＝ｊ＋１）。その後、ステップＳ１４に戻り、全ての格子点５２（又はセル）においてダメージ計算が終了するまで、ステップＳ１４〜２４の処理を繰り返す。
【０２４１】
一方、ステップＳ２３において、全ての格子点５２（又はセル）でダメージ計算が終了している場合には、ステップＳ２３はＹＥＳ判定となる。この場合、シミュレーションシステム６０は、ダメージ分布の計算処理を終了する。本実施形態では、このようにして、被加工面５１の形状変化を計算しつつ、被加工面５１のダメージ分布を計算する。
【０２４２】
上述のように、本実施形態のシミュレーションシステム６０及びダメージ評価手法では、被加工体の形状及びその形状変化を考慮して被加工体のダメージ分布を予測（評価）することができる。それゆえ、上記第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２４３】
また、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、フラックス法により、被加工体のダメージ分布を算出するので、上記第１の実施形態と同様の効果も得られる。
【０２４４】
なお、本実施形態のダメージ評価手法に、上記第２の実施形態で説明した立体角効果の算出処理を追加してもよい。この場合、被加工体のダメージのパターン依存性をより詳細に算出することができる。ただし、この場合、立体角効果の算出処理は、例えば、図２５に示す本実施形態のダメージ計算処理のフローチャート中のステップＳ１４（反応層を複数のスラブに分割する処理ステップ）の前に行えばよい。
【０２４５】
＜４．第４の実施形態＞
上記第２及び第３の実施形態で説明したシミュレータ（又はシミュレーションシステム）及びダメージ評価手法では、パターン毎に被加工体のダメージ分布を予測することができる。それゆえ、上記第２及び第３の実施形態のシミュレータは、パターン内のダメージを所定レベル以下にし、かつ、パターン内のダメージ均一性を最適化するためのマスク（レジストマスク）のパターンレイアウト設定（予測）ツールとして用いることができる。
【０２４６】
第４の実施形態では、上記第２又は第３の実施形態で説明したシミュレータ（又はシミュレーションシステム）をマスクのパターンレイアウト設定ツールとして用いた際の処理例を説明する。なお、本実施形態のシミュレータの構成は、図１又は図２４に示す構成と同様であるので、ここでは、構成の説明を省略し、マスクのパターンレイアウトの最適化処理についてのみ説明する。
【０２４７】
本実施形態におけるマスクのパターンレイアウトの最適化処理を、図２６を参照しながら説明する。なお、図２６は、マスクのパターンレイアウトの最適化処理の手順を示すフローチャートである。
【０２４８】
まず、シミュレータは、マスクのＧＤＳ（Graphic Design System）ファイル（マスク情報）及び膜厚情報（初期値）、並びに、被加工体の加工処理条件を取得する（ステップＳ３１）。
【０２４９】
次いで、シミュレータは、所望の評価パターン領域（注目パターン領域）を決定する（ステップＳ３２）。なお、この注目パターン領域は、例えば、用途、ユーザーの希望等に応じて適宜決定される。また、この際、シミュレータは、注目パターン領域内に少なくとの一つの評価点（格子点又はセル）を設定する。
【０２５０】
次いで、シミュレータは、被加工体の注目パターン領域内に設定された各評価点における各スラブの反応面積率θｋ、並びに、反応層のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔを算出する（ステップＳ３３）。
【０２５１】
この際、シミュレータとして上記第２の実施形態のシミュレータを用いた場合には、まず、注目パターン領域における簡易的な加工後のマスク形状（加工深さ、側壁面のテーパー角）を仮定する。そして、ダメージ演算部は、その仮定条件に基づいて、注目パターン領域内の各評価点における立体角分布（立体角効果の分布特性）を算出する。次いで、ダメージ演算部は、上記第２の実施形態と同様にして、算出した立体角効果を加味した各種反応粒子のフラックス量Γ′を用いて、各評価点における反応面積率θｋ、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔを算出する。
【０２５２】
一方、シミュレータとして上記第３の実施形態のシミュレーションシステムを用いた場合には、上記第３の実施形態と同様にして、注目パターン領域の形状進展を計算しつつ、各評価点における反応面積率θｋ、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔを算出する。
【０２５３】
また、シミュレータとして、上記第３の実施形態のシミュレータに上記第２の実施形態で説明した立体角効果の算出処理を追加したシミュレータを用いた場合には、次のようにして、評価点における上記各種評価パラメータを算出する。まず、シミュレータは、上記第２の実施形態と同様にして、注目パターン領域内の各評価点（格子点又はセル）における立体角分布（立体角効果の分布特性）を算出する。次いで、シミュレータは、上記第３の実施形態と同様にして、注目パターン領域の形状進展を計算しつつ、注目パターン領域内の各評価点における上記各種評価パラメータを、立体角効果を加味した各種反応粒子のフラックス量Γ′を用いて算出する。
【０２５４】
上述のようにして、注目パターン領域内の各評価点における上記各種評価パラメータを算出した後、ダメージ演算部は、各評価点において、上記第１の実施形態と同様にして、反応層を複数のスラブで再分割する（ステップＳ３４）。この際、再分割後の各スラブの厚さＬｋ＊は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１３）により算出する。
【０２５５】
次いで、ダメージ演算部は、注目パターン領域内の各評価点における各スラブのダメージ量を算出し、各評価点のダメージ分布を求める（ステップＳ３５）。この際、ダメージ演算部は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１４）を用いて、各スラブのダメージ量（ｄａｍａｇｅ（ｋ））を算出する。
【０２５６】
次いで、ダメージ演算部は、ステップＳ３５で算出した注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベル以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。なお、このステップＳ３６で閾値とする所望のダメージレベルは、例えば用途等に応じて適宜設定される。また、この所望のダメージレベルの情報は、予め設定され、シミュレータ内のデータベース部等に記憶される。
【０２５７】
ステップＳ３６において、ステップＳ３５で算出した注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベルより大きい場合には、ステップＳ３６はＮＯ判定となる。この場合、シミュレータは、マスクのレイアウトパターンの形状（例えば膜厚、テーパー角、パターン間スペース等）を変動させる（補正する）（ステップＳ３７）。
【０２５８】
なお、この際、例えば、１回のレイアウト変動処理当たりのパターン変動範囲を予め決めておき（例えば膜厚を±５０％、テーパー角を±５％、パターン間スペースを±１００％）、その変動範囲にしたがってマスクのレイアウトパターンを段階的に変動させてもよい。また、レイアウト変動処理毎に任意の変動量でマスクのレイアウトパターンを変動させてもよい。
【０２５９】
そして、ステップＳ３７でマスクのレイアウトパターンを変動した後、ステップＳ３３に戻る。その後、シミュレータは、再度、ステップＳ３３〜Ｓ３５の処理を行い、変動後のレイアウトパターンで、注目パターン領域のダメージ量を算出する。このステップＳ３３〜Ｓ３７の処理は、注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベル以下になるまで繰り返される。
【０２６０】
一方、ステップＳ３６において、ステップＳ３５で算出した注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベル以下である場合には、ステップＳ３６はＹＥＳ判定となる。この場合、シミュレータ内の出力部は、算出した注目パターン領域のダメージ分布を可視化する（ステップＳ３８）。この際、出力部は、例えば、評価結果を表示装置等に表示してもよいし、表示結果を印刷して出力してよい。そして、注目パターン領域のダメージ分布を可視化が完了した後、シミュレータは、マスクのパターンレイアウトの最適化処理を終了する。
【０２６１】
このようにしてマスクのパターンレイアウトを設定することにより、評価パターン内のダメージ量を所定レベル以下にし、かつ、ダメージ量の空間ばらつきを抑制（ダメージ均一性を向上）することのできるパターンレイアウトを自動的に抽出することができる。
【０２６２】
また、本実施形態では、被加工体の評価点の周囲に形成されるレジストの形状を変動させながら、ダメージ分布の評価（予測）を行う。それゆえ、本実施形態では、レジスト形状及びダメージ低減の両方を考慮したＯＰＣ（Optical Proximity Correction）の最適化を実現することができる。
【０２６３】
さらに、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、フラックス法により被加工体のダメージ分布を算出するので、マスクのパターンレイアウトの設定処理をより高速に行うことができる。
【０２６４】
＜５．第５の実施形態＞
上記第１〜第３の実施形態のシミュレータ（シミュレーションシステム）では、フラックス法により、被加工体のダメージ分布を算出するので、より高速に被加工体のダメージ分布を算出することができる。それゆえ、上記第１〜第３の実施形態のシミュレータ（シミュレーションシステム）を例えばエッチング装置等の加工装置に搭載した場合には、プロセス中に被加工体のダメージ分布を随時、評価（予測）及び制御することが可能になる。
【０２６５】
そこで、第５の実施形態では、加工装置の一例としてドライエッチング装置を挙げ、そのドライエッチング装置に上記第３の実施形態で説明したシミュレーションシステムを搭載した例を説明する。
【０２６６】
［エッチング装置の構成］
図２７に、本実施形態に係るドライエッチング装置の概略ブロック構成を示す。ドライエッチング装置１００（加工装置）は、エッチングチャンバー１０１（加工部）と、制御システム１０２（制御部）と、シミュレーションシステム６０（シミュレータ）とを備える。なお、図２７では、説明を簡略化するため、第２シミュレータ６２内の入力部１１の図示は省略する。
【０２６７】
エッチングチャンバー１０１は、例えば、ＣＣＰ型、ＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma）型、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）型等のチャンバーで構成することができる。また、エッチングチャンバー１０１の内部には、発光分光分析装置ＯＥＳ、質量分析装置ＱＭＳ、及び、エネルギースペクトルアナライザーが実装される。
【０２６８】
なお、発光分光分析装置ＯＥＳ及び質量分析装置ＱＭＳでは、エッチングチャンバー１０１内の状態により変動する各種反応粒子（反応ガス）のフラックス量Γをモニタする。また、エネルギースペクトルアナライザーでは、入射イオンのエネルギーＥを測定する。
【０２６９】
また、エッチングチャンバー１０１は、被加工体の加工中に、発光分光分析装置ＯＥＳ、質量分析装置ＱＭＳ、及び、エネルギースペクトルアナライザーにより、所定間隔（例えば１秒毎）で、チャンバー内部の状態をモニタする。なお、このモニタリング間隔は、シミュレーションシステム６０でダメージ分布を計算する際の計算ステップΔｔと同じ、又は、それ以下とすることが好ましい。
【０２７０】
さらに、エッチングチャンバー１０１は、シミュレーションシステム６０に電気的に接続されており、モニタしたチャンバー内部の状態を示す各種情報（フラックス量や入射イオンエネルギーなど）をシミュレーションシステム６０に出力する。
【０２７１】
制御システム１０２は、シミュレーションシステム６０から入力されるダメージ分布の計算結果に基づいて、エッチングチャンバー１０１の各種プロセスパラメータ（例えば、ガス流量、ガス圧力、ウエハ温度、エッチング時間等）を補正する。また、制御システム１０２は、エッチングチャンバー１０１と電気的に接続されており、補正した各種プロセスパラメータをエッチングチャンバー１０１に出力し、エッチング条件を制御する。
【０２７２】
シミュレーションシステム６０は、上記第３の実施形態（図２４）で説明したシミュレーションシステムと同様の構成である。それゆえ、ここでは、シミュレーションシステム６０を構成する各部の説明は省略する。
【０２７３】
シミュレーションシステム６０は、エッチングチャンバー１０１から入力される各種モニタ情報を用い、上記第３の実施形態と同様にして、被加工体の形状進展及びダメージ分布を計算する。また、シミュレーションシステム６０は、制御システム１０２に電気的に接続されており、算出したダメージ分布を制御システム１０２に出力する。
【０２７４】
なお、本実施形態において、各種反応粒子のフラックス量Γの取得手法は、上記手法（モニタ値を取得する）に限定されない。例えば、エッチングチャンバー１０１からは各種プロセス条件（例えば、ガス流量、ガス圧力、ウエハ温度、エッチング時間等）のみを取得し、ダメージ演算部１２が、それらの情報に基づいて、各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。
【０２７５】
また、様々なプロセス条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γを予めデータベース部１３に記憶しておき、ダメージ演算部１２が入力されたプロセス条件に基づいてデータベース部１３を検索し、対応するフラックス量Γを取得するようにしてもよい。ただし、入力される各種プロセス条件に対応するフラックス量Γがデータベース部１３に存在しない場合には、ダメージ演算部１２が入力されたプロセス条件に近い条件でのデータを補間処理して、対応する各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。
【０２７６】
このような手法で各種反応粒子のフラックス量Γを取得した場合には、エッチングチャンバー１０１に各種反応粒子のフラックス量Γをモニタする機器を設けなくてもよい。
【０２７７】
［エッチング処理の制御手法］
次に、本実施形態のドライエッチング装置１００におけるエッチング処理の制御手法を、図２８を参照しながら説明する。なお、図２８は、本実施形態におけるエッチング処理の制御手法の手順を示すフローチャートである。
【０２７８】
まず、ドライエッチング装置１００は、外部から入力される各種加工処理条件（各種プロセス条件及び各種計算パラメータの初期条件）を取得する（ステップＳ４１）。この際、例えば、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、ウエハ温度、エッチング時間等のプロセス条件はエッチングチャンバー１０１に入力される。また、この際、ダメージ計算に必要な、例えば、被加工体の形成材料、被加工面の初期形状、スラブの初期厚さＬ、ポリマー膜厚Ｔの初期値、イオン粒子の最大侵入深さＤｐ等の計算パラメータは、シミュレーションシステム６０に入力される。
【０２７９】
次いで、エッチングチャンバー１０１は、ステップＳ４１で取得したプロセス条件、又は、制御システム１０２で補正されたプロセスパラメータに基づいて、エッチング処理を行う（ステップＳ４２）。この際、エッチングチャンバー１０１は、チャンバー内部の状態を示す例えば各種反応粒子（反応ガス）のフラックス量や入射イオンエネルギーなどの情報を所定間隔（例えば１秒毎）でモニタし、その各種モニタ情報をシミュレーションシステム６０に出力する。
【０２８０】
次いで、ドライエッチング装置１００は、エッチング処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ４３）。具体的には、ドライエッチング装置１００は、エッチング処理開始からの経過時間がエッチング時間に到達したか否かを判定する。
【０２８１】
ステップＳ４３において、エッチング処理開始からの経過時間がエッチング時間に到達していない場合には、ステップＳ４３はＮＯ判定となる。この場合、ドライエッチング装置１００は、ステップＳ４２のエッチング処理を継続する。一方、ステップＳ４３において、エッチング処理開始からの経過時間がエッチング時間に到達している場合には、ステップＳ４３はＹＥＳ判定となる。この場合、ドライエッチング装置１００は、エッチング処理を終了する。
【０２８２】
ここで、ステップＳ４２の処理中に行うエッチングプロセスの制御処理（図２８中の一点鎖線で囲まれた領域のフローチャート）を説明する。
【０２８３】
まず、シミュレーションシステム６０は、ステップＳ４１で取得した各種計算パラメータ、及び、エッチングチャンバー１０１から入力される各種モニタ情報に基づいて、被加工体の形状進展及びダメージ分布を算出する（ステップＳ４４）。
【０２８４】
この際、シミュレーションシステム６０は、上記第３の実施形態と同様にして、被加工体の形状進展（被加工面の形状変化）及びダメージ分布を算出する。そして、シミュレーションシステム６０は、シミュレーション結果を制御システム１０２に出力する。
【０２８５】
次いで、制御システム１０２は、シミュレーションシステム６０で算出された被加工体のダメージ量が所望のダメージレベル以下であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。
【０２８６】
ステップＳ４５において、シミュレーションシステム６０で算出された被加工体のダメージ量が所望のダメージレベル以下である場合には、ステップＳ４５はＹＥＳ判定となる。この場合、制御システム１０２は、各種プロセスパラメータを補正しない旨の信号をエッチングチャンバー１０１に出力する。
【０２８７】
一方、ステップＳ４５において、シミュレーションシステム６０で算出された被加工体のダメージ量が所望のダメージレベル以下でない場合には、ステップＳ４５はＮＯ判定となる。この場合、制御システム１０２は、被加工体のダメージ量が小さくなるように、各種プロセスパラメータの補正計算を行う（ステップＳ４６）。
【０２８８】
次いで、制御システム１０２は、補正した各種プロセスパラメータをエッチングチャンバー１０１に出力し、エッチング条件を制御する（ステップＳ４７）。本実施形態では、このようにして、シミュレーションシステム６０の計算結果に基づいて、エッチング処理を制御する。
【０２８９】
上述のように、本実施形態では、フラックス法により被加工体のダメージ分布を算出するシミュレーションシステム６０をドライエッチング装置１００に搭載しているので、プロセス中に被加工体のダメージ分布を随時、評価（予測）及び制御することができる。それゆえ、本実施形態では、生産ラインにおける被加工体の歩留まりを向上させることができる。
【０２９０】
なお、本実施形態では、ドライエッチング装置１００が、例えばＦＤＣ（Fault Detection and Classification）／ＥＥＳ（Equipment Engineering System）システム等の警報装置を備えていてもよい。この場合、エッチング処理中に所定間隔（例えば１秒毎）でシミュレーションシステム６０により計算されるダメージ量が例えばＦＤＣで設定される仕様値を越えた際に、アラームを発して、ドライエッチング装置１００を停止させることができる。
【０２９１】
また、本実施形態では、ドライエッチング装置１００に上記第３の実施形態で説明したシミュレーションシステム６０を搭載した例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、上記第１又は第２の実施形態で説明したシミュレータもドライエッチング装置１００に同様に搭載可能であり、その場合も同様の効果が得られる。
【０２９２】
＜６．第６の実施形態＞
上記各種実施形態では、入力される加工処理条件に基づいて、被加工体のダメージ分布をダメージ演算部１２で直接、算出する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。予め、様々な加工処理条件の下で、上記各種実施形態のシミュレータにより計算されたダメージデータをデータベース部１３に記憶し、該記憶したダメージデータを用いてダメージ評価を行う構成にしてもよい。
【０２９３】
すなわち、様々な加工処理条件の下で、フラックス法により算出されたダメージデータをデータベース化し、そのデータベースのデータを用いて被加工体のダメージを予測（評価）してもよい。第６の実施形態では、その一構成例を説明する。
【０２９４】
第６の実施形態のシミュレータ（又はシミュレーションシステム）の構成は、上記各種実施形態と同様（例えば、図１、図２４等参照）となる。ただし、本実施形態では、ダメージ演算部１２の処理内容は、上記各種実施形態と異なり、次のようにして、ダメージを取得（算出）する。
【０２９５】
まず、ダメージ演算部１２は、入力部１１を介して入力された各種加工処理条件（例えば、被加工体の形成材料、ガス種、ガス圧力、ガス流量、被加工体の温度、処理時間等の条件）を取得する。次いで、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件に基づいて、データベース部１３を検索し、加工処理条件に対応するダメージデータを取得する。そして、ダメージ演算部１２は、取得したダメージデータを出力部１４に出力する。
【０２９６】
なお、データベース部１３に取得した加工処理条件に対応するダメージデータが無い場合には、例えば、次のようにして加工処理条件に対応するダメージデータを算出することができる。この場合、まず、ダメージ演算部１２は、入力された加工処理条件に近い条件のダメージデータをデータベース部１３から取得する。そして、ダメージ演算部１２は、取得したそれらのダメージデータから補間処理により、入力された加工処理条件に対応するダメージデータを算出する。
【０２９７】
上述のように本実施形態のシミュレータでは、予め作成されたダメージのデータベースを用いて被加工体のダメージを予測（評価）するので、より一層高速に被加工体のダメージを予測（評価）することができる。なお、本実施形態のシミュレータは、上記第１〜４の実施形態で説明したシミュレータと同様に、シミュレータ単体として用いることもできるが、上記第５の実施形態のように、例えばエッチング装置等の加工装置に搭載することもできる。
【０２９８】
上述した各種実施形態では、被加工体に対してドライエッチング処理を行った際のダメージを評価するためのシミュレータ（シミュレーションシステム）及びダメージ評価手法について説明したが、本発明は、これに限定されない。
【０２９９】
上記各種実施形態のシミュレータ及びダメージ評価手法は、例えばイオン粒子等の反応粒子の入射により所定の加工処理を行う処理（例えば、ＰＶＤ、イオン注入等のプロセス）であれば任意の処理に適用可能であり、同様の効果が得られる。また、上記各種実施形態のシミュレータを搭載する加工装置もドライエッチング装置に限定されず、反応粒子の入射により所定の加工処理を行う任意の加工装置に搭載可能であり、同様の効果が得られる。
【０３００】
なお、上記各種実施形態のシミュレータ及びダメージ評価手法を適用する加工処理（加工装置）の種類が変わると、その加工処理に応じて被加工体表面での反応モデルも変化する。それゆえ、このような場合には、加工処理に応じて適宜反応モデルを変更する必要がある。しかしながら、このような場合であっても、ダメージの算出アルゴリズムは上記各種実施形態で説明したアルゴリズムをそのまま適用することができる。
【符号の説明】
【０３０１】
１０…シミュレータ、１１…入力部、１２…ダメージ演算部、１３，６４…データベース部、１４…出力部、２０…プラズマ、２１…ＳｉＯ２膜（被加工体）、２１ａ，４２…反応層、２１ｂ…スラブ、２２…ポリマー層、２３…イオン、４０，５０…被加工体、４１…溝部、５１…被加工面、５２…格子点、６０…シミュレーションシステム、６１…第１シミュレータ、６２…第２シミュレータ、６３…形状進展演算部、１００…ドライエッチング装置、１０１…エッチングチャンバー、１０２…制御システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工体に対して所定の加工処理を行った際に生じる被加工体のダメージを評価するためのシミュレータ、それを備える加工装置、ダメージ評価方法、及び、ダメージ評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスの製造プロセスにおいて、被加工膜に対して例えばエッチング、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、イオン注入等の処理を行った場合、イオン入射により被加工膜にダメージ（例えば、被加工膜の結晶欠陥など）が発生する。そして、このダメージは、デバイスの電気特性に大きな影響を与えることが従来示唆されており、この問題を早急に解決することが、デバイスメーカー各社に共通した重要な課題となっている。
【０００３】
しかしながら、現在の測定器で実パターンのダメージ分布を直接測定することは困難である。それゆえ、プロセス中のイオン入射の状況とデバイスの電気特性との関連性、上記問題への対策等を詳細に考察してデバイスの電気特性を向上させるためには、シミュレーションによるダメージ分布の予測技術（評価技術）の開発が必要になる。
【０００４】
そこで、従来、被加工膜にイオン入射が行われた際の状態を評価可能なシミュレーション技術が種々提案されている（例えば、特許文献１及び２、並びに、非特許文献１及び２参照）。
【０００５】
特許文献１には、イオンインプランテーションのシミュレーション技術が提案されており、非特許文献１には、ＳＲＩＭ（Stopping and Range of Ions in Matter）シミュレーション技術が提案されている。これらのシミュレーション技術では、例えば、アモルファス構造のターゲット膜におけるイオン侵入深さを予測することができる。しかしながら、これらのシミュレーション技術では、ターゲット膜の結晶構造を考慮して、イオン侵入により発生するターゲット膜の結晶欠陥（例えばポリシリコンや酸化シリコンなどの格子結晶の乱れ等）を定量的に表現することができない。
【０００６】
非特許文献２には、分子動力学シミュレータを用いたシミュレーション技術が提案されている。このシミュレーション技術では、入射イオンとターゲット膜の構成原子との相互作用を考慮し、例えば、入射イオンのエネルギーや入射角度、及び、ターゲット膜の種類等に応じて、結晶格子の乱れ等を原子／分子レベルで予測することができる。
【０００７】
しかしながら、非特許文献２で提案されているシミュレーション技術では、その計算量が膨大であり、計算時間が非常に長くなる。例えば、このシミュレーション技術を実パターンに適用してダメージ分布を計算すると、現実的な計算時間（例えば数週間以内程度）では、数ｎｍ×数ｎｍ程度の非常に限られた領域のダメージ分布しか計算できない。さらに、このシミュレーション技術では、入射イオンの質量が軽い場合（例えば水素イオン等の場合）には、膜中の入射イオンの飛程距離が長くなるので、さらに計算時間が増大する。それゆえ、このような計算時間の制約から、実際に分子動力学シミュレータを用いてターゲット膜のダメージ分布を計算する場合には、加工パターンを無視して、平面状のターゲット膜を想定したダメージ分布の計算が行われる。
【０００８】
また、特許文献２には、上記非特許文献２のシミュレーション技術を発展させた技術が提案されている。具体的には、予め、様々な状況において、入射粒子（イオン粒子）の膜中の挙動を分子動力学で計算して被加工体のダメージ分布を算出し、該算出したダメージ分布のデータを記憶したデータベースを作成する。そして、実際に実パターンのダメージ分布をシミュレーションで予測する際には、まず、モンテカルロ法により入射粒子の実パターン内の輸送経路を考慮して、入射粒子の被加工体への衝突位置と入射角度を計算する。次いで、算出した入射粒子の衝突位置及び入射角度に基づいて、データベースを検索して対応するダメージ分布を求める。この手法を用いれば、シミュレーション毎に分子動力学計算を行う必要がないので、計算時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１１５０７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２５９４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】J.F. Ziegler, J.P. Biersack and U. Littmark著：「The Stopping and Range of Ions in Solids」，Pergamon Press，New York，１９８５年
【非特許文献２】Kawase and Hamaguchi：Dry Process Symposium 2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、上記特許文献２で提案されているシミュレーション技術を用いると、例えば上記非特許文献２等で提案されている分子動力学シミュレータを直接用いた技術に比べて、より高速にダメージ分布を計算することができる。
【００１２】
ただし、上記特許文献２のシミュレーション技術では、計算に必要なデータベースを分子動力学計算により作成するので、データベースの作成時間に時間がかかる。特に、入射粒子が例えば水素等の軽量の粒子であり、かつ、そのエネルギーが高い場合には、入射粒子の膜中での飛程距離が長くなるので、データベースの作成時間もより長くなる。
【００１３】
また、上記特許文献２の技術では、モンテカルロ法により入射粒子の実パターン内での輸送計算を行うので、入射粒子のパターン間口への入射角度分布及びパターン側壁・底部における衝突位置分布を高精度で算出するためには、多数の粒子が必要になる。この場合、時間進展計算における１計算ステップ当たりの実計算時間が長くなる。
【００１４】
上述のように、従来の各種シミュレーション技術では、その計算時間に大きな制約があり、イオン入射により発生する被加工体のダメージを短時間で計算することは困難である。それゆえ、現在、このような問題を解決するための新しいダメージ計算技術の開発が望まれている。
【００１５】
本発明は、上記状況を鑑みなされたものである。本発明の目的は、例えばイオン入射等の所定処理により発生する被加工体のダメージをより短時間で算出することができる新しい計算手法を採用したシミュレータ、加工装置、ダメージ評価方法、及び、ダメージ評価プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明のシミュレータは、入力部と、ダメージ演算部とを備える構成とし、各部の機能を次のようにする。入力部は、被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する。ダメージ演算部は、処理条件に基づいて被加工体のダメージを取得する。なお、この際に取得される被加工体のダメージは、所定の加工処理時に外部から被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と第１物質の入射により被加工体の所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる。
【００１７】
また、本発明の加工装置は、被加工体に対して所定の加工処理を行う加工部と、上記本発明のシミュレータと、シミュレータで得られた被加工体のダメージに基づいて、加工部における所定の加工処理の処理条件を補正する制御部とを備える構成とする。
【００１８】
さらに、本発明のダメージ評価方法及びダメージ評価プログラムでは、まず、被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する。次いで、取得した処理条件に基づいて被加工体のダメージを取得する。なお、この際、所定の加工処理時に外部から被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と、第１物質の入射により被加工体の所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる被加工体のダメージを取得する。
【発明の効果】
【００１９】
上述のように、本発明では、被加工体に対して所定の加工処理を施した際のダメージ分布を、フラックス法により算出されるダメージを用いて評価（予測）する。フラックス法は、従来の例えば分子動力学計算法等の粒子法に比べて、その計算量を格段に少なくすることができる。それゆえ、本発明によれば、例えばイオン入射等の所定処理により発生する被加工体のダメージをより短時間で算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシミュレータの概略ブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態で用いる被加工体の反応モデルの概要図である。
【図３】反応層のモデル構成図である。
【図４】反応層の再分割手法を説明するための図である。
【図５】再分割後の反応層のモデル構成図である。
【図６】第１の実施形態における被加工体のダメージ分布の計算処理手順を示すフローチャートである。
【図７】評価例１の結果を示す図である。
【図８】評価例１の結果を示す図である。
【図９】評価例２の結果を示す図である。
【図１０】評価例３の結果を示す図である。
【図１１】評価例４の結果を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るシミュレータで考慮する立体角効果を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態に係るシミュレータで考慮する立体角効果を説明するための図である。
【図１４】立体角効果の特性例を示す図である。
【図１５】評価例５の結果を示す図である。
【図１６】評価例５の結果を示す図である。
【図１７】評価例５の結果を示す図である。
【図１８】評価例５の結果を示す図である。
【図１９】評価例６の結果を示す図である。
【図２０】評価例６の結果を示す図である。
【図２１】評価例６の結果を示す図である。
【図２２】評価例６の結果を示す図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係るシミュレーションシステムで用いるダメージ計算モデルと形状進展モデルとの結合モデルの概要を示す図である。
【図２４】第３の実施形態に係るシミュレーションシステムの概略ブロック構成図である。
【図２５】第３の実施形態における被加工体のダメージ分布の計算処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第４の実施形態に係るマスクのレイアウトパターン予測ツールにおけるマスクパターンの設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第５の実施形態に係るドライエッチング装置の概略ブロック構成図である。
【図２８】第５の実施形態のドライエッチング装置におけるエッチング処理時の制御手法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の各種実施形態に係るシミュレータ、それを備える各種装置（ツール）、及び、ダメージ評価手法を、図面を参照しながら下記の順で説明する。ただし、本発明は下記の例に限定されない。
１．第１の実施形態：シミュレータの基本構成例
２．第２の実施形態：立体角効果を考慮したシミュレータの構成例
３．第３の実施形態：ダメージ計算モデルと形状進展モデルとを接続したシミュレーションシステムの構成例
４．第４の実施形態：マスクのパターンレイアウト予測ツールの構成例
５．第５の実施形態：ドライエッチング装置の構成例
６．第６の実施形態：予めフラックス法により算出したダメージデータをデータベース化したシミュレータの構成例
【００２２】
＜１．第１の実施形態＞
［シミュレータの構成］
図１に、第１の実施形態に係るシミュレータの概略ブロック構成を示す。シミュレータ１０は、入力部１１と、ダメージ演算部１２と、データベース部１３（データベース）と、出力部１４とを備える。
【００２３】
入力部１１は、外部から入力される各種加工処理条件（処理条件）を取得する。また、入力部１１は、ダメージ演算部１２に接続され、該取得した各種加工処理条件をダメージ演算部１２に出力する。なお、入力部１１は、上記機能を果たす手段であれば、任意の手段で構成することができる。
【００２４】
ダメージ演算部１２は、被加工体に対して例えばエッチング等の所定の加工処理を所定時間行った際に、被加工体に発生するダメージを算出する。
【００２５】
具体的には、ダメージ演算部１２は、まず、外部から入力部１１を介して各種加工処理条件を取得し、該加工処理条件に基づいて、データベース部１３を検索し、計算に必要な各種パラメータを取得する。そして、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件及び各種パラメータを用いてフラックス法により、所定の加工処理を所定時間行った後の被加工体のダメージを算出する。なお、ダメージ計算時に用いる加工処理条件及びパラメータ、並びに、フラックス法によるダメージの算出手法については、後で詳述する。また、ダメージ演算部１２は、出力部１４に接続され、算出したダメージの予測（評価）結果を出力部１４に出力する。
【００２６】
なお、本実施形態では、ダメージ演算部１２をハードウェアで構成して後述する被加工体のダメージ分布の各種計算処理を実現してもよいが、所定のプログラム（ソフトウェア）を用いて後述の各種計算処理を実行してもよい。この場合、ダメージ演算部１２を、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置で構成し、ダメージ分布の計算処理のプログラム（ダメージ評価プログラム）を外部から読み込み、そのプログラムを実行することにより被加工体のダメージ分布を算出する。
【００２７】
また、ダメージ評価プログラムは、例えば、データベース部１３や、別途設けられる例えばＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部などに格納することができる。この際、ダメージ評価プログラムを、例えばデータベース部１３や別途設けられた記憶部等に予め実装した構成にしてもよいし、外部から例えばデータベース部１３や別途設けられた記憶部等に実装する構成にしてもよい。なお、外部からダメージ評価プログラムを取得する場合には、ダメージ評価プログラムを、光ディスクや半導体メモリなどの媒体から配布するようにしてもよいし、インターネットなどの伝送手段を介してダウンロードするようにしてもよい。
【００２８】
データベース部１３は、被加工体のダメージ計算時に必要となる各種パラメータを記憶する。なお、本実施形態では、シミュレータ１０がデータベース部１３を備える例を説明するが、本発明はこれに限定されず、データベース部１３がシミュレータ１０の外部に設けられていてもよい。また、シミュレーション毎に、被加工体のダメージ計算に必要となる各種パラメータを外部から入力する場合には、データベース部１３を設けなくてもよい。
【００２９】
出力部１４は、ダメージ演算部１２から出力されたダメージの算出結果を出力する。なお、この際、出力部１４は、ダメージの算出結果とともに、例えば、演算に用いた加工処理条件及びパラメータ等の情報も出力してもよい。出力部１４は、例えば、ダメージの算出結果を表示する表示装置、算出結果を印刷して出力する印刷装置、算出結果を記録する記録装置等の装置のいずれか、又は、これらの装置を適宜組み合わせて構成される。なお、本実施形態では、シミュレータ１０が出力部１４を備える例を説明するが、本発明はこれに限定されず、出力部１４がシミュレータ１０の外部に設けられていてもよい。
【００３０】
［シミュレーションモデル］
本実施形態のシミュレータ１０では、被加工体に対して所定の加工処理を行った際に発生する被加工体のダメージ分布を、フラックス法を用いて求める。具体的には、外部から被加工体に入射される各種粒子（第１物質）の量と、各種粒子の入射により被加工体から放出される各種粒子（第２物質）の量との関係を計算して、被加工体のダメージを算出する。
【００３１】
（１）被加工体の反応モデル
被加工体の表面（被加工面）において、周囲のガス（外部）から被加工体に入射される各種粒子の量と、被加工体から放出される各種粒子の量との関係式をフラックス法により求める際、まず、被加工体及びガス間の反応モデルを設定する。本実施形態では、ＣＦ系ガス及び酸素（Ｏ）を含むガスにより、ＳｉＯ２膜（被加工体）をドライエッチングする際の反応モデルを例に挙げ説明する。
【００３２】
図２に、ＳｉＯ２膜とその周囲のガス（プラズマ）との界面付近における反応モデルの概要を示す。ＣＦ系ガスのプラズマ２０の雰囲気中でＳｉＯ２膜２１をドライエッチングすると、ＳｉＯ２膜２１の表面付近にはエッチング反応層２１ａ（以下、単に反応層２１ａという）が形成される。また、エッチングガスとしてＣＦ系ガスを用いた場合には、エッチング時に、ＳｉＯ２膜２１の表面に炭素（Ｃ）を含むポリマー層２２が形成される（堆積する）。すなわち、この例では、反応モデルとして、ポリマー層２２と、反応層２１ａとからなる２層モデルを考える。
【００３３】
図２に示す反応モデルにおいて、反応層２１ａで考慮する反応は、次の通りである。
【００３４】
プラズマ２０（ガス）からＳｉＯ２膜２１にイオン粒子２３が入射され（図２中の矢印Ａ１）、ＳｉＯ２膜２１がエッチングされると、反応層２１ａでは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合が切れる（図２中の破線で囲んだ領域参照）。この際のシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合が切れる割合（ダングリングボンドの割合）を、ここでは、反応面積率θ（０＜θ＜１）で表す。それゆえ、反応層２１ａ内において、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）とが結合した状態で保たれる割合は１−θとなる。
【００３５】
反応層２１ａ中で酸素（Ｏ）と結合が切れたシリコン（Ｓｉ）は、プラズマ２０からポリマー層２２を介して入射されるＣＦ系ガス（図２中の矢印Ａ２）中のフッ素（Ｆ）と反応（結合）してＳｉＦ２及び／又はＳｉＦ４になる。そして、生成されたＳｉＦ２及び／又はＳｉＦ４は、ＳｉＯ２膜２１から外部に放出される（図２中の矢印Ａ３）。
【００３６】
一方、反応層２１ａ中でシリコン（Ｓｉ）と結合が切れた酸素（Ｏ）は、ポリマー層２２中の炭素（Ｃ）と反応して（図２中の矢印Ａ４）ＣＯになる。そして、生成されたＣＯは、外部に放出される（図２中の矢印Ａ５）。
【００３７】
また、図２に示す反応モデルにおいて、ポリマー層２２で考慮する反応は、次の通りである。
【００３８】
ポリマー層２２中の炭素（Ｃ）は、プラズマ２０から入射されるＣＦ系ガス（図２中の矢印Ａ２）中のフッ素（Ｆ）のうち、ＳｉＯ２膜２１で消費されず（反応せず）に残っているフッ素（Ｆ）と反応してＣＦ２になる。そして、生成されたＣＦ２は外部に放出される（図２中の矢印Ａ６）。
【００３９】
さらに、ポリマー層２２中の炭素（Ｃ）は、プラズマ２０から入射される酸素（Ｏ）（図２中の矢印Ａ７）と反応してＣＯになる。そして、生成されたＣＯは外部に放出される（図２中の矢印Ａ８）。
【００４０】
本実施形態では、上記各種反応における各種入射粒子の量と、各種放出（生成物）粒子の量（以下では、これらを総称して反応粒子のフラックス量という）との関係をフラックス法で解き、ＳｉＯ２膜２１のダメージを予測及び評価する。
【００４１】
（２）反応層のモデル
本実施形態では、ＳｉＯ２膜２１の深さ方向のダメージを評価するために、反応層２１ａを、その深さ方向（厚さ方向）において、複数の薄膜スラブ（以下、単にスラブという）に分割する。そして、各スラブにおいて、上述した反応モデルから得られる各種反応粒子間のフラックス量の関係式をフラックス法により求め、各スラブのエッチングの寄与レート及び反応面積率θを算出する。
【００４２】
図３（ａ）及び（ｂ）に、反応層２１ａのモデル構成を示す。なお、図３（ａ）は、図２に示した反応モデルの全体構成を示す図であり、図３（ｂ）は、反応層２１ａ及びポリマー層２２の部分を拡大した図である。
【００４３】
図３（ａ）及び（ｂ）には、反応層２１ａをその厚さ方向にｎ個のスラブ２１ｂで分割する構成例を示す。なお、ここでは、各スラブ２１ｂの厚さＬは同じとする。すなわち、この例では、反応層２１ａを厚さＬのスラブ２１ｂでｎ個に等分割する。また、この例では、計算領域（反応層２１ａ及びポリマー層２２を含む厚さ）をイオン粒子２３の最大侵入深さＤｐとし、ポリマー層２２の厚さ（以下、ポリマー膜厚という）をＴとし、そして、反応層２１ａの厚さをＤｐ−Ｔとする。
【００４４】
本実施形態では、隣接するスラブ２１ｂ間の界面における各種反応粒子間のフラックス量の関係式を用いて、各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋ及び反応面積率θｋ（ｋはスラブ２１ｂのインデックス：ｋ＝１，２，…，ｎ）を求める。各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋ及び反応面積率θｋの具体的な算出手法（算出式）については後で詳述する。なお、各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋを総和したものが反応層２１ａのエッチングレート（以下、単にエッチレートＥＲという）となる。
【００４５】
また、本実施形態では、各スラブ２１ｂで算出したエッチングの寄与レートＥＲｋ及び反応面積率θｋに基づいて各スラブ２１ｂのダメージ量を算出し、これにより、反応層２１ａ内のダメージ分布を求める。この際、本実施形態では、エッチングによる深さ方向のダメージ分布を求めるために、各スラブ２１ｂの厚さＬを寄与レートＥＲｋの線形割合で重み付けした厚さＬｋ＊に変換する。すなわち、本実施形態では、ダメージを算出する際には、各スラブ２１ｂのエッチングに対する寄与レートＥＲｋを考慮し、反応層２１ａを厚さＬｋ＊のスラブ２１ｂで再分割する。
【００４６】
反応層２１ａの再分割時の様子を図４（ａ）及び（ｂ）に示す。なお、図４（ａ）は、再分割前の反応層２１ａの分割状態を示す図であり、図４（ｂ）は、再分割後の反応層２１ａの分割状態を示す図である。
【００４７】
各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、対応するスラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋにより変化するので、図４（ｂ）に示すように、一定でなくなり、反応層２１ａの深さ方向に変化する。具体的には、スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋは、反応層２１ａの深さ方向において、スラブ２１ｂの位置が反応層２１ａの表面から遠ざかるほど小さくなる。それゆえ、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊も、スラブ２１ｂの位置が反応層２１ａの表面から遠ざかるほど薄くなる。
【００４８】
また、図５（ａ）及び（ｂ）に、上述のようにして再分割した後の反応層２１ａのモデル構成を示す。なお、図５（ａ）は、図２に示した反応モデルの全体構成を示す図であり、図５（ｂ）は、再分割後の反応層２１ａ及びポリマー層２２の部分を拡大した図である。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示す反応層２１ａのモデルにおいて、図３（ａ）及び（ｂ）に示す反応層２１ａのモデルと同様の構成には同じ符号を付して示す。
【００４９】
図５（ａ）及び（ｂ）と、図３（ａ）及び（ｂ）との比較から明らかなように、再分割後の反応層２１ａ及びポリマー層２２のモデルでは、反応層２１ａ内の各スラブ２１ｂの厚さが変わるだけであり、それ以外の構成は再分割前の構成と同様になる。なお、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊の算出手法については、後で詳述する。
【００５０】
［ダメージ分布の算出原理］
次に、ＳｉＯ２膜２１に対してドライエッチング処理を行った際にＳｉＯ２膜２１に発生するダメージを、フラックス法により算出する手法の原理を説明する。
【００５１】
本実施形態のシミュレータ１０では、ダメージ演算部１２が、外部から入力部１１を介して入力される各種加工処理条件に基づいて、ＳｉＯ２膜２１のダメージ分布を算出する。この際の計算過程を簡単に説明すると、まず、ダメージ演算部１２は、計算ステップΔｔ毎（Δｔ＜エッチング時間ｔ０）に、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）、エッチレートＥＲ（ｔ）及びポリマー膜厚Ｔ（ｔ）をこの順で計算する。次いで、ダメージ演算部１２は、所定のエッチング時間ｔ０まで、この計算処理を繰り返す。そして、ダメージ演算部１２は、所定のエッチング時間ｔ０における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）に基づいて、反応層２１ａを再分割し、ダメージ分布を算出する。
【００５２】
以下に、ダメージ計算時に求める各種評価パラメータ（反応面積率θｋ（ｔ）、エッチレートＥＲ（ｔ）、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊、及び、ダメージ量）の計算原理を詳細に説明する。
【００５３】
（１）反応面積率θｋ（ｔ）の計算原理
エッチング処理中の所定の時間ｔ（≦エッチング時間ｔ０）における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）は、下記式（１）に示す反応面積率θｋ（ｔ）の時間ｔに対する常微分方程式を解いて求める。
【００５４】
【数１】
【００５５】
上記式（１）の右辺第１項は、各スラブ２１ｂ内でＳｉＯ２と反応し得るイオン粒子２３のフラックス量を表し、右辺第２項は、各スラブ２１ｂ内の酸素（Ｏ）とポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＯのフラックス量を表す。また、上記式（１）中の「σＳｉＯ２」は、ＳｉＯ２膜２１の面密度である。さらに、上記式（１）中の「Γｉ」は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるイオン粒子２３の総フラックス量である。
【００５６】
上記式（１）中の「ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）」は、インデックスｋのスラブ２１ｂ内におけるＣＦ系イオンとＳｉＯ２膜２１との反応確率である。この反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）は、ポリマー層２２の表面からインデックスｋのスラブ２１ｂまでの深さ「Ｔ′」の関数である。すなわち、反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）は、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）及びスラブ２１ｂの位置に依存して変化するパラメータである。
【００５７】
なお、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）は時間ｔの関数であるので、反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）も時間ｔの関数となる。それゆえ、上記式（１）中の反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）には、現在の時間ｔより１計算ステップ前の時間ｔ−Δｔでの値、又は、所定の初期値を用いる。なお、反応確率ＹｉＳｉＯ２（Ｔ′）は、下記式（２）で算出する。
【００５８】
【数２】
【００５９】
上記式（２）中の「Ｅ」は、イオンの入射エネルギーであり、「ΔＥ」は、イオン入射エネルギーＥのエネルギー減衰量である。また、上記式（２）中の「Ｋ」、及び、「α１」〜「α４」は所定の定数である。これらのパラメータの値は、例えばプロセス条件、被加工体の形成材料、ガス種等の加工処理条件に応じて適宜設定される。
【００６０】
また、上記式（１）中の「ΓＯＥＲ（ｋ，ｔ）」は、ＳｉＯ２膜２１のエッチング時にインデックスｋのスラブ２１ｂ内で発生する酸素（Ｏ）の総フラックス量と、ポリマー層２２での炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）間の反応確率ＹＯＣ２との積で表される。具体的には、「ΓＯＥＲ（ｋ，ｔ）」は、下記式（３）で算出する。
【００６１】
【数３】
【００６２】
上記式（３）中の「ＥＲｋ（ｔ−１）」は、１計算ステップ前の時間ｔ−Δｔ（又は初期状態）におけるインデックスｋのスラブ２１ｂのエッチングの寄与レートである。また、上記式３中の「ρＳｉＯ２」は、ＳｉＯ２膜２１の個数密度である。
【００６３】
通常、１計算ステップΔｔに比べて、エッチング時の表面反応速度（反応面積率θｋ（ｔ）の時間変化量）は十分に速い（小さい）と考えられる。それゆえ、上記式（１）〜（３）を用いて反応面積率θｋ（ｔ）を算出する際には、上記式（１）中のｄθｋ（ｔ）／ｄｔ＝０として、所定の時間ｔにおける各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する。具体的には、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を、下記式（４）で算出する。
【００６４】
【数４】
【００６５】
（２）エッチレートＥＲ（ｔ）の計算原理
反応層２１ａの所定の時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）は、上記（１）の計算原理で算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて計算する。具体的には、次のようにして、エッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【００６６】
まず、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて、下記式（５）により、所定の時間ｔにおける各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋ（ｔ）を算出する。
【００６７】
【数５】
【００６８】
上記式（５）中の「β１」は、ＳｉＯ２膜２１のエッチング時に生成される脱離物（図２に示す反応モデルの例では、ＳｉＦ２及び／又はＳｉＦ２）に関するパラメータである。また、上記式（５）中の「ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）」は、スラブ２１ｂ内におけるＳｉＯ２膜２１とフッ素（Ｆ）との反応確率である。なお、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）は時間ｔの関数であるので、反応確率ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）も時間ｔの関数となる。それゆえ、上記式（５）中の反応確率ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）には、現在の時間ｔより１計算ステップ前の時間ｔ−Δｔで算出された値、又は、初期値を用いる。なお、反応確率ＹＦＳｉＯ２（Ｔ′）は、下記式（６）で算出する。
【００６９】
【数６】
【００７０】
また、上記式（５）中の「ΓＦ」は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるフッ素（Ｆ）の総フラックス量と、ＣＦ系ガス及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＦ」は、下記式（７）により表される。
【００７１】
【数７】
【００７２】
なお、上記式（７）中の「ΓＣＦｍ」は、プラズマ２０から入射されるＣＦ系ガスの総フラックス量である。上記式（７）中の「ＹＣＦｍ」は、ＣＦ系ガス及びポリマー層２２間の反応確率である。上記式（７）中の「ＲＦｍ」は、ＣＦ系ガス中のフッ素（Ｆ）の割合である。また、上記式（７）中のインデックスｍは、反応ガスＣＦの種類を表すインデックスである。
【００７３】
そして、上記式（５）で算出された各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋ（ｔ）を総和して、所定の時間ｔにおける反応層２１ａのエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。具体的には、下記式（８）により、所定の時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【００７４】
【数８】
【００７５】
（３）ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）の計算原理
所定の時間ｔにおけるポリマー膜厚Ｔ（ｔ）は、上記（１）及び（２）の計算原理でそれぞれ算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）を用いて計算する。
【００７６】
具体的には、下記式（９）に示すポリマー膜厚Ｔ（ｔ）の時間ｔに対する常微分方程式を解いて、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を求める。この際、下記式（９）中のｄＴ（ｔ）／ｄｔを例えば、［Ｔ（ｔ）−Ｔ（ｔ−Δｔ）］／Δｔ等の差分式に置き換えて、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する。
【００７７】
【数９】
【００７８】
上記式（９）の右辺第１項は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１上に入射される炭素（Ｃ）のフラックス量を表す。上記式（９）の右辺第２項は、プラズマ２０中の酸素（Ｏ）とポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＯのフラックス量を表す。また、上記式（９）の右辺第３項は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるフッ素（Ｆ）のうち、ＳｉＯ２膜２１で消費されずに残っているフッ素（Ｆ）と、ポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＦ２のフラックス量を表す。さらに、上記式（９）の右辺第４項は、各スラブ２１ｂ内の酸素（Ｏ）とポリマー層２２内の炭素（Ｃ）とが反応して放出されるＣＯのフラックス量の総量を表す。
【００７９】
上記式（９）中の「ρＰ」は、ポリマー層２２の個数密度である。また、上記式（９）中の「ΓＣ」は、プラズマ２０から入射される炭素（Ｃ）の総フラックス量と、ＣＦ系ガス及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＣ」は、下記式（１０）により表される。なお、下記式（１０）中の「ＲＣｍ」は、ＣＦ系ガス中の炭素（Ｃ）の割合である。
【００８０】
【数１０】
【００８１】
また、上記式（９）中の「ΓＯ」は、プラズマ２０から入射される酸素（Ｏ）の総フラックス量と、酸素（Ｏ）及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＯ」は、下記式（１１）により表される。
【００８２】
【数１１】
【００８３】
なお、上記式（１１）中の「ＹＯＣ１」は、ポリマー層２２での酸素（Ｏ）と炭素（Ｃ）との反応確率である。また、上記式（１１）中の「ΓＯＰ」は、プラズマ２０から入射される酸素（Ｏ）の総フラックス量である。
【００８４】
また、上記式（９）中の「ΓＦ＊」は、プラズマ２０からＳｉＯ２膜２１に入射されるフッ素（Ｆ）のうち、ＳｉＯ２膜２１で消費されず（反応せず）に残っているフッ素（Ｆ）のフラックス量と、フッ素（Ｆ）及びポリマー層２２間の反応確率との積である。具体的には、「ΓＦ＊」は、下記式（１２）により表される。
【００８５】
【数１２】
【００８６】
なお、上記式（１２）中の「β２」は、ポリマー層２２でエッチング時に生成される脱離物（図２に示す反応モデルの例では、ＣＦ２）に関するパラメータである。また、上記式（１２）中の「Ｒｄ」は、ポリマー層２２内でのフッ素（Ｆ）と炭素（Ｃ）との反応確率である。
【００８７】
（４）スラブの厚さの再計算原理
本実施形態では、上述のように、ダメージ分布を計算する際、エッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの割合（重み）を考慮して、各スラブ２１ｂの厚さを再設定（再計算）する。そして、再設定された厚みを有する複数のスラブ２１ｂで反応層２１ａを再分割する。
【００８８】
この例では、エッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの重みを線形割合とし、下記式（１３）により、各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊に再設定する。なお、下記式（１３）中のエッチレートＥＲ、寄与レートＥＲｋ、及び、ポリマー膜厚Ｔは、エッチング終了時（ｔ＝ｔ０）の値である。
【００８９】
【数１３】
【００９０】
上記式（１３）で、各スラブ２１ｂの厚さを再設定すると、再分割後の反応層２１ａの全体の厚さ（Ｄｐ−Ｔ）は変化しないが、各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、スラブ２１ｂの位置が反応層２１ａの表面から遠ざかると薄くなる（図４（ｂ）参照）。その結果、寄与レートＥＲｋがより大きくなる反応層２１ａの表面付近のスラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、再分割前より厚くなる。一方、寄与レートＥＲｋが小さくなる反応層２１ａ底部付近のスラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、再分割前より薄くなる。
【００９１】
上述のようにして各スラブ２１ｂの厚さを再設定することにより、再設定後のスラブ２１ｂの厚さＬｋ＊に、エッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの影響を反映させることができる。すなわち、各スラブ２１ｂの厚さを対応する寄与レートＥＲｋで重み付けした値に再設定することにより、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊に、深さ方向のダメージに関する情報を反映させることができる。
【００９２】
（５）ダメージ量の計算原理
本実施形態では、エッチングによるダメージの指標を、エッチング時に生じるシリコン（Ｓｉ）のダングリングボンドの数とする。そこで、本実施形態では、各スラブ２１ｂのエッチングによるダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊と、エッチング終了時の反応面積率θｋとの積で定義する。すなわち、下記式（１４）により、各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を定義する。
【００９３】
【数１４】
【００９４】
スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を上記式（１４）で定義することにより、エッチレートＥＲを加味した深さ方向のダメージ量を表現することが可能になる。
【００９５】
また、上記式（１４）中の「Ｌｋ＊」は、上述のように、各スラブ２１ｂのエッチングの寄与レートＥＲｋで重み付けした（エッチングレートを加味した）パラメータであるので、反応層２１ａの深さ方向のダメージ分布に関するパラメータである。一方、「θｋ（ｔ）」は、エッチング面の面内方向におけるダメージ分布に関するパラメータである。それゆえ、スラブ２１ｂのダメージｄａｍａｇｅ（ｋ）を上記式（１４）で定義することにより、３次元的なダメージ分布の評価が可能になる。
【００９６】
［ダメージ分布の算出処理］
次に、本実施形態のシミュレータ１０における被加工体（ＳｉＯ２膜）のダメージ算出処理を、図６を参照しながら具体的に説明する。なお、図６は、本実施形態におけるダメージ分布の計算処理の手順を示すフローチャートである。
【００９７】
まず、ダメージ演算部１２は、シミュレータ１０に対して外部から入力されるシミュレーションの各種加工処理条件を、入力部１１を介して取得する（ステップＳ１）。
【００９８】
ステップＳ１で取得する加工処理条件の項目には、例えば、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体の温度（例えばウエハ温度等）、被加工体の形成材料（例えば膜種等）、エッチング時間、イオン入射エネルギー等のプロセス条件が含まれる。さらに、加工処理条件の項目には、例えば、スラブ２１ｂの初期厚さＬ（再分割前の厚さ）、ポリマー膜厚Ｔの初期値、イオン粒子２３の最大侵入深さＤｐ（計算領域の深さ）等の計算パラメータも含まれる。
【００９９】
次いで、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件（特に、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体の形成材料等）に基づいて、データベース部１３を検索し、シミュレーションに必要な各種パラメータを取得する（ステップＳ２）。
【０１００】
ステップＳ２で取得する各種パラメータの項目には、例えば、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γ（例えばΓｉ、ΓＣＦ、ΓＯＰ等）、各種反応確率、反応生成物パラメータ等の被加工体及びガス間の各種反応に関するパラメータが含まれる。また、ステップＳ２で取得する各種パラメータの項目には、ＳｉＯ２膜２１の個数密度及び面密度等の被加工体の材料パラメータも含まれる。
【０１０１】
ただし、ステップＳ２において、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γがデータベース部１３に存在しない場合には、例えば、次のようにして、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。まず、ダメージ演算部１２は、加工処理条件に近い条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γのデータを取得する。次いで、ダメージ演算部１２は、取得したデータを補間して、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γを算出する。
【０１０２】
なお、ステップＳ２における各種反応粒子のフラックス量Γの取得手法は、上述したデータベース部１３から取得する手法に限定されない。例えば、ダメージ演算部１２が、取得した加工処理条件（特に、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体の形成材料等）に基づいて、各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。
【０１０３】
また、例えば、各種反応粒子のフラックス量Γの実測値が外部から取得可能である場合には、ダメージ演算部１２は、ステップＳ２において、各種反応粒子のフラックス量Γを、入力部１１を介して外部から取得してもよい。なお、各種反応粒子のフラックス量Γに限らずステップＳ２で取得する各種パラメータを外部から直接入力してもよい。この場合には、ステップＳ２の処理を省略し、これらのダメージ計算に必要な各種パラメータをステップＳ１で取得してもよい。
【０１０４】
次いで、ダメージ演算部１２は、ステップＳ１で取得したスラブ２１ｂの初期厚さＬ、ポリマー層２２の初期厚さＴ、及び、イオン粒子２３の最大侵入深さＤｐに基づいて、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで分割する（ステップＳ３）。具体的には、深さＤｐ−Ｔ（初期値）の反応層２１ａを初期厚さＬの複数のスラブ２１ｂで等分割する。
【０１０５】
次いで、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件及びそれに対応する各種パラメータを用いて、所定の時間ｔ（≦エッチング時間ｔ０）における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する（ステップＳ４）。具体的には、上記式（１）〜（４）を用いて、各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する。
【０１０６】
次いで、ダメージ演算部１２は、ステップＳ４で算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて、所定の時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する（ステップＳ５）。具体的には、上記式（５）〜（８）を用いて、エッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【０１０７】
次いで、ダメージ演算部１２は、上記ステップＳ４及びＳ５でそれぞれ算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）を用いて、所定の時間ｔにおけるポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する（ステップＳ６）。具体的には、上記式（９）〜（１２）式を用いて、ポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する。
【０１０８】
次いで、ダメージ演算部１２は、現在の時間ｔがエッチング終了時間であるか否かを判定する（ステップＳ７）。具体的には、ダメージ演算部１２は、計算開始からの経過時間が予め設定したエッチング時間ｔ０であるか否かを判定する。
【０１０９】
ステップＳ７において、現在の時間ｔがエッチング終了時間でない場合には、ステップＳ７はＮＯ判定となる。この場合、ダメージ演算部１２は、時間進展処理を行い、すなわち、計算時間を更新（ｔ＝ｔ＋Δｔ）し（ステップＳ８）、ステップＳ４の処理に戻る。その後は、時間ｔがエッチング時間ｔ０になるまで、ステップＳ４〜Ｓ８の処理を繰り返す。
【０１１０】
一方、ステップＳ７において、時刻ｔがエッチング終了時間である場合には、ステップＳ７はＹＥＳ判定となる。この場合、ダメージ演算部１２は、エッチング終了時間（ｔ＝ｔ０）におけるエッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの割合（重み）を考慮して、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで再分割する（ステップＳ９）。具体的には、上記式（１３）を用いて各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊を再設定し、厚みが再設定された複数のスラブ２１ｂにより反応層２１ａを再分割する。
【０１１１】
そして、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで再分割した後、ダメージ演算部１２は、各スラブ２１ｂにおけるエッチングによるダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出する（ステップＳ１０）。具体的には、上記式（１４）を用いて、各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出する。
【０１１２】
本実施形態では、上述のようにして、エッチング時の各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出し、被加工体のダメージ分布を予測（評価）する。
【０１１３】
本実施形態では、上述のように、フラックス法を用いた手法であるので従来の分子動力学法を用いた手法（粒子法）に比べて計算量が非常に少なくなる。それゆえ、本実施形態のシミュレータ１０では、より高速に被加工体のダメージ分布を算出することができる。
【０１１４】
具体的には、後述の第６の実施形態のように、種々の加工処理条件において計算されたダメージ分布をデータベース化する場合、例えば、粒子法では約１ヶ月程度かかっていたデータベースの生成時間を、フラックス法では、数分程度に短縮することが可能になる。すなわち、本実施形態では、従来の粒子法に比べて格段に短い時間でダメージ分布を算出することができる。それゆえ、本実施形態では、例えば、チップ面内やウエハ面内等の広範囲の領域におけるダメージ分布も予測することが可能になる。
【０１１５】
なお、本実施形態では、反応モデルとして、ＣＦ系ガスによりＳｉＯ２膜２１をドライエッチングする例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、被加工体が、Ｓｉ膜、ＳｉＮ膜、有機膜等の膜であっても同様のアルゴリズムで、ダメージ分布を予測（評価）することができる。また、ガス種を変更しても、同様のアルゴリズムで、ダメージ分布を予測（評価）することができる。
【０１１６】
ただし、被加工体の形成材料及び／又はガス種を変更した場合には、反応モデルも変わるので、考慮する反応モデルに応じて、各種反応粒子のフラックス量Γ間の関係式を適宜設定する。また、この場合には、考慮する反応モデルに応じて、ダメージ計算に必要な各種パラメータも適宜変更する。なお、ガス種を変更した場合には、反応層２１ａ上に堆積する膜もガス種に応じて適宜変更する（例えば、酸化膜等の膜に適宜変更する）。
【０１１７】
［各種評価例］
次に、上述した本実施形態のシミュレータ１０を用いて行った各種評価について説明する。
【０１１８】
（１）評価例１
評価例１では、本実施形態のシミュレータ１０によるエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの再現精度の評価を行った。具体的には、ＣＦ系ガスのプラズマ２０によりＳｉＯ２膜２１をドライエッチングした際のエッチングレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの実測値と、上記シミュレーションで算出した予測値とを比較した。
【０１１９】
評価例１におけるプロセス条件は、次の通りである。ＣＦ系ガスとしてＣ４Ｆ８ガスを用い、エッチング装置のチャンバー内にはＣ４Ｆ８とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）との混合ガスを流通させた。アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の流量は、それぞれ４００ｓｃｃｍ及び８ｓｃｃｍとし、一定とした。また、Ｃ４Ｆ８の流量は種々変化させ、各流量において、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの実測値と、それらの予測値とを比較評価した。また、チャンバー内のガス圧は３０ｍＴとし、イオン粒子２３の入射エネルギーＥは１４５０Ｖとした。
【０１２０】
シミュレーション計算に用いる各種反応粒子のフラックス量Γは、エッチング装置のチャンバー内でモニタされる実測値を用いた。また、シミュレーション計算に用いる各種計算パラメータの初期値は、プロセス条件等に応じて適宜設定した。さらに、各種評価パラメータ（ポリマー膜厚Ｔ、エッチングレートＥＲ及び各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋ）の初期値は、零とした。
【０１２１】
図７及び８に、評価例１の結果を示す。図７は、Ｃ４Ｆ８の流量に対するエッチレートＥＲの変化特性であり、横軸はＣ４Ｆ８の流量であり、縦軸はエッチレートＥＲである。また、図８は、Ｃ４Ｆ８の流量に対するポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、横軸はＣ４Ｆ８の流量であり、縦軸はポリマー膜厚Ｔである。なお、図７及び８中の実線で示す特性３１，３３がシミュレーションで得られる予測値の特性であり、破線で示す特性３２，３４が実測値の特性である。
【０１２２】
図７及び８に示す評価結果から明らかなように、実測値の特性３２及び３４の特徴的な変化やエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの絶対値が、それぞれシミュレーション結果の特性３１及び３３で精度良く再現されていることが分かる。すなわち、この結果から、本実施形態のシミュレーション手法により、被加工膜のエッチレートＥＲやポリマー膜厚Ｔを精度良く予測することが可能であることが分かった。
【０１２３】
（２）評価例２
評価例２では、上記評価例１と同様のプロセス条件でＳｉ膜をドライエッチングし、評価例１と同様にして、Ｃ４Ｆ８の種々の流量におけるＳｉ膜のエッチレートＥＲの実測値と、シミュレーションによる予測値とを求めた。そして、評価例２では、評価例１の評価結果と合わせて、ＳｉＯ２膜とＳｉ膜とのエッチレート選択比（＝ＳｉＯ２膜のエッチレート／Ｓｉ膜のエッチレート）の実測値及び予測値をそれぞれ算出し、その両者を比較した。なお、ＳｉＯ２膜とＳｉ膜とのエッチレート選択比は、Ｓｉ膜上にＳｉＯ２膜を形成した積層膜においてＳｉＯ２膜を所定パターンにエッチング加工する際に重要なパラメータとなる。
【０１２４】
図９に、評価例２の結果を示す。なお、図９は、Ｃ４Ｆ８の流量に対するエッチレート選択比の変化特性であり、横軸はＣ４Ｆ８の流量であり、縦軸はエッチレート選択比である。また、図９中の実線で示す特性３５がシミュレーションで得られる予測値の特性であり、破線で示す特性３６が実測値の特性である。
【０１２５】
図９に示す評価結果から明らかなように、ＳｉＯ２膜とＳｉ膜とのエッチレート選択比の特性においても、実測値の特性３６の特徴的な変化や絶対値が、シミュレーション結果の特性３５で精度良く再現されていることが分かった。
【０１２６】
（３）評価例３
評価例３では、本実施形態のシミュレータ１０による被加工体のダメージ分布の再現精度の評価を行った。
【０１２７】
なお、後述するように、被加工体のダメージ分布の実測値を求める際、本実施形態では、被加工体のＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）画像を用いた。しかしながら、被加工体としてＳｉＯ２膜を用いた場合には、被加工体が酸化されているので、ＴＥＭ画像においてダメージを受けている層（以下、エッチングダメージ層という）の厚さを明確に特定することが困難である。
【０１２８】
そこで、評価例３では、エッチングダメージ層の厚さを明確に特定できるＳｉ膜において、ダメージ分布の実測値と、シミュレーションにより得られるダメージ分布の予測値とを比較評価した。
【０１２９】
なお、評価例３では、被加工体をＳｉ膜としたので、反応モデルもＳｉ膜のドライエッチング処理に対応する反応モデルに変更し、ダメージ計算に用いる各種パラメータ（例えば、被加工体の面密度及び個数密度、反応確率等）も適宜変更した。それゆえ、各種反応粒子のフラックス量Γ間の関係式も反応モデルの変更に伴い適宜変更した。例えば、Ｓｉ膜のドライエッチング処理では、上記式（１）及び（９）中の「θΓＯＥＲ」の項は削除される。
【０１３０】
評価例３では、ＣＣＰ（Capacitive Coupled Plasma）型のエッチング装置を用いてＳｉ膜をＣＦ系ガスでドライエッチングし、Ｓｉ膜のダメージ分布を実測した。なお、評価例３では、Ｃ４Ｆ８の流量を１１ｓｃｃｍで一定とし、それ以外のプロセス条件は上記評価例２と同様にした。また、評価例３では、エッチングダメージ層の厚さをＴＥＭ画像だけでなく、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）でも測定した。
【０１３１】
また、評価例３のシミュレーション計算では、各スラブ２１ｂの初期厚さＬ＝０．５ｎｍとし、イオン粒子２３の最大侵入深さＤｐ＝７ｎｍとした。なお、評価例３では、各種反応粒子のフラックス量Γ及びイオン入射エネルギーＥをモニタする各種機器をチャンバー内に搭載したエッチング装置を用いたので、シミュレーション計算に用いるこれらのパラメータは、モニタ値（実測値）を用いた。
【０１３２】
図１０（ａ）及び（ｂ）に、評価例３の結果を示す。なお、図１０（ａ）は、Ｓｉ膜の表面付近の断面構造を示すＴＥＭ画像であり、図１０（ｂ）は、シミュレータ１０で算出した、反応層２１ａの深さ方向におけるダメージ分布の特性図である。
【０１３３】
ＴＥＭ画像では、エッチングダメージ層の厚さは約１．４ｎｍとなった。また、ＸＰＳにおいても同様の結果が得られた。
【０１３４】
一方、シミュレーション結果では、Ｓｉ膜の表面から約１．５ｎｍの深さ位置の領域においてダメージ量が０．２〜０．４の値となり、１．５ｎｍよりさらに深い位置の領域ではダメージ量が０．０〜０．２の値となった。すなわち、シミュレーション結果（予測値）では、エッチングダメージ層の厚さが約１．５ｎｍとなり、実測値とほぼ同じ結果が得られた。
【０１３５】
上述した評価例３の評価結果から、本実施形態のシミュレータ１０により、被加工体の深さ方向のダメージ分布を精度良く再現できることが分かった。
【０１３６】
（４）評価例４
評価例４では、ＣＦ系ガスの流量に対するＳｉＯ２膜のダメージ分布の変化を、本実施形態のシミュレータ１０で算出し評価した。
【０１３７】
具体的には、ＣＦ系ガスとしてＣ４Ｆ８を用い、Ｃ４Ｆ８の流量が１１ｓｃｃｍ又は３３ｓｃｃｍである場合のＳｉＯ２膜の深さ方向のダメージ分布をシミュレータ１０で算出（予測）した。すなわち、エッチレートＥＲが大きく、かつ、ポリマー膜厚Ｔが薄くなる条件（１１ｓｃｃｍ）、又は、エッチレートＥＲが小さく、かつ、ポリマー膜厚Ｔが厚くなる条件（３３ｓｃｃｍ）において、ＳｉＯ２膜の深さ方向のダメージ分布を算出した。
【０１３８】
なお、評価例４のシミュレーション計算では、被加工体としてＳｉＯ２膜を用いたこと、及び、Ｃ４Ｆ８の流量を変えたこと以外の計算条件（各種計算パラメータの初期値及びプロセス条件）は、上記評価例３と同様とした。
【０１３９】
図１１に、評価例４の結果を示す。図１１から明らかなように、ガス流量に関係なく、ＳｉＯ２膜の表面付近の領域でダメージ量が最大となり、深さ方向の位置が表面から離れるほど、ダメージ量が減少する結果が得られた。
【０１４０】
また、図１１に示す結果から明らかなように、ガス流量が１１ｓｃｃｍの場合、ＳｉＯ２膜の表面から約７ｎｍの深さ位置までの領域で、ダメージ量が０．２〜０．４以上の値となった。一方、ガス流量が３３ｓｃｃｍの場合には、ＳｉＯ２膜の表面から約３．５ｎｍの深さ位置までの領域で、ダメージ量が０．２〜０．４以上の値となった。さらに、表面付近の領域でのダメージ量を比較すると、ガス流量が１１ｓｃｃｍの場合の方が、ガス流量が３３ｓｃｃｍの場合よりも大きくなることが分かった。
【０１４１】
上述した評価例４の評価結果から、エッチレートＥＲが大きく、かつ、ポリマー膜厚Ｔが薄くなる条件（１１ｓｃｃｍ）において、被加工体のダメージ量がより大きくなり、かつ、より深い位置までダメージが発生することが分かる。すなわち、この評価結果から、本実施形態のシミュレータ１０では、ＣＦ系ガスによるＳｉＯ２膜のエッチング処理において、Ｃ４Ｆ８の流量を変えた際に想定されるダメージ分布の変化の特徴を定量的に評価できることが分かった。
【０１４２】
上述した評価例１〜４の結果から、本実施形態のシミュレータ１０では、イオン入射により発生する被加工体のダメージ分布を精度良く予測及び評価できることが分かった。
【０１４３】
＜２．第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、ダメージの評価点の周囲に、プラズマ（ガス）から被加工体への各種反応粒子の入射を妨げるような構造体（例えば側壁等）が形成されていない例を説明した。しかしながら、デバイスの実パターンでは、評価領域の被加工面は凹凸形状（立体形状）であることが多い。この場合、プラズマから被加工体に入射される各種反応粒子のうち、被加工面の凹部の底面に到達する各種反応粒子のフラックス量は、凹部の形状（例えば幅、深さ及び両者のアスペクト比等）に依存して変化する。
【０１４４】
そこで、第２の実施形態では、ダメージの評価点の周囲にプラズマから被加工体への各種反応粒子の入射を妨げるような構造体が存在する場合にも、ダメージ分布が算出可能なシミュレータの構成例を説明する。
【０１４５】
凹部の底面内の評価点に入射される各種反応粒子のフラックス量が、評価点の周囲に形成された例えば側壁等の構造体の影響により変化（減少）する場合、その変化量は、評価点からプラズマ側に向かって見通すことのできる視野領域に依存する。本実施形態では、その評価点からプラズマ側に向かって見通すことのできる視野領域を３次元的角度（以下、立体角という）で表し、評価点のダメージ分布に与える周囲の構造体の影響を、その立体角に反映させる。
【０１４６】
［立体角効果の算出原理］
まず、評価点のダメージ分布に与える周囲の構造体の影響を評価点における立体角に反映させる手法（以下、立体角効果の算出手法という）を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、ここでは、表面に溝部が形成された被加工体（トレンチ構造の被加工体）を例に挙げ、評価点における立体角効果の算出手法を説明する。
【０１４７】
図１２（ａ）及び（ｂ）に、表面に溝部が形成された被加工体の概略構成を示す。なお、図１２（ａ）は、被加工体４０の概略斜視図であり、図１２（ｂ）は、溝部４１の延在方向から見た被加工体４０の側面図である。
【０１４８】
いま、図１２（ａ）及び（ｂ）において、被加工体４０の溝部４１の底面４１ａ（被加工面）における所定の評価点を「Ｐ」とする。さらに、評価点Ｐを通過し、かつ、溝部４１の延在方向と直交する方向に延在した底面４１ａ内の線分と、溝部４１の一方の側壁面４１ｂ及び他方の側壁面４１ｃとの交差点をそれぞれ「Ｓ」及び「Ｑ」とする。そして、点Ｓ及びＱ間の線分を「ＸＰ」とする。
【０１４９】
本実施形態では、溝部４１の底面４１ａ内の所定の評価点Ｐにおける立体角を次のようして算出する。なお、本実施形態では、評価点Ｐにおける立体角を、評価点Ｐにおいて全立体角（２π）から周囲の構造体により遮られる視野範囲（立体角）を引いた値とする。すなわち、評価点Ｐにおける立体角ｄΩ０を、全立体角（２π）から、一方の側壁面４１ｂにより遮られる視野範囲の立体角ｄΩ１と他方の側壁面４１ｃにより遮られる視野範囲の立体角ｄΩ２とを差し引いた値とする。
【０１５０】
ただし、評価点Ｐにおいて側壁面４１ｂ及び側壁面４１ｃにより遮られる視野領域は矩形となるが、本実施形態では、簡易的に矩形状の視野領域を同一面積の円に変換して、側壁面４１ｂ及び側壁面４１ｃにより遮られる立体角（ｄΩ１′及びｄΩ２′）を算出する。
【０１５１】
図１３（ａ）及び（ｂ）に、立体角の変換手法の概要を示す。図１３（ａ）は、視野領域の面４５が矩形状のとき（変換前）の評価点Ｐにおける立体角ｄΩを示す図である。また、図１３（ｂ）は、矩形状の視野領域の面４５を同一面積の円状の面４６に変換した際（変換後）の評価点Ｐにおける立体角ｄΩ′を示す図である。
【０１５２】
ここで、図１３（ａ）において、評価点Ｐから矩形状の面４５の中心までの距離をｈ１、評価点Ｐから面４５の中心に向かう方向と面４５の法線方向（放線ベクトルＮ）との間の角度をδとする。また、図１３（ｂ）において、評価点Ｐから円状の面４６の中心までの距離をｈ１′とし、評価点Ｐから面４６の外周までの距離をｈ２とする。さらに、図１３（ｂ）において、円状の面４６の半径をｒとする。
【０１５３】
視野領域となる矩形状の面４５及び円状の面４６と、評価点Ｐとの間に図１３（ａ）及び（ｂ）に示す幾何条件が成立する場合、評価点Ｐにおける変換後の立体角ｄΩ′は、下記式（１５）で表される。
【０１５４】
【数１５】
【０１５５】
本実施形態では、上記式（１５）を用いて、評価点Ｐから見て、一方の側壁面４１ｂにより遮られる矩形状の視野領域の立体角ｄΩ１を、矩形状の視野領域と同一面積となる円状の視野領域での立体角ｄΩ１′に変換する。また、同様にして、評価点Ｐから見て、他方の側壁面４１ｃにより遮られる矩形状の視野領域の立体角ｄΩ２を、矩形状の視野領域と同一面積となる円状の視野領域での立体角ｄΩ２′に変換する。
【０１５６】
次いで、上記式（１５）により算出した立体角ｄΩ１′及びｄΩ２′を用いて、シミュレーションに用いる評価点Ｐにおける立体角ｄΩ０′を下記式（１６）で算出する。
【０１５７】
【数１６】
【０１５８】
そして、本実施形態では、上記式（１６）により算出した評価点Ｐの立体角ｄΩ０′を用いて、プラズマから評価点Ｐに到達する各反応粒子のフラックス量Γ′を、下記式（１７）で算出する。
【０１５９】
【数１７】
【０１６０】
上記式（１７）中の「Γ」は、プラズマから被加工体４０に入射される各反応粒子の総フラックス量である。すなわち、本実施形態では、評価点Ｐにおける全立体角（２π）に対する立体角ｄΩ０′の割合をプラズマから被加工体４０に入射される反応粒子の総フラックス量Γに掛け合わせることにより、評価点Ｐに到達する反応粒子のフラックス量Γ′を算出する。本実施形態では、このようにして、評価点Ｐにおける立体角効果を算出する。
【０１６１】
ここで、溝部４１の底面４１ａ内の評価点Ｐの位置と、評価点Ｐにおける全立体角（２π）に対する立体角ｄΩ０′の割合（ｄΩ０′／２π：以下、立体角効果の値という）との関係を、図１４に示す。図１４に示す特性は、図１２（ａ）中の線分ＸＰ上（点Ｓ及び点Ｑ間）の立体角効果の値の変化特性であり、横軸が線分ＸＰ上の位置であり、縦軸が立体角効果の値である。
【０１６２】
また、図１４に示す特性は、溝部４１の幅（線分ＸＰの長さ）を２００ｎｍとし、溝部４１の延在長さを１０００ｎｍとした場合（図１２（ａ）参照）の特性である。さらに、図１４には、溝部４１の深さを種々変化させた場合、すなわち、溝部４１のアスペクト比（深さ／幅）を種々変化させた場合の特性を示す。
【０１６３】
図１４から明らかなように、溝部４１の深さ（アスペクト比）が大きくなると、立体角効果の値（ｄΩ０′／２π）は小さくなる。すなわち、溝部４１の深さ（アスペクト比）が大きくなると、プラズマから評価点Ｐに到達する各反応粒子のフラックス量Γ′が減少する。
【０１６４】
なお、本実施形態では、被加工体として、溝部４１が表面に形成された被加工体４０を例に挙げ説明したが、本発明はこれに限定されず、本実施形態は、表面に任意の凹凸パターンが形成された被加工体に適用可能である。この場合には、評価領域のパターン毎に評価点における立体角効果を上記原理と同様にして適宜算出すればよい。
【０１６５】
［シミュレータの構成及びダメージ算出手法］
本実施形態のシミュレータの構成は、図１に示す上記第１の実施形態のシミュレータ１０と同様に構成することができる。ただし、上述した立体角効果を考慮した各種反応粒子のフラックス量Γ′の算出処理は、ダメージ演算部１２で行う。また、評価点の周囲の構造体の情報、すなわち、評価領域の表面形状の情報は、加工処理条件と同様に外部から入力される。
【０１６６】
なお、立体角効果の値（ｄΩ０′／２π）は、入力された評価領域の表面形状の情報に基づいて、ダメージ演算部１２でシミュレーション毎に算出してもよい。また、予め、様々な評価領域の表面形状に対応する立体角効果の値の特性データ（図１４に示す特性）を算出し、その特性データをデータベース部１３に記憶しておいてもよい。この場合には、ダメージ演算部１２は、シミュレーション毎に、データベース部１３を検索して、入力された評価領域の表面形状の情報に対応する立体角効果のデータを取得する。
【０１６７】
また、本実施形態では、ダメージ分布を算出する際に立体角効果を反映させた各種反応粒子のフラックス量Γ′を用いること以外は、上記第１の実施形態で説明した算出手法（算出原理）と同様にして任意の評価点におけるダメージ分布を算出することができる。なお、立体角効果の算出工程は、例えば、図６に示す上記第１の実施形態のダメージ計算処理のフローチャート中のステップＳ３（反応層を複数のスラブに分割する処理ステップ）の前に行うことができる。
【０１６８】
［各種評価例］
次に、本実施形態のシミュレータにより行った各種評価例を説明する。なお、ここでは、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す被加工体４０、すなわち、幅（線分ＸＰの長さ）が２００ｎｍであり、かつ、延在長さが１０００ｎｍである溝部４１が表面に形成された被加工体４０に対して行った評価例を説明する。
【０１６９】
以下に説明する各種評価例では、ＣＦ系ガスを用いて被加工体４０の溝部４１をドライエッチングした際のエッチレートＥＲ、ポリマー膜厚Ｔ、及び、ダメージ分布を上記シミュレーション手法により算出した。この際、溝部４１のアスペクト比を、０．０、０．１、０．５及び１．０に変化させて各種評価パラメータ（エッチレートＥＲ、ポリマー膜厚Ｔ、及び、ダメージ分布）を算出した。また、下記各種評価例では、溝部４１の底面４１ａの線分ＸＰ上の種々の位置の評価点において各種評価パラメータを算出し、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を求めた。
【０１７０】
（１）評価例５
評価例５では、溝部４１の底面４１ａにＳｉ膜が形成されており、そのＳｉ膜をＣ４Ｆ８（ＣＦ系ガス）、アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の混合ガス中でドライエッチングした場合の評価例を説明する。
【０１７１】
なお、評価例５におけるプロセス条件は、次の通りである。アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の流量を、それぞれ４００ｓｃｃｍ及び８ｓｃｃｍとし、一定とした。チャンバーのガス圧は３０ｍＴとし、イオン粒子２３の入射エネルギーＥは１４５０Ｖとした。また、エッチング時間ｔ０は３０秒とした。
【０１７２】
また、評価例５における底面４１ａの反応層の各スラブの初期厚さＬは０．５ｎｍとし、イオン粒子の最大侵入深さＤｐ＝７ｎｍとした。なお、シミュレーション計算に用いる各種反応粒子の総フラックス量Γは、例えば、上記評価例１と同様にして取得した実測値を用いた。
【０１７３】
まず、評価例５では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を１１ｓｃｃｍとして、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。すなわち、高エッチレートで、かつ、ポリマー膜厚Ｔが薄くなる条件（低デポジション加工条件）において、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上で変化特性を算出した。その算出結果を、図１５（ａ）〜（ｄ）、及び、図１６（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１７４】
図１５（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１７５】
図１５（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図１５（ｂ）及び（ｃ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１７６】
また、図１６（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１７７】
図１６（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布は、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１７８】
次に、評価例５では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を３３ｓｃｃｍとして、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。すなわち、低エッチレートで、かつ、ポリマー膜厚Ｔが厚くなる条件（高デポジション加工条件）において、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上で変化特性を算出した。その算出結果を、図１７（ａ）〜（ｄ）、及び、図１８（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１７９】
図１７（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１８０】
図１７（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、図１５（ａ）〜（ｄ）の結果と同様に、高デポジション加工条件においても、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図１７（ｂ）〜（ｄ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１８１】
また、図１８（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１８２】
図１８（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、高デポジション加工条件においても、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布が、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１８３】
上記評価例５の結果から、底面４１ａにＳｉ膜が形成された溝部４１のエッチング処理において、溝部４１のアスペクト比が大きくなることにより想定されるダメージ分布の変化を、本実施形態のシミュレータにより定量的に予測可能であることが分かった。
【０１８４】
（２）評価例６
評価例６では、溝部４１の底面４１ａにＳｉＯ２膜が形成されており、そのＳｉＯ２膜をＣ４Ｆ８（ＣＦ系ガス）、アルゴン（Ａｒ）及び酸素（Ｏ２）の混合ガス中でドライエッチングした場合の評価例を説明する。
【０１８５】
なお、溝部４１の底面４１ａの形成膜を変えたこと以外の各種シミュレーション条件（プロセス条件及び計算パラメータの初期条件）は、上記評価例５と同様とした。また、ミュレーション計算に用いる各種反応粒子の総フラックス量Γもまた、評価例５と同様に実測値を用いた。
【０１８６】
まず、評価例６では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を１１ｓｃｃｍ（低デポジション加工条件）として、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。その算出結果を、図１９（ａ）〜（ｄ）、及び、図２０（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１８７】
図１９（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１８８】
図１９（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図１９（ｂ）〜（ｄ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１８９】
また、図２０（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１９０】
図２０（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布は、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１９１】
次に、評価例６では、上記シミュレーション条件に加え、さらに、Ｃ４Ｆ８の流量を３３ｓｃｃｍ（高デポジション加工条件）として、溝部４１の各種評価パラメータ、及び、これらの評価パラメータの線分ＸＰ上での変化特性を算出した。その算出結果を、図２１（ａ）〜（ｄ）、及び、図２２（ａ）〜（ｄ）に示す。
【０１９２】
図２１（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの変化特性であり、各図の横軸は線分ＸＰ上の位置であり、縦軸はエッチレートＥＲ又はポリマー膜厚Ｔである。なお、図２１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。また、各図中の実線で示す特性はエッチレートＥＲの特性であり、破線で示す特性はポリマー膜厚Ｔの特性である。さらに、各図の特性の横軸において、１（×２０ｎｍ）の位置が線分ＸＰの一方の端部の点Ｓであり、１１（×２０ｎｍ）の位置が他方の端部の点Ｑである。
【０１９３】
図２１（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、図１９（ａ）〜（ｄ）の結果と同様に、高デポジション加工条件においても、溝部４１のアスペクト比が大きくなると、底面４１ａの中央付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔはともに減少した。さらに、図２１（ｂ）〜（ｄ）に示す結果では、底面４１ａの壁面付近のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔが、底面４１ａの中央付近のそれらより小さくなった。
【０１９４】
また、図２２（ａ）〜（ｄ）は、溝部４１の底面４１ａ内（線分ＸＰ上）のダメージ分布図である。なお、図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、溝部４１のアスペクト比をそれぞれ０．０、０．１、０．５及び１．０としたときの特性である。
【０１９５】
図２２（ａ）〜（ｄ）から明らかなように、高デポジション加工条件においても、底面４１ａの反応層４２内のダメージ分布が、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔの溝部４１のアスペクト比に対する変化に対応して変化することが分かった。
【０１９６】
上記評価例６の結果から、底面４１ａにＳｉＯ２膜が形成された溝部４１のエッチング処理において、溝部４１のアスペクト比が大きくなることにより想定されるダメージ分布の変化を、本実施形態のシミュレータにより定量的に予測可能であることが分かった。
【０１９７】
また、上記評価例５及び評価例６で示したダメージ分布の評価結果から、ＣＦ系ガスでＳｉＯ２膜をエッチングした場合、Ｓｉ膜をエッチングした場合に比べて、ダメージが数倍程度大きくなることが分かる。この結果もＣＦ系ガスでＳｉＯ２膜をエッチングした際に想定される特徴であり、その特徴もまた、本実施形態のシミュレータで定量的に表現できることが分かった。
【０１９８】
上述のように、本実施形態のシミュレータ及びそれによるダメージ評価手法では、被加工体のダメージ評価領域が凹凸パターンであっても、パターン毎にダメージ分布を予測（評価）することができる。それゆえ、本実施形態では、通常の断面ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）やＴＥＭを用いる手法では観察困難となるような微細パターン領域のダメージ分布も、より短時間で精度よく机上予測することが可能になる。
【０１９９】
また、本実施形態では、ダメージのパターン依存性を予測（評価）することができるので、デバイス特性のばらつきを低減して信頼性を向上させることができる。さらに、本実施形態のシミュレータ及びそれによるダメージ評価手法を用いた場合には、開発ＴＡＴ（Turn-around Time）の短縮や、試作ウエハの削減等も可能になり、コストを低減することが可能になる。
【０２００】
また、本実施形態のシミュレータ及びそれによるダメージ評価手法では、上記第１の実施形態と同様に、フラックス法により、被加工体のダメージ分布を算出するので、上記第１の実施形態と同様の効果も得られる。
【０２０１】
以上のことから、本実施形態のシミュレータは、今後、さらに微細化するデバイスの設計において、ダメージのプロセス依存性やパターン依存性をより正確に予測するためのツールとして非常に有効である。
【０２０２】
＜３．第３の実施形態＞
通常、被加工体の表面に対して例えばエッチング等の加工処理を行うと、被加工体の表面形状が処理時間とともに変化する。その被加工体の表面形状の変化を算出するために、従来、例えばストリング法、レベルセット法、セルリムーバブル法等の手法を用いた形状進展モデルが提案されている。それゆえ、被加工体に対して例えばエッチング等の加工処理を行った際のダメージ評価をより詳細に行うためには、ダメージ分布の計算モデルと形状進展モデルとを結合（接続）させた評価システムを構築することが好ましい。
【０２０３】
しかしながら、従来の粒子法（例えば分子動力学計算法等）を用いたダメージ分布の計算モデルは、その計算量が膨大になるため、形状進展モデルとの結合は困難である。それに対して、上述した各種実施形態のダメージ分布の計算モデルでは、フラックス法を用いるので、その計算量を、粒子法を用いたものに比べて格段に小さくすることができる。それゆえ、上述した各種実施形態のダメージ分布の計算モデルは、形状進展モデルとの結合が容易になる。
【０２０４】
第３の実施形態では、上述した各種実施形態のダメージ分布の計算モデルと、形状進展モデルとを接続したシミュレーションシステム（シミュレータ）及びそれによるダメージ評価手法の一例を説明する。
【０２０５】
［結合モデルの概要］
図２３に、上記各種実施形態のダメージ分布の計算モデルと形状進展モデルとの結合モデルの概略構成を示す。本実施形態では、形状進展モデルとして、ストリング法の形状進展モデルを用いた例を説明する。なお、本発明はこれに限定されず、例えばレベルセット法、セルリムーバブル法等の手法を用いた任意の形状進展モデルを用いることができる。
【０２０６】
ストリングス法を用いた形状進展モデルは、被加工体５０の被加工面５１の初期形状に対して、例えば１ｎｍ等の所定間隔で格子点を配置する、又は、例えば１ｎｍ等の所定の空間分解能を有するセルで区分する。図２３に示す例では、被加工体５０の被加工面５１に所定間隔で格子点５２を配置（設定）した例を示す。そして、本実施形態の結合モデルでは、各格子点５２（各評価点）において、上記各種実施形態のダメージ分布の計算モデルを適用する。すなわち、図２３に示すように、各格子点５２にポリマー層２２と、複数のスラブ２１ｂで分割された反応層２１ａとを設定する。
【０２０７】
なお、ストリングス法を用いた形状進展モデルでは、例えばエッチング等の処理により時間とともに移動する被加工面５１の各格子点５２（又はセル）の座標を計算して、被加工面５１の形状変化を算出する。例えば、図２３中のインデックスｊの格子点５２の座標（ｘｊ，ｙｊ）の移動を下記式（１８）で算出する。
【０２０８】
【数１８】
【０２０９】
上記式（１８）中のＥＲｊｙ（ｔ）は、格子点ｊにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）の、被加工体５０の深さ方向（図２３中のｙ方向）のエッチレート成分である。一方、ＥＲｊｘ（ｔ）は、格子点ｊにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）の、深さ方向と直交する方向（図２３中のｘ方向：以下、水平方向という）のエッチレート成分である。
【０２１０】
インデックスｊの格子点５２におけるエッチレートＥＲ（ｔ）は、上記各種実施形態で説明したダメージ分布の計算モデルで算出する。また、インデックスｊの格子点５２におけるエッチング方向（図２３中の太実線矢印）は、上記式（１８）から算出される格子点５２の座標の時間変化（移動量）により算出することができる。それゆえ、上記式（１８）中のＥＲｊｙ（ｔ）及びＥＲｊｘ（ｔ）は、ダメージ分布の計算モデルで算出されるエッチレートＥＲ（ｔ）と、各格子点５２の座標の移動量とから算出することができる。
【０２１１】
［シミュレーションシステムの構成］
次に、上記結合モデルを実現するためのシミュレーションシステムの構成例を説明する。図２４に、本実施形態に係るシミュレーションシステム（シミュレータ）の概略ブロック構成を示す。なお、図２４では、説明を簡略化するため、第２シミュレータ６２内の入力部１１の図示は省略する。
【０２１２】
シミュレーションシステム６０は、被加工面５１の形状の時間変化（以下、形状進展という）を計算する第１シミュレータ６１と、被加工面５１に設定された各格子点５２（又はセル）におけるダメージ分布を計算する第２シミュレータ６２とを備える。
【０２１３】
第１シミュレータ６１は、形状進展演算部６３と、形状進展演算部６３に接続されたデータベース部６４とを有する。
【０２１４】
形状進展演算部６３は、上記式（１８）に基づいて、被加工面５１の形状進展を計算する。また、形状進展演算部６３は、第２シミュレータ６２で算出した各格子点５２のエッチレートＥＲ（ｔ）を取得する。そして、形状進展演算部６３は、エッチレートＥＲ（ｔ）及び形状進展の算出結果（座標移動量）に基づいて、各格子点５２における被加工体５０の深さ方向のエッチレート成分ＥＲｊｙ（ｔ）、及び、水平方向のエッチレート成分ＥＲｊｘ（ｔ）を算出する。
【０２１５】
また、形状進展演算部６３は、被加工面５１の形状進展の算出結果、及び、各格子点５２の各種エッチレート成分をデータベース部６４に出力する。これらの各種データは、次回の形状進展計算時に使用される。なお、この際、形状進展演算部６３は、被加工面５１の形状進展の計算結果を第２シミュレータ６２に出力して、被加工面５１の形状変化の様子を第２シミュレータ６２の出力部１４で表示するようにしてもよい。
【０２１６】
被加工面５１の形状進展を計算する際、形状進展演算部６３は、例えば、被加工面５１の初期形状、格子点５２（又はセル）の配置間隔、計算ステップΔＴ等の初期条件を、第２シミュレータ６２を介して、又は、直接、外部から取得する。また、この際、形状進展演算部６３は、例えば、各格子点５２の座標、エッチレート等の過去の計算結果をデータベース部６４から取得する。
【０２１７】
なお、本実施形態では、形状進展演算部６３をハードウェアで構成して被加工面５１の形状進展の各種計算処理を実現することも可能であるが、所定のプログラム（ソフトウェア）を用いて形状進展の各種計算処理を実行してもよい。この場合、形状進展演算部６３を、例えばＣＰＵ等の演算装置で構成し、形状進展の計算処理のプログラム（形状進展プログラム）を外部から読み込み、そのプログラムを形状進展演算部６３で実行することにより形状進展の各種計算処理を行う。
【０２１８】
また、形状進展プログラムは、例えば、データベース部６４や、別途設けられる例えばＲＯＭ等の記憶部などに格納することができる。この際、形状進展プログラムを、例えば、データベース部６４や別途設けられた記憶部等に予め実装した構成にしてもよいし、外部から例えばデータベース部６４や別途設けられた記憶部等に実装する構成にしてもよい。なお、外部から形状進展プログラムを取得する場合には、形状進展プログラムを、光ディスクや半導体メモリなどの媒体から配布するようにしてもよいし、インターネットなどの伝送手段を介してダウンロードするようにしてもよい。
【０２１９】
データベース部６４は、形状進展計算に必要な各種パラメータ等のデータを格納する。例えば、データベース部６４は、形状進展演算部６３で計算された被加工面５１の形状進展データや、各格子点５２のエッチレート及び各種エッチレート成分などを格納する。
【０２２０】
第２シミュレータ６２は、入力部１１（図２４では不図示）と、ダメージ演算部１２と、データベース部１３と、出力部１４とを備える。本実施形態の第２シミュレータ６２は、上記第１の実施形態（図１）で説明したシミュレータ１０と同様の構成である。それゆえ、ここでは、第２シミュレータ６２を構成する各部の説明を省略する。
【０２２１】
［ダメージ分布の算出処理］
次に、本実施形態のシミュレーションシステム６０における被加工体５０のダメージ分布の評価（算出）手法を、図２５を参照しながら説明する。なお、図２５は、本実施形態におけるダメージ分布の計算処理の手順を示すフローチャートである。
【０２２２】
まず、シミュレーションシステム６０は、外部から入力されるシミュレーションの各種加工処理条件（各種プロセス条件及び各種計算パラメータの初期条件）を取得する（ステップＳ１１）。この際、第１シミュレータ６１及び第２シミュレータ６２はともに直接、外部から加工処理条件を取得してもよい。また、この際、第１シミュレータ６１及び第２シミュレータ６２のうち、一方のシミュレータが直接、外部から加工処理条件を取得し、他方のシミュレータが一方のシミュレータを介して加工処理条件を取得してもよい。
【０２２３】
なお、ステップＳ１１で取得する加工処理条件のうち、プロセス条件の項目は、例えば、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、被加工体５０の温度、被加工面５１の膜種、エッチング時間ｔ０、イオン粒子２３の入射エネルギーＥ等である。また、ステップＳ１１で取得する計算パラメータの項目は、例えば、スラブ２１ｂの初期厚さＬ、ポリマー膜厚Ｔの初期値、反応層２１ａ及びイオン粒子２３の最大侵入深さＤｐ等である。
【０２２４】
次いで、第２シミュレータ６２のダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件（特に、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力）に基づいて、データベース部１３を検索し、ダメージ計算に必要な各種パラメータを取得する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で取得する各種パラメータは、例えば、加工処理条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γ、各種反応確率、ガス中の各成分（例えば炭素（Ｃ）等）の割合等である。また、エッチング時の反応生成物パラメータ、被加工面５１の形成膜の個数密度及び面密度等の各種パラメータもステップＳ１２で取得する。
【０２２５】
なお、例えば、各種反応粒子のフラックス量Γの実測値が外部から取得可能である場合には、ダメージ演算部１２は、ステップＳ１２において、各種反応粒子のフラックス量Γを外部から取得してもよい。また、各種反応粒子のフラックス量Γに限らずステップＳ１２で取得する各種パラメータを外部から直接入力してもよい。この場合には、ステップＳ１２の処理を省略し、これらのダメージ計算に必要な各種パラメータをステップＳ１１で取得してもよい。
【０２２６】
次いで、シミュレーションシステム６０は、被加工体５０の被加工面５１の初期形状を設定する（ステップＳ１３）。具体的には、シミュレーションシステム６０は、格子点５２（又はセル）の配置間隔、及び、各格子点５２の初期座標等のパラメータを設定する。
【０２２７】
次いで、シミュレーションシステム６０は、所定の格子点５２を選択する。そして、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、ステップＳ１１で取得したスラブ２１ｂの初期厚さＬ、ポリマー膜厚Ｔの初期値及びイオン粒子２３の最大侵入深さＤｐに基づいて、反応層２１ａを複数のスラブ２１ｂで分割する（ステップＳ１４）。具体的には、選択した格子点５２において、上記第１の実施形態と同様に、初期厚さＬの複数のスラブ２１ｂで深さＤｐ−Ｔの反応層２１ａを等分割する。
【０２２８】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、加工処理条件及びそれに対応する各種パラメータを用いて、所定の時間ｔにおける各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、上記第１の実施形態で説明した上記式（１）〜（４）を用いて、選択した格子点５２における各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を算出する。
【０２２９】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、ステップＳ１５で算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）を用いて、時間ｔにおけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する（ステップＳ１６）。具体的には、上記第１の実施形態で説明した上記式（５）〜（８）を用いて、選択した格子点５２におけるエッチレートＥＲ（ｔ）を算出する。
【０２３０】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２における時間ｔのポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する（ステップＳ１７）。具体的には、ステップＳ１５及びＳ１６でそれぞれ算出した各スラブ２１ｂの反応面積率θｋ（ｔ）及びエッチレートＥＲ（ｔ）を用いて、上記第１の実施形態で説明した上記式（９）〜（１２）によりポリマー膜厚Ｔ（ｔ）を算出する。
【０２３１】
次いで、ダメージ演算部１２は、現在の時間ｔがエッチング終了時間であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。具体的には、ダメージ演算部１２は、計算開始からの経過時間が予め設定したエッチング時間ｔ０であるか否かを判定する。
【０２３２】
ステップＳ１８において、時間ｔがエッチング終了時間でない場合には、ステップＳ１８はＮＯ判定となる。
【０２３３】
この場合、第１シミュレータ６１の形状進展演算部６３は、選択した格子点５２の時間ｔにおける座標（格子点５２の形状進展）を算出する（ステップＳ１９）。
【０２３４】
具体的には、ステップＳ１９において、まず、形状進展演算部６３は、選択した格子点５２における１計算ステップ前の形状進展の計算結果（座標［ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１）］）をデータベース部６４から取得する。さらに、形状進展演算部６３は、格子点５２における１計算ステップ前の深さ方向のエッチレート成分ＥＲｊｙ（ｔ−１）、及び、水平方向のエッチレート成分ＥＲｊｘ（ｔ−１）のデータをデータベース部６４から取得する。次いで、形状進展演算部６３は、取得したこれらのデータを用いて上記式（１８）により、選択した格子点５２の時間ｔにおける座標［ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）］を算出する。
【０２３５】
そして、選択した格子点５２の時間ｔにおける座標を算出した後、ダメージ演算部１２は、時間進展処理、すなわち、計算時間を更新（ｔ＝ｔ＋Δｔ）し（ステップＳ２０）、ステップＳ１５の処理に戻る。その後は、時間ｔがエッチング終了時間になるまで、ステップＳ１５〜Ｓ２０の処理を繰り返す。
【０２３６】
一方、ステップＳ１８において、時間ｔがエッチング終了時間である場合には、ステップＳ１８はＹＥＳ判定となる。
【０２３７】
この場合、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２において、エッチング終了時のエッチレートＥＲに対する各スラブ２１ｂの寄与レートＥＲｋの割合（重み）を考慮して、反応層２１ａを複数のスラブで再分割する（ステップＳ２１）。この際、再分割後の各スラブ２１ｂの厚さＬｋ＊は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１３）により算出する。
【０２３８】
次いで、ダメージ演算部１２は、選択した格子点５２における各スラブ２１ｂのダメージ量を算出する（ステップＳ２２）。具体的には、ダメージ演算部１２は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１４）を用いて、各スラブ２１ｂのダメージ量ｄａｍａｇｅ（ｋ）を算出する。
【０２３９】
次いで、ダメージ演算部１２は、全ての格子点５２（又はセル）でダメージ計算が終了したか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【０２４０】
ステップＳ２３において、全ての格子点５２（又はセル）でダメージ計算が終了していない場合には、ステップＳ２３はＮＯ判定となる。この場合、シミュレーションシステム６０は、選択する格子点５２を変更する（ステップＳ２４）。具体的には、上記一連のダメージ計算に用いる格子点５２のインデックスｊを更新する（ｊ＝ｊ＋１）。その後、ステップＳ１４に戻り、全ての格子点５２（又はセル）においてダメージ計算が終了するまで、ステップＳ１４〜２４の処理を繰り返す。
【０２４１】
一方、ステップＳ２３において、全ての格子点５２（又はセル）でダメージ計算が終了している場合には、ステップＳ２３はＹＥＳ判定となる。この場合、シミュレーションシステム６０は、ダメージ分布の計算処理を終了する。本実施形態では、このようにして、被加工面５１の形状変化を計算しつつ、被加工面５１のダメージ分布を計算する。
【０２４２】
上述のように、本実施形態のシミュレーションシステム６０及びダメージ評価手法では、被加工体の形状及びその形状変化を考慮して被加工体のダメージ分布を予測（評価）することができる。それゆえ、上記第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２４３】
また、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、フラックス法により、被加工体のダメージ分布を算出するので、上記第１の実施形態と同様の効果も得られる。
【０２４４】
なお、本実施形態のダメージ評価手法に、上記第２の実施形態で説明した立体角効果の算出処理を追加してもよい。この場合、被加工体のダメージのパターン依存性をより詳細に算出することができる。ただし、この場合、立体角効果の算出処理は、例えば、図２５に示す本実施形態のダメージ計算処理のフローチャート中のステップＳ１４（反応層を複数のスラブに分割する処理ステップ）の前に行えばよい。
【０２４５】
＜４．第４の実施形態＞
上記第２及び第３の実施形態で説明したシミュレータ（又はシミュレーションシステム）及びダメージ評価手法では、パターン毎に被加工体のダメージ分布を予測することができる。それゆえ、上記第２及び第３の実施形態のシミュレータは、パターン内のダメージを所定レベル以下にし、かつ、パターン内のダメージ均一性を最適化するためのマスク（レジストマスク）のパターンレイアウト設定（予測）ツールとして用いることができる。
【０２４６】
第４の実施形態では、上記第２又は第３の実施形態で説明したシミュレータ（又はシミュレーションシステム）をマスクのパターンレイアウト設定ツールとして用いた際の処理例を説明する。なお、本実施形態のシミュレータの構成は、図１又は図２４に示す構成と同様であるので、ここでは、構成の説明を省略し、マスクのパターンレイアウトの最適化処理についてのみ説明する。
【０２４７】
本実施形態におけるマスクのパターンレイアウトの最適化処理を、図２６を参照しながら説明する。なお、図２６は、マスクのパターンレイアウトの最適化処理の手順を示すフローチャートである。
【０２４８】
まず、シミュレータは、マスクのＧＤＳ（Graphic Design System）ファイル（マスク情報）及び膜厚情報（初期値）、並びに、被加工体の加工処理条件を取得する（ステップＳ３１）。
【０２４９】
次いで、シミュレータは、所望の評価パターン領域（注目パターン領域）を決定する（ステップＳ３２）。なお、この注目パターン領域は、例えば、用途、ユーザーの希望等に応じて適宜決定される。また、この際、シミュレータは、注目パターン領域内に少なくとの一つの評価点（格子点又はセル）を設定する。
【０２５０】
次いで、シミュレータは、被加工体の注目パターン領域内に設定された各評価点における各スラブの反応面積率θｋ、並びに、反応層のエッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔを算出する（ステップＳ３３）。
【０２５１】
この際、シミュレータとして上記第２の実施形態のシミュレータを用いた場合には、まず、注目パターン領域における簡易的な加工後のマスク形状（加工深さ、側壁面のテーパー角）を仮定する。そして、ダメージ演算部は、その仮定条件に基づいて、注目パターン領域内の各評価点における立体角分布（立体角効果の分布特性）を算出する。次いで、ダメージ演算部は、上記第２の実施形態と同様にして、算出した立体角効果を加味した各種反応粒子のフラックス量Γ′を用いて、各評価点における反応面積率θｋ、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔを算出する。
【０２５２】
一方、シミュレータとして上記第３の実施形態のシミュレーションシステムを用いた場合には、上記第３の実施形態と同様にして、注目パターン領域の形状進展を計算しつつ、各評価点における反応面積率θｋ、エッチレートＥＲ及びポリマー膜厚Ｔを算出する。
【０２５３】
また、シミュレータとして、上記第３の実施形態のシミュレータに上記第２の実施形態で説明した立体角効果の算出処理を追加したシミュレータを用いた場合には、次のようにして、評価点における上記各種評価パラメータを算出する。まず、シミュレータは、上記第２の実施形態と同様にして、注目パターン領域内の各評価点（格子点又はセル）における立体角分布（立体角効果の分布特性）を算出する。次いで、シミュレータは、上記第３の実施形態と同様にして、注目パターン領域の形状進展を計算しつつ、注目パターン領域内の各評価点における上記各種評価パラメータを、立体角効果を加味した各種反応粒子のフラックス量Γ′を用いて算出する。
【０２５４】
上述のようにして、注目パターン領域内の各評価点における上記各種評価パラメータを算出した後、ダメージ演算部は、各評価点において、上記第１の実施形態と同様にして、反応層を複数のスラブで再分割する（ステップＳ３４）。この際、再分割後の各スラブの厚さＬｋ＊は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１３）により算出する。
【０２５５】
次いで、ダメージ演算部は、注目パターン領域内の各評価点における各スラブのダメージ量を算出し、各評価点のダメージ分布を求める（ステップＳ３５）。この際、ダメージ演算部は、上記第１の実施形態で説明した上記式（１４）を用いて、各スラブのダメージ量（ｄａｍａｇｅ（ｋ））を算出する。
【０２５６】
次いで、ダメージ演算部は、ステップＳ３５で算出した注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベル以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。なお、このステップＳ３６で閾値とする所望のダメージレベルは、例えば用途等に応じて適宜設定される。また、この所望のダメージレベルの情報は、予め設定され、シミュレータ内のデータベース部等に記憶される。
【０２５７】
ステップＳ３６において、ステップＳ３５で算出した注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベルより大きい場合には、ステップＳ３６はＮＯ判定となる。この場合、シミュレータは、マスクのレイアウトパターンの形状（例えば膜厚、テーパー角、パターン間スペース等）を変動させる（補正する）（ステップＳ３７）。
【０２５８】
なお、この際、例えば、１回のレイアウト変動処理当たりのパターン変動範囲を予め決めておき（例えば膜厚を±５０％、テーパー角を±５％、パターン間スペースを±１００％）、その変動範囲にしたがってマスクのレイアウトパターンを段階的に変動させてもよい。また、レイアウト変動処理毎に任意の変動量でマスクのレイアウトパターンを変動させてもよい。
【０２５９】
そして、ステップＳ３７でマスクのレイアウトパターンを変動した後、ステップＳ３３に戻る。その後、シミュレータは、再度、ステップＳ３３〜Ｓ３５の処理を行い、変動後のレイアウトパターンで、注目パターン領域のダメージ量を算出する。このステップＳ３３〜Ｓ３７の処理は、注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベル以下になるまで繰り返される。
【０２６０】
一方、ステップＳ３６において、ステップＳ３５で算出した注目パターン領域のダメージ量が所望のダメージレベル以下である場合には、ステップＳ３６はＹＥＳ判定となる。この場合、シミュレータ内の出力部は、算出した注目パターン領域のダメージ分布を可視化する（ステップＳ３８）。この際、出力部は、例えば、評価結果を表示装置等に表示してもよいし、表示結果を印刷して出力してよい。そして、注目パターン領域のダメージ分布を可視化が完了した後、シミュレータは、マスクのパターンレイアウトの最適化処理を終了する。
【０２６１】
このようにしてマスクのパターンレイアウトを設定することにより、評価パターン内のダメージ量を所定レベル以下にし、かつ、ダメージ量の空間ばらつきを抑制（ダメージ均一性を向上）することのできるパターンレイアウトを自動的に抽出することができる。
【０２６２】
また、本実施形態では、被加工体の評価点の周囲に形成されるレジストの形状を変動させながら、ダメージ分布の評価（予測）を行う。それゆえ、本実施形態では、レジスト形状及びダメージ低減の両方を考慮したＯＰＣ（Optical Proximity Correction）の最適化を実現することができる。
【０２６３】
さらに、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、フラックス法により被加工体のダメージ分布を算出するので、マスクのパターンレイアウトの設定処理をより高速に行うことができる。
【０２６４】
＜５．第５の実施形態＞
上記第１〜第３の実施形態のシミュレータ（シミュレーションシステム）では、フラックス法により、被加工体のダメージ分布を算出するので、より高速に被加工体のダメージ分布を算出することができる。それゆえ、上記第１〜第３の実施形態のシミュレータ（シミュレーションシステム）を例えばエッチング装置等の加工装置に搭載した場合には、プロセス中に被加工体のダメージ分布を随時、評価（予測）及び制御することが可能になる。
【０２６５】
そこで、第５の実施形態では、加工装置の一例としてドライエッチング装置を挙げ、そのドライエッチング装置に上記第３の実施形態で説明したシミュレーションシステムを搭載した例を説明する。
【０２６６】
［エッチング装置の構成］
図２７に、本実施形態に係るドライエッチング装置の概略ブロック構成を示す。ドライエッチング装置１００（加工装置）は、エッチングチャンバー１０１（加工部）と、制御システム１０２（制御部）と、シミュレーションシステム６０（シミュレータ）とを備える。なお、図２７では、説明を簡略化するため、第２シミュレータ６２内の入力部１１の図示は省略する。
【０２６７】
エッチングチャンバー１０１は、例えば、ＣＣＰ型、ＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma）型、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）型等のチャンバーで構成することができる。また、エッチングチャンバー１０１の内部には、発光分光分析装置ＯＥＳ、質量分析装置ＱＭＳ、及び、エネルギースペクトルアナライザーが実装される。
【０２６８】
なお、発光分光分析装置ＯＥＳ及び質量分析装置ＱＭＳでは、エッチングチャンバー１０１内の状態により変動する各種反応粒子（反応ガス）のフラックス量Γをモニタする。また、エネルギースペクトルアナライザーでは、入射イオンのエネルギーＥを測定する。
【０２６９】
また、エッチングチャンバー１０１は、被加工体の加工中に、発光分光分析装置ＯＥＳ、質量分析装置ＱＭＳ、及び、エネルギースペクトルアナライザーにより、所定間隔（例えば１秒毎）で、チャンバー内部の状態をモニタする。なお、このモニタリング間隔は、シミュレーションシステム６０でダメージ分布を計算する際の計算ステップΔｔと同じ、又は、それ以下とすることが好ましい。
【０２７０】
さらに、エッチングチャンバー１０１は、シミュレーションシステム６０に電気的に接続されており、モニタしたチャンバー内部の状態を示す各種情報（フラックス量や入射イオンエネルギーなど）をシミュレーションシステム６０に出力する。
【０２７１】
制御システム１０２は、シミュレーションシステム６０から入力されるダメージ分布の計算結果に基づいて、エッチングチャンバー１０１の各種プロセスパラメータ（例えば、ガス流量、ガス圧力、ウエハ温度、エッチング時間等）を補正する。また、制御システム１０２は、エッチングチャンバー１０１と電気的に接続されており、補正した各種プロセスパラメータをエッチングチャンバー１０１に出力し、エッチング条件を制御する。
【０２７２】
シミュレーションシステム６０は、上記第３の実施形態（図２４）で説明したシミュレーションシステムと同様の構成である。それゆえ、ここでは、シミュレーションシステム６０を構成する各部の説明は省略する。
【０２７３】
シミュレーションシステム６０は、エッチングチャンバー１０１から入力される各種モニタ情報を用い、上記第３の実施形態と同様にして、被加工体の形状進展及びダメージ分布を計算する。また、シミュレーションシステム６０は、制御システム１０２に電気的に接続されており、算出したダメージ分布を制御システム１０２に出力する。
【０２７４】
なお、本実施形態において、各種反応粒子のフラックス量Γの取得手法は、上記手法（モニタ値を取得する）に限定されない。例えば、エッチングチャンバー１０１からは各種プロセス条件（例えば、ガス流量、ガス圧力、ウエハ温度、エッチング時間等）のみを取得し、ダメージ演算部１２が、それらの情報に基づいて、各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。
【０２７５】
また、様々なプロセス条件に対応する各種反応粒子のフラックス量Γを予めデータベース部１３に記憶しておき、ダメージ演算部１２が入力されたプロセス条件に基づいてデータベース部１３を検索し、対応するフラックス量Γを取得するようにしてもよい。ただし、入力される各種プロセス条件に対応するフラックス量Γがデータベース部１３に存在しない場合には、ダメージ演算部１２が入力されたプロセス条件に近い条件でのデータを補間処理して、対応する各種反応粒子のフラックス量Γを算出してもよい。
【０２７６】
このような手法で各種反応粒子のフラックス量Γを取得した場合には、エッチングチャンバー１０１に各種反応粒子のフラックス量Γをモニタする機器を設けなくてもよい。
【０２７７】
［エッチング処理の制御手法］
次に、本実施形態のドライエッチング装置１００におけるエッチング処理の制御手法を、図２８を参照しながら説明する。なお、図２８は、本実施形態におけるエッチング処理の制御手法の手順を示すフローチャートである。
【０２７８】
まず、ドライエッチング装置１００は、外部から入力される各種加工処理条件（各種プロセス条件及び各種計算パラメータの初期条件）を取得する（ステップＳ４１）。この際、例えば、ガスの種類、ガス流量、ガス圧力、ウエハ温度、エッチング時間等のプロセス条件はエッチングチャンバー１０１に入力される。また、この際、ダメージ計算に必要な、例えば、被加工体の形成材料、被加工面の初期形状、スラブの初期厚さＬ、ポリマー膜厚Ｔの初期値、イオン粒子の最大侵入深さＤｐ等の計算パラメータは、シミュレーションシステム６０に入力される。
【０２７９】
次いで、エッチングチャンバー１０１は、ステップＳ４１で取得したプロセス条件、又は、制御システム１０２で補正されたプロセスパラメータに基づいて、エッチング処理を行う（ステップＳ４２）。この際、エッチングチャンバー１０１は、チャンバー内部の状態を示す例えば各種反応粒子（反応ガス）のフラックス量や入射イオンエネルギーなどの情報を所定間隔（例えば１秒毎）でモニタし、その各種モニタ情報をシミュレーションシステム６０に出力する。
【０２８０】
次いで、ドライエッチング装置１００は、エッチング処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ４３）。具体的には、ドライエッチング装置１００は、エッチング処理開始からの経過時間がエッチング時間に到達したか否かを判定する。
【０２８１】
ステップＳ４３において、エッチング処理開始からの経過時間がエッチング時間に到達していない場合には、ステップＳ４３はＮＯ判定となる。この場合、ドライエッチング装置１００は、ステップＳ４２のエッチング処理を継続する。一方、ステップＳ４３において、エッチング処理開始からの経過時間がエッチング時間に到達している場合には、ステップＳ４３はＹＥＳ判定となる。この場合、ドライエッチング装置１００は、エッチング処理を終了する。
【０２８２】
ここで、ステップＳ４２の処理中に行うエッチングプロセスの制御処理（図２８中の一点鎖線で囲まれた領域のフローチャート）を説明する。
【０２８３】
まず、シミュレーションシステム６０は、ステップＳ４１で取得した各種計算パラメータ、及び、エッチングチャンバー１０１から入力される各種モニタ情報に基づいて、被加工体の形状進展及びダメージ分布を算出する（ステップＳ４４）。
【０２８４】
この際、シミュレーションシステム６０は、上記第３の実施形態と同様にして、被加工体の形状進展（被加工面の形状変化）及びダメージ分布を算出する。そして、シミュレーションシステム６０は、シミュレーション結果を制御システム１０２に出力する。
【０２８５】
次いで、制御システム１０２は、シミュレーションシステム６０で算出された被加工体のダメージ量が所望のダメージレベル以下であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。
【０２８６】
ステップＳ４５において、シミュレーションシステム６０で算出された被加工体のダメージ量が所望のダメージレベル以下である場合には、ステップＳ４５はＹＥＳ判定となる。この場合、制御システム１０２は、各種プロセスパラメータを補正しない旨の信号をエッチングチャンバー１０１に出力する。
【０２８７】
一方、ステップＳ４５において、シミュレーションシステム６０で算出された被加工体のダメージ量が所望のダメージレベル以下でない場合には、ステップＳ４５はＮＯ判定となる。この場合、制御システム１０２は、被加工体のダメージ量が小さくなるように、各種プロセスパラメータの補正計算を行う（ステップＳ４６）。
【０２８８】
次いで、制御システム１０２は、補正した各種プロセスパラメータをエッチングチャンバー１０１に出力し、エッチング条件を制御する（ステップＳ４７）。本実施形態では、このようにして、シミュレーションシステム６０の計算結果に基づいて、エッチング処理を制御する。
【０２８９】
上述のように、本実施形態では、フラックス法により被加工体のダメージ分布を算出するシミュレーションシステム６０をドライエッチング装置１００に搭載しているので、プロセス中に被加工体のダメージ分布を随時、評価（予測）及び制御することができる。それゆえ、本実施形態では、生産ラインにおける被加工体の歩留まりを向上させることができる。
【０２９０】
なお、本実施形態では、ドライエッチング装置１００が、例えばＦＤＣ（Fault Detection and Classification）／ＥＥＳ（Equipment Engineering System）システム等の警報装置を備えていてもよい。この場合、エッチング処理中に所定間隔（例えば１秒毎）でシミュレーションシステム６０により計算されるダメージ量が例えばＦＤＣで設定される仕様値を越えた際に、アラームを発して、ドライエッチング装置１００を停止させることができる。
【０２９１】
また、本実施形態では、ドライエッチング装置１００に上記第３の実施形態で説明したシミュレーションシステム６０を搭載した例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、上記第１又は第２の実施形態で説明したシミュレータもドライエッチング装置１００に同様に搭載可能であり、その場合も同様の効果が得られる。
【０２９２】
＜６．第６の実施形態＞
上記各種実施形態では、入力される加工処理条件に基づいて、被加工体のダメージ分布をダメージ演算部１２で直接、算出する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。予め、様々な加工処理条件の下で、上記各種実施形態のシミュレータにより計算されたダメージデータをデータベース部１３に記憶し、該記憶したダメージデータを用いてダメージ評価を行う構成にしてもよい。
【０２９３】
すなわち、様々な加工処理条件の下で、フラックス法により算出されたダメージデータをデータベース化し、そのデータベースのデータを用いて被加工体のダメージを予測（評価）してもよい。第６の実施形態では、その一構成例を説明する。
【０２９４】
第６の実施形態のシミュレータ（又はシミュレーションシステム）の構成は、上記各種実施形態と同様（例えば、図１、図２４等参照）となる。ただし、本実施形態では、ダメージ演算部１２の処理内容は、上記各種実施形態と異なり、次のようにして、ダメージを取得（算出）する。
【０２９５】
まず、ダメージ演算部１２は、入力部１１を介して入力された各種加工処理条件（例えば、被加工体の形成材料、ガス種、ガス圧力、ガス流量、被加工体の温度、処理時間等の条件）を取得する。次いで、ダメージ演算部１２は、取得した加工処理条件に基づいて、データベース部１３を検索し、加工処理条件に対応するダメージデータを取得する。そして、ダメージ演算部１２は、取得したダメージデータを出力部１４に出力する。
【０２９６】
なお、データベース部１３に取得した加工処理条件に対応するダメージデータが無い場合には、例えば、次のようにして加工処理条件に対応するダメージデータを算出することができる。この場合、まず、ダメージ演算部１２は、入力された加工処理条件に近い条件のダメージデータをデータベース部１３から取得する。そして、ダメージ演算部１２は、取得したそれらのダメージデータから補間処理により、入力された加工処理条件に対応するダメージデータを算出する。
【０２９７】
上述のように本実施形態のシミュレータでは、予め作成されたダメージのデータベースを用いて被加工体のダメージを予測（評価）するので、より一層高速に被加工体のダメージを予測（評価）することができる。なお、本実施形態のシミュレータは、上記第１〜４の実施形態で説明したシミュレータと同様に、シミュレータ単体として用いることもできるが、上記第５の実施形態のように、例えばエッチング装置等の加工装置に搭載することもできる。
【０２９８】
上述した各種実施形態では、被加工体に対してドライエッチング処理を行った際のダメージを評価するためのシミュレータ（シミュレーションシステム）及びダメージ評価手法について説明したが、本発明は、これに限定されない。
【０２９９】
上記各種実施形態のシミュレータ及びダメージ評価手法は、例えばイオン粒子等の反応粒子の入射により所定の加工処理を行う処理（例えば、ＰＶＤ、イオン注入等のプロセス）であれば任意の処理に適用可能であり、同様の効果が得られる。また、上記各種実施形態のシミュレータを搭載する加工装置もドライエッチング装置に限定されず、反応粒子の入射により所定の加工処理を行う任意の加工装置に搭載可能であり、同様の効果が得られる。
【０３００】
なお、上記各種実施形態のシミュレータ及びダメージ評価手法を適用する加工処理（加工装置）の種類が変わると、その加工処理に応じて被加工体表面での反応モデルも変化する。それゆえ、このような場合には、加工処理に応じて適宜反応モデルを変更する必要がある。しかしながら、このような場合であっても、ダメージの算出アルゴリズムは上記各種実施形態で説明したアルゴリズムをそのまま適用することができる。
【符号の説明】
【０３０１】
１０…シミュレータ、１１…入力部、１２…ダメージ演算部、１３，６４…データベース部、１４…出力部、２０…プラズマ、２１…ＳｉＯ２膜（被加工体）、２１ａ，４２…反応層、２１ｂ…スラブ、２２…ポリマー層、２３…イオン、４０，５０…被加工体、４１…溝部、５１…被加工面、５２…格子点、６０…シミュレーションシステム、６１…第１シミュレータ、６２…第２シミュレータ、６３…形状進展演算部、１００…ドライエッチング装置、１０１…エッチングチャンバー、１０２…制御システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する入力部と、
前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを、前記処理条件に基づいて取得するダメージ演算部と
を備えるシミュレータ。
【請求項２】
前記ダメージ演算部が、前記処理条件に基づいて、前記フラックス法により前記被加工体のダメージを算出する
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項３】
前記ダメージ演算部は、前記被加工体の前記所定の評価点に所定厚さの複数のスラブで分割された所定深さの反応層を設定し、各スラブで、前記第１物質の量と前記第２物質の量との関係を前記フラックス法で計算する
請求項２に記載のシミュレータ。
【請求項４】
前記ダメージ演算部は、前記所定の加工処理に対する各スラブの寄与レートを算出し、該算出した寄与レートに基づいて対応する前記スラブの厚さを再計算し、該再計算された各スラブの厚さと、対応する各スラブの反応面積率とをそれぞれ積算して各スラブの前記ダメージを算出する
請求項３に記載のシミュレータ。
【請求項５】
さらに、前記算出された前記被加工体のダメージの分布を表示する出力部を備える
請求項４に記載のシミュレータ。
【請求項６】
前記所定の加工処理が、エッチング処理である
請求項５に記載のシミュレータ。
【請求項７】
前記ダメージ演算部が、前記所定の評価点から前記第１物質の入射側に向かって見通すことのできる視野領域に対応する立体角を算出し、該算出した立体角に基づいて、前記所定の評価点に入射される前記第１物質の量を補正する
請求項２に記載のシミュレータ。
【請求項８】
さらに、前記所定の加工処理により変化する前記被加工体の被加工面の形状を計算する形状進展演算部を備える
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項９】
さらに、予め、前記所定の加工処理の各種処理条件で、前記第１物質の量と前記第２物質の量との関係を前記フラックス法で計算することにより得られた前記被加工体のダメージのデータを記憶したデータベースを備え、
前記ダメージ演算部は、前記入力部を介して取得した処理条件に基づいて、前記データベースを検索し、該処理条件に対応するダメージを取得する
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項１０】
前記入力部が、前記被加工体上に形成するマスクのレイアウトパターンの形状データの初期値を取得し、
前記ダメージ演算部が、前記加工体上に前記マスクを形成した状態での前記被加工体のダメージを取得し、該取得したダメージに基づいて、前記マスクのレイアウトパターンの前記形状データを補正する
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項１１】
被加工体に対して所定の加工処理を行う加工部と、
前記加工部で前記所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する入力部、並びに、前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを、前記処理条件に基づいて取得するダメージ演算部を有するシミュレータと、
前記シミュレータで得られた前記被加工体のダメージに基づいて、前記加工部における前記所定の加工処理の前記処理条件を補正する制御部と
を備える加工装置。
【請求項１２】
被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得するステップと、
前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と、該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを前記処理条件に基づいて取得するステップと
を含むダメージ評価方法。
【請求項１３】
被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する処理と、
前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と、該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを前記処理条件に基づいて取得する処理と
を情報処理装置に実装して実行させるダメージ評価プログラム。
【請求項１】
被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する入力部と、
前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを、前記処理条件に基づいて取得するダメージ演算部と
を備えるシミュレータ。
【請求項２】
前記ダメージ演算部が、前記処理条件に基づいて、前記フラックス法により前記被加工体のダメージを算出する
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項３】
前記ダメージ演算部は、前記被加工体の前記所定の評価点に所定厚さの複数のスラブで分割された所定深さの反応層を設定し、各スラブで、前記第１物質の量と前記第２物質の量との関係を前記フラックス法で計算する
請求項２に記載のシミュレータ。
【請求項４】
前記ダメージ演算部は、前記所定の加工処理に対する各スラブの寄与レートを算出し、該算出した寄与レートに基づいて対応する前記スラブの厚さを再計算し、該再計算された各スラブの厚さと、対応する各スラブの反応面積率とをそれぞれ積算して各スラブの前記ダメージを算出する
請求項３に記載のシミュレータ。
【請求項５】
さらに、前記算出された前記被加工体のダメージの分布を表示する出力部を備える
請求項４に記載のシミュレータ。
【請求項６】
前記所定の加工処理が、エッチング処理である
請求項５に記載のシミュレータ。
【請求項７】
前記ダメージ演算部が、前記所定の評価点から前記第１物質の入射側に向かって見通すことのできる視野領域に対応する立体角を算出し、該算出した立体角に基づいて、前記所定の評価点に入射される前記第１物質の量を補正する
請求項２に記載のシミュレータ。
【請求項８】
さらに、前記所定の加工処理により変化する前記被加工体の被加工面の形状を計算する形状進展演算部を備える
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項９】
さらに、予め、前記所定の加工処理の各種処理条件で、前記第１物質の量と前記第２物質の量との関係を前記フラックス法で計算することにより得られた前記被加工体のダメージのデータを記憶したデータベースを備え、
前記ダメージ演算部は、前記入力部を介して取得した処理条件に基づいて、前記データベースを検索し、該処理条件に対応するダメージを取得する
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項１０】
前記入力部が、前記被加工体上に形成するマスクのレイアウトパターンの形状データの初期値を取得し、
前記ダメージ演算部が、前記加工体上に前記マスクを形成した状態での前記被加工体のダメージを取得し、該取得したダメージに基づいて、前記マスクのレイアウトパターンの前記形状データを補正する
請求項１に記載のシミュレータ。
【請求項１１】
被加工体に対して所定の加工処理を行う加工部と、
前記加工部で前記所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する入力部、並びに、前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを、前記処理条件に基づいて取得するダメージ演算部を有するシミュレータと、
前記シミュレータで得られた前記被加工体のダメージに基づいて、前記加工部における前記所定の加工処理の前記処理条件を補正する制御部と
を備える加工装置。
【請求項１２】
被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得するステップと、
前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と、該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを前記処理条件に基づいて取得するステップと
を含むダメージ評価方法。
【請求項１３】
被加工体に対して所定の加工処理を行う際の処理条件を取得する処理と、
前記所定の加工処理時に外部から前記被加工体の所定の評価点に入射される第１物質の量と、該第１物質の入射により前記被加工体の該所定の評価点から放出される第２物質の量との関係をフラックス法で計算することにより得られる前記被加工体のダメージを前記処理条件に基づいて取得する処理と
を情報処理装置に実装して実行させるダメージ評価プログラム。
【図１】
【図４】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１９】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１６】
【図１８】
【図２０】
【図２２】
【図４】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１９】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１６】
【図１８】
【図２０】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１３４２７１（Ｐ２０１２−１３４２７１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８４１３０（Ｐ２０１０−２８４１３０）
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２１日（２０１０．１２．２１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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