JP2910611B2 - 形状シミュレーション方法 - Google Patents

形状シミュレーション方法

Info

Publication number
JP2910611B2
JP2910611B2 JP7281495A JP7281495A JP2910611B2 JP 2910611 B2 JP2910611 B2 JP 2910611B2 JP 7281495 A JP7281495 A JP 7281495A JP 7281495 A JP7281495 A JP 7281495A JP 2910611 B2 JP2910611 B2 JP 2910611B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trajectory
particles
reverse
target
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP7281495A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08274084A (ja
Inventor
敏行 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP7281495A priority Critical patent/JP2910611B2/ja
Priority to US08/621,507 priority patent/US5751607A/en
Publication of JPH08274084A publication Critical patent/JPH08274084A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2910611B2 publication Critical patent/JP2910611B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は形状シミュレーション方
法に関し、特に半導体製造方法のスパッタ工程で半導体
基板上に形成された絶縁膜の成膜形状をシミュレーショ
ンする形状シミュレーション方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の形状シミュレーション方法
は、「モンテカルロ法によるスパッタ装置シミュレーシ
ョン」と題する論文（信学技報，ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ
ＲＥＰＯＲＴ ＯＦ ＩＥＩＣＥ，ｐ５１〜ｐ５８，１
９９４年９月号）に開示されている。
【０００３】この従来の方法は、スパッタ装置のターゲ
ットから放出される粒子の位置を粒子の放出される角度
依存性をＣＯＳ則のモデルに従って乱数を用いて算出す
るステップと、粒子のエネルギーをトンプソンの分布を
仮定したモデルにより棄却法により算出するステップと
を有して、粒子の衝突位置を、平均自由行程とポアソン
分布に従うモデルで求め、衝突後の粒子の軌道を剛体球
モデルを用いて中心力場の古典力学式より求める方法で
ある。この方法により、半導体基板上の形成膜のスルー
ホールの埋め込み形状を計算機によりシミュレーション
することができる。なお、トンプソン分布、棄却法、Ｃ
ＯＳ則、剛体球モデルのそれぞれについての詳細な説明
は前述の文献のｐ５３〜ｐ５５に記載されているので、
ここではそれらの説明は省略する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
モンテカルロ法を用いた形状シミュレーション方法で
は、ターゲットから非常に多くの粒子を発生させない
と、ウェハー上の特定の領域に十分な数の粒子を到達す
ることができない。
【０００５】モンテカルロ法を用いた解析結果を求める
際に、シミュレーションステップを収束させるには乱数
の発生回数を多くする必要があり、従来技術において
は、形状の計算時間が非常に長くなる問題点を有してい
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の形状シミュレー
ション方法は、スパッタ成膜工程で形成される半導体基
板上の一絶縁膜のスルーホール部の埋め込み形状をシミ
ュレーションする形状シミュレーション方法であって、
前記埋め込み工程におけるスパッタ粒子と周囲の気体粒
子の衝突現象をモデル化するステップと、前記半導体基
板上の前記スルーホール部の前記半導体基板上の所定の
位置を起点としてスパッタ装置のターゲットまでの前記
スパッタ粒子の軌道を求める逆軌道計算ステップとを有
し、前記逆軌道の発生確率を計算する発生確率計算ステ
ップと、前記スルーホール上に形成された複数の座標点
について前記逆軌道を有する前記スパッタ粒子の入射に
よる座標変化を計算する座標変化計算ステップとを有す
ることを特徴とする。
【０００７】また、本発明の形状シミュレーションの前
記逆軌道計算ステップは、前記半導体基板上の所定の位
置とスパッタ装置のターゲットまでの前記軌道をその角
度補正をする軌道補正ステップとを含む構成とすること
もできる。
【０００８】
【実施例】本発明の第１の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。
【０００９】図１は、本発明の形状シミュレーション方
法のフローチャートである。
【００１０】図１を参照すると、まずウェハー上の１座
標点を選択し（ステップＳ１１）、乱数を用いて粒子の
軌道を発生させる（ステップＳ１２）。次に、衝突位置
を平均自由工程とポアソン分布より乱数を用いて求め
（ステップＳ１３）、この衝突位置と境界条件を判定す
る（ステップＳ１４）。
【００１１】もし粒子が衝突位置より先に境界に到達す
ると判断されると、軌道は消滅するとして最初の粒子の
軌道発生のステップＳ１２に戻る。そうでない場合、次
にターゲットの判定を行う（ステップＳ１５）。粒子が
衝突位置より先にターゲットに到達すると判定された場
合にはそれまでの粒子の軌道を軌道ファイル１０に書き
込み、粒子の軌道発生（ステップＳ１２）に戻り次の粒
子を発生させる。ターゲットに到達しなかった場合は衝
突計算を行う（ステップＳ１７）。衝突後の粒子の軌道
は、剛体球近似モデルを用い、中心力場の弾性散乱より
計算し、更にその次の衝突位置を計算する。これらの操
作を粒子数が１万個になるまで繰り返す（ステップＳ１
８）。
【００１２】図２に本発明の実施例の他のフローチャー
トを示す。まずコンタクトホールの形状をストリングモ
デルを用いて表す（ステップＳ２１）。次にその座標点
を１つ選択し（ステップＳ２２）、前記の軌道ファイル
１０を開き、移動軌道を抽出する（ステップＳ２３）。
次に、この軌道のスルーホール上面によるシャドウ判定
を行い（ステップＳ２４）、シャドウイングが起こなら
ければ、次に軌道の発生確率を計算するステップへ移
る。
【００１３】この第１の実施例では、スパッタ装置のタ
ーゲット上での粒子の位置の出現率の計算、粒子のター
ゲットからの放出方向を前述の文献によるＣＯＳ則に従
い計算し、更にターゲット側から各衝突位置までの距離
からポアソン分布による各衝突確率をそれぞれ計算し、
これらを掛け併せることにより粒子の発生確率を求める
（ステップＳ２５）。そして各軌道とその発生確率を基
に座標点移動する（ステップＳ２６）。軌道ファイルの
全データを用い全てのストリングモデルの座標点につい
て、シミュレーションを繰り返し実行する。
【００１４】なお、ストリングモデルとは２次元形状シ
ミュレーション用のモデルで形状をひも（ストリング）
と点とで表すモデルであり、その詳細は前述の文献ｐ５
４〜ｐ５５に記載されているのでその説明はここでは省
略する。
【００１５】また、軌道の有効率は前述の文献によれば
軌道の有効率＝（特定領域に抽出される軌道数）／（全
ての粒子の軌道数）と定義される。例えば特定領域を
０．２ｍｍ2 とすると 粒子の有効率＝０．２ｍｍ2 ／（１０ｃｍ×１０ｃｍ×
２）＝１／１０5 となる。ここで粒子がウェハーに到達する割合が１／２
とする。
【００１６】また、この軌道の有効率は 軌道の有効率＝（逆軌道の発生確率の平均値）／（軌道
の発生確率の平均値） とも定義できる。
【００１７】この第１の実施例では、形状計算を行う際
に半導体基板上の点からスパッタ装置のターゲットへの
軌道を逆軌道として計算するため、従来技術の様にター
ゲットから粒子を発生した場合よりも軌道の有効率が１
０万倍以上向上する。逆軌道であるため１つの軌道の有
効性は約１／１０に低下するが、シミュレーション全体
として考慮すべき粒子の軌道を約１万分の１に低減で
き、これがそのまま計算時間に反映されるため、計算時
間を約１万分の１に低減出来るという大きな利点を有す
る。
【００１８】次に、本発明の第２の実施例の形状シミュ
レーション方法について説明する。図３に、本発明の第
２の実施例での逆軌道計算部のフローチャートを示す。
【００１９】この実施例と図１に示した第１の実施例と
の相違点を図３を参照して説明する。この第２の実施例
は粒子の逆軌道がターゲットに到達したと判断した時点
で、軌道の角度補正を計算するステップを有する。これ
はターゲットから放出される粒子の軌道がＣＯＳ則に従
うことを仮定し、乱数を用いて軌道を修正し（ステップ
Ｓ３１）、更にその後で本当のターゲットの境界判定を
行うものである。それ以外のステップは第１の実施例の
ステップと同一なので説明は省略する。
【００２０】本発明の、第２の実施例によれば、各軌道
の発生確率が向上し、これにより有効な（即ち確率の高
い）軌道の割合を増加できる。従って、この効果により
計算時間を第１の実施例の約半分に低減できるという利
点がある。
【００２１】
【発明の効果】上述したように本発明では、計算したほ
とんどの逆軌道が形状計算に用いることが出来るため、
従来の方法に比較して計算時間を約１万分の１に低減出
来るという大きな利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の形状シミュレーション
方法のフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施例の形状シミュレーション
方法の他のフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施例の形状シミュレーション
方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 軌道ファイル Ｓ１１〜Ｓ１８，Ｓ２１〜Ｓ２７，Ｓ３１ 処理ステ
ップ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スパッタ成膜工程で形成される半導体基
    板上の一絶縁膜のスルーホール部の埋め込み形状をシミ
    ュレーションする形状シミュレーション方法であって、
    前記埋め込み工程におけるスパッタ粒子と周囲の気体粒
    子の衝突現象をモデル化するステップと、前記半導体基
    板上の前記スルーホール部の前記半導体基板上の所定の
    位置を起点としてスパッタ装置のターゲットまでの前記
    スパッタ粒子の軌道を求める逆軌道計算ステップとを有
    し、前記逆軌道の発生確率を計算する発生確率計算ステ
    ップと、前記スルーホール上に形成された複数の座標点
    について前記逆軌道を有する前記スパッタ粒子の入射に
    よる座標変化を計算する座標変化計算ステップとを有す
    ることを特徴とする形状シミュレーション方法。
  2. 【請求項２】 前記逆軌道計算ステップは、前記半導体
    基板上の所定の位置とスパッタ装置のターゲットまでの
    前記軌道をその角度補正をする軌道補正ステップを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の形状シミュレーション
    方法。
JP7281495A 1995-03-30 1995-03-30 形状シミュレーション方法 Expired - Fee Related JP2910611B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7281495A JP2910611B2 (ja) 1995-03-30 1995-03-30 形状シミュレーション方法
US08/621,507 US5751607A (en) 1995-03-30 1996-03-25 Method of sputter deposition simulation by inverse trajectory calculation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7281495A JP2910611B2 (ja) 1995-03-30 1995-03-30 形状シミュレーション方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08274084A JPH08274084A (ja) 1996-10-18
JP2910611B2 true JP2910611B2 (ja) 1999-06-23

Family

ID=13500266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7281495A Expired - Fee Related JP2910611B2 (ja) 1995-03-30 1995-03-30 形状シミュレーション方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5751607A (ja)
JP (1) JP2910611B2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3592826B2 (ja) * 1996-03-05 2004-11-24 株式会社東芝 膜形状予測方法
JP2950253B2 (ja) * 1996-10-21 1999-09-20 日本電気株式会社 シミュレーション方法
US7231332B2 (en) * 1996-12-19 2007-06-12 Fujitsu Limited Apparatus and method for simulating phenomena of a particle formed of substrate particles and adsorbate particles
JPH1187197A (ja) * 1997-09-14 1999-03-30 Toshiba Corp シミュレーション方法及びこの方法を実施するシミュレーション装置
JP3107023B2 (ja) * 1997-11-28 2000-11-06 日本電気株式会社 スパッタ装置シミュレーション方法
JP2888240B1 (ja) 1998-03-26 1999-05-10 日本電気株式会社 スパッタ形状シミュレーション方法
US6327555B1 (en) * 1998-04-28 2001-12-04 Sony Corporation Semiconductor simulation method
US6529860B1 (en) 1998-10-19 2003-03-04 Ford Global Technologies, Inc. Particle impact and soil deposition analysis system and method for vehicle design
US6263300B1 (en) 1998-10-19 2001-07-17 Ford Global Technologies, Inc. Particle trajectory analysis system and method for vehicle design
US6179039B1 (en) 1999-03-25 2001-01-30 Visteon Global Technologies, Inc. Method of reducing distortion in a spray formed rapid tool
EP1063679B1 (en) 1999-06-21 2008-01-09 Bekaert Advanced Coatings NV. Erosion profile compensated magnetron with moving magnet assembly
US6941249B1 (en) 1999-12-20 2005-09-06 Ford Global Technologies, Llc System and method of virtual flowbench simulation
US7302376B2 (en) * 2002-08-15 2007-11-27 International Business Machines Corporation Device modeling for proximity effects
DE102004020466A1 (de) * 2004-04-26 2005-11-17 Applied Films Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Beschichten von Substraten in Inline-Anlagen
CN102691042B (zh) * 2011-03-24 2014-07-23 京东方科技集团股份有限公司 靶材的制造方法及系统
US9075941B2 (en) * 2013-05-14 2015-07-07 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Method for optimizing electrodeposition process of a plurality of vias in wafer
RU2732546C1 (ru) * 2019-12-30 2020-09-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Устройство контроля и управления комплексом импульсного лазерного осаждения

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4554727A (en) * 1982-08-04 1985-11-26 Exxon Research & Engineering Company Method for making optically enhanced thin film photovoltaic device using lithography defined random surfaces
US4800100A (en) * 1987-10-27 1989-01-24 Massachusetts Institute Of Technology Combined ion and molecular beam apparatus and method for depositing materials
US5227364A (en) * 1990-06-29 1993-07-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of forming patterned oxide superconducting films and Josephson junction devices by using an aqueous alkaline solution
US5196706A (en) * 1991-07-30 1993-03-23 International Business Machines Corporation Extractor and deceleration lens for ion beam deposition apparatus
US5379225A (en) * 1992-06-24 1995-01-03 Intel Corporation Method for efficient calculation of vertex movement for three-dimensional topography simulation
US5282140A (en) * 1992-06-24 1994-01-25 Intel Corporation Particle flux shadowing for three-dimensional topography simulation
JP3713055B2 (ja) * 1992-06-24 2005-11-02 日本電信電話株式会社 ３次元ｌｓｉ形状シミュレーションシステム
JP3426647B2 (ja) * 1992-06-24 2003-07-14 日本電信電話株式会社 ３次元トポグラフィシミュレーションのための一般化されたソリッドモデリング
US5290358A (en) * 1992-09-30 1994-03-01 International Business Machines Corporation Apparatus for directional low pressure chemical vapor deposition (DLPCVD)
US5421934A (en) * 1993-03-26 1995-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dry-etching process simulator
DE4325051C1 (de) * 1993-07-26 1994-07-07 Siemens Ag Anordnung zur Abscheidung einer Schicht auf einer Substratscheibe durch Kathodenstrahlzerstäuben und Verfahren zu deren Betrieb
US5482602A (en) * 1993-11-04 1996-01-09 United Technologies Corporation Broad-beam ion deposition coating methods for depositing diamond-like-carbon coatings on dynamic surfaces
JP2606138B2 (ja) * 1994-06-02 1997-04-30 日本電気株式会社 電子ビーム描画装置用アパチャ
US5556525A (en) * 1994-09-30 1996-09-17 Advanced Micro Devices, Inc. PVD sputter system having nonplanar target configuration and methods for operating same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08274084A (ja) 1996-10-18
US5751607A (en) 1998-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2910611B2 (ja) 形状シミュレーション方法
Adalsteinsson et al. A level set approach to a unified model for etching, deposition, and lithography II: Three-dimensional simulations
Guo et al. Review of profile and roughening simulation in microelectronics plasma etching
Harrison Jr et al. Computer simulation of sputtering II
US6035113A (en) Electron beam proximity correction method for hierarchical design data
Neureuther et al. Application of line-edge profile simulation to thin-film deposition processes
KR100403616B1 (ko) 플라즈마 장치에 의한 플라즈마 처리 공정의 시뮬레이션방법
Ertl et al. Three-dimensional simulation of focused ion beam processing using the level set method
Smy et al. Efficient modeling of thin film deposition for low sticking using a three-dimensional microstructural simulator
JP2888240B1 (ja) スパッタ形状シミュレーション方法
JP3077755B2 (ja) スパッタ形状のシミュレーション方法及びそのプログラムを記録したそのコンピュータ読み込み可能な記録媒体
Pelka Three-dimensional simulation of ion-enhanced dry-etch processes
Smy et al. Ballistic deposition simulation of via metallization using a quasi-three-dimensional model
US5815684A (en) Configuration simulating method employing string model for simulating layer configuration of silicon wafer
JP2950253B2 (ja) シミュレーション方法
JP3107023B2 (ja) スパッタ装置シミュレーション方法
JP2924850B2 (ja) スパッタ装置シミュレーション方法
Müller et al. Redeposition in ion milling
JP2996194B2 (ja) スパッタ形状シミュレーション方法
JP2910626B2 (ja) スパッタ装置最適化方法
Ageev et al. Modeling of the substrate topography upon nanosized profiling by focused ion beams
JP3196472B2 (ja) 薄膜の形成方法
JP2933076B2 (ja) スパッタ装置のシミュレーション方法
KR19980079884A (ko) 스퍼터링 장치에서 콘택홀내의 증착막 형성을 시뮬레이션하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 생성물
Radjenović et al. SOME ASPECTS OF 3D FEATURE PROFILE EVOLUTION SIMULATION OF SIO2 ETCHING

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990309

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees