JPH10294293A - Sputter device simulation method - Google Patents

Sputter device simulation method

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JPH10294293A
JPH10294293A JP9116418A JP11641897A JPH10294293A JP H10294293 A JPH10294293 A JP H10294293A JP 9116418 A JP9116418 A JP 9116418A JP 11641897 A JP11641897 A JP 11641897A JP H10294293 A JPH10294293 A JP H10294293A
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energy
sputtered particles
particles
sputter
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裕明 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a track calculation time of sputter particle by calculating a deposit film shape from angle distribution of a track of extracted sputter particle when energy of sputter particle is smaller than average energy of particle following Maxwell distribution of temperature inside a sputter device. SOLUTION: Relative velocity of Ti sputter particle and Ar background gas particle is obtained, collision energy is obtained from the relative velocity and velocity of Ti sputter particle after collision is calculated. In the process, energy of sputter particle after collision is calculated from velocity of Ti sputter particle and is compared to average energy of Ar background gas particle following Maxwell distribution of device gas temperature. When energy after collision of Ti sputter particle is smaller than average energy of Ar background gas particle, it is judged whether or not Ti sputter particle is extracted on a wafer, a track of sputter particles required for angle distribution calculation is calculated and a deposit configuration is calculated using an extracted track 121.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタ装置のシ
ミュレーション方法に関し、特に、モンテカルロ法によ
り、背景ガスとの衝突を計算するスパッタ装置のシミュ
レーション方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for simulating a sputtering apparatus, and more particularly to a method for simulating a sputtering apparatus for calculating collision with a background gas by a Monte Carlo method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置は搭載素子数の増大
に伴い、微細化したコンタクトホールへの導電体膜の埋
め込み技術の開発が急務となっている。
2. Description of the Related Art With the increase in the number of mounted elements in a semiconductor integrated circuit device, there is an urgent need to develop a technique for embedding a conductive film in a miniaturized contact hole.

【0003】この問題を解決するためには、スパッタ装
置の開発が必要である。スパッタ装置の開発の効率化を
目的として、シミュレーション技術が開発されている。
この種のシミュレーション技術として、例えば文献(エ
イチ ヤマダ等、アイ イーデー エム、(199
4)、pp.553〜556)に記載されるように、装
置内の軌道計算を行い、ストリングモデルで形状を計算
する方法が知られている。
[0003] In order to solve this problem, it is necessary to develop a sputtering apparatus. Simulation techniques have been developed for the purpose of improving the efficiency of the development of a sputtering apparatus.
As this kind of simulation technology, for example, literatures (H. Yamada et al., I.E.D.M., (199
4), pp. As described in 553 to 556), a method of calculating a trajectory in an apparatus and calculating a shape using a string model is known.

【0004】このスパッタ装置のシミュレーションの従
来技術について、その概略を図3に示すフローチャート
を参照して以下に説明する。
The prior art of the simulation of the sputtering apparatus will be schematically described below with reference to a flowchart shown in FIG.

【0005】まず、Tiターゲット表面より、エロージ
ョン分布に比例した確率で、Tiスパッタ粒子を発生さ
せ(ステップ301)、0〜1の範囲の数字を同じ確率
で返す一様乱数e1、e2を用いて、 水平方向の角度Φ(Φ=2π・e1)、 垂直方向の角度θ{θ=acos((e2)1/2)} を求め、 さらに放出エネルギーEeおよびTiスパッタ粒子の速
度Vs=(2Ee/m)1/2を、Tompson分布に
従うように、一様乱数e3、e4を用いて棄却法で決め
る。なお、ここで一様乱数とは0〜1の範囲の数字を同
じ確率で返す乱数とする。
First, Ti sputter particles are generated from the Ti target surface at a probability proportional to the erosion distribution (step 301), and uniform random numbers e1 and e2 are used to return numbers in the range of 0 to 1 with the same probability. The horizontal angle Φ (Φ = 2π · e1) and the vertical angle θ {θ = acos ((e2) 1/2)} are obtained, and the emission energy Ee and the velocity Vs of the Ti sputtered particles Vs = (2Ee / m) 1/2 is determined by a rejection method using uniform random numbers e3 and e4 so as to follow the Thompson distribution. Here, the uniform random number is a random number that returns a number in the range of 0 to 1 with the same probability.

【0006】また、装置ガス温度のMaxwell分布
に従うAr背景ガス粒子の速度Vgを一様乱数e5、e
6を用いて、Box−Muller法により、
[0006] The velocity Vg of the Ar background gas particles according to the Maxwell distribution of the device gas temperature is determined by the uniform random numbers e5 and e5.
6, using the Box-Muller method

【0007】[0007]

【数1】 (Equation 1)

【0008】と求め(ステップ302)、Tiスパッタ
粒子とAr背景ガス粒子の相対速度Vrel=Vs−V
gをベクトル計算より求める。ここで、Vg′は、Bo
x−Muller(ボックス・ミュラー)法の性質上同
時に求まる値であるため、次のAr背景ガス粒子の速度
計算に用いる。この相対速度Vvelより、衝突エネル
ギーEを求める(ステップ303)。
(Step 302), the relative velocity Vrel = Vs−V between the Ti sputtered particles and the Ar background gas particles.
g is obtained by vector calculation. Here, Vg ′ is Bo
Since these values are determined simultaneously due to the nature of the x-Muller (box-Muller) method, they are used in the next calculation of the velocity of Ar background gas particles. The collision energy E is obtained from the relative velocity Vvel (step 303).

【0009】また、Ti−Ar間に、Lenard−J
ones(レナード・ジョーンズ)2体ポテンシャルを
仮定し、古典力学の中心力場の計算より、各衝突エネル
ギーEにおいて、重心からみた衝突前後の進行方向のな
す散乱角χと衝突パラメータbとの関係を求め、さら
に、散乱角χと衝突パラメータbの線形性を仮定し、衝
突半径bmaxを求め(ステップ301)、衝突エネル
ギーEと衝突半径bmaxの関係をテーブル化する。
[0009] In addition, Lenard-J between Ti-Ar
Assuming a ones (Leonard-Jones) two-body potential, the calculation of the central force field in classical mechanics shows that at each collision energy E, the relationship between the scattering angle の in the traveling direction before and after the collision as seen from the center of gravity and the collision parameter b is calculated. Then, assuming the scattering angle χ and the linearity of the collision parameter b, the collision radius bmax is determined (step 301), and the relationship between the collision energy E and the collision radius bmax is tabulated.

【0010】このテーブル320は、モンテカルロ計算
の前に一度だけ作成しておき、モンテカルロ法でスパッ
タ粒子と背景ガスの衝突を計算する毎に参照する。
The table 320 is created only once before the Monte Carlo calculation, and is referred every time the collision between the sputtered particles and the background gas is calculated by the Monte Carlo method.

【0011】次に、一様乱数e7を用いて、衝突エネル
ギーEにおける衝突パラメータを、 b=bmax・e7 により求め(ステップ305)、 散乱角χ=π・b/bmax より散乱角χを求め、古典力学の中心力場の理論より散
乱角χでのエネルギー損失κを計算し、衝突後のTiス
パッタ粒子の方向および速度を計算する(ステップ30
6)。
Next, using the uniform random number e7, the collision parameter at the collision energy E is obtained by b = bmax · e7 (step 305), and the scattering angle よ り is obtained by the scattering angle χ = π · b / bmax. The energy loss κ at the scattering angle χ is calculated from the theory of the central force field in classical mechanics, and the direction and velocity of the Ti sputtered particles after collision are calculated (step 30).
6).

【0012】同時に、衝突半径も、bmaxから平均自
由工程λ0を計算し、ポワソン分布を仮定し、一様乱数
e8を用いて、Tiスパッタ粒子が次の衝突を起こすま
での距離 dL=λ0・Vrel・|1n(e8)| を計算する(ステップ307)。
At the same time, the collision radius is calculated by calculating the mean free path λ0 from bmax, assuming a Poisson distribution, and using the uniform random number e8, the distance dL = λ0 · Vrel until the Ti sputtered particle causes the next collision. │1n (e8) │ is calculated (step 307).

【0013】これらの計算により、衝突後のTiスパッ
タ粒子の軌道を計算する。
By these calculations, the trajectory of the Ti sputtered particles after the collision is calculated.

【0014】このように、粒子の軌道を、粒子が装置の
側壁またはウェハ上に到達するまでくり返し計算する
(ステップ310)。
Thus, the trajectory of the particles is repeatedly calculated until the particles reach the side wall of the apparatus or the wafer (step 310).

【0015】最後に、Tiスパッタ粒子の軌道をウェハ
上の一定領域で抽出し、その結果を用いてストリングモ
デル等を用いて形状を計算する(ステップ322)。
Finally, the trajectory of the Ti sputtered particles is extracted in a certain area on the wafer, and the shape is calculated using the result by using a string model or the like (step 322).

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のシミュ
レーション技術では、衝突が5〜6回以上起こる高圧領
域で、スパッタ粒子の軌道を計算する際、ターゲットか
ら放出されたスパッタ粒子が衝突によりエネルギーを失
い、平均自由行程が装置の大きさに対して小さくなる
と、ウェハ上で抽出またはトラップされるまで(ステッ
プ308、309の判定参照)、多数の衝突計算を行う
必要がある。
In the above-mentioned conventional simulation technique, when calculating the trajectory of a sputtered particle in a high pressure region where collisions occur 5 or more times, the energy of the sputtered particle emitted from the target is reduced by the collision. If lost and the mean free path becomes small relative to the size of the device, a number of collision calculations will need to be performed until they are extracted or trapped on the wafer (see the determination of steps 308, 309).

【0017】このため、モンテカルロ法で統計的に必要
な約1千万個の粒子の軌道を計算するのに、190MI
PS(Million Insutructions Per Second)の
EWS(エンジニアリングワークステーション)で50
時間程度かかり実用的ではない。
Therefore, to calculate the trajectory of about 10 million particles statistically required by the Monte Carlo method, 190 MI
50 on EWS (Engineering Workstation) of PS (Million Instrutions Per Second)
It takes time and is not practical.

【0018】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、スパッタ装置で
スパッタ粒子の軌道計算に要する時間を短縮することを
シミュレーション方法を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a simulation method for shortening the time required for calculating the trajectory of sputtered particles in a sputtering apparatus. .

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のシミュレーション方法は、コンタクトホー
ルの堆積膜形状等を形成するスパッタ装置のシミュレー
ション方法において、(a)前記スパッタ装置のターゲ
ットからスパッタ粒子を放出するステップ、(b)前記
スパッタ粒子と背景ガスとの衝突を計算するステップ、
(c)前記スパッタ装置内の温度のマクスウェル(Ma
xwell)分布に従う粒子の平均エネルギーと、前記
スパッタ粒子のエネルギーと、を比較し、前記スパッタ
粒子のエネルギーの方が小さい場合には、見込角を用い
てウェハ上の抽出領域での抽出の有無を判定するステッ
プ、(d)抽出した前記スパッタ粒子の軌道の角度分布
から堆積膜形状を計算するステップ、を含むことを特徴
とする。
In order to achieve the above object, a simulation method according to the present invention is directed to a method for simulating a sputtering apparatus for forming a deposited film shape of a contact hole. Emitting particles, (b) calculating collisions between the sputtered particles and a background gas,
(C) Maxwell (Ma) at the temperature in the sputtering apparatus
xwell) The average energy of the particles according to the distribution and the energy of the sputtered particles are compared. If the energy of the sputtered particles is smaller, the presence or absence of extraction in the extraction area on the wafer is determined using the expected angle. A determining step; and (d) calculating a deposited film shape from the angular distribution of the trajectories of the extracted sputtered particles.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明のシミュレーション方法は、(a)
〜(b)のステップを含む。
Embodiments of the present invention will be described below. The simulation method of the present invention comprises the steps of (a)
To (b).

【0021】(a)コンタクトホールの堆積膜形状を形
成するスパッタ装置のシミュレーションにおいて、スパ
ッタ装置のターゲットからスパッタ粒子を放出する。
(A) In a simulation of a sputtering apparatus for forming a deposited film shape of a contact hole, sputter particles are emitted from a target of the sputtering apparatus.

【0022】(b)スパッタ粒子と背景ガスとの衝突を
計算する。
(B) Calculate the collision between the sputtered particles and the background gas.

【0023】(c)スパッタ装置内の温度のMaxwe
ll分布に従う粒子の平均エネルギーと前記スパッタ粒
子のエネルギーを比較し、スパッタ粒子のエネルギーの
方がが小さい場合に、見込角からウェハ上の抽出領域で
の抽出の有無を判定する。
(C) Maxwe of the temperature in the sputtering apparatus
The average energy of the particles according to the 11 distribution and the energy of the sputtered particles are compared, and if the energy of the sputtered particles is smaller, the presence or absence of extraction in the extraction area on the wafer is determined from the expected angle.

【0024】(d)抽出したスパッタ粒子の軌道の角度
分布から堆積膜形状を計算する。
(D) The shape of the deposited film is calculated from the angular distribution of the orbits of the extracted sputtered particles.

【0025】上記のように構成されてなる本発明の実施
の形態においては、Maxwell分布に従う背景ガス
粒子と同程度のエネルギー以下になったスパッタ粒子に
ついて、見込角からウェハ上の抽出領域での抽出の有無
を判定するようにしたものである。
In the embodiment of the present invention configured as described above, the sputtered particles having the same energy or less as the background gas particles according to the Maxwell distribution are extracted from the expected angle in the extraction region on the wafer. Is determined.

【0026】すなわち、本発明の実施の形態において
は、平均自由行程が、装置の大きさに較べ小さいスパッ
タ粒子の衝突計算を省略できるため、軌道計算を短時間
で行える。なお、上記各ステップの処理は、好ましくは
プログラムで実装され、後述するようにEWS(エンジ
ニアリングワークステーション)等の情報処理装置にお
いてプログラムを実行することにより実現される。
That is, in the embodiment of the present invention, calculation of collision of sputtered particles whose mean free path is smaller than the size of the apparatus can be omitted, so that orbit calculation can be performed in a short time. The processing in each of the above steps is preferably implemented by a program, and is realized by executing the program in an information processing device such as an EWS (Engineering Workstation) as described later.

【0027】[0027]

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0028】図1は、本発明の一実施例のスパッタ装置
シミュレーション方法の概略を説明するためのフローチ
ャートである。
FIG. 1 is a flowchart for explaining the outline of a sputtering apparatus simulation method according to one embodiment of the present invention.

【0029】本実施例では、例えば、モンテカルロ法を
用いてスパッタ粒子の軌道を次のような手順で計算す
る。
In this embodiment, for example, the trajectory of the sputtered particles is calculated by the following procedure using the Monte Carlo method.

【0030】まず、Tiターゲット表面より、エロージ
ョン分布に比例した確率で、Tiスパッタ粒子を発生さ
せ(ステップ101)、0〜1の範囲の数字を同じ確率
で返す一様乱数e1、e2を用いて、水平方向の角度Φ
(Φ=2π・e1)、垂直方向の角度θ{θ=acos
((e2)1/2)}を求め、さらに放出エネルギーEeお
よびTiスパッタ粒子の速度Vs=(2Ee/m)1/
2をTompson分布に従うように一、様乱数e3、
e4を用いて棄却法で決める。なお、ここで、一様乱数
とは0〜1の範囲の数字を同じ確率で返す乱数とする。
First, Ti sputtered particles are generated from the Ti target surface with a probability proportional to the erosion distribution (step 101), and uniform random numbers e1 and e2 which return numbers in the range of 0 to 1 with the same probability are used. , Horizontal angle Φ
(Φ = 2π · e1), vertical angle θ {θ = acos
((e2) 1/2)}, the emission energy Ee and the velocity Vs of the Ti sputtered particles Vs = (2Ee / m) 1 /
2 according to the Thompson distribution, one random random number e3,
Determined by the rejection method using e4. Here, the uniform random number is a random number that returns a number in the range of 0 to 1 with the same probability.

【0031】また、装置ガス温度のMaxwell分布
に従うAr背景ガス粒子を発生する(ステップ10
2)。すなわち装置ガス温度のMaxwell分布に従
うAr背景ガス粒子の速度Vgを一様乱数e5、e6を
用いてBox−Muller法により、
Further, Ar background gas particles are generated according to the Maxwell distribution of the device gas temperature (step 10).
2). That is, the velocity Vg of the Ar background gas particles according to the Maxwell distribution of the device gas temperature is determined by the Box-Muller method using uniform random numbers e5 and e6.

【0032】[0032]

【数2】 (Equation 2)

【0033】と求め、Tiスパッタ粒子とAr背景ガス
粒子の相対速度Vrel=Vs−Vgをベアリング計算
より求める。ここで、Vg′は、Box−Muller
法の性質上同時に求まる値なので、次のAr背景ガス粒
子の速度計算に用いる。
Then, the relative velocity Vrel = Vs−Vg between the Ti sputtered particles and the Ar background gas particles is obtained from the bearing calculation. Here, Vg ′ is Box-Muller
Since it is a value determined simultaneously due to the nature of the method, it is used in the next calculation of the velocity of Ar background gas particles.

【0034】この相対速度Vrelより、衝突エネルギ
ーEを求める(ステップ103)。
The collision energy E is determined from the relative speed Vrel (step 103).

【0035】また、Ti−Ar間にLenard−Jo
nes2体ポテンシャルを仮定し、古典力学の中心力場
の計算より、各衝突エネルギーEにおいて、重心からみ
た衝突前後の進行方向のなす散乱角χと衝突パラメータ
bとの関係を求め、さらにχとbの線形性を仮定し衝突
半径bmaxを求めテーブル化する(ステップ10
4)。
Also, Leard-Jo between Ti-Ar
Assuming a two-body potential, a calculation of the central force field in classical mechanics was performed to find the relationship between the scattering angle の between the traveling direction before and after the collision as viewed from the center of gravity and the collision parameter b at each collision energy E. The collision radius bmax is calculated assuming the linearity of
4).

【0036】このテーブル120はモンテカルロ計算の
前に一度だけ作っておき、モンテカルロ法でスパッタ粒
子と背景ガスの衝突を計算する毎に参照する。
This table 120 is created only once before the Monte Carlo calculation, and is referred every time the collision between the sputtered particles and the background gas is calculated by the Monte Carlo method.

【0037】次に、一様乱数e7を用いて、衝突エネル
ギーEでの衝突パラメータbを、 b=bmax・e7 により求め(ステップ105)、 散乱角χ=π・b/bmax より散乱角χを求め、古典力学の中心力場の理論より散
乱角χでのエネルギー損失κを計算し(ステップ10
6)、衝突後のTiスパッタ粒子の速度を計算する。
Next, using the uniform random number e7, the collision parameter b at the collision energy E is determined by b = bmax · e7 (step 105). The scattering angle χ is calculated from the scattering angle χ = π · b / bmax. The energy loss κ at the scattering angle χ is calculated from the central force field theory of classical mechanics (step 10).
6) Calculate the velocity of the Ti sputtered particles after collision.

【0038】このとき、Tiスパッタ粒子の速度より、
衝突後のスパッタ粒子のエネルギーEaftを計算し(ス
テップ107)、装置ガス温度のMaxwell分布に
従うAr背景ガス粒子の平均エネルギーEgas(=kT/
4π)と比較する(ステップ108)。
At this time, from the speed of the Ti sputtered particles,
The energy Eaft of the sputtered particles after collision is calculated (step 107), and the average energy Egas of Ar background gas particles according to the Maxwell distribution of the device gas temperature (= kT /
4π) (step 108).

【0039】Tiスパッタ粒子の衝突後のエネルギーE
aftの方がAr背景ガス粒子の平均エネルギーEgasより
も小さいときは、次のようにして、ウェハ上でTiスパ
ッタ粒子が抽出されるかどうかを判定する(ステップ1
12、113)。
Energy E after collision of sputtered Ti particles
If aft is smaller than the average energy Egas of the Ar background gas particles, it is determined whether or not Ti sputtered particles are extracted on the wafer as follows (step 1).
12, 113).

【0040】まず、図2に示すように、Tiスパッタ粒
子の衝突点1を起点とし、一様乱数e8、e9を用い
て、水平方向の角度Φ′(Φ′=2π・e8)、垂直方
向の角度θ′(θ′=π・e9)をきめ、抽出判定のた
めの軌道3を発生させる。
First, as shown in FIG. 2, starting from the collision point 1 of the Ti sputtered particle and using uniform random numbers e8 and e9, a horizontal angle Φ ′ (Φ ′ = 2π · e8) and a vertical angle Φ ′ are obtained. (Θ ′ = π · e9), and a trajectory 3 for extraction determination is generated.

【0041】次に、この抽出判定のための軌道3のウェ
ハ上面との交点を計算し、交点がスパッタ粒子の抽出領
域内にある場合には、ウェハ上の抽出領域2で抽出され
ると判定し、衝突後のTiスパッタ粒子の軌道をファイ
ルに記録する。
Next, the intersection of the trajectory 3 with the upper surface of the wafer for the extraction determination is calculated, and if the intersection is within the sputter particle extraction region, it is determined that the extraction is performed in the extraction region 2 on the wafer. Then, the trajectory of the Ti sputtered particles after the collision is recorded in a file.

【0042】交点が抽出領域内にない場合には、Tiス
パッタ粒子の軌道が装置の側壁またはウェハ上にトラッ
プされると判定する。このことにより、衝突点1から抽
出領域2をのぞむ見込角2に比例した割合で、抽出判定
を行う。
If the intersection is not within the extraction region, it is determined that the trajectory of the Ti sputtered particles is trapped on the side wall of the apparatus or on the wafer. As a result, the extraction determination is performed at a rate proportional to the prospective angle 2 looking into the extraction area 2 from the collision point 1.

【0043】一方、Tiスパッタ粒子の衝突後のエネル
ギーEaftの方がEgasよりも大きいときは、衝突半径b
maxから平均自由工程λ0を計算し、ポワソン分布を
仮定し、一様乱数e10を用いて、Tiスパッタ粒子が
次の衝突を起こすまでの距離 dL=λ0・Vrel・|1n(e10)| を計算し(ステップ109)、衝突後のTiスパッタ粒
子の軌道を計算する。さらに、粒子の軌道がウェハ上の
抽出領域で抽出されるか、装置の側壁またはウェハ上に
トラップされるまでくり返し衝突計算を行う。
On the other hand, when the energy Eaft after collision of the Ti sputtered particles is larger than Egas, the collision radius b
The mean free path λ0 is calculated from the max, the Poisson distribution is assumed, and the distance dL = λ0 · Vrel · | 1n (e10) | Then, the trajectory of the Ti sputtered particles after the collision is calculated (step 109). Further, repeated collision calculations are performed until the particle trajectory is extracted in the extraction area on the wafer or trapped on the side wall of the apparatus or on the wafer.

【0044】このようにして、角度分布計算に必要な、
約1千万個程度のスパッタ粒子の軌道を計算し、抽出し
た軌道121を用いてストリングモデル等を用い堆積形
状を計算する(ステップ122)。
In this way, the angle distribution calculation
The trajectory of about 10 million sputtered particles is calculated, and the extracted trajectory 121 is used to calculate the deposition shape using a string model or the like (step 122).

【0045】このときの、モンテカルロ法によるスパッ
タ粒子の軌道計算時間は、エネルギーを失った後の衝突
計算を省略しているので、190MIPSのEWSで約
3時間であり、従来のシミュレーション技術よりも大幅
に低減した実用的な計算時間である。
At this time, the trajectory calculation time of the sputtered particles by the Monte Carlo method is about 3 hours with an EWS of 190 MIPS because the collision calculation after losing energy is omitted, which is much larger than the conventional simulation technology. This is a practical calculation time that has been reduced.

【0046】[0046]

【発明の効果】エネルギーが小さくなったスパッタ粒子
について、以降の衝突計算を行わず、抽出領域に対する
見込角の計算により抽出判定を行っているので、スパッ
タ粒子の軌道計算にかかる計算を、従来の技術の約20
分の1程度の計算時間で行える。
According to the present invention, since the extraction judgment is performed by calculating the expected angle with respect to the extraction region without performing the subsequent collision calculation for the sputtered particles having reduced energy, the calculation related to the calculation of the trajectory of the sputtered particles is performed by the conventional method. About 20 of technology
It can be performed in about one-half the calculation time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のスパッタ装置シミュレーシ
ョン方法の概略を説明するためのフローチャートであ
る。
FIG. 1 is a flowchart illustrating an outline of a sputtering apparatus simulation method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を説明するための図であり、
抽出判定の計算を示す模式図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention;
It is a schematic diagram which shows calculation of extraction determination.

【図3】従来技術のスパッタ装置シミュレーション方法
の概略を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an outline of a conventional sputtering apparatus simulation method.

【符号の説明】 1 衝突点 2 ウェハ上の抽出領域 3 抽出判定のための軌道 4 見込角[Description of Signs] 1 Collision point 2 Extraction area on wafer 3 Trajectory for extraction judgment 4 Estimated angle

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コンタクトホールの堆積膜形状等を形成す
るスパッタ装置のシミュレーション方法において、 (a)前記スパッタ装置のターゲットからスパッタ粒子
を放出するステップ、 (b)前記スパッタ粒子と背景ガスとの衝突を計算する
ステップ、 (c)前記スパッタ装置内の温度のマクスウェル(Ma
xwell)分布に従う粒子の平均エネルギーと、前記
スパッタ粒子のエネルギーと、を比較し、前記スパッタ
粒子のエネルギーが小さい場合には、見込角を用いてウ
ェハ上の抽出領域での抽出の有無を判定するステップ、
および、 (d)抽出した前記スパッタ粒子の軌道の角度分布から
堆積膜形状を計算するステップ、 を含むことを特徴とする、スパッタ装置シミュレーショ
ン方法。
1. A method for simulating a sputter device for forming a deposited film shape or the like of a contact hole, comprising: (a) discharging sputter particles from a target of the sputter device; and (b) collision of the sputter particles with a background gas. (C) Maxwell (Ma) of the temperature in the sputtering apparatus.
xwell) The average energy of the particles according to the distribution and the energy of the sputtered particles are compared, and if the energy of the sputtered particles is small, the presence or absence of extraction in the extraction region on the wafer is determined using the expected angle. Steps,
And (d) calculating the shape of the deposited film from the angular distribution of the orbits of the extracted sputtered particles.
【請求項2】(a)ターゲットからスパッタ粒子を放出
させる処理、 (b)前記スパッタ粒子と背景ガスとの衝突を計算する
処理、 (c)前記スパッタ粒子の衝突後のエネルギーを算出
し、装置内の温度のマクスウェル(Maxwell)分
布に従うガス粒子の平均エネルギーと、前記スパッタ粒
子のエネルギーと、を比較判定し、 前記スパッタ粒子のエネルギーの方が小さい場合には、
衝突点から基板上での抽出領域を見込む見込角を用い
て、前記基板上の抽出領域での抽出の有無を判定する処
理、 (d)一方、前記スパッタ粒子のエネルギーの方が大き
いい場合にはスパッタ粒子が次の衝突を起こすまでの距
離を計算し衝突後のスパッタ粒子の軌道を計算し、粒子
の軌道が前記基板上の抽出領域で抽出されるか、装置の
側壁または前記基板上にトラップされるまでくり返し衝
突計算を行う処理、 (d)抽出した前記スパッタ粒子の軌道の角度分布から
堆積膜形状を計算する処理、 の上記各処理(a)〜(d)を情報処理装置で実行させ
てスパッタ装置のシミュレーションを行うプログラムを
記録した記録媒体。
(A) a process for emitting sputtered particles from a target; (b) a process for calculating the collision between the sputtered particles and a background gas; and (c) an energy after the collision of the sputtered particles is calculated. And comparing the average energy of the gas particles according to the Maxwell distribution of the temperature with the energy of the sputtered particles. If the energy of the sputtered particles is smaller,
A process of judging the presence or absence of extraction in the extraction region on the substrate by using an expected angle in which the extraction region on the substrate is viewed from the collision point; (d) On the other hand, when the energy of the sputtered particles is larger Calculates the distance until the next collision of the sputtered particles, calculates the trajectory of the sputtered particles after the collision, and the trajectory of the particles is extracted in the extraction area on the substrate, or on the side wall of the apparatus or on the substrate. The above-described processes (a) to (d) of the process of repeatedly calculating collision until trapped, and the process of calculating the deposited film shape from the angular distribution of the trajectory of the extracted sputtered particles are executed by the information processing device. A recording medium on which a program for performing a simulation of a sputtering apparatus is recorded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512998B1 (en) 1998-03-26 2003-01-28 Nec Corporation Sputter profile simulation method
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