KR20000072426A - 반도체 기판상의 3차원 구조물에 대한 비구조형 사면체메쉬 생성 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 기판 상에 형성되는 3차원 구조물에 대한 구조 정의 및 3차원 영역에 대한 수치해석 계산 수행을 위한 사면체 메쉬 생성 시스템 및 3차원 구조 정의 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 기술은 다중 영역으로 구성되는 3차원 구조물에 대한 곡면 정의 방법 및 3차원 구조 정의 방법을 제공하여, 다중 영역 3차원 구조물에 대한 비구조형 사면체 메쉬를 생성한다. 본 발명에 따른 비구조형 사면체 메쉬 생성 시스템은 사용자가 최소한의 데이터를 사용하여 3차원 구조 정의 데이터를 입력하도록 하여, 3차원 구조를 정의하는 데이터를 작성하는 데 소요되는 시간과 노력을 단축시킨다. 본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 방법은 3차원 구조물에 대하여 생성하는 사면체 메쉬를 구성하는 사면체들 사이의 연결 구조에 규칙성을 가지고 있는 구조형(structured) 메쉬 생성 방법을 사용하지 않으므로, 복잡한 곡면 구조를 포함하는 임의의 3차원 구조에 대한 메쉬 생성에 있어서도 사면체 메쉬 생성 기능을 제공한다.

Description

반도체 기판상의 3차원 구조물에 대한 비구조형 사면체 메쉬 생성 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF UNSTRUCTURED TETRAHEDRAL MESH GENERATION FOR A 3D OBJECT ON SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}

본 발명은 반도체 기판 상에서 생성 또는 소멸되는 구조물에 대하여 수치해석 계산을 수행하기 위한 메쉬(mesh) 생성 방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 공정을 수행하여 형성되는 반도체 집적회로의 구조를 정의하고 메쉬를 생성하는 시스템에 관한 것이다.

점차 복잡해지는 반도체 집적회로를 설계하고 성능을 검증하는 기능을 수행하는 컴퓨터 모의 실험 프로그램에서는, 보다 정확한 계산 결과를 얻기 위하여 복잡한 반도체 집적회로 구조에 대한 정확한 메쉬 생성 기술이 요구되고 있다. 따라서, 복잡한 집적회로 구조를 생성하기 위하여 육면체 구조를 사용하여 3차원 구조를 정의하면서 육면체를 사면체들로 분할하는 메쉬 생성 방식이 사용되고 있다.

미합중국 특허 제5,517,602호 및 제5,070,469호에 개시되어 있는 3차원 메쉬 생성 기술은 3차원 구조를 작은 육면체 영역들로 분할하고, 각각의 육면체 영역에 대한 사면체 분할 단계를 수행하여 사면체 영역으로 구성되는 3차원 메쉬를 생성하는 방식을 사용하고 있다.

그런데, 전술한 미합중국 특허에 개시되어 있는 메쉬 생성 기술은 육면체 구조를 사용하여 3차원 구조를 정의하면서, 3차원 구조의 표면 영역에 놓이는 육면체에 대하여는 표면 곡면이 육면체를 분할하는 면을 따라서 육면체를 분할하는 방법을 사용한다. 따라서, 다중 영역으로 구성되는 집적회로 구조의 표면 곡면 및 각 영역의 경계면에 대한 곡면에 대한 메쉬를 생성하는 데 있어서 둔각 및 예각을 포함한 삼각형 요소를 많이 생성하게 되어, 수치해석 계산 수행 시에 오차를 유발시킨다는 문제점이 있다.

더욱이, 집적회로 공정을 수행하는 단계에서 복잡하게 진화를 거듭하여 생성된 구조에 대한 표면 영역 및 경계면에 대한 정확한 곡면을 정의하기 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 복잡한 집적회로 구조에 대한 메쉬 생성에 있어서 구조 형상에 대한 육면체 분할 방식을 사용한 메쉬 생성 방법을 사용하지 않고, 그 대신에 표면 영역 및 경계면 영역에 대한 곡면 정의를 통한 비구조형(unstructured) 메쉬 생성 방법의 출현이 절실히 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 반도체 집적회로 구조에 대하여 표면 영역 및 경계면 영역을 정의하여 다중 영역의 집적회로 구조를 정의하여 수치해석 계산을 수행하기 위한 메쉬를 생성하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 제1 목적에 부가하여, 다중 영역의 집적회로 구조의 표면 영역 및 경계면 영역을 분할된 표면 영역으로 정의하여 곡면 및 평면으로 구성되는 임의의 집적회로 구조에 대한 구조 정의 방법을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템의 구성의 일 실시예를 나타낸 도면.

도2는 본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 방법의 작업 흐름도.

도3a는 본 발명에 따른 구조 정의 데이터를 생성하는 방법의 작업 흐름도.

도3b는 본 발명에 따른 3차원 구조 정의 방법의 일 실시예를 나타낸 구성도.

도3c는 본 발명에 따른 3차원 구조 정의 파일의 작성 방법에 대한 일 실시예를 나타낸 구성도.

도4a는 본 발명에 따른 3차원 공간에서 임의의 방향을 향하고 있는 다각형에 대한 삼각형 메쉬 생성 방법의 작업 흐름도이다.

도4b는 도4a의 A 단계로부터 수행하는 본 발명에 따른 3차원 공간에서 임의의 방향을 향하고 있는 다각형에 대한 메쉬 생성 방법의 작업 흐름도.

도4c는 본 발명에 따른 다각형에 대한 곡면 정의 데이터 생성 방법의 일 실시예를 나타낸 구성도.

도4d는 본 발명에 따른 다각형에 대한 평면 메쉬 생성의 일 실시예를 나타낸 구성도.

도4e는 본 발명에 따른 다각형에 대한 곡면 메쉬 생성의 일 실시예를 나타낸 구성도.

도4f는 본 발명에 따른 다면체를 구성하는 표면 다각형에 대한 삼각형 메쉬의 일 실시예를 나타낸 구성도.

도5는 본 발명에 따른 다면체 영역에 대한 사면체 메쉬 생성 방법의 작업 흐름도.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 기판 상에 형성되는 3차원 구조물에 대한 구조 정의 및 3차원 영역에 대한 수치해석 계산 수행을 위한 사면체 메쉬 생성 시스템 및 3차원 구조 정의 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템은 곡면을 포함하는 다중영역 3차원 구조물에 대한 구조 정의 방법, 3차원 구조물에 대한 비구조형(unstructured) 표면 삼각형 메쉬 생성 방법 및 내부 영역에 대한 비구조형 사면체 메쉬 생성 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템은 다중 영역으로 구성되는 3차원 구조물에 대한 곡면 정의 방법 및 3차원 구조 정의 방법을 제공하여, 다중 영역 3차원 구조물에 대한 비구조형 사면체 메쉬를 생성한다. 본 발명에 따른 비구조형 사면체 메쉬 생성 시스템은 사용자가 최소한의 데이터를 사용하여 3차원 구조 정의 데이터를 입력하도록 하여, 3차원 구조를 정의하는 데이터를 작성하는 데 소요되는 시간과 노력을 단축시킨다.

본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템은 3차원 구조 정의 데이터를 아스키(ascii) 파일 형식으로 받아들이는 방법을 사용하여, 사용자가 구조 정의 데이터 파일을 직접 작성하거나, 외부 모듈에서 자동으로 생성할 수 있게 하여, 본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템의 독립성 및 외부 모듈과의 연계성을 향상시킨다.

본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템은 3차원 구조물을 정의하는 데이터와 연계하여 최소한의 데이터를 사용하여 곡면 형상을 정의하는 방법을 사용자에게 제공하여, 복잡한 곡면 형상을 포함하는 3차원 구조물에 대한 구조 정의 데이터를 작성하는 데 소요되는 시간과 노력을 단축시킨다.

본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 방법은 3차원 구조물에 대하여 생성하는 사면체 메쉬를 구성하는 사면체들 사이의 연결 구조에 규칙성을 가지고 있는 구조형(structured) 메쉬 생성 방법을 사용하지 않으므로, 복잡한 곡면 구조를 포함하는 임의의 3차원 구조에 대한 메쉬 생성에 있어서도 사면체 메쉬 생성 기능을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템 및 방법의 양호한 실시예를 첨부 도면 도1 내지 도5를 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도1을 참조하면, 곡면 메쉬 생성, 곡면 생성, 사면체 메쉬 생성 등을 수행하는 사면체 메쉬 생성 시스템(100)이 도시되어 있다. 3차원 메쉬 생성을 위한 구조 정의 파일(110)로부터 3차원 구조를 받아들여 링크드 리스트(linked list) 구조를 사용하여, 노드(node) 리스트, 다각형(polygon) 리스트, 다면체(polyhedron) 리스트로 구성되는 구조 정의 데이터(120)로 저장한다.

3차원 구조물에 대한 메쉬 생성을 수행하기 위하여, 메쉬 생성 관리자(121)는 구조 정의 데이터에 정의된 다면체 및 다각형들에 대하여 삼각형 메쉬 생성기 모듈과 사면체 메쉬 생성기 모듈을 호출하여 순차적인 메쉬 생성 작업 수행을 관리한다.

구조 정의 데이터의 다면체 리스트에 등록되어 있는 다면체들에 대한 메쉬 생성을 수행하기 위하여, 삼각형 메쉬 생성기(130)는 각 다면체를 구성하는 다각형에 대한 삼각형 메쉬 생성을 수행한다.

구조 정의 데이터에서 다면체를 구성하는 다각형에 대하여 순서대로 정의된 노드들에 대하여, 각 노드와 그 다음 순서의 노드를 연결하는 선분을 생성하여, 전방 선분 리스트(131)에 등록한다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 전방 선분 리스트는 링크드 리스트를 사용하여 생성하고, 전방 선분들을 링크드 리스트에 추가한다.

전방 선분 리스트에 등록된 선분들로 다각형의 경계선이 정의되면, 연결 가능 노드 검색 모듈(132)에서 전방 선분 리스트에 등록되어 있는 각 선분들에 대하여, 다각형의 내부 영역 방향에 놓인 노드들 중에서 전방 선분과 연결하여 삼각형 요소를 생성할 수 있는 노드의 존재를 검색한다.

본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 연결 가능 노드 검색 모듈(132)에서는 전방 선분 리스트에 등록된 선분들을 구성하는 노드들 중에서, 전방 선분을 중심으로 다각형의 내부 영역 방향에 놓인 노드들과 연결하는 삼각형을 생성하는 경우, 삼각형을 구성하는 세 개의 선분이 전방 선분 리스트에 등록되어 있는 선분들과 만나는 교점의 발생 유무를 검사하여, 교점이 발생하지 않는 노드들 중에서 전방 선분의 중점으로부터 가장 가까운 노드를 선택한다.

연결 가능 노드 검색 모듈(132)에서 전방 선분에 대한 연결 가능 노드를 찾지 못한 경우, 노드 생성 모듈(133)이 전방 선분을 중심으로 다각형의 내부 영역 방향에 새로운 노드를 생성한다.

전방 선분과 연결할 노드가 결정된 경우, 삼각형 생성 모듈(134)이 전방 선분과 연결할 노드와 전방 선분을 구성하는 두?? 개의 노드로 구성되는 삼각형 요소를 생성하고, 삼각형을 구성하는 선분들 중에서 전방 선분 리스트에 등록되어 있는 선분은 전방 선분 리스트에서 제거하고, 전방 선분 리스트에 등록되어 있지 않은 선분은 전방 선분 리스트에 추가로 등록한다.

구조 정의 데이터(120)에 다각형에 대한 곡면 정의 파일(140)이 지정되어 있는 경우, 곡면 생성기(150)를 실행하여 다각형에 대한 곡면을 생성한다. 곡면 생성기가 실행되면, 지정된 곡면 정의 파일로부터 곡면 정의 점들의 좌표를 읽어들여 링크드 리스트로 구성되는 곡면 정의 점 리스트(152)에 등록한다.

곡면 생성 모듈(152)은 곡면 정의 점 리스트의 좌표를 사용하여 곡면 정의 점들을 지나는 곡면을 생성하고, 격자 구조의 격자 점들의 좌표로 구성되는 곡면 데이터(153)를 생성한다.

곡면 데이터가 생성되면, 곡면 메쉬 형성 모듈(135)은 다각형에 대한 삼각형 메쉬를 구성하는 노드들의 좌표를 곡면 상의 위치로 이동한다.

다면체를 구성하는 다각형들에 대한 삼각형 메쉬 생성이 끝나면, 사면체 메쉬 생성기(160)를 실행하여 다면체 내부 영역에 대한 사면체 메쉬 생성을 수행한다. 다면체를 구성하는 다각형들을 구성하는 모든 삼각형들을 링크드 리스트로 구성되는 전방 삼각형 리스트(161)에 등록한다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다면체의 경계면 다각형을 구성하는 삼각형들을 전방 삼각형 리스트에 등록한다.

전방 삼각형 리스트에 등록된 삼각형들로 다면체의 경계면이 정의되면, 연결 가능 노드 검색 모듈(162)에서 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있는 각 삼각형들에 대하여, 다면체의 내부 영역 방향에 놓인 노드들 중에서 전방 삼각형과 연결하여 사면체를 생성할 수 있는 노드의 존재를 검색한다.

본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 연결 가능 노드 검색 모듈(162)에서는 전방 삼각형 리스트에 등록된 삼각형들을 구성하는 노드들 중에서, 전방 삼각형을 중심으로 다면체의 내부 영역 방향에 놓인 노드들과 연결하는 사면체를 생성하는 경우, 사면체를 구성하는 네 개의 삼각형 면이 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있는 전방 삼각형들과 만나는 교점의 발생 유무를 검사하여, 교점이 발생하지 않는 노드들 중에서 전방 삼각형의 중점으로부터 가장 가까운 거리에 있는 노드를 선택한다.

연결 가능 노드 검색 모듈(162)에서 전방 삼각형에 대한 연결 가능 노드를 찾지 못한 경우, 노드 생성 모듈(163)이 전방 삼각형을 중심으로 다면체의 내부 영역 방향에 새로운 노드를 생성한다.

전방 선분과 연결할 노드가 결정된 경우, 사면체 생성 모듈(164)이 전방 삼각형과 연결할 노드와 전방 삼각형을 구성하는 세 개의 노드로 구성되는 사면체 요소를 생성하고, 사면체를 구성하는 삼각형들 중에서 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있는 삼각형은 전방 삼각형 리스트에서 제거하고, 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있지 않은 삼각형은 전방 삼각형 리스트에 추가로 등록한다.

3차원 메쉬를 저장하기 위한 메쉬 데이터 구조(170)는 메쉬 생성 시스템(100)을 구성하는 모든 모듈에서 사용할 수 있으며, 노드 리스트, 선분 리스트, 삼각형 리스트, 사면체 리스트 등으로 구성된다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 메쉬 데이터 구조(170)는 환상형 이중 링크드 리스트(circular doubly linked list) 구조를 사용하여 생성되고 관리하는 노드 리스트, 선분 리스트, 삼각형 리스트, 사면체 리스트 등으로 구성될 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 사면체 메쉬 생성 방법을 나타낸 작업 흐름도이다. 도2를 참조하면, 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성을 위한 3차원 구조 정의 데이터를 생성하여 사면체 메쉬를 생성하기 위한 입력 데이터로 지정하고, 구조 정의 데이터에서 정의하는 노드(node), 다각형(polygon), 다면체(polyhedron) 데이터를 컴퓨터 메모리에 저장한다(S210).

본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 3차원 구조 정의 데이터는 아스키(ascii) 파일로 작성된 데이터 파일을 작성하여 사면체 메쉬 생성기 실행 명령 시에 파일 이름을 지정하고, 노드의 좌표 데이터, 노드 밀도 분포 데이터를 포함하는 노드 데이터를 생성하고 노드 링크드 리스트(linked list)에 등록한다. 또한, 다각형 데이터를 생성하기 위하여 각 다각형에 대하여 기준이 되는 다면체의 번호, 다각형을 구성하는 노드들의 목록을 저장할 노드 링크드 리스트, 다각형 내부에 포함된 다각형 목록을 저장할 내부 다각형 링크드 리스트, 다각형 내부 영역에 생성될 삼각형 요소의 목록을 저장할 삼각형 링크드 리스트를 생성하고, 다각형 링크드 리스트에 등록한다. 또한, 다면체 데이터를 생성하기 위하여, 다면체의 번호, 다면체를 구성하는 물질 정보, 다면체 내부 영역에 포함된 다면체의 목록을 저장할 내부 다면체 링크드 리스트, 다면체를 구성하는 다각형 목록을 저장할 다각형 링크드 리스트를 생성하고, 다면체 링크드 리스트에 등록한다.

이어서, 다면체 링크드 리스트에 등록되어 있는 다면체 중에서 메쉬 생성이 수행되지 않은 사면체를 선택한다(S220). 본 발명의 양호한 실시예로서, 다면체 링크드 리스트의 헤더(header) 포인터가 가리키고 있는 다면체 데이터로부터 순서대로 메쉬 생성 작업을 수행할 사면체 데이터를 선택한다.

이어서, 선택된 다면체를 구성하는 다각형 링크드 리스트에 등록되어 있는 다각형 중에서 삼각형 메쉬 생성이 수행되지 않은 다각형을 선택하여 다각형 내부 영역에 대한 삼각형 메쉬 생성을 수행한다(S230). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형 링크드 리스트의 헤더 포인터가 가리키고 있는 다각형 데이터로부터 순서대로 검사하면서, 삼각형 메쉬 생성이 이루어지지 않은 다각형에 대하여 삼각형 메쉬 생성 작업을 수행한다.

이어서, 다각형 링크드 리스트에 삼각형 메쉬가 생성되지 않은 다각형이 존재하는 경우, 단계 S230로부터 다시 수행한다(S240). 다각형 링크드 리스트에 삼각형 메쉬가 생성되지 않은 다각형이 존재하지 않는 경우, 다각형 링크드 리스트에 등록되어 있는 모든 다각형을 연결하여 다면체의 경계면 메쉬를 정의한다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다면체의 경계면을 구성하는 삼각형 메쉬를 정의하기 위하여, 다각형 링크드 리스트에 등록되어 있는 각 다각형들에 대응하여 저장되어 있는 삼각형 링크드 리스트들을 하나의 링크드 리스트로 연결하여 다면체의 경계면을 구성하는 삼각형 링크드 리스트를 생성한다.

이어서, 다면체의 경계면을 구성하는 삼각형 링크드 리스트를 초기 전방 삼각형 리스트로 사용하여, 다면체의 내부 영역으로 사면체 메쉬를 생성한다(S260). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다면체의 경계면 메쉬를 구성하고 있는 초기 전방 삼각형 리스트로부터 다면체의 내부 영역 방향으로 사면체를 생성해 들어가는 방법으로 사면체 메쉬 생성 작업을 수행한다.

이어서, 다면체 링크드 리스트에 등록되어 있는 다면체 중에서 사면체 메쉬 생성이 이루어지지 않은 다면체가 존재하는 경우, 단계 S220으로부터 다시 수행한다(S270).

도3a는 본 발명에 따른 구조 정의 데이터를 생성하는 방법을 나타낸 작업 흐름도이다. 도3a를 참조하면, 3차원 구조 정의 데이터를 작성하기 위한 새로운 파일을 생성한다(S301). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 3차원 구조 정의 데이터는 아스키(ascii) 형식의 파일로 생성한다.

이어서, 3차원 구조 정의 파일에 정의하고자 하는 각 노드에 대한 노드 생성 명령어, 노드의 좌표, 노드 밀도 값으로 구성되는 노드 생성 정보를 작성한다(S302). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 노드 생성 정보는 각 노드에 대하여, 노드 생성 명령어인 NODE, 노드의 X축 좌표, Y축 좌표, Z축 좌표, 노드 위치에서 사용자가 지정하는 노드 밀도 분포 값으로 구성된다.

이어서, 생성하고자 하는 각 다각형에 대한 다각형 생성 명령어, 다각형 위치의 기준이 되는 다면체 정보, 다각형의 수직 방향 벡터 성분 값, 다각형을 구성하는 노드들의 번호를 작성한다(S303). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형 생성 정보는 각 다각형에 대하여, 다각형 생성 명령어인 POLYGON, 다각형을 정의하는 기준이 되는 다면체 번호, 다각형을 중심으로 기준이 되는 다면체의 외부 영역에서 내부 영역 방향을 향하여 다각형의 수직 벡터의 X축 성분 값, Y축 성분 값, Z축 성분 값, 다각형의 내부 영역에 포함되어 있는 다각형의 개수, 다각형을 구성하는 노드의 개수, 기준이 되는 다면체의 외부 영역에서 내부 영역 방향으로 다각형을 보았을 때 시계 방향 순서로 다각형을 구성하는 노드들의 번호, 다각형의 내부 영역에 포함된 다각형을 구성하는 노드의 개수, 기준이 되는 다면체의 외부 영역에서 내부 영역 방향으로 다각형을 보았을 때 반시계 방향 순서로 내부 영역에 포함된 다각형을 구성하는 노드들의 번호를 작성하고, 다각형을 곡면으로 정의하고자 하는 경우 곡면 정의 파일 이름을 작성한다.

이어서, 각 다각형을 곡면으로 정의하는 경우, 곡면 상에 놓인 점들의 좌표로 구성되는 곡면 정의 파일을 생성한다(S304). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형 영역을 곡면으로 정의하고자 하는 경우, 곡면 상에 위치하는 임의의 점들의 X축 좌표, Y축 좌표, Z축 좌표를 아스키 파일에 작성하고 구조 정의 파일의 다각형 정의 명령에 지정된 파일 이름으로 저장한다.

이어서, 생성하고자 하는 각 다면체에 대한 다면체 생성 명령어, 다면체 번호, 다면체 구성 물질 정보, 다면체를 구성하는 다각형들의 번호를 작성한다(S305). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다면체 생성 정보는 각 다면체에 대하여, 다면체 생성 명령어인 POLYHEDRON, 다면체의 번호, 다면체를 구성하는 물질 이름 또는 번호, 다면체의 내부 영역에 포함된 다면체의 개수, 다면체의 경계면을 구성하는 다각형의 개수, 다면체의 경계면을 구성하는 다각형들의 번호, 내부 영역에 포함된 다면체를 구성하는 다각형의 개수, 내부 영역에 포함된 다면체를 구성하는 다각형들의 번호를 작성한다.

노드, 다각형, 다면체들을 정의하는 방법으로 생성된 3차원 구조 정의 데이터를 아스키 형식의 파일로 저장한다(S306).

도3b는 본 발명에 따른 3차원 구조 정의 방법의 일 실시예를 나타낸 구성도이다. 도3b를 참조하면, 3차원 구조물을 다면체 구조로 정의하기 위하여, 다면체를 구성하는 꼭지점을 나타내는 노드 N1 내지 N16이 도시되어 있다.

다면체의 표면 영역은 노드 N1, N2, N3, N4, N12, N11, N10, N9로 구성되는 다각형과, 노드 N1, N4, N8, N5로 구성되는 다각형과, 노드 N4, N3, N7, N8로 구성되는 다각형과, 노드 N3, N2, N6, N7로 구성되는 다각형과, N2, N1, N5, N6으로 구성되는 다각형과, 노드 N5, N8, N7, N6로 구성되는 다각형과, 노드 N12, N9, N13, N16으로 구성되는 다각형과, 노드 N11, N12, N16, N15로 구성되는 다각형과, 노드 N10, N11, N15, N14로 구성되는 다각형과, 노드 N14, N15, N16, N13으로 구성되는 다각형으로 구성된다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다면체의 표면 영역을 구성하는 다각형은 사용자가 임의의 표면 영역을 분할하여 정의할 수 있다.

도3c는 도3b에 도시된 3차원 구조 정의 방법에 대하여, 본 발명에 따른 3차원 구조 정의 파일의 작성 방법에 대한 일 실시예를 나타낸 구성도이다. 도3c를 참조하면, 구조 정의 파일의 첫 번째 줄로부터 노드 생성 명령어인 NODE와, 노드의 X축 좌표, Y축 좌표, Z축 좌표와, 노드 밀도 값으로 구성되는 노드 정의 데이터를 한 줄에 하나의 노드에 대한 정보를 작성한다.

이어서, 노드 정의 데이터가 끝난 다음 줄로부터 다각형을 정의하기 위하여, 다각형 생성 명령어 POLYGON과, 기준이 되는 다면체 번호와 다각형의 수직 방향 벡터의 X축 성분 값, Y축 성분 값, Z축 성분 값과 다각형의 내부 영역에 포함되어 있는 다각형의 개수와, 다각형을 구성하는 노드의 개수와, 다각형을 구성하는 노드 번호들과, 내부 영역에 포함된 다각형을 구성하는 노드 개수와, 내부 영역에 포함된 다각형을 구성하는 노드 번호들과 다각형에 대한 곡면 정의 파일의 이름으로 구성되는 다각형 정의 데이터를 한 줄에 하나의 다각형에 대한 정보를 작성한다.

이어서, 다각형 정의 데이터가 끝난 다음 줄로부터 다면체를 정의하기 위하여, 다면체 생성 명령어 POLYHEDRON과, 다면체의 번호, 다면체 영역을 구성하는 물질 이름, 다면체의 내부 영역에 포함된 다면체의 개수, 다면체를 구성하는 다각형의 번호들과, 내부 영역에 포함된 다면체가 있는 경우 내부 영역에 포함된 다면체를 구성하는 다각형의 개수, 내부 영역에 포함된 다면체를 구성하는 다각형의 번호들로 구성되는 다면체 정의 데이터를 한 줄에 하나의 다면체에 대한 정보를 작성한다.

본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 구조 정의 파일에 정의되는 노드들의 번호는 정의 순서에 따라서 1부터 하나씩 증가하면서 정의되고, 다각형의 번호도 정의 순서에 따라서 1부터 하나씩 증가하면서 정의된다.

도4a는 본 발명에 따른 3차원 공간에서 임의의 방향을 향하고 있는 다각형에 대한 삼각형 메쉬 생성 방법을 나타낸 작업 흐름도이다. 도4a를 참조하면, 3차원 공간에 놓인 다각형의 수직 벡터가 +Z축 방향을 향하도록 다각형을 회전 이동한다(S411). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형의 수직 방향 벡터가 ZX-평면에서 +X축 방향과 이루는 각도 A(Y)만큼 Y축을 중심으로 다각형의 수직 방향 벡터 및 다각형을 구성하는 노드의 좌표를 회전 이동하고, 회전 이동된 벡터가 XY-평면에서 +X축 방향과 이루는 각도 A(Z)만큼 Z축을 중심으로 다각형의 수직 방향 벡터 및 다각형을 구성하는 노드의 좌표를 회전 이동한다.

이어서, 다각형을 곡면으로 정의하기 위한 곡면 정의 데이터의 존재를 검사하여(S412), 다각형에 대한 곡면 정의 데이터가 존재하는 경우, 곡면 정의 데이터를 구성하고 있는 곡면 정의 점들의 좌표를 다각형의 회전 이동 각도와 같은 각도만큼 회전 이동하고(S413), 곡면 정의 점들의 좌표를 사용하여 곡면을 생성한다(S414).

본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형 정의 데이터에 곡면을 정의하기 위한 곡면 정의 파일이 지정되어 있는 경우, 곡면 정의 파일에 작성되어 있는 곡면 상의 점들의 좌표를 다각형의 회전 이동 각도와 같이, Y축 방향으로 A(Y)만큼 회전 이동하고, Z축을 중심으로 A(Z)만큼 회전 이동한다.

회전 이동된 곡면 정의 점들의 X축 좌표의 최소값으로부터 최대값까지의 범위와 Y축 좌표의 최소값으로부터 최대값까지의 범위로 이루어지는 직사각형 영역의 범위를 설정하고, 직사각형 영역의 X축 범위 및 Y축 범위를 미소 영역으로 분할하여 생성되는 사각형 격자 구조의 격자점들의 좌표를 저장하는 데이터를 생성하여, 격자점의 X축 좌표 및 Y축 좌표를 저장한다. 곡면 정의 점들의 좌표를 사용하여, 격자 구조의 X축 방향 직선들과 Y축 방향 직선들에 대하여 B-Spline 곡면 함수를 생성하고, 격자점들의 Z축 좌표를 곡면 상의 위치로 이동하여 격자 구조 데이터에 곡면 함수를 저장한다.

이어서, 다각형을 구성하는 노드들이 정의된 순서를 따라서, 각 노드와 그 다음 순서에 놓인 노드를 연결하는 선분을 생성하고, 마지막 순서에 놓인 노드는 첫 번째 노드와 연결하여 선분을 생성한다(S415). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형을 정의하기 위하여 순서대로 저장되어 있는 노드들에 대하여, 각 노드와 그 다음 순서에 놓인 노드를 연결하는 선분 데이터를 생성하고, 생성된 선분을 구성하는 첫 번째 노드와 두 번째 노드 정보 데이터에 다각형 구성 노드의 순서와 같이 저장하고, 다각형을 구성하는 가장 마지막 순서에 놓인 노드는 첫 번째 노드와 연결하는 선분 데이터를 생성한다.

이어서, 다각형의 각 선분에 대하여, 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값으로부터 두 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값까지 변화하는 선분 상의 위치에 노드 생성 위치를 계산한다(S416). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 각 선분에 대하여 선분을 구성하는 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값으로부터 두 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값까지 일정한 크기로 변화하는 노드 간격 값을 구하기 위하여, 노드 밀도 변화율과 선분을 구성하는 두 개의 노드 사이에 생성할 노드 개수를 결정한다.

이어서, 각 선분의 노드 밀도 값의 분포에 따라서 각 선분의 첫 번째 노드로부터 두 번째 노드를 향하여 노드 간격 값의 분포에 따라서 새로운 노드를 생성하고, 생성된 노드를 중심으로 선분을 분할한다(S417). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 각 선분을 구성하는 첫 번째 노드에서부터 노드 밀도 값에 노드 밀도 변화율을 곱한 크기의 거리만큼 떨어진 선분 상의 위치에 새로운 노드를 생성하고, 첫 번째 노드와 새로운 노드가 연결되는 선분과, 새로운 노드와 두 번째 노드가 연결되는 선분으로 분할하고, 새로운 노드로부터 두 번째 노드를 연결하는 선분 상에 새로운 노드를 생성하고 선분을 분할하는 과정을 반복한다.

이어서, 다각형의 경계를 구성하는 분할된 선분들을 링크드 리스트로 구성되는 전방 선분 리스트에 등록한다(S418). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형을 구성하는 분할된 선분들의 목록을 저장하기 위한 전방 선분 리스트인 링크드 리스트를 생성하고, 다각형을 구성하는 선분들이 저장된 순서대로 전방 선분 리스트에 등록한다.

도4b는 도4a의 A 단계로부터 수행하는 본 발명에 따른 3차원 공간에서 임의의 방향을 향하고 있는 다각형에 대한 메쉬 생성 방법을 나타낸 작업 흐름도이다. 도4b를 참조하면, 전방 선분 리스트에 등록되어 있는 첫 번째 전방 선분과 연결 가능한 노드가 존재하는 지를 검사한다(S419).

본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 전방 선분 리스트에 등록되어 있는 첫 번째 전방 선분을 구성하는 두 개의 노드 중에서 하나의 노드를 공유하고 있는 전방 선분과 첫 번째 전방 선분을 이루는 각도가 예각이 되는 선분을 찾고, 그 선분과 연결하여 삼각형을 생성할 때 새롭게 생성되는 선분이 전방 선분 리스트에 등록되어 있는 선분들과 교점이 생기지 않는지를 검사한다.

이어서, 연결 가능한 노드가 존재하는 경우, 연결 가능한 노드와 전방 선분을 연결하는 새로운 삼각형 요소를 생성한다(S420). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 전방 선분과 연결 가능 노드가 존재하는 경우, 삼각형 정보를 저장하기 위한 삼각형 요소 정보 저장 공간을 생성하여 삼각형 링크드 리스트에 등록하고, 전방 선분을 구성하는 두 개의 노드와 연결 가능 노드를 삼각형 구성 노드로 등록한다.

전방 선분과 연결 가능한 노드가 존재하지 않는 경우, 전방 선분으로부터 다각형의 내부 영역 방향에 새로이 노드를 생성하고 연결하여 삼각형 요소를 생성한다(S421). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 전방 선분과 연결 가능한 노드가 존재하지 않는 경우, 선분을 구성하는 두 노드로부터 다각형의 내부 영역 방향으로 선분을 구성하는 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값만큼 떨어진 위치에 새로운 노드를 생성하고, 전방 선분을 구성하는 두 개의 노드와 새로이 생성된 노드를 연결하는 선분을 생성하고, 삼각형 요소를 생성한다.

이어서, 삼각형 요소를 생성하면서 새롭게 생성된 선분을 전방 선분 리스트의 마지막 부분에 추가하고(S422), 생성된 삼각형 요소를 구성하는 선분들 중에서 기존에 존재하고 있던 선분들은 전방 선분 리스트에서 삭제한다(S423). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 삼각형 요소를 생성하면서 삼각형 요소를 구성하는 선분들 중에서 새롭게 생성된 선분은 전방 선분 리스트의 마지막 부분에 추가로 등록하고, 기존에 전방 선분 리스트에 등록되어 있던 선분은 전방 선분 리스트에서 제거하여, 기존의 선분들로부터 삼각형 요소들이 생성되도록 한다.

전방 선분 리스트에 등록된 선분이 남아 있는 경우, 단계 S419로부터 다시 수행한다(S424). 더 이상 전방 리스트에 등록된 전방 선분이 존재하지 않으면, 다각형에 대한 곡면 데이터가 존재하는 지를 검사한다(S425).

다각형에 대한 곡면 데이터가 존재하는 경우, 다각형 영역의 삼각형 메쉬를 구성하는 노드들의 Z축 좌표를 곡면 상으로 이동한다(S426). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형에 대한 곡면 데이터가 존재하는 경우, 곡면 데이터를 저장하고 있는 격자 구조의 X축 및 Y축 좌표 값에 대하여, 다각형 영역의 삼각형 메쉬를 구성하는 노드들이 포함되는 격자 영역을 찾고, 노드가 격자 영역 내에서 놓인 위치에 따라서, 격자 영역을 구성하는 네 점의 Z축 좌표로부터 선형 내삽법을 사용하여 노드의 Z축 좌표를 계산한다.

이어서, 삼각형 메쉬를 구성하는 노드들의 좌표를 다각형 영역이 회전 이동하기 전의 위치로 다시 회전 이동한다(S427). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다각형의 삼각형 메쉬를 구성하는 노드들의 좌표를 다각형이 회전 이동하기 전의 위치로 이동하기 위하여, Z축을 중심으로 -A(Z) 각도만큼 회전 이동하고, Y축을 중심으로 -A(Y) 각도만큼 회전 이동한다.

도4c는 본 발명에 따른 다각형에 대한 곡면 정의 데이터 생성 방법의 일 실시예를 나타낸 구성도이다. 도4c를 참조하면, 다각형(434)을 구성하는 노드 430, 431, 432, 433와 곡면을 정의하기 위한 곡면상의 점들(435)이 도시되어 있다.

3차원 공간에서 노드 430, 431, 432, 433으로 구성되는 다각형(434)을 곡면으로 정의하기 위하여, 정의하고자 하는 곡면 상에 놓인 임의의 점들(435)을 추출하여 곡면을 생성하기 위한 곡면 정의 데이터로 구성한다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 곡면을 정의하기 위한 점들은 다각형의 외부 영역을 포함하여 정의할 수 있다.

도4d는 본 발명에 따른 다각형에 대한 평면 메쉬 생성의 일 실시예를 나타낸 구성도이다. 도4d를 참조하면, 다각형을 정의하는 노드 430 내지 433과 다각형에 대하여 생성된 삼각형 메쉬(440)가 도시되어 있다.

다각형을 구성하는 노드 430과 노드 431을 연결하는 선분과, 노드 431과 노드 432를 연결하는 선분과, 노드 432와 노드 433을 연결하는 선분과, 노드 433과 노드 430을 연결하는 각 선분 상에, 각 선분을 구성하는 두 노드에 정의된 노드 밀도 값에 따라서 노드를 생성하여 선분을 분할하고 다각형의 내부 영역 방향으로 삼각형 요소를 생성하여 평면 다각형에 대한 삼각형 메쉬(440)을 생성한다.

도4e는 본 발명에 따른 다각형에 대한 곡면 메쉬 생성의 일 실시예를 나타낸 구성도이다. 도4e를 참조하면, 곡면 다각형에 대한 삼각형 메쉬(441)가 도시되어 있다.

평면 다각형에 대한 삼각형 메쉬(440)를 구성하는 노드들의 좌표를 곡면 상의 위치로 이동하여 곡면 다각형에 대한 삼각형 메쉬(441)을 생성한다. 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 3차원 공간에서 임의의 방향을 향하고 있는 평면 다각형을 XY-평면 상에 놓이도록 회전이동하여 평면 다각형에 대한 삼각형 메쉬를 생성하고, 삼각형 메쉬를 구성하는 노드들의 Z축 좌표를 곡면 상의 위치로 이동하여 곡면 다각형에 대한 삼각형 메쉬를 생성한다.

도4f는 본 발명에 따른 다면체를 구성하는 표면 다각형에 대한 삼각형 메쉬의 일 실시예를 나타낸 구성도이다. 도4f를 참조하면, 다면체의 표면 영역을 구성하는 다각형들에 대한 삼각형 메쉬(450)가 도시되어 있다.

다면체의 표면 영역을 구성하는 분할된 다각형들에 대하여 평면 메쉬 및 곡면 메쉬를 생성하고, 각 다각형을 구성하는 삼각형 메쉬를 연결하여 다면체의 표면 삼각형 메쉬(450)를 생성한다.

도5는 본 발명에 따른 다면체 영역에 대한 사면체 메쉬 생성 방법을 나타낸 작업 흐름도이다. 도5를 참조하면, 다면체의 경계면 다각형을 구성하는 삼각형 요소들을 전방 삼각형 리스트에 등록한다(S510). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 다면체 영역의 경계면을 구성하는 삼각형 메쉬 요소들을 사면체 메쉬 생성을 위한 초기 전방 구조로 사용하기 위하여, 전방 삼각형 요소들의 목록을 저장하고 관리하는 전방 삼각형 리스트를 링크드 리스트로 구성하고, 다면체의 다각형 면들을 구성하는 삼각형 요소들을 전방 삼각형 리스트에 등록한다.

이어서, 전방 삼각형 리스트의 첫 번째 전방 삼각형과 연결 가능한 노드가 존재하는 지를 검사한다(S520). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 전방 삼각형 리스트의 첫 번?? 삼각형 요소와 연결 가능한 노드의 존재 유무를 검사하기 위하여, 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있는 전방 삼각형 요소들 중에서 첫 번째 삼각형 요소를 구성하는 한 선분을 공유하고, 첫 번째 삼각형 요소와 이루는 각도가 예각이고, 전방 삼각형 요소를 구성하는 세 개의 노드 중에서 첫 번째 삼각형 요소와 공유하고 있지 않는 노드와 첫 번?? 삼각형 요소를 연결하여 사면체를 생성할 때 추가로 생성되는 삼각형 면들이 전방 삼각형들과 만나는 교점이 생기지 않아야 하는 조건들을 모두 만족하는 전방 삼각형 요소를 찾는다.

전방 삼각형 리스트의 첫 번째 전방 삼각형과 연결 가능한 노드가 존재하는 경우, 첫 번째 전방 삼각형을 구성하는 세 개의 노드와 연결 가능한 노드로 구성되는 사면체 요소를 생성한다(S530). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 첫 번째 전방 삼각형을 구성하는 세 개의 노드와 연결 가능한 노드를 연결하는 사면체 요소를 생성하고, 사면체의 각 면을 구성하는 삼각형이 존재하지 않는 경우 새로운 삼각형을 생성하여 사면체를 구성하는 면으로 등록한다.

전방 삼각형 리스트의 첫 번째 전방 삼각형과 연결 가능한 노드가 존재하지 않는 경우, 전방 삼각형으로부터 다면체의 내부 영역 방향에 새로운 노드를 생성하여 사면체 요소를 생성한다(S540). 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, 전방 삼각형과 연결 가능한 노드가 존재하지 않는 경우, 전방 삼각형으로부터 다면체의 내부 영역 방향으로, 전방 삼각형의 세 노드로부터 전방 삼각형의 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값만큼 떨어진 위치에 새로운 노드를 생성하고, 전방 삼각형을 구성하는 세 개의 노드와 새로운 노드로 구성되는 사면체를 생성하고, 사면체의 각 면을 구성하는 삼각형이 존재하지 않는 경우 새로운 삼각형을 생성하여 사면체를 구성하는 면으로 등록한다.

사면체 요소를 생성하면서 새롭게 생성된 삼각형이 있는 경우, 전방 삼각형 리스트의 마지막 부분에 추가로 등록한다(S550). 생성된 사면체를 구성하는 삼각형들 중에서, 이미 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있던 삼각형들은 전방 삼각형 리스트에서 삭제한다(S560).

이어서, 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있는 삼각형 요소가 존재하는 경우, 단계 S520으로부터 다시 수행하고, 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있는 삼각형 요소가 더 이상 존재하지 않는 경우, 다면체에 대한 사면체 생성을 완료한다(S570).

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 반도체 기판 상의 구조물 형상에 대한 사면체 메쉬 생성 시스템 및 사면체 메쉬 생성 시스템의 3차원 구조 정의 방법은 다중 영역으로 구성되는 3차원 구조물에 대한 곡면 정의 방법 및 3차원 구조 정의 방법을 제공하여, 다중 영역 3차원 구조물에 대한 비구조형 사면체 메쉬를 생성할 수 있다.

그 결과, 3차원 구조를 정의하는 데이터 작성 및 복잡한 3차원 구조에 대한 수치해석 계산의 수행을 위한 사면체 메쉬를 생성하는 데 소요되는 시간과 노력을 감소시킬 수 있다.

Claims (23)

1. 반도체 기판 상에 형성되는 3차원 구조물에 대한 수치해석 계산을 수행하기 위하여, 상기 구조물 영역에 대하여 작은 사면체 영역으로 구성되는 메쉬를 생성하는 방법에 있어서,

   상기 구조물을 정의하기 위하여, 노드, 다각형, 다면체 구조를 정의하는 방법으로 구조 정의 데이터를 생성하는 단계;

   상기 다각형 영역이 곡면인 경우, 상기 곡면 상에 놓인 점들의 좌표들로 구성되는 곡면 정의 데이터를 생성하는 단계;

   상기 구조 정의 데이터에 정의된 각 다면체에 대하여, 다면체를 구성하는 다각형 링크드 리스트를 생성하는 단계;

   상기 다각형 링크드 리스트에 등록된 다각형에 대하여 삼각형 요소로 구성된 표면 메쉬를 생성하는 단계;

   상기 다각형에 대한 곡면 정의 데이터가 존재하는 경우, 상기 곡면 정의 데이터를 사용하여 곡면을 생성하는 단계;

   상기 다각형을 구성하는 삼각형 메쉬의 노드들을 곡면 상의 위치로 이동시키는 단계; 및

   상기 삼각형 메쉬로 정의되는 다면체 영역에 대하여, 다면체 내부 영역을 사면체 영역으로 분할하여 사면체 메쉬를 생성하는 단계

   를 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
2. 제1항에 있어서, 3차원 구조물을 정의하기 위하여, 노드, 다각형, 다면체 구조를 정의하는 방법으로 구조 정의 데이터를 생성하는 단계는,

   상기 3차원 구조를 정의하기 위하여 3차원 구조물을 하나 또는 다수개의 영역으로 분할하여 다면체로 정의하는 단계;

   상기 다면체 영역의 표면 및 다른 다면체와의 경계면 구조를 다수개의 다각형으로 정의하는 단계; 및

   상기 다각형들의 꼭지점에 대응하는 노드를 정의하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 3차원 구조를 정의하기 위하여 3차원 구조물을 하나 또는 다수개의 영역으로 분할하여 다면체로 정의하는 단계는,

   상기 다면체의 이름 또는 번호를 정의하는 단계;

   상기 다면체를 구성하는 물질 정보를 정의하는 단계;

   상기 다면체의 내부 영역에 포함된 다면체의 개수를 정의하는 단계;

   상기 다면체를 구성하는 다각형의 목록을 정의하는 단계; 및

   상기 다면체의 내부 영역에 포함된 다면체를 구성하는 다각형의 목록을 정의하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 다면체 영역의 표면 및 다른 다면체와의 경계면 구조를 다수개의 다각형으로 정의하는 단계는,

   상기 다각형의 정의하는데 기준이 되는 다면체의 이름 또는 번호를 정의하는 단계;

   상기 다각형의 수직 벡터 성분을 상기 기준이 되는 다면체의 외부 영역으로부터 내부 영역을 향하는 방향으로 정의하는 단계;

   상기 다각형의 내부 영역에 포함된 다각형의 개수를 정의하는 단계;

   상기 다각형에 대하여, 상기 다면체의 외부 영역에서 내부 영역 방향으로 보았을 때, 시계 방향 순서로 상기 다각형을 구성하는 꼭지점들에 대응하는 노드들의 번호를 정의하는 단계;

   상기 내부 영역에 포함된 다각형에 대하여, 상기 다면체의 외부 영역에서 내부 영역 방향으로 보았을 때, 반시계 방향 순서로 상기 다각형을 구성하는 꼭지점들에 대응하는 노드들의 번호를 정의하는 단계; 및

   상기 다각형 영역을 곡면으로 정의하는 곡면 정의 데이터 파일의 이름을 정의하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 다각형들의 꼭지점에 대응하는 노드를 정의하는 단계는,

   상기 3차원 구조를 구성하고 있는 다각형의 꼭지점에 대응하는 노드들의 좌표를 정의하는 단계; 및

   상기 노드에서 노드 밀도 분포 값을 정의하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 다각형 영역이 곡면인 경우, 상기 곡면 상에 놓인 점들의 좌표들로 구성되는 곡면 정의 데이터를 생성하는 단계는,

   상기 유한한 영역을 가진 곡면 상의 임의의 위치에 해당하는 점의 3차원 좌표를 추출하는 단계; 및

   상기 추출된 점들의 좌표를 파일로 저장하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 구조 정의 데이터에 정의된 각 다면체에 대하여, 다면체를 구성하는 다각형 링크드 리스트를 생성하는 단계는,

   상기 각 다면체에 대하여, 다면체를 구성하는 다각형 정보들을 링크드 리스트(linked list) 구조로 컴퓨터 메모리에 저장하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 다각형 링크드 리스트에 등록된 다각형에 대하여 삼각형 요소로 구성된 표면 메쉬를 생성하는 단계는,

   상기 다각형 정의 데이터에 저장되어 있는 수직 벡터 방향이 Z축의 양의 방향을 향하도록 상기 다각형을 회전 이동하는 단계;

   상기 다각형의 곡면 정의 데이터가 존재하면, 상기 곡면 정의 데이터의 좌표를 상기 다각형의 회전 이동 각도와 같은 값으로 회전 이동하는 단계;

   상기 다각형을 구성하는 노드들에 대하여 그 다음 순서에 놓인 노드와 연결하는 선분 데이터를 생성하는 단계;

   상기 각 선분을 구성하는 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값으로부터 두 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값까지 변화하는 노드 간격으로 상기 선분 상에 새로운 노드를 생성하면서 선분을 분할하는 단계;

   상기 각 선분을 분할하면서 생성된 선분들을 링크드 리스트로 구성하여 전방 링크드 리스트에 전방 선분으로 등록하는 단계;

   상기 전방 링크드 리스트의 첫 번째 전방 선분과 한 노드를 공유하고 있는 인접한 선분들 중에서 상기 전방 선분과 이루는 각도가 예각이며, 상기 전방 선분과 연결하여 삼각형 요소를 생성할 때, 다른 전방 선분들과 겹쳐지는 선분이 생기지 않는 조건을 만족하는 연결 가능 선분을 찾는 단계;

   상기 연결 가능 선분이 존재하면, 상기 전방 링크드 리스트의 첫 번째 전방 선분과 상기 연결 가능 선분이 공유하고 있지 않은 노드들을 연결하는 선분을 생성하고 삼각형 요소를 생성하는 단계;

   상기 연결 가능 선분이 존재하지 않으면, 상기 전방 링크드 리스트의 첫 번째 전방 선분을 중심으로 상기 다각형의 내부 영역 방향에 새로운 노드를 생성하고, 상기 전방 선분을 구성하는 노드와 연결하는 선분을 생성하고, 삼각형 요소를 생성하는 단계;

   상기 삼각형 요소를 구성하는 세 개의 선분 중에서 상기 전방 선분을 포함하여 상기 전방 링크드 리스트에 등록되어 있던 선분들은 전방 링크드 리스트에서 삭제하고, 새롭게 생성된 선분들을 전방 링크드 리스트에 추가하는 단계; 및

   상기 전방 링크드 리스트에 전방 선분이 모두 삭제 될 때까지 상기 연결 가능 선분을 찾는 단계로부터 다시 수행하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 각 선분을 구성하는 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값으로부터 두 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값까지 변화하는 노드 간격으로 상기 선분 상에 새로운 노드를 생성하면서 선분을 분할하는 단계는,

   상기 각 선분을 구성하는 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값의 크기로부터 두 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값의 크기까지 변화시키기 위한 노드 밀도 증감율을 계산하는 단계;

   상기 각 선분의 첫 번째 노드의 노드 밀도 값에 노드 밀도 증감율을 곱한 거리만큼 떨어진 선분상의 위치에 새로운 노드를 생성하고, 선분을 분할하는 단계; 및

   상기 생성되는 선분을 구성하는 두 노드의 순서는 상기 분할되는 큰 선분을 구성하는 두 노드의 순서와 같은 방향으로 설정하는 단계

   를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 연결 가능 선분이 존재하지 않으면, 상기 전방 링크드 리스트의 첫 번째 전방 선분을 중심으로 상기 다각형의 내부 영역 방향에 새로운 노드를 생성하고, 상기 전방 선분을 구성하는 노드와 연결하는 선분을 생성하고, 삼각형 요소를 생성하는 단계는,

    상기 전방 선분의 중심으로부터 상기 다각형의 내부 영역 방향으로 상기 전방 선분의 두 노드로부터 상기 전방 선분의 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값만큼 떨어진 위치에 새로운 노드를 생성하는 단계

    를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 다각형에 대한 곡면 정의 데이터가 존재하는 경우, 상기 곡면 정의 데이터를 사용하여 곡면을 생성하는 단계는,

    상기 곡면 정의 데이터를 구성하는 점들의 X축 좌표의 최소값으로부터 최대값까지의 범위와 Y축 좌표의 최소값으로부터 최대값까지의 범위로 이루어지는 직사각형 영역을 설정하는 단계;

    상기 직사각형 영역의 X축 범위 및 Y축 범위를 미소 영역으로 분할하여 사각형 격자 구조를 생성하고 격자점의 X축 좌표 및 Y축 좌표를 저장하는 단계; 및

    상기 격자 구조를 구성하는 격자 점들의 Z축 좌표를 상기 곡면 정의 데이터를 사용하여 생성한 곡면 함수를 만족하는 값으로 저장하는 단계

    를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 다각형을 구성하는 삼각형 메쉬의 노드들을 곡면 상의 위치로 이동시키는 단계는,

    상기 다각형에 대한 곡면이 존재하면, 상기 다각형의 삼각형 요소를 구성하는 노드들의 Z축 좌표를 상기 곡면 상의 위치로 이동시키는 단계; 및

    상기 다각형의 삼각형 요소를 구성하는 노드들의 좌표를 상기 다각형이 회전 이동하기 전의 위치로 회전 이동하는 단계

    를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 삼각형 메쉬로 정의되는 다면체 영역에 대하여, 다면체 내부 영역을 사면체 영역으로 분할하여 사면체 메쉬를 생성하는 단계는

    상기 다면체의 다각형 면들을 구성하는 삼각형들을 다면체에 대한 사면체 메쉬 생성을 위한 전방 구조로 정의하기 위하여, 전방 링크드 리스트에 상기 삼각형들을 등록하는 단계;

    상기 전방 링크드 리스트의 첫 번째 전방 삼각형과 한 선분을 공유하고 있는 인접한 전방 삼각형들 중에서 상기 전방 삼각형과 이루는 각도가 예각이며, 상기 전방 삼각형과 연결하여 사면체 요소를 생성할 때, 다른 전방 삼각형들과 겹쳐지는 삼각형이 생기지 않는 조건을 만족하는 연결 가능 삼각형을 찾는 단계;

    상기 연결 가능 삼각형이 존재하는 경우, 상기 전방 삼각형과 공유되고 있지 않은 상기 연결 가능 삼각형의 노드와 상기 전방 삼각형을 구성하는 선분을 연결하는 삼각형을 생성하고 사면체 요소를 생성하는 단계;

    상기 연결 가능 삼각형이 존재하지 않는 경우, 상기 전방 링크드 리스트의 첫 번째 전방 삼각형을 중심으로 상기 다면체의 내부 영역 방향에 새로운 노드를 생성하고, 상기 전방 삼각형을 구성하는 선분과 연결하는 삼각형을 생성하고, 사면체 요소를 생성하는 단계;

    상기 사면체 요소를 구성하는 네 개의 삼각형 중에서 상기 전방 링크드 리스트에 등록되어 있던 삼각형들은 전방 링크드 리스트에서 삭제하고, 새롭게 생성된 삼각형들을 전방 링크드 리스트에 추가하는 단계; 및

    상기 전방 링크드 리스트에서 전방 삼각형이 모두 삭제될 때까지, 상기 연결 가능 삼각형을 찾는 단계로부터 다시 수행하는 단계

    를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 연결 가능 삼각형이 존재하지 않는 경우, 상기 전방 링크드 리스트의 첫 번째 전방 삼각형을 중심으로 상기 다면체의 내부 영역 방향에 새로운 노드를 생성하고, 상기 전방 삼각형을 구성하는 선분과 연결하는 삼각형을 생성하고, 사면체 요소를 생성하는 단계는,

    상기 전방 삼각형의 중심으로부터 상기 다면체의 내부 영역 방향으로 상기 전방 삼각형의 세 노드로부터 상기 전방 삼각형의 첫 번째 노드에 지정된 노드 밀도 값만큼 떨어진 위치에 새로운 노드를 생성하는 단계

    를 더 포함하는 3차원 구조물에 대한 사면체 메쉬 생성 방법.
15. 반도체 기판 상에 형성되는 3차원 구조물에 대한 메쉬 생성을 위하여 구조물 형상을 정의하는 구조 정의 파일을 작성하는 방법에 있어서,

    상기 3차원 구조물을 다면체 영역으로 분할하고, 다면체 영역의 표면을 구성하는 다각형들의 꼭지점을 정의하는 노드 정보를 작성하는 단계;

    상기 다면체 영역의 표면 구조를 정의하기 위하여, 상기 다면체의 표면 및 경계면 영역을 다각형으로 정의하는 다각형 정보를 작성하는 단계;

    상기 3차원 구조물을 하나 또는 다수개의 3차원 영역으로 분할하여, 각 분할 영역을 다면체로 정의하는 다면체 정보를 작성하는 단계;

    상기 다각형을 곡면으로 정의하고자 하는 경우, 상기 곡면 상에 놓인 임의의 점들의 좌표를 곡면 정의 파일에 작성하는 단계

    를 포함하는 3차원 구조 정의 파일 생성 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 3차원 구조물을 다면체 영역으로 분할하고, 다면체 영역의 표면을 구성하는 다각형들의 꼭지점을 정의하는 노드 정보를 작성하는 단계는,

    상기 노드 생성 명령어를 작성하는 단계;

    상기 노드의 X축 좌표, Y축 좌표, Z축 좌표를 작성하는 단계; 및

    상기 노드의 위치에서 노드 밀도 값을 작성하는 단계

    를 더 포함하는 3차원 구조 정의 파일 생성 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 다면체 영역의 표면 구조를 정의하기 위하여, 상기 다면체의 표면 및 경계면 영역을 다각형으로 정의하는 다각형 정보를 작성하는 단계는,

    상기 다각형 생성 명령어를 작성하는 단계;

    상기 다각형을 정의하는 기준이 되는 다면체 번호를 작성하는 단계;

    상기 다각형으로부터 상기 기준이 되는 다면체의 외부 영역에서 내부 영역 방향으로 향하는 상기 다각형에 대한 수직 벡터의 X축 성분 값, Y축 성분 값, Z축 성분 값을 작성하는 단계;

    상기 다각형의 내부 영역에 포함되어 있는 다각형의 개수를 작성하는 단계;

    상기 다각형을 구성하는 노드의 개수를 작성하는 단계;

    상기 다면체의 외부 영역에서 내부 영역 방향으로 바라볼 때 시계 방향 순서로 상기 다각형을 구성하는 노드들의 번호를 작성하는 단계;

    상기 다각형을 곡면으로 정의하고자 하는 경우, 다각형 정의 데이터 파일의 이름을 작성하는 단계;

    를 더 포함하는 3차원 구조 정의 파일 생성 방법.
18. 제15항에 있어서, 상기 3차원 구조물을 하나 또는 다수개의 3차원 영역으로 분할하여, 각 분할 영역을 다면체로 정의하는 다면체 정보를 작성하는 단계는,

    상기 다면체 생성 명령어를 작성하는 단계;

    상기 다면체를 구분하기 위한 번호를 작성하는 단계;

    상기 다면체를 구성하는 물질의 이름을 작성하는 단계;

    상기 다면체의 내부 영역에 포함되어 있는 다면체의 개수를 작성하는 단계;

    상기 다면체를 구성하는 다각형의 개수를 작성하는 단계;

    상기 다면체를 구성하는 다각형의 번호들을 작성하는 단계;

    상기 다면체에 포함되어 있는 다면체를 구성하는 다각형의 개수를 작성하는 단계;

    상기 다면체에 포함되어 있는 다면체를 구성하는 다각형의 번호들을 작성하는 단계;

    를 더 포함하는 3차원 구조 정의 파일 생성 방법.
19. 반도체 기판 상에 형성되는 3차원 구조물 영역을 작은 사면체 영역으로 분할하는 사면체 메쉬 생성 시스템에 있어서,

    상기 3차원 구조물에 대한 구조 정의 파일을 읽어들여 메모리에 구조 정의 데이터를 저장하는 구조 정의 데이터 모듈과;

    상기 구조 정의 데이터에 정의된 구조에 대한 메쉬 생성 수행을 위하여 각 프로세스를 호출하는 메쉬 생성 관리자 모듈과;

    상기 메쉬 생성 관리자의 호출에 의하여 다각형 영역에 대한 삼각형 메쉬 생성을 수행하는 삼각형 메쉬 생성기 모듈과;

    상기 다각형 정의 데이터에 상기 다각형 영역을 곡면으로 정의하는 곡면 정의 파일이 지정되어 있는 경우, 곡면 정의 파일을 읽어들여 곡면을 생성하는 곡면 생성기 모듈과;

    상기 메쉬 생성 관리자의 호출에 의하여 다면체 영역에 대한 사면체 메쉬 생성을 수행하는 사면체 메쉬 생성기 모듈과;

    상기 3차원 구조물에 대한 3차원 메쉬 데이터를 저장하는 메쉬 데이터 구조 모듈

    을 포함하는 3차원 메쉬 생성 시스템.
20. 제19항에 있어서, 메쉬 생성 관리자의 호출에 의하여 다각형 영역에 대한 삼각형 메쉬 생성을 수행하는 삼각형 메쉬 생성기 모듈은

    상기 다각형의 경계선을 구성하는 전방 선분을 저장하고 있는 전방 선분 리스트 모듈과;

    상기 전방 선분 리스트에 등록되어 있는 전방 선분으로부터 다각형의 내부 영역 방향으로 연결 가능한 노드의 존재를 검색하는 연결 가능 노드 검색 모듈과;

    상기 연결 가능 노드 검색 모듈에서 연결 가능한 노드를 찾지 못한 경우, 상기 전방 선분을 중심으로 다각형의 내부 영역에 새로운 노드를 생성하는 노드 생성 모듈과;

    상기 연결 가능한 노드 또는 새로이 생성된 노드와 전방 선분을 구성하는 두 개의 노드들로 구성되는 삼각형 요소를 생성하는 삼각형 생성 모듈과;

    상기 다각형에 대한 곡면 데이터가 존재하는 경우, 상기 삼각형 메쉬를 구성하는 노드들을 곡면 상의 위치로 이동시키는 곡면 메쉬 형성 모듈

    을 포함하는 3차원 메쉬 생성 시스템.
21. 제19항에 있어서, 다각형 정의 데이터에 다각형 영역을 곡면으로 정의하는 곡면 정의 파일이 지정되어 있는 경우, 곡면 정의 파일을 읽어들여 곡면을 생성하는 곡면 생성기 모듈은

    상기 곡면 정의 파일에 정의된 곡면 정의 데이터를 읽어들여 배열로 저장하는 곡면 정의 점 리스트 모듈과;

    상기 곡면 정의 점 리스트에 저장된 점들의 좌표를 사용하여 곡면을 생성하는 곡면 생성 모듈과;

    상기 곡면 생성 모듈에서 생성되는 곡면 정보를 저장하는 곡면 데이터 모듈

    을 포함하는 3차원 메쉬 생성 시스템.
22. 제19항에 있어서, 메쉬 생성 관리자의 호출에 의하여 다면체 영역에 대한 사면체 메쉬 생성을 수행하는 사면체 메쉬 생성기 모듈은

    상기 다면체의 경계면을 구성하는 삼각형들을 링크드 리스트로 구성하여 저장하고 관리하는 전방 삼각형 리스트 모듈과;

    상기 전방 삼각형 리스트에 등록되어 있는 전방 삼각형으로부터 다면체의 내부 영역 방향으로 연결 가능한 노드의 존재를 검색하는 연결 가능 노드 검색 모듈과;

    상기 연결 가능 노드 검색 모듈에서 연결 가능한 노드를 찾지 못한 경우, 상기 전방 삼각형을 중심으로 다면체의 내부 영역에 새로운 노드를 생성하는 노드 생성 모듈과;

    상기 연결 가능한 노드 또는 새로이 생성된 노드와 전방 삼각형을 구성하는 세 개의 노드들로 구성되는 사면체 요소를 생성하는 사면체 생성 모듈

    을 포함하는 3차원 메쉬 생성 시스템.
23. 제19항에 있어서, 3차원 구조물에 대한 3차원 메쉬 데이터를 저장하는 메쉬 데이터 구조 모듈은

    상기 3차원 메쉬를 구성하는 노드 정보를 환상형 이중 링크드 리스트로 저장하고 관리하는 노드 리스트와;

    상기 3차원 메쉬를 구성하는 선분 정보를 환상형 이중 링크드 리스트로 저장하고 관리하는 선분 리스트와;

    상기 3차원 메쉬를 구성하는 삼각형 정보를 환상형 이중 링크드 리스트로 저장하고 관리하는 삼각형 리스트와;

    상기 3차원 메쉬를 구성하는 사면체 정보를 환상형 이중 링크드 리스트로 저장하고 관리하는 사면체 리스트

    를 포함하는 3차원 메쉬 생성 시스템.