JP3077755B2 - Sputter shape simulation method and computer readable recording medium recording the program - Google Patents
Sputter shape simulation method and computer readable recording medium recording the programInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンタクトホール
内におけるスパッタ形状のシミュレーション方法に関
し、特に、スパッタ粒子の入射角度、エネルギーに対応
したスパッタ率およびスパッタ角度分布のデータを予め
テーブル化しておき、入射スパッタ粒子の入射角度とエ
ネルギーに対応したスパッタ率およびスパッタ角度を持
つ再スパッタ粒子を、上記テーブルを参照することによ
り発生させてから膜成長の計算をするスパッタ形状シミ
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に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for simulating the shape of a sputter in a contact hole. More particularly, the present invention relates to a method for simulating the data of the sputter rate and the sputter angle distribution corresponding to the incident angle and energy of sputtered particles. A sputter shape simulation method for calculating film growth after generating re-sputtered particles having a sputter rate and a sputter angle corresponding to the incident angle and energy of the sputtered particles by referring to the above table, and recorded a program thereof. The present invention relates to a computer-readable recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体装置の微細化の進展に伴
い、微細なコンタクトホール等の作製に使用されるスパ
ッタ装置の特性を、課題毎の環境条件に対して最適に調
整しておく必要があり、そのために、該スパッタ装置の
特性を予め把握しておくことが不可欠になってきてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of miniaturization of semiconductor devices, it is necessary to optimally adjust the characteristics of a sputtering device used for manufacturing fine contact holes and the like in accordance with environmental conditions for each task. Therefore, it is indispensable to grasp the characteristics of the sputtering apparatus in advance.
【0003】しかしながら、その都度、実際の装置を開
発して実験することは、コストや納期の問題から適切で
はない。そこで、シミュレーションを用いてスパッタ形
状を把握する技術が開発されてきており、かかるシミュ
レーションに関する技術として、従来のスパッタ形状シ
ミュレーション・システムの一例が、1991年に、文
献:Journal of AppliedPhysicsの第7137頁から第7140
頁に掲載されたM. M. IslamRajaによる論文に開示され
ている。[0003] However, it is not appropriate to develop and test an actual device each time due to cost and delivery time issues. Therefore, a technique for grasping a sputter shape using simulation has been developed. As a technique related to such a simulation, an example of a conventional sputter shape simulation system was disclosed in 1991, from page 7137 of the Journal: AppliedPhysics. 7140
It is disclosed in a paper by MM IslamRaja published on the page.
【0004】図7は、従来のスパッタ形状のシミュレー
ション方法の計算過程を示す説明図である。図7に示す
ように、この従来のスパッタ形状のシミュレーション方
法は、モンテカルロ法で計算したスパッタ粒子の軌道か
ら、次のように3次元的にシャドウ判定を行い膜成長を
計算するものである。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a calculation process of a conventional method of simulating a sputter shape. As shown in FIG. 7, this conventional method for simulating the shape of a sputter calculates a film growth by performing three-dimensional shadow determination from the trajectory of sputter particles calculated by the Monte Carlo method as follows.
【0005】1. モンテカルロ法などで発生した軌道が
入射するコンタクト形状形状を構成するメッシュを形状
メッシュ1とする。 2. メッシュ1に対する入射スパッタ粒子の入射角度お
よびエネルギーよりスパッタ率SRを計算し、SR個の
再スパッタ粒子を発生させ、入射個数とスパッタ個数の
差に相当するメッシュの移動量を計算する。 3. 再スパッタ粒子が側面のどの位置に付着するかを、
3次元的な形状を構成する各々メッシュについて、再ス
パッタ粒子と交わるかどうかの3次元的なシャドウ判定
を行う。 4. シャドウが起こる(付着する)形状メッシュを形状
メッシュ2とし、スパッタ粒子1個分の移動量を加算す
る。 5. 1〜4の手順を全てのスパッタ粒子、全ての形状メ
ッシュについて行い、次のタイムステップでの形状を計
算する。[0005] 1. A mesh forming a contact shape on which an orbit generated by the Monte Carlo method or the like is incident is referred to as a shape mesh 1. 2. The sputtering rate SR is calculated from the incident angle and energy of the incident sputtered particles with respect to the mesh 1, SR re-sputtered particles are generated, and the movement amount of the mesh corresponding to the difference between the incident number and the sputtered number is calculated. 3. Determine where on the side the resputtered particles will adhere
For each mesh constituting the three-dimensional shape, a three-dimensional shadow determination as to whether or not it intersects the re-sputtered particles is performed. 4. The shape mesh in which shadow occurs (adheres) is defined as shape mesh 2, and the movement amount of one sputtered particle is added. 5. Perform steps 1 to 4 for all sputtered particles and all shape meshes, and calculate the shape at the next time step.
【0006】なお、この分野に係る過去の代表的な特許
出願としては、まず、特開平6−280010号公報に
は、複数の電子の軌道をベクトル計算で計算することに
より、形状が複雑なマグネトロンスパッタリング装置の
ターゲットエロージョン分布のシミュレーション解析時
間を短縮する技術が開示されている。As a past representative patent application relating to this field, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-280010 discloses a magnetron having a complicated shape by calculating the orbits of a plurality of electrons by vector calculation. A technique for shortening a simulation analysis time of a target erosion distribution of a sputtering apparatus is disclosed.
【0007】また、特開平8−274084号公報に
は、半導体基板上の絶縁膜のスルーホールの埋め込み工
程におけるスパッタ粒子と周囲の気体との衝突現象のシ
ミュレーションに際し、該現象をモデル化し、上記半導
体基板上のスルーホール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スパッタ粒子の軌道を逆計
算し、かつ該軌道の発生確率を求める技術が開示されて
いる。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-274084 discloses a simulation of a collision phenomenon between sputtered particles and surrounding gas in a step of filling a through hole in an insulating film on a semiconductor substrate. A technique is disclosed in which a trajectory of a sputtered particle from a predetermined position of a through hole on a substrate as a starting point to a target of a sputtering apparatus is inversely calculated, and an occurrence probability of the trajectory is obtained.
【0008】さらに、特開平9−25572号公報に
は、スルーホールの埋め込みを行うスパッタ装置の最適
パラメータをシミュレーションで求めるに際し、ターゲ
ットから放出された粒子の軌道を計算し、スルーホール
の埋め込み形状又は膜圧を、上記軌道の発生確率を表す
係数の関数で求め、該係数を上記埋め込み形状又は膜圧
の最適化条件により、線型計画法を用いて求める技術が
開示されている。Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-25572 discloses that when simulating an optimum parameter of a sputter apparatus for embedding a through hole, the trajectory of particles emitted from a target is calculated, and the shape of the embedding of the through hole or A technique is disclosed in which the film pressure is obtained as a function of a coefficient representing the occurrence probability of the trajectory, and the coefficient is obtained using a linear programming method based on the embedding shape or the optimization condition of the film pressure.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術には、下記の問題点があった。すなわち、再スパッタ
を考慮した膜成長の形状計算に、多大の計算時間を要す
ることであった。However, the above prior art has the following problems. In other words, the calculation of the shape of the film growth taking into account re-sputtering requires a large amount of calculation time.
【0010】その理由は、再スパッタ粒子を含む全ての
スパッタ粒子の軌道に対して、該軌道が、3次元形状と
交わるか否かを判断して、シャドウ判定を行っていたた
めである。[0010] The reason is that shadow determination is performed on the trajectories of all sputtered particles including re-sputtered particles by determining whether or not the trajectories intersect with the three-dimensional shape.
【0011】そこで、本発明の考案に際しては、スパッ
タ粒子の入射角度、エネルギーに対応したスパッタ率お
よびスパッタ角度分布のデータを予め実測してテーブル
形式で記憶しておくことと、入射スパッタ粒子の入射角
度、エネルギーに応じて再スパッタ粒子を発生させ、再
スパッタ粒子による膜成長の計算に際しては、再スパッ
タ粒子による膜成長が軸対称となることを仮定し、形状
切断面上のみで膜形状計算のデータ処理を行うことによ
り、シミュレーション計算に要する計算量を節約するこ
とが検討された。Therefore, in devising the present invention, the data of the sputter rate and the sputter angle distribution corresponding to the incident angle and energy of the sputtered particles are measured in advance and stored in a table format. Resputtered particles are generated according to the angle and energy, and when calculating the film growth by the resputtered particles, it is assumed that the film growth by the resputtered particles is axially symmetric, and the film shape calculation is performed only on the shape cut surface. It has been studied to reduce the amount of calculation required for simulation calculation by performing data processing.
【0012】また、再スパッタ粒子の軌道が、再付着面
となす角度と、形状断面となす角度がほぼ等しいことを
利用して、方向は形状断面への写像で求め、起点を再ス
パッタ粒子の軌道と再付着面との交点を含む平面と形状
との交点とし、移動量は再付着面への投影から、計算す
ることにより、計算量の一層の節約を図ることが検討さ
れた。Also, utilizing the fact that the angle of the trajectory of the resputtered particles with the reattachment surface and the angle with the cross section of the shape is substantially equal, the direction is determined by mapping to the cross section of the shape, and the starting point of the resputtered particles is determined. It has been studied to further reduce the amount of calculation by calculating the amount of movement from the projection on the reattachment surface as the intersection of the plane and the shape including the intersection of the trajectory and the reattachment surface.
【0013】[0013]
【発明の目的】本発明は、以上のような従来のスパッタ
形状のシミュレーション方法における問題点に鑑みてな
されたものであり、シミュレーション計算に要する計算
時間を従来よりも短縮することができるスパッタ形状の
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を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional method of simulating a sputter shape, and has a sputter shape capable of reducing the calculation time required for the simulation calculation as compared with the conventional method. It is an object of the present invention to provide a simulation method and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係るスパッタ形状のシミュレーション方
法は、半導体装置製造プロセスのコンタクトホールの作
製工程に使用されるスパッタ装置のスパッタ形状のシミ
ュレーション方法において、スパッタ粒子の入射角度及
び入射エネルギーに対応したスパッタ率のデータを予め
記憶領域に格納しておくスパッタ率準備ステップと、前
記スパッタ粒子を入射するスパッタ粒子入射ステップ
と、前記スパッタ粒子入射ステップの実施に伴い、該入
射されたスパッタ粒子の入射角度及び入射エネルギーに
対応したスパッタ率を、前記記憶領域から検索し、該検
索されたスパッタ率に対応した個数の再スパッタ粒子を
発生させる再スパッタ粒子発生ステップと、膜成長の形
状計算に際して、前記スパッタ粒子の入射角及び入射エ
ネルギーに対応した再スパッタ粒子の軌道を乱数又は疑
似乱数を使用して決定する再スパッタ粒子の軌道決定ス
テップと、前記再スパッタ粒子による膜成長が軸対称で
あることを仮定して、前記コンタクトホールの形状切断
面(XZ平面)上のみで膜形状計算のためのデータ処理
を行う膜形状計算ステップを有することを特徴とするも
のであり(請求項1)、これにより上記目的を達成する
ことができる。In order to solve the above-mentioned problems, a method of simulating a sputter shape according to the present invention is directed to a method of simulating a sputter shape of a sputter device used in a contact hole forming step of a semiconductor device manufacturing process. In the method, a sputter rate preparing step of storing data of a sputter rate corresponding to an incident angle and an incident energy of sputter particles in a storage area in advance, a sputter particle incident step of incident the sputter particles, and a sputter particle incident step With the implementation of the above, the sputtering rate corresponding to the incident angle and the incident energy of the incident sputtered particles is searched from the storage area, and the re-sputtering to generate the number of re-sputtered particles corresponding to the searched sputter rate. In the particle generation step and the shape calculation of film growth, The orbit determination step of the re-sputtered particles that determines the orbit of the re-sputtered particles corresponding to the incident angle and the incident energy of the sputtered particles using a random number or a pseudo-random number, and that the film growth by the re-sputtered particles is axially symmetric. It is assumed that the method has a film shape calculation step of performing data processing for film shape calculation only on the shape cut plane (XZ plane) of the contact hole (claim 1). The above object can be achieved.
【0015】さらに、上記スパッタ形状のシミュレーシ
ョン方法において、前記スパッタ率準備ステップは、少
なくともモンテカルロ法を範疇に含むシミュレーション
法を用いて計算した半導体装置内でのスパッタ粒子の軌
道をウェハ中心で抽出し、該ウェハ中心にあるコンタク
トホールへの前記入射スパッタ粒子の入射角度及び入射
エネルギーに対応したスパッタ率の実測データをテーブ
ル形式で保持するステップを有する(請求項2)。Further, in the above-mentioned method for simulating a shape of a sputter, the step of preparing a sputter rate includes extracting a trajectory of sputter particles in a semiconductor device calculated at least using a simulation method including the Monte Carlo method in the center of the wafer, The method further includes a step of storing, in a table format, measured data of a sputtering rate corresponding to an incident angle and an incident energy of the incident sputtered particles to the contact hole at the center of the wafer (claim 2).
【0016】前記スパッタ粒子入射ステップは、前記コ
ンタクトホールのXZ平面に対応したコンタクトホール
断面形状を構成するストリング点のうちから1点を選択
し、該選択された点を前記入射スパッタ粒子の入射点と
するステップを有する(請求項3)。In the step of projecting the sputtered particles, one point is selected from string points constituting a cross-sectional shape of the contact hole corresponding to the XZ plane of the contact hole, and the selected point is defined as an incident point of the incident sputtered particle. (Claim 3).
【0017】前記再スパッタ粒子発生ステップは、前記
入射点の接平面の法線と入射スパッタ粒子の軌道方向か
ら前記入射スパッタ粒子の入射角度を計算し、該入射角
度からスパッタ率SRを求め、該SRに対応した事象の
再スパッタ粒子を発生させるステップを有する(請求項
4)。In the re-sputtering particle generation step, an incident angle of the incident sputter particle is calculated from a normal to a tangent plane of the incident point and a trajectory direction of the incident sputter particle, and a sputter rate SR is obtained from the incident angle. Generating a re-sputtered particle of an event corresponding to the SR (claim 4).
【0018】前記入射角を、下記の数式(1)のθinで
計算するステップと、Calculating the incident angle by θin of the following equation (1):
【数3】 SRの整数部分をSRnとする時、前記スパッタ率SR
を下記の不等式(2)で比較するステップを有する(請
求項5)。 e3 > (SR−SRn) (2)(Equation 3) When the integer part of SR is SRn, the sputtering rate SR
Is compared with the following inequality (2) (claim 5). e3> (SR-SRn) (2)
【0019】前記再スパッタ粒子の軌道決定ステップ
は、前記入射点を通る再スパッタ粒子の軌道方向を、前
記入射スパッタ粒子の入射角度及び入射エネルギーから
前記テーブルを用いた棄却法により決定するステップを
有する(請求項6)。The step of determining the trajectory of the re-sputtered particles includes a step of determining the trajectory direction of the re-sputtered particles passing through the incident point from the incident angle and incident energy of the incident sputter particles by a rejection method using the table. (Claim 6).
【0020】前記棄却法による前記入射点を通る再スパ
ッタ粒子の軌道方向の計算に際しては、一様乱数又は一
様疑似乱数e4を用いて、仮の再スパッタ角度θrsp_r
jcを、下記の数式(4)により、 θrjc=π/2・e4 (4) として求め、一様乱数又は一様疑似乱数e5と、前記テ
ーブルから検索される入射エネルギー及び入射角度に対
応した再スパッタ角度の頻度実測データの最大値Fmax
を用いて、頻度Frjcを下記の数5に示す数式(5)よ
り、 Frjc=Fmax・e5 (5) として求め、かつ、再スパッタ粒子の再スパッタ後の軌
道を、下記の数式(6)の直線の式で求めるステップを
有する(請求項7)。 Z - Zin = Pxz・(X - Xin)、 Z - Zin = Pyz・Y (6)In calculating the trajectory direction of the re-sputtered particles passing through the incident point by the rejection method, a temporary re-sputtering angle θrsp_r is calculated using a uniform random number or a uniform pseudo-random number e4.
jc is determined by the following equation (4) as θrjc = π / 2 · e4 (4), and a uniform random number or a uniform pseudorandom number e5 and a repetition rate corresponding to the incident energy and the incident angle retrieved from the table are obtained. Maximum value Fmax of frequency measurement data of sputter angle
The frequency Frjc is calculated from the following equation (5) as Frjc = Fmax · e5 (5), and the trajectory of the re-sputtered particles after re-sputtering is calculated using the following equation (6). There is a step of obtaining by a straight line formula (claim 7). Z-Zin = Pxz · (X-Xin), Z-Zin = Pyz · Y (6)
【0021】前記膜形状計算ステップは、前記再スパッ
タ粒子に対応する前記形状断面へのフラックスの投影ベ
クトルから構成されるシミュレーション計算上の移動量
ベクトルについて、前記再スパッタ粒子軌道を、一旦、
再付着面に投影させてから、前記移動量ベクトルの方向
と絶対値を計算するステップと、該再付着面と前記形状
断面との回転角度を計算した後、前記移動量ベクトルを
対称軸を中心に回転させてXZ平面上に乗せるステップ
を有する(請求項8)。In the film shape calculation step, the trajectory of the re-sputtered particles is once determined for a movement vector in a simulation calculation composed of a projection vector of the flux onto the cross-section of the shape corresponding to the re-sputtered particles.
Calculating the direction and the absolute value of the movement vector after projecting it on the reattachment surface; and calculating the rotation angle between the reattachment surface and the shape section, and then moving the movement vector around a symmetry axis. And the step of rotating on the XZ plane (claim 8).
【0022】再スパッタ粒子のフラックスをFrespのZ
軸成分Fresp_zと、再付着面への投影成分Fresp_rよ
り、前記移動量ベクトルMの絶対値|M|を下記の計算
式(8)から計算し、 |M|=√{Fresp_z2+Fresp_r2・sin2θ_redepo} (8) 但し、計算式(8)で、sinθredepoは、再付着面と
形状断面とのなす角度の下記の計算式(9)から計算さ
れる正弦とし、 sinθ_redepo =Ycross2 /{2・Rcross・(Rcross・Xcross)} ( 9) 前記移動量ベクトルMの対称軸を中心に前記回転させる
角度をΘとする時、該角度Θを、下記の数式(10)で
求め、The flux of the resputtered particles was changed to Fresp Z
From the axis component Fresp_z and the projection component Fresp_r on the reattachment surface, the absolute value | M | of the movement amount vector M is calculated from the following equation (8), and | M | = √ {Fresp_z 2 + Fresp_r 2 · sin 2 θ_redepo} (8) In the formula (8), sinθredepo is a sine calculated from the following formula (9), which is the angle between the reattachment surface and the shape section, and sinθ_redepo = Ycross 2 / {2 Rcross · (Rcross · Xcross)} (9) Assuming that the angle of rotation about the axis of symmetry of the movement vector M is Θ, the angle 求 め is obtained by the following equation (10).
【数4】 前記移動量ベクトルMがXZ平面上に移動して成るベク
トルをM’とする時、該ベクトルM'のX,Y,Z成分
M'x,M'y,M'zそれぞれを、ベクトルMのX,Y,Z
成分Mx、My、Mzを用いて、下記の計算式(11)で
計算する(請求項9)。 M'x=√(Mx2+My2)、M'y=0、M'z=Mz (11)(Equation 4) When a vector formed by moving the movement vector M on the XZ plane is M ′, the X, Y, and Z components M′x, M′y, and M′z of the vector M ′ are respectively X, Y, Z
Using the components Mx, My, and Mz, calculation is performed according to the following formula (11) (claim 9). M′x = √ (Mx 2 + My 2 ), M′y = 0, M′z = Mz (11)
【0023】前記膜形状計算ステップは、前記再スパッ
タ粒子に対応する前記形状断面へのフラックスの投影ベ
クトルから構成されるシミュレーション計算上の移動量
ベクトルについて、再スパッタ粒子の軌道が、再付着面
となす角度と、形状断面となす角度とがほぼ等しいこと
を利用して、前記移動量ベクトルの方向を前記形状断面
への投影で求め、かつ前記移動量ベクトルの起点を再ス
パッタ粒子の軌道と再付着面との交点を含む平面と形状
との交点とし、かつ前記移動量ベクトルの絶対値を再付
着面への投影から計算するステップを有する(請求項1
0)。In the film shape calculation step, the trajectory of the re-sputtered particle is set to be different from the re-attached surface with respect to the movement vector in the simulation calculation composed of the projection vector of the flux onto the shape cross section corresponding to the re-sputtered particle. Using the fact that the angle made and the angle made with the shape section are substantially equal, the direction of the movement vector is obtained by projecting the shape vector on the shape section, and the starting point of the movement vector is re-established with the trajectory of the re-sputtered particles. A step of calculating an absolute value of the movement amount vector from a projection on the reattachment surface as an intersection between the plane and the shape including the intersection with the attachment surface (claim 1).
0).
【0024】前記等角θeqの正弦sinθeqを、前記再ス
パッタ粒子が側壁と交わったときの、交点の座標(Xcr
oss、Ycross)及び該交点を含む水平面でのコンタクト
半径Rを用いて下記の計算式(12)で計算し、 sinθ_ep =Ycross2 /{2・Rcross・(Rcross・Xcross)} (12) かつ、再スパッタ粒子の形状断面へのフラックスの投影
ベクトルを、Frespとし、上記Frespと逆向きで、形状
断面と、付着断面と再スパッタ粒子の交点を含む水平面
との交点に位置する形状点を起点とするベクトルを、再
スパッタ粒子による移動量ベクトルMとする時、前記再
スパッタ粒子のフラックスのFrespのX,Z成分Fresp
_x、Fresp_zにより、移動量ベクトルの絶対値|M|
を、下記の計算式(13)で計算する(請求項11)。 |M|=√{Fresp_z2+Fresp_x2・sin2θ_ep} (13)The sine sin θeq of the equiangular angle θeq is defined by the coordinates (Xcr) of the intersection when the re-sputtered particles cross the side wall.
oss, Ycross) and the contact radius R on the horizontal plane including the intersection point is calculated by the following equation (12), and sinθ_ep = Ycross 2 / {2 · Rcross · (Rcross · Xcross)} (12) The projection vector of the flux onto the shape section of the re-sputtered particles is Fresp, and the shape point located at the intersection of the shape section and the horizontal plane including the intersection of the re-sputtered particles with the shape section in the opposite direction to the above-described Fresp is defined as the starting point. When the vector to be moved is the movement amount vector M due to the re-sputtered particles, the X and Z components Fresp of Fresp of the flux of the re-sputtered particles
_X and Fresp_z, the absolute value | M |
Is calculated by the following equation (13) (claim 11). | M | = {Fresp_z 2 + Fresp_x 2 · sin 2 θ_ep} (13)
【0025】また、上記の課題を解決するために、本発
明に係るスパッタ形状のシミュレーション方法をコンピ
ュータに実行させるための、プログラムを記録したコン
ピュータ読み込み可能な記録媒体が提供される(請求項
12)。In order to solve the above-mentioned problems, a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the sputtering shape simulation method according to the present invention is provided. .
【0026】本発明の作用を説明すると、スパッタ粒子
の入射角度、エネルギーに対応したスパッタ率およびス
パッタ角度分布のデータを予め実測してテーブル形式で
記録しておき、入射スパッタ粒子の入射角度、エネルギ
ーに応じて再スパッタ粒子を発生させ、再スパッタ粒子
による膜成長の計算に際しては、それが軸対称となるこ
とを仮定し、該仮定から、膜形状計算のデータ処理を、
形状切断面上のみで行うことにより、シミュレーション
計算に要する計算量を節約している。The operation of the present invention will be described. The data of the sputter rate and the sputter angle distribution corresponding to the incident angle and energy of the sputtered particles are measured in advance and recorded in a table format, and the incident angle and energy of the sputtered particles are measured. The re-sputtered particles are generated in accordance with, and when calculating the film growth by the re-sputtered particles, it is assumed that it is axially symmetric, and from this assumption, the data processing of the film shape calculation is performed.
By performing the calculation only on the shape cut surface, the amount of calculation required for the simulation calculation is saved.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1乃至図3は、本発明の第1の
実施の形態に係るスパッタ形状のシミュレーション方法
の動作を説明するためのフローチャートである。以下、
図1乃至図3を用いて、本実施の形態に係るスパッタ形
状のシミュレーション方法の動作を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIGS. 1 to 3 are flow charts for explaining the operation of a method for simulating a sputter shape according to a first embodiment of the present invention. Less than,
The operation of the method for simulating a sputter shape according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
【0028】ステップS101では、モンテカルロ法等
で計算した装置内でのスパッタ粒子の軌道をウェハ中心
で抽出し、ウェハ中心にあるコンタクトホールへの入射
スパッタ粒子の角度分布および速度分布のデータを作成
し、記憶装置に格納する。In step S101, the trajectory of sputter particles in the apparatus calculated by the Monte Carlo method or the like is extracted at the center of the wafer, and data of the angular distribution and velocity distribution of the sputter particles incident on the contact hole at the center of the wafer is created. , Stored in a storage device.
【0029】ステップS102では、入射スパッタ粒子
の一つを形状を構成するストリング点の一つ(入射点)
に向ける。In step S102, one of the string points constituting one of the incident sputtered particles (incident point)
Turn to.
【0030】ステップS103では、入射点の接平面の
法線と入射スパッタ粒子の軌道の方向から入射角度を計
算し、その入射角度および入射スパッタ粒子の速度に対
応したスパッタ率SRを上記記憶装置を検索することに
より求め、SRに対応した事象の再スパッタ粒子を発生
させる。In step S103, the incident angle is calculated from the normal of the tangent plane to the incident point and the direction of the trajectory of the incident sputtered particle, and the sputter rate SR corresponding to the incident angle and the velocity of the incident sputtered particle is stored in the storage device. The re-sputtered particles of the event corresponding to the SR are obtained by searching.
【0031】ステップS104では、入射点を、入射ス
パッタ粒子の方向で、大きさF(1―SR)のベクトル
を形状切断面に投影した分だけ移動させる。但し、ここ
で、Fは入射スパッタ粒子の代表するフラックスとす
る。In step S104, the incident point is moved in the direction of the incident sputtered particles by an amount corresponding to the projection of the vector of the size F (1-SR) onto the shape cut surface. Here, F is a flux representative of incident sputtered particles.
【0032】ステップS105では、入射点から放出さ
れる再スパッタ粒子の軌道方向を、入射角度、入射エネ
ルギーをパラメータとして棄却法により決め、軌道を直
線の式で表す。106では、入射点の隣の点を比較基準
点とし、比較基準点を通る水平面と再スパッタ粒子の軌
道との交点Pcrossを求める。In step S105, the trajectory direction of the re-sputtered particles emitted from the incident point is determined by the rejection method using the incident angle and the incident energy as parameters, and the trajectory is represented by a linear equation. At 106, an intersection Pcross between the horizontal plane passing through the comparison reference point and the trajectory of the re-sputtered particle is determined using the point adjacent to the incident point as the comparison reference point.
【0033】ステップS107では、点Pcrossと軸対
称軸との距離Rcrossを求め、比較基準点と対称軸との
距離Rと比較し、Rcross<Rの場合は、比較基準点の
入射点と反対側の隣の点を、新たな比較基準点とし、R
cross≧Rとなるか、すべての形状点を比較するまで行
う。In step S107, the distance Rcross between the point Pcross and the axis of symmetry is obtained and compared with the distance R between the comparison reference point and the axis of symmetry. If Rcross <R, the opposite side of the incidence point of the comparison reference point is used. Is set as a new comparison reference point, and R
The process is performed until cross ≧ R or all the shape points are compared.
【0034】ステップS108では、ステップS107
で、Rcross≧Rとなった場合、対称軸から点Pcrossへ
向かう直線とRcrossを半径とする円との交点を、Pred
epoとし、Predepoと対称軸と通る垂直平面へ、再スパ
ッタ粒子の軌道を投影し、再スパッタ粒子による移動量
を計算する。In step S108, step S107
When Rcross ≧ R, the intersection of a straight line from the symmetry axis to the point Pcross and a circle having a radius of Rcross is defined as Pred
The trajectory of the re-sputtered particles is projected on a vertical plane passing through the symmetry axis with Predepo, and the movement amount due to the re-sputtered particles is calculated.
【0035】ステップS109では、対称軸からPrede
poと対称軸を通る垂直平面と、形状計算断面とのなす角
度Θを、Rcrossの方向ベクトルとRの方向ベクトルの
内積から求める。In step S109, the Prede
An angle Θ between the vertical plane passing through po and the axis of symmetry and the shape calculation section is obtained from the inner product of the direction vector of Rcross and the direction vector of R.
【0036】ステップS110では、再スパッタ粒子に
よる移動量ベクトルを対称軸を中心にΘだけ回転し、比
較基準点を移動量ベクトルだけ移動させる。In step S110, the movement vector due to the re-sputtered particles is rotated by を about the symmetry axis, and the comparison reference point is moved by the movement vector.
【0037】ステップS111では、ステップS102
〜ステップS110の操作により、入射する全てのスパ
ッタ粒子の軌道について、再スパッタによる形状点の移
動を計算する。In step S111, step S102
By the operation of Step S110, the movement of the shape point due to re-sputtering is calculated for the trajectories of all incident sputter particles.
【0038】ステップS112では、ステップS102
〜ステップS111の操作により、すべての形状を構成
する座標点で、再スパッタによる形状点の移動を計算す
る。In step S112, step S102
By the operation of Step S111, the movement of the shape point due to the re-sputtering is calculated at the coordinate points constituting all the shapes.
【0039】図4は、本発明の第1の実施の形態に係る
スパッタ形状のシミュレーション方法において再スパッ
タ粒子の膜成長を計算する過程を説明する説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a process of calculating the film growth of the re-sputtered particles in the sputtering shape simulation method according to the first embodiment of the present invention.
【0040】図5は、本発明の第1の実施の形態に係る
スパッタ形状のシミュレーション方法において再スパッ
タ粒子の付着点の形状断面からの角度を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the angle from the shape cross section of the attachment point of the re-sputtered particles in the method for simulating the shape of a sputter according to the first embodiment of the present invention.
【0041】以下、本発明の実施の形態形態に係るスパ
ッタ形状のシミュレーション方法における計算過程を、
図1乃至図3のフローチャートを参照しつつ、図4と図
5を用いて説明する。Hereinafter, the calculation process in the sputtering shape simulation method according to the embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. 4 and 5 while referring to the flowcharts of FIGS.
【0042】まず、モンテカルロ法等で、ウェハ中心の
コンタクトホールへの入射スパッタ粒子速度を計算す
る。ステップS101で説明したように、モンテカルロ
法等により、スパッタ装置中のスパッタ粒子の位置、速
度、および背景ガスの圧力、温度を考慮して、スパッタ
粒子の軌道を計算し、これらの軌道をウェハ中心に位置
する特定の領域で抽出し、これを、ウェハ中心にあるコ
ンタクトホールへの入射スパッタ粒子の軌道の角度分布
およびエネルギー分布のデータ群とする。First, the velocity of sputtered particles incident on the contact hole at the center of the wafer is calculated by the Monte Carlo method or the like. As described in step S101, the trajectory of the sputtered particles is calculated by the Monte Carlo method or the like in consideration of the position and velocity of the sputtered particles in the sputtering apparatus, and the pressure and temperature of the background gas, and these trajectories are set at the center of the wafer. Are extracted in a specific region located at the center of the wafer, and this is used as a data group of the angular distribution and energy distribution of the trajectory of the incident sputtered particle in the contact hole at the center of the wafer.
【0043】次に、図4(a)に示すように、入射スパ
ッタ粒子をXZ平面上にある形状を構成するストリング
点の一つ(入射点)に向ける。ステップS102で説明
したように、先に生成した入射スパッタ粒子の軌道のデ
ータ群うちの一つのスパッタ粒子の軌道を、XZ平面上
にあるコンタクトホール断面形状を構成するストリング
点のうちの一つに向け、この点を、入射スパッタ粒子の
入射点としてする。Next, as shown in FIG. 4A, the incident sputtered particles are directed to one of the string points (incident point) constituting the shape on the XZ plane. As described in step S102, the trajectory of one sputtered particle of the data group of the trajectory of the incident sputtered particle generated earlier is changed to one of the string points constituting the contact hole cross-sectional shape on the XZ plane. This point is defined as the incident point of the incident sputtered particles.
【0044】さらに、入射点の接平面の法線と入射スパ
ッタ粒子の軌道方向から入射角度を計算し、入射角度か
らスパッタ率SRを求め、SRに対応した事象の再スパ
ッタ粒子を発生させる。ステップS103で説明したよ
うに、入射点での接平面を、入射点の前後の点を含む円
に接する平面として求め、該接平面の法線ベクトルUs
と、スパッタ粒子の入射軌道のベクトルVspとの内積
より、入射角度θinを、下記の数式(1)により計算す
る。Further, the incident angle is calculated from the normal to the tangent plane of the incident point and the orbital direction of the incident sputtered particles, the sputter rate SR is obtained from the incident angle, and the resputtered particles of the event corresponding to SR are generated. As described in step S103, the tangent plane at the incident point is determined as a plane tangent to a circle including points before and after the incident point, and the normal vector Us of the tangent plane is determined.
And the inner product of the vector Vsp of the incident trajectory of the sputtered particle and the incident angle θin is calculated by the following equation (1).
【数5】 (Equation 5)
【0045】次に、上記の入射角度θinおよび入射スパ
ッタ粒子のエネルギーに対応したスパッタ率を、実測で
得られたテーブルより読み込む。すなわち、予め、各入
射角および入射エネルギーでのスパッタ率を、テーブル
形式で記憶装置に格納しておき、このテーブルから、上
記の入射角度θinおよび入射エネルギーに対応するスパ
ッタ率SRを検索する。さらに、SRの整数部分をSR
nとして、一様乱数又は一様疑似乱数e3を下記の不等
式(2)により比較判定する。 e3 > (SR−SRn) (2)Next, the incident angle θin and the sputtering rate corresponding to the energy of the incident sputtered particles are read from a table obtained by actual measurement. That is, the sputter rate at each incident angle and incident energy is stored in the storage device in advance in a table format, and the sputter rate SR corresponding to the incident angle θin and the incident energy is searched from the table. Furthermore, the integer part of SR is
As n, a uniform random number or a uniform pseudo random number e3 is compared and determined by the following inequality (2). e3> (SR-SRn) (2)
【0046】ここで、数2に示す不等式が成り立てば、
SN=SRn+1とし、成り立たない場合は、SN=SRn
として、SN個の粒子を発生させる。Here, if the inequality shown in Expression 2 holds,
SN = SRn + 1, and if not satisfied, SN = SRn
To generate SN particles.
【0047】次に、入射点を、入射スパッタ粒子の方向
で、大きさF(1―SN)のベクトルを形状切断面に投
影した分だけ移動させる。ステップS104で説明した
ように、入射スパッタ粒子の方向ベクトルの大きさを、
入射スパッタ粒子のフラックスの大きさをFを用いて、
F(1−SN)とし、入射スパッタ方向への単位ベクト
ルnを、形状切断面へ投影した時のX、Z成分nx、nz
を用いて、形状切断面内でのX、Z方向への移動量、d
x、dyを、下記の計算式(3)で計算し、該計算された
移動量に従って移動する。 dx=F(1−SN)・nx/|n|、dy=F(1−SN)・ny/|n| (3)Next, the incident point is moved in the direction of the incident sputter particles by an amount corresponding to the projection of the vector of the size F (1-SN) onto the shape cut surface. As described in step S104, the magnitude of the direction vector of the incident sputtered particle is
The size of the flux of the incident sputtered particles is calculated using F,
X, Z components nx, nz when the unit vector n in the incident sputtering direction is projected onto the shape cut surface, where F (1-SN)
Is used, the amount of movement in the X and Z directions within the shape cutting plane, d
x and dy are calculated by the following equation (3), and move according to the calculated movement amount. dx = F (1−SN) · nx / | n |, dy = F (1−SN) · ny / | n | (3)
【0048】次に、入射点を通る再スパッタ粒子の軌道
方向を、入射角度、入射エネルギーから棄却法により決
定し、該決定された軌道方向を直線の式で表す。Next, the trajectory direction of the re-sputtered particles passing through the incident point is determined from the incident angle and the incident energy by the rejection method, and the determined trajectory direction is represented by a linear equation.
【0049】ステップS105で説明したように、上記
の入射角度θinおよび入射エネルギーに対応した再スパ
ッタ角度θrspの大きさを、実測により予め得られたテ
ーブルにより、棄却法により発生させる。このため、予
め、図4(b)のグラフに示すような、各入射エネルギ
ー、入射角度での再スパッタ角度の頻度の実測データ
を、再スパッタ角度を0〜π/2の範囲で10分割し、
各範囲での頻度の最大値Fmax、および頻度の直線補間
データをテーブル化しておく。As described in step S105, the magnitude of the re-sputtering angle θrsp corresponding to the incident angle θin and the incident energy is generated by a rejection method using a table obtained in advance by actual measurement. For this reason, as shown in the graph of FIG. 4B, actual measurement data of the frequency of the resputtering angle at each incident energy and incident angle is divided in advance into 10 by dividing the resputtering angle from 0 to π / 2. ,
The maximum value Fmax of the frequency in each range and the linear interpolation data of the frequency are tabulated.
【0050】形状計算時には、一様乱数又は一様疑似乱
数e4を用いて、仮の再スパッタ角度θrsp_rjcを、下
記の数式(4)により、 θrjc=π/2・e4 (4) と求め、一様乱数又は一様疑似乱数e5と、Fmaxを用
いて、頻度Frjcを下記の数5に示す数式(5)より、 Frjc=Fmax・e5 (5) と求め、2分法によりθrspの含まれるデータ対を求
め、Frjcが、直線補間の頻度より大きいか否かを判定
し、大きければ棄却し、小さければ採択する。この作業
をFrjcが採択されるまで行い、Frjcが採択された時の
θrsp_rjcをもって、再スパッタ角度θrspとする。At the time of shape calculation, a tentative re-sputtering angle θrsp_rjc is obtained by the following equation (4) using a uniform random number or a uniform pseudo-random number e4 as follows: θrjc = π / 2 · e4 (4) Using the uniform random number or uniform pseudo-random number e5 and Fmax, the frequency Frjc is calculated from the following equation (5) as Frjc = Fmax · e5 (5), and the data including θrsp is obtained by the bisection method. A pair is obtained, and it is determined whether or not Frjc is greater than the frequency of linear interpolation. If it is larger, it is rejected, and if smaller, it is adopted. This operation is performed until Frjc is adopted, and θrsp_rjc at the time when Frjc is adopted is used as the re-sputtering angle θrsp.
【0051】さらに、入射点での接平面の法線ベクトル
Usを入射平面内でθrspだけ回転したベクトルVrspの
成分Vrsp_x,Vrsp_y,Vrsp_zより、XZ平面およ
び、YZ平面へのVrspの投影の傾き、Pxz=Vrsp_x
/Vrsp_z、Pyz=Vrsp_y/Vrsp_zを求め、入射点
(Xin、0、Zin)を通る条件より、XZおよびYZ平
面上での直線の式を、下記の数式(6)で求める。 Z - Zin = Pxz・(X - Xin)、 Z - Zin = Pyz・Y (6)Further, from the components Vrsp_x, Vrsp_y, and Vrsp_z of the vector Vrsp obtained by rotating the normal vector Us of the tangent plane at the incident point by θrsp in the incident plane, the inclination of the projection of Vrsp on the XZ plane and the YZ plane, Pxz = Vrsp_x
/ Vrsp_z, Pyz = Vrsp_y / Vrsp_z is obtained, and the equation of a straight line on the XZ and YZ planes is obtained by the following equation (6) from the condition passing through the incident point (Xin, 0, Zin). Z-Zin = Pxz · (X-Xin), Z-Zin = Pyz · Y (6)
【0052】次に、入射点の隣の点を比較基準点とし、
比較基準点を通る水平面と再スパッタ粒子の軌道との交
点Pcrossを求める。ステップ106で説明したよう
に、入射点に対して隣接する点を選び、この点が移動す
るかどうかを判定する基準とする比較基準点(Xcmp,
0、Zcmp)とし、比較基準点を通る水平面Z=Zcmp
と再スパッタ粒子の軌道との交点Pcross(Xcross,0、
Zcross)の各座標Xcross=(Z−Zin)/Pxz+Xin,
Ycross=(Z−Zin)/Pyz,Zcross=Zcmpを求め
る。Next, a point adjacent to the incident point is set as a comparison reference point,
An intersection Pcross between the horizontal plane passing through the comparison reference point and the trajectory of the re-sputtered particles is determined. As described in step 106, a point adjacent to the incident point is selected, and a comparison reference point (Xcmp, Xcmp,
0, Zcmp), and a horizontal plane Z = Zcmp passing through the comparison reference point
Pcross (Xcross, 0,
Zcross) each coordinate Xcross = (Z−Zin) / Pxz + Xin,
Ycross = (Z−Zin) / Pyz, Zcross = Zcmp.
【0053】さらに、点Pcrossと軸対称軸との距離Rc
rossを求め、比較基準点と対称軸との距離Rと比較し、
Rcross<Rの場合は、比較基準点の入射点と反対側の
隣の点を、新たな比較基準点とし、Rcross≧Rとなる
か、すべての形状点を比較するまで行う。ステップS1
07で説明したように、点Pcrossと軸対称軸との距離
Rcrossの2乗Xcross2+Ycross2を求め、比較基準点
と対称軸との距離Rの2乗Xcmp2を計算し、Rcrossと
Rの大小を下記の不等式(7)により判断する。 Xcross2+Ycross2 < Xcmp2 (7)Further, the distance Rc between the point Pcross and the axis of symmetry is
ross is obtained and compared with the distance R between the reference point and the axis of symmetry,
If Rcross <R, the next point on the side opposite to the incident point of the comparison reference point is set as a new comparison reference point, and the processing is performed until Rcross ≧ R or all the shape points are compared. Step S1
As described in 07, the square Xcross 2 + Ycross 2 of the distance Rcross between the point Pcross and the axis of symmetry is calculated, and the square Xcmp 2 of the distance R between the comparison reference point and the symmetry axis is calculated. The magnitude is determined by the following inequality (7). Xcross 2 + Ycross 2 <Xcmp 2 (7)
【0054】上記の数7に示す不等式で、Rcross2がR
2より小さい場合には、比較基準点に隣接する点を新た
な比較基準点として、水平面との交点の計算から繰り返
す。In the inequality shown in the above equation 7, Rcross 2 is R
If it is smaller than 2, the point adjacent to the comparison reference point is set as a new comparison reference point, and the calculation is repeated from the calculation of the intersection with the horizontal plane.
【0055】次に、Rcross2がR2より大きい場合に
は、対称軸から点Pcrossへ向かう直線と、Rcrossを半
径とする円との交点をPredepoとし、Predepoと対称軸
と通る垂直平面へ、再スパッタ粒子の軌道を投影し、再
スパッタ粒子による移動量を計算する。ステップS10
8で説明したように、Rcross2がR2より大きい場合に
は、対称軸からPcrossへ向かう直線と、Rcrossを半径
とする円との交点を計算し、これをPredepoとし、Pre
depoと対称軸を通る垂直平面を再付着面とし、再付着面
へのリスパッタ粒子のフラックスの投影ベクトルをFre
spとし、これと逆向きで、再付着面と再スパッタ粒子の
軌道との交点を含む水平面との交わる点を起点としたベ
クトルを再スパッタ粒子による移動量ベクトルMとす
る。このとき、再スパッタ粒子のフラックスをFrespの
Z軸成分Fresp_zと、再付着面への投影成分Fresp_r
より、該再スパッタ粒子の移動量すなわち上記移動量ベ
クトルMの絶対値|M|を下記の計算式(8)から計算
する。 |M|=√{Fresp_z2+Fresp_r2・sin2θ_redepo} (8)Next, when Rcross 2 is larger than R 2 , the intersection of a straight line from the symmetry axis to the point Pcross and a circle having a radius of Rcross is Predepo, and a vertical plane passing through Predepo and the symmetry axis is given by The trajectory of the re-sputtered particles is projected, and the amount of movement by the re-sputtered particles is calculated. Step S10
As described in 8, when Rcross2 is larger than R2, the intersection of the straight line from the symmetry axis to Pcross and the circle having the radius of Rcross is calculated, and this is defined as Predepo and Predepo.
The vertical plane passing through the axis of symmetry with the depo is defined as the reattachment surface, and the projection vector of the flux of the resputtered particles on the reattachment surface is Fre.
In the opposite direction, a vector starting from the intersection of the horizontal surface including the intersection of the reattachment surface and the trajectory of the resputtered particles is defined as a movement vector M by the resputtered particles. At this time, the flux of the re-sputtered particles is represented by a Z-axis component Fresp_z of Fresp and a projection component Fresp_r
Thus, the moving amount of the re-sputtered particles, that is, the absolute value | M | of the moving amount vector M is calculated from the following equation (8). | M | = {Fresp_z 2 + Fresp_r 2 · sin 2 θ_redepo} (8)
【0056】ここで、sinθredepoは、再付着面と形
状断面とのなす角度の正弦で、下記の計算式(9)から
計算される。 sinθ_redepo =Ycross2 /{2・Rcross・(Rcross・Xcross)} (9 )Here, sinθredepo is the sine of the angle formed between the reattachment surface and the cross section of the shape, and is calculated from the following equation (9). sinθ_redepo = Ycross 2 / {2 · Rcross · (Rcross · Xcross)} (9)
【0057】さらに、対称軸からPredepoと対称軸を通
る垂直平面と、形状計算断面とのなす角度Θを、Rcros
sの方向ベクトルとRの方向ベクトルの内積から求め
る。ステップS109で説明したように、対称軸からP
redepoと対称軸を通る垂直平面と、形状計算断面とのな
す角度Θを、図5に示すように、Rcrosの方向ベクトル
RcrossとRの方向ベクトルRの内積から、下記の数式
(10)のように求める。Further, the angle Θ between the vertical plane passing through the Predepo and the symmetry axis from the symmetry axis and the shape calculation cross section is defined by Rcros
It is determined from the inner product of the direction vector of s and the direction vector of R. As described in step S109, P
As shown in FIG. 5, the angle な between the vertical plane passing through the redepo and the axis of symmetry and the shape calculation section is calculated from the inner product of the direction vector Rcross of Rcros and the direction vector R of R as shown in the following equation (10). Ask for.
【数6】 (Equation 6)
【0058】次に、再スパッタ粒子による移動量ベクト
ルを対称軸を中心にΘだけ回転して、XZ平面上に乗
せ、比較基準点を移動量ベクトルの方向へ移動させる。
ステップS110で説明したように、再スパッタ粒子に
よる移動量ベクトルMを対称軸を中心にΘだけ回転し、
XZ平面上のM’を計算する。この時、M'のX,Y,
Z成分であるM'x,M'y,M'zは、それぞれ、ベクトル
MのX,Y,Z成分Mx、My、Mzを用いて、下記の計
算式(11)で計算する。 M'x=√(Mx2+My2)、M'y=0、M'z=Mz (11)Next, the movement vector due to the re-sputtered particles is rotated by Θ around the axis of symmetry, placed on the XZ plane, and the comparison reference point is moved in the direction of the movement vector.
As described in step S110, the movement vector M due to the re-sputtered particles is rotated by Θ about the axis of symmetry,
Calculate M ′ on the XZ plane. At this time, X, Y,
M'x, M'y, and M'z, which are the Z components, are calculated by the following formula (11) using the X, Y, and Z components Mx, My, and Mz of the vector M, respectively. M′x = √ (Mx 2 + My 2 ), M′y = 0, M′z = Mz (11)
【0059】上記計算式による計算結果に従って、比較
基準点を回転した移動量ベクトルM’の方向へ移動す
る。すなわち、X、Z方向に、それぞれ、M'x、M'zだ
け移動させ、再スパッタ粒子による形状の移動を計算す
る。The comparison reference point is moved in the direction of the rotated movement vector M 'according to the result of the calculation by the above formula. That is, it is moved by M'x and M'z in the X and Z directions, respectively, and the movement of the shape due to the re-sputtered particles is calculated.
【0060】入射スパッタ粒子を形状を構成するストリ
ング点の一つに向ける操作から、ここまでの操作によ
り、全ての入射するスパッタ粒子の軌道について、再ス
パッタによる形状点の移動を計算する。From the operation of directing the incident sputtered particles to one of the string points forming the shape, the movement of the shape point by re-sputtering is calculated for the trajectories of all the incident sputtered particles by the operations up to this point.
【0061】ステップS111で説明したように、入射
スパッタ粒子を形状を構成するストリング点の一つに向
ける操作から、再スパッタ粒子による形状の移動計算ま
での操作により、全ての入射するスパッタ粒子の軌道に
ついて移動を計算する。As described in step S111, the trajectories of all the incident sputtered particles are changed from the operation of directing the incident sputtered particles to one of the string points constituting the shape to the calculation of the shape movement by the re-sputtered particles. Calculate the move for
【0062】さらに、入射スパッタ粒子を、形状を構成
するストリング点の一つに向ける操作から、ここまでの
操作により、すべての形状を構成する座標点で、再スパ
ッタによる形状点の移動を計算する。Further, from the operation of directing the incident sputtered particles to one of the string points constituting the shape, the movement of the shape point by re-sputtering is calculated at the coordinate points constituting all the shapes by the operations up to this point. .
【0063】ステップS112で説明したように、入射
スパッタ粒子を、形状を構成するストリング点の一つに
向ける操作から、全ての入射するスパッタ粒子による、
ここまでの操作により、全ての入射するスパッタ粒子の
軌道、および、全ての形状を構成する座標点で、再スパ
ッタによる形状点の移動を計算する。As described in step S112, the operation of turning the incident sputtered particles to one of the string points constituting the shape starts with the operation of all the incident sputtered particles.
By the operation up to this point, the movement of the shape point due to re-sputtering is calculated at the trajectories of all the incident sputter particles and the coordinate points constituting all the shapes.
【0064】本実施の形態に係るスパッタ形状のシミュ
レーション方法の効果は、例えば、再スパッタの効果を
取り入れた計算を、全3次元で行った場合、シャドウ判
定で3倍かかり、スパッタ後の粒子の付着点の移動計算
を、1次元余分にするので1.5倍になり、さらに、再
スパッタ粒子のシャドウ判定およびデポ成長の計算も同
程度改善されるため、シャドウ計算および付着点の移動
計算が全体に占める割合が各々0.2および0.1程度
なので、全体で計算時間を1/(0.2×3+0.1×
1.5)/2=2/3程度に削減できることである。The effect of the method for simulating the shape of a sputter according to the present embodiment is as follows. For example, when a calculation incorporating the effect of re-sputtering is performed in all three dimensions, it takes three times as long in shadow judgment, and the particle Since the calculation of the movement of the attachment point is made one-dimensionally extra, it becomes 1.5 times. Furthermore, the shadow judgment and the calculation of the deposition growth of the re-sputtered particles are improved to the same extent. Since the ratios to the whole are about 0.2 and 0.1, respectively, the total calculation time is 1 / (0.2 × 3 + 0.1 ×
1.5) / 2 = 2/3.
【0065】その理由は、実測で得られた入射角度とエ
ネルギーに依存したスパッタ率のデータを取り込み、形
状切断面上のみで形状変化を計算するデータ処理を処理
したためである。The reason for this is that data of the sputtering rate depending on the incident angle and energy obtained by the actual measurement is taken in, and the data processing for calculating the shape change only on the shape cut surface is processed.
【0066】(第2の実施の形態)図6は、本発明の第
2の実施の形態に係るスパッタ形状のシミュレーション
方法を説明するための説明図である。(Second Embodiment) FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a method of simulating a sputter shape according to a second embodiment of the present invention.
【0067】本実施の形態では、膜形状の成長過程を計
算する際に使用する計算式が、第1の実施の形態で使用
された計算式とは異なる。すなわち、本実施の形態で
は、再スパッタ後の膜堆積方向を計算するのに、ビア上
方から見て、再スパッタ粒子の軌道と、Rcrossおよび
Rのなす三角形が、ほぼ等角三角形であることを利用
し、まず、該等角三角形の等角θeqの正弦sinθeqを求
める。該正弦sinθeqの計算には、再スパッタ粒子が側
壁と交わったときの、交点の座標(Xcross、Ycross)
および交点を含む水平面でのコンタクト半径Rを用いて
下記の計算式(12)を使用し、 sinθ_ep =Ycross2 /{2・Rcross・(Rcross・Xcross)} (12) と計算する。In the present embodiment, the calculation formula used when calculating the growth process of the film shape is different from the calculation formula used in the first embodiment. That is, in the present embodiment, when calculating the film deposition direction after re-sputtering, the orbit of the re-sputtered particles and the triangle formed by Rcross and R are substantially equilateral triangles when viewed from above the via. First, a sine sin θeq of the equiangular θeq of the isometric triangle is obtained. To calculate the sine sin θeq, the coordinates (Xcross, Ycross) of the intersection when the re-sputtered particle intersects the side wall
Using the following calculation formula (12) using the contact radius R on the horizontal plane including the intersection, sin θ_ep = Ycross 2 / {2 · Rcross · (Rcross · Xcross)} (12)
【0068】また、再スパッタ粒子の形状断面へのフラ
ックスの投影ベクトルを、Frespとし、この時、上記F
respと逆向きで、形状断面と、付着断面と再スパッタ粒
子の交点を含む水平面との交点に位置する形状点を起点
とするベクトルを、再スパッタ粒子による移動量ベクト
ルMとする。このとき、再スパッタ粒子のフラックスの
FrespのX,Z成分Fresp_x、Fresp_zより、該再スパ
ッタ粒子の移動量すなわち移動量ベクトルの絶対値|M
|を、下記の計算式(13)から計算し、 |M|=√{Fresp_z2+Fresp_x2・sin2θ_ep} (13) 形状点をMだけ移動することで膜成長を計算する。The projection vector of the flux onto the cross section of the shape of the re-sputtered particles is assumed to be Fresp.
A vector starting from a shape point located in the opposite direction to resp and located at the intersection of the shape cross section, the attached cross section, and the horizontal plane including the intersection of the re-sputtered particles is defined as a movement amount vector M by the re-sputtered particles. At this time, the moving amount of the resputtered particles, that is, the absolute value | M of the moving amount vector, is obtained from the X and Z components Fresp_x and Fresp_z of the resputtered particle's flux Fresp.
Is calculated from the following formula (13), and | M | = {Fresp_z 2 + Fresp_x 2 · sin 2 θ_ep} (13) The film growth is calculated by moving the shape point by M.
【0069】以下、この操作を、全てのスパッタ粒子の
軌道および、全ての形状点について行うことは、第1の
実施の形態と同じである。Hereinafter, performing this operation for all the orbits of the sputtered particles and all the shape points is the same as in the first embodiment.
【0070】本実施の形態に係るスパッタ形状のシミュ
レーション方法の効果は、例えば、第1の実施の形態
で、一度再付着面に、再スパッタ粒子軌道を投影させて
から、再付着面と形状断面との回転角度を計算し、移動
量ベクトルを回転させる計算量が約1割であるので、全
体の計算時間を10%削減できることである。The effect of the method for simulating the shape of a sputter according to this embodiment is, for example, that the trajectory of the re-sputtered particles is projected onto the re-adhesion surface once in the first embodiment, Since the amount of calculation for rotating the movement amount vector by calculating the rotation angle with the above is about 10%, the whole calculation time can be reduced by 10%.
【0071】その理由は、再スパッタ粒子の軌道が、再
付着面となす角度と、形状断面となす角度がほぼ等しい
ことを利用して、方向は形状断面への写像で求め、起点
を再スパッタ粒子の軌道と再付着面との交点を含む平面
と形状との交点とし、移動量は再付着面への投影から、
計算しているためである。The reason is that the direction is determined by mapping to the cross section of the shape by utilizing the fact that the angle of the trajectory of the resputtered particle with the reattachment surface is substantially equal to the angle with the cross section of the shape, and the starting point is resputtered. The intersection between the plane and the shape, including the intersection of the particle trajectory and the reattachment surface, is used.
This is because they are calculating.
【0072】なお、図1乃至図3のフローチャートで示
したプログラムなど、処理装置に上記の処理を行わせる
ためのプログラムは、CD−ROMなどのコンピュータ
読み取り可能な記録媒体に格納して配付してもよい。そ
して、少なくともマイクロコンピュータ,パーソナルコ
ンピュータ,汎用コンピュータを範疇に含むコンピュー
タが、上記の記録媒体から上記プログラムを読み出し
て、実行するものとしてもよい。A program for causing the processing device to perform the above processing, such as the programs shown in the flowcharts of FIGS. 1 to 3, is stored and distributed on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM. Is also good. A computer including at least a microcomputer, a personal computer, and a general-purpose computer may read the program from the recording medium and execute the program.
【0073】[0073]
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明に係るス
パッタ形状のシミュレーション方法に依れば、予め、実
測で得られた入射角度とエネルギーに依存したスパッタ
率のデータを取り込み、形状切断面上のみで形状変化を
計算することにより、再スパッタの効果を取り入れた形
状予測のためのシミュレーションの計算を、従来の2/
3程度に削減することが可能となる。また、再スパッタ
粒子の軌道が、再付着面となす角度と、形状断面となす
角度がほぼ等しいことを利用して、方向は形状断面への
写像で求め、起点を再スパッタ粒子の軌道と再付着面と
の交点を含む平面と形状との交点とし、移動量は再付着
面への投影から計算することにより、上記2/3程度の
削減から、更に10%程度の削減が可能になる。As described above, according to the simulation method of the sputter shape according to the present invention, the data of the sputter rate depending on the incident angle and the energy obtained by the actual measurement is taken in advance, and the data on the shape cut surface is obtained. By calculating the shape change only by using the conventional method, the calculation of the simulation for shape prediction incorporating the effect of re-sputtering can be reduced to 2 /
It can be reduced to about three. Also, utilizing the fact that the angle of the trajectory of the re-sputtered particles with the reattachment surface and the angle of the cross-section of the shape are substantially equal, the direction is determined by mapping to the cross-section of the shape, and the starting point is determined as the trajectory of the re-sputtered particles By calculating the amount of movement from the projection on the reattachment surface, the amount of movement is calculated as the intersection of the plane including the intersection with the attachment surface and the shape.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るスパッタ形状
のシミュレーション方法の動作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 an operation of a sputtering shape simulation method according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るスパッタ形状
のシミュレーション方法の動作を説明するためのフロー
チャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a method for simulating a sputter shape according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るスパッタ形状
のシミュレーション方法の動作を説明するためのフロー
チャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the method for simulating a sputter shape according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施の形態に係るスパッタ形状
のシミュレーション方法において再スパッタ粒子の膜成
長を計算する過程を説明する説明図であり、図4(a)
はスパッタ形状を示す概略図、図4(b)はスパッタ角
度及びその頻度の実測データを示すグラフである。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a process of calculating the film growth of re-sputtered particles in the sputtering shape simulation method according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
Is a schematic diagram showing a sputter shape, and FIG. 4B is a graph showing actual measurement data of a sputter angle and its frequency.
【図5】本発明の第1の実施の形態に係るスパッタ形状
のシミュレーション方法において再スパッタ粒子の付着
点の形状断面からの角度を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing angles of reattachment points of re-sputtered particles from a shape cross section in the method for simulating a sputter shape according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施の形態に係るスパッタ形状
のシミュレーション方法を説明するための説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a sputtering shape simulation method according to a second embodiment of the present invention.
【図7】従来のスパッタ形状のシミュレーション方法の
計算過程を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a calculation process of a conventional method of simulating a sputter shape.
P1 入射スパッタ粒子の入射点 P2 再スパッタ粒子の入射点 P3 再スパッタ粒子の入射点の近傍の点。 P1 Incident point of incident sputtered particles P2 Incident point of resputtered particles P3 Point near the incident point of resputtered particles.
Claims (12)
ールの作製工程に使用されるスパッタ装置のスパッタ形
状のシミュレーション方法において、 スパッタ粒子の入射角度及び入射エネルギーに対応した
スパッタ率のデータを予め記憶領域に格納しておくスパ
ッタ率準備ステップと、 前記スパッタ粒子を入射するスパッタ粒子入射ステップ
と、 前記スパッタ粒子入射ステップの実施に伴い、該入射さ
れたスパッタ粒子の入射角度及び入射エネルギーに対応
したスパッタ率を、前記記憶領域から検索し、該検索さ
れたスパッタ率に対応した個数の再スパッタ粒子を発生
させる再スパッタ粒子発生ステップと、 膜成長の形状計算に際して、前記スパッタ粒子の入射角
及び入射エネルギーに対応した再スパッタ粒子の軌道を
乱数又は疑似乱数を使用して決定する再スパッタ粒子の
軌道決定ステップと、 前記再スパッタ粒子による膜成長が軸対称であることを
仮定して、前記コンタクトホールの形状切断面(XZ平
面)上のみで膜形状計算のためのデータ処理を行う膜形
状計算ステップを有すること、 を特徴とするスパッタ形状のシミュレーション方法。In a method for simulating a sputtering shape of a sputtering device used in a contact hole forming step of a semiconductor device manufacturing process, data of a sputtering rate corresponding to an incident angle and an incident energy of sputtered particles is stored in a storage area in advance. A sputtering rate preparation step to be performed, a sputter particle incident step of injecting the sputter particles, and a sputter rate corresponding to an incident angle and an incident energy of the incident sputter particles with the execution of the sputter particle incident step. A re-sputtering particle generating step of retrieving from the storage area and generating a number of re-sputtering particles corresponding to the retrieved sputter rate; and calculating the shape of the film growth, in accordance with the incident angle and incident energy of the sputter particles. The random number or pseudo-random number Determining the trajectory of the re-sputtered particles determined by using the method described above, and assuming that the film growth by the re-sputtered particles is axially symmetric, and calculating the film shape only on the shape cut surface (XZ plane) of the contact hole. A film shape calculation step for performing data processing for the simulation.
ともモンテカルロ法を範疇に含むシミュレーション法を
用いて計算した半導体装置内でのスパッタ粒子の軌道を
ウェハ中心で抽出し、該ウェハ中心にあるコンタクトホ
ールへの前記入射スパッタ粒子の入射角度及び入射エネ
ルギーに対応したスパッタ率の実測データをテーブル形
式で保持するステップを有すること、 を特徴とする請求項1記載のスパッタ形状のシミュレー
ション方法。2. The method according to claim 1, wherein the trajectory of the sputtered particles in the semiconductor device calculated by using a simulation method including at least the Monte Carlo method is extracted at the center of the wafer. 2. The method for simulating a sputter shape according to claim 1, further comprising the step of storing, in a table format, measured data of a sputter rate corresponding to the incident angle and incident energy of the incident sputter particles.
コンタクトホールのXZ平面に対応したコンタクトホー
ル断面形状を構成するストリング点のうちから1点を選
択し、該選択された点を前記入射スパッタ粒子の入射点
とするステップを有すること、 を特徴とする請求項1又は2記載のスパッタ形状のシミ
ュレーション方法。3. The step of projecting the sputtered particles comprises selecting one of string points constituting a cross-sectional shape of the contact hole corresponding to the XZ plane of the contact hole, and assigning the selected point to the incident sputtered particles. The method for simulating a sputter shape according to claim 1, further comprising a step of setting an incident point.
記入射点の接平面の法線と入射スパッタ粒子の軌道方向
から前記入射スパッタ粒子の入射角度を計算し、該入射
角度からスパッタ率SRを求め、該SRに対応した事象
の再スパッタ粒子を発生させるステップを有すること、 を特徴とする請求項3記載のスパッタ形状のシミュレー
ション方法。4. The re-sputtering particle generation step calculates an incident angle of the incident sputter particle from a normal to a tangent plane of the incident point and a trajectory direction of the incident sputter particle, and obtains a sputter rate SR from the incident angle. The method according to claim 3, further comprising the step of generating re-sputtered particles of an event corresponding to the SR.
で計算するステップと、 【数1】 SRの整数部分をSRnとする時、前記スパッタ率SR
を下記の不等式(2)で比較するステップを有するこ
と、 e3 > (SR−SRn) (2) を特徴とする請求項4記載のスパッタ形状のシミュレー
ション方法。5. The angle of incidence is defined as θin in the following equation (1).
And calculating: When the integer part of SR is SRn, the sputtering rate SR
5. The method for simulating the shape of a sputter according to claim 4, further comprising: e3> (SR-SRn) (2).
は、前記入射点を通る再スパッタ粒子の軌道方向を、前
記入射スパッタ粒子の入射角度及び入射エネルギーから
前記テーブルを用いた棄却法により決定するステップを
有すること、を特徴とする請求項4又は5記載のスパッ
タ形状のシミュレーション方法。6. The trajectory determining step of the re-sputtered particles is a step of determining the trajectory direction of the re-sputtered particles passing through the incident point from the incident angle and incident energy of the incident sputter particles by a rejection method using the table. The method for simulating a sputtered shape according to claim 4, wherein:
パッタ粒子の軌道方向の計算に際しては、一様乱数又は
一様疑似乱数e4を用いて、仮の再スパッタ角度θrsp
_rjcを、下記の数式(4)により、 θrjc=π/2・e4 (4) として求め、一様乱数又は一様疑似乱数e5と、前記テ
ーブルから検索される入射エネルギー及び入射角度に対
応した再スパッタ角度の頻度実測データの最大値Fmax
を用いて、頻度Frjcを下記の数5に示す数式(5)よ
り、 Frjc=Fmax・e5 (5) として求め、かつ、再スパッタ粒子の再スパッタ後の軌
道を、下記の数式(6)の直線の式で求めるステップを
有すること、 Z - Zin = Pxz・(X - Xin)、 Z - Zin = Pyz・Y (6) を特徴とする請求項6記載のスパッタ形状のシミュレー
ション方法。7. When calculating the trajectory direction of the re-sputtered particles passing through the incident point by the rejection method, a temporary re-sputtering angle θrsp is calculated using a uniform random number or a uniform pseudo-random number e4.
_Rjc is determined by the following equation (4) as θrjc = π / 2 · e4 (4), and a uniform random number or a uniform pseudorandom number e5 and a re-corresponding to the incident energy and the incident angle searched from the table are obtained. Maximum value Fmax of frequency measurement data of sputter angle
The frequency Frjc is calculated from the following equation (5) as Frjc = Fmax · e5 (5), and the trajectory of the re-sputtered particles after re-sputtering is calculated using the following equation (6). 7. The method for simulating a sputter shape according to claim 6, further comprising a step of obtaining a straight line equation, Z-Zin = Pxz. (X-Xin), Z-Zin = Pyz.Y.
ッタ粒子に対応する前記形状切断面へのフラックスの投
影ベクトルから構成されるシミュレーション計算上の移
動量ベクトルについて、前記再スパッタ粒子軌道を、一
旦、再付着面に投影させてから、前記移動量ベクトルの
方向と絶対値を計算するステップと、該再付着面と前記
形状切断面との回転角度を計算した後、前記移動量ベク
トルを対称軸を中心に回転させてXZ平面上に乗せるス
テップを有すること、を特徴とする請求項1、2、3、
4、5、6又は7のいずれか1項に記載のスパッタ形状
のシミュレーション方法。8. The film shape calculation step includes, for a movement amount vector in a simulation calculation composed of a projection vector of a flux onto the shape cut surface corresponding to the re-sputtered particle, temporarily changing the re-sputtered particle trajectory. Calculating the direction and absolute value of the movement amount vector after projecting it on the reattachment surface, and calculating the rotation angle between the reattachment surface and the shape cutting surface, and then setting the movement amount vector to the axis of symmetry. A step of rotating the object around the center and placing the object on the XZ plane.
The method for simulating a sputter shape according to any one of 4, 5, 6, and 7.
Z軸成分Fresp_zと、再付着面への投影成分Fresp_r
より、前記移動量ベクトルMの絶対値|M|を下記の計
算式(8)から計算し、 |M|=√{Fresp_z2+Fresp_r2・sin2θ_redepo} (8) 但し、計算式(8)で、sinθ_redepoは、再付着面と
形状断面とのなす角度の下記の計算式(9)から計算さ
れる正弦とし、 sinθ_redepo =Ycross2 /{2・Rcross・(Rcross・Xcross)} (9 ) 前記移動量ベクトルMの対称軸を中心に前記回転させる
角度をΘとする時、該角度Θを、下記の数式(10)で
求め、 【数2】 前記移動量ベクトルMがXZ平面上に移動して成るベク
トルをM’とする時、該ベクトルM'のX,Y,Z成分
M'x,M'y,M'zそれぞれを、ベクトルMのX,Y,Z
成分Mx、My、Mzを用いて、下記の計算式(11)で
計算すること、 M'x=√(Mx2+My2)、M'y=0、M'z=Mz (11) を特徴とする請求項8記載のスパッタ形状のシミュレー
ション方法。9. The flux of re-sputtered particles is represented by a Z-axis component Fresp_z of Fresp and a projection component Fresp_r on the reattachment surface.
Then, the absolute value | M | of the movement amount vector M is calculated from the following calculation formula (8), and | M | = {Fresp_z 2 + Fresp_r 2 · sin 2 θ_redepo} (8) where the calculation formula (8) Where sin θ_redepo is a sine calculated from the following calculation formula (9) of the angle between the reattachment surface and the shape cross section, and sin θ_redepo = Ycross 2 / {2 · Rcross · (Rcross · Xcross)} (9) Assuming that the angle of rotation about the axis of symmetry of the movement vector M is Θ, the angle Θ is obtained by the following equation (10). When a vector formed by moving the movement vector M on the XZ plane is M ′, the X, Y, and Z components M′x, M′y, and M′z of the vector M ′ are respectively X, Y, Z
Using the components Mx, My, and Mz, the following formula (11) is used to calculate: M′x = √ (Mx 2 + My 2 ), M′y = 0, M′z = Mz (11) The method for simulating a sputter shape according to claim 8, wherein
パッタ粒子に対応する前記形状断面へのフラックスの投
影ベクトルから構成されるシミュレーション計算上の移
動量ベクトルについて、再スパッタ粒子の軌道が、再付
着面となす角度と、形状切断面となす角度とがほぼ等し
いことを利用して、前記移動量ベクトルの方向を前記形
状切断面への投影で求め、かつ前記移動量ベクトルの起
点を再スパッタ粒子の軌道と再付着面との交点を含む平
面と形状との交点とし、かつ前記移動量ベクトルの絶対
値を再付着面への投影から計算するステップを有するこ
と、を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7
記載のスパッタ形状のシミュレーション方法。10. The trajectory of the re-sputtered particles is re-attached with respect to a movement vector in a simulation calculation composed of a projection vector of a flux onto the cross section of the shape corresponding to the re-sputtered particles. Using the fact that the angle formed by the plane and the angle formed by the shape cutting plane are substantially equal, the direction of the movement vector is obtained by projecting the shape on the shape cutting plane, and the starting point of the movement vector is re-sputtered particles. And a step of calculating an absolute value of the movement amount vector from a projection on the reattachment surface as an intersection between a plane and a shape including an intersection of the trajectory and the reattachment surface. 2, 3, 4, 5, 6 or 7
A simulation method of the described sputter shape.
再スパッタ粒子が側壁と交わったときの、交点の座標
(Xcross、Ycross)及び該交点を含む水平面でのコン
タクト半径Rを用いて下記の計算式(12)で計算し、 sinθ_ep =Ycross2 /{2・Rcross・(Rcross・Xcross)} (12) かつ、再スパッタ粒子の形状断面へのフラックスの投影
ベクトルを、Frespとし、上記Frespと逆向きで、形状
断面と、付着断面と再スパッタ粒子の交点を含む水平面
との交点に位置する形状点を起点とするベクトルを、再
スパッタ粒子による移動量ベクトルMとする時、前記再
スパッタ粒子のフラックスのFrespのX,Z成分Fresp
_x、Fresp_zにより、移動量ベクトルの絶対値|M|
を、下記の計算式(13)で計算すること、 |M|=√{Fresp_z2+Fresp_x2・sin2θ_ep} (13) を特徴とする請求項10記載のスパッタ形状のシミュレ
ーション方法。11. A sine sin θeq of the equiangular θeq is calculated using the coordinates (Xcross, Ycross) of the intersection and the contact radius R on a horizontal plane including the intersection when the re-sputtered particle intersects the side wall. Calculated by equation (12), sinθ_ep = Ycross 2 / {2 · Rcross · (Rcross · Xcross)} (12) Further, the projection vector of the flux onto the cross section of the shape of the re-sputtered particles is Fresp, In the opposite direction, the vector starting from the shape point located at the intersection of the shape section and the horizontal plane containing the intersection of the adhered section and the re-sputtered particle is defined as the movement amount vector M by the re-sputtered particle. X and Z components of the Spread Fresp
_X and Fresp_z, the absolute value | M |
11 is calculated by the following equation (13): | M | = {Fresp_z 2 + Fresp_x 2 · sin 2 θ_ep} (13) The method of simulating a sputter shape according to claim 10, wherein:
ホールの作製工程に使用されるスパッタ装置のスパッタ
形状のシミュレーションを、コンピュータに実行させる
ためのプログラムを記録したコンピュータ読み込み可能
な記録媒体において、スパッタ粒子の入射角度及び入射
エネルギーに対応したスパッタ率のデータを予め記憶領
域に格納しておくスパッタ率準備ステップと、前記スパ
ッタ粒子を入射するスパッタ粒子入射ステップと、前記
スパッタ粒子入射ステップの実施に伴い、該入射された
スパッタ粒子の入射角度及び入射エネルギーに対応した
スパッタ率を、前記記憶領域から検索し、該検索された
スパッタ率に対応した個数の再スパッタ粒子を発生させ
る再スパッタ粒子発生ステップと、膜成長の形状計算に
際して、前記スパッタ粒子の入射角及び入射エネルギー
に対応した再スパッタ粒子の軌道を乱数又は疑似乱数を
使用して決定する再スパッタ粒子の軌道決定ステップ
と、前記再スパッタ粒子による膜成長が軸対称であるこ
とを仮定して、前記コンタクトホールの形状切断面(X
Z平面)上のみで膜形状計算のためのデータ処理を行う
膜形状計算ステップとを、コンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュー
タ読み込み可能な記録媒体。12. A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a simulation of a sputter shape of a sputter device used in a contact hole forming step of a semiconductor device manufacturing process. A sputter rate preparing step of storing data of a sputter rate corresponding to an angle and an incident energy in a storage area in advance, a sputter particle incident step of injecting the sputter particles, and A re-sputtering particle generating step of retrieving a sputter rate corresponding to the incident angle and incident energy of the detected sputter particles from the storage area and generating a number of re-sputtered particles corresponding to the retrieved sputter rate; When calculating the shape of the Trajectory determining step of determining the trajectory of the re-sputtered particles corresponding to the incident angle and the incident energy of the re-sputtered particles using random numbers or pseudo-random numbers, and that the film growth by the re-sputtered particles is axially symmetric. Assuming that the shape cut surface (X
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for causing a computer to execute a film shape calculation step of performing data processing for film shape calculation only on the (Z plane).
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1998
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