JP2924850B2 - スパッタ装置シミュレーション方法 - Google Patents
スパッタ装置シミュレーション方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタ装置のシ
ミュレーション方法に関し、特に、モンテカルロ法によ
り、背景ガスとの衝突を計算するスパッタ装置のシミュ
レーション方法に関する。
ミュレーション方法に関し、特に、モンテカルロ法によ
り、背景ガスとの衝突を計算するスパッタ装置のシミュ
レーション方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路装置は搭載素子数の増大
に伴い、微細化したコンタクトホールへの導電体膜の埋
め込み技術の開発が急務となっている。
に伴い、微細化したコンタクトホールへの導電体膜の埋
め込み技術の開発が急務となっている。
【０００３】この問題を解決するためには、スパッタ装
置の開発が必要である。スパッタ装置の開発の効率化を
目的として、シミュレーション技術が開発されている。
この種のシミュレーション技術として、例えば文献（エ
イチ ヤマダ等、アイ イーデー エム、（１９９
４）、ｐｐ．５５３〜５５６）に記載されるように、装
置内の軌道計算を行い、ストリングモデルで形状を計算
する方法が知られている。
置の開発が必要である。スパッタ装置の開発の効率化を
目的として、シミュレーション技術が開発されている。
この種のシミュレーション技術として、例えば文献（エ
イチ ヤマダ等、アイ イーデー エム、（１９９
４）、ｐｐ．５５３〜５５６）に記載されるように、装
置内の軌道計算を行い、ストリングモデルで形状を計算
する方法が知られている。
【０００４】このスパッタ装置のシミュレーションの従
来技術について、その概略を図３に示すフローチャート
を参照して以下に説明する。
来技術について、その概略を図３に示すフローチャート
を参照して以下に説明する。
【０００５】まず、Ｔｉターゲット表面より、エロージ
ョン分布に比例した確率で、Ｔｉスパッタ粒子を発生さ
せ（ステップ３０１）、０〜１の範囲の数字を同じ確率
で返す一様乱数ｅ１、ｅ２を用いて、 水平方向の角度Φ（Φ＝２π・ｅ１）、 垂直方向の角度θ｛θ＝ａｃｏｓ（（ｅ２）１／２）｝ を求め、 さらに放出エネルギーＥｅおよびＴｉスパッタ粒子の速
度Ｖｓ＝（２Ｅｅ／ｍ）1/2を、Ｔｏｍｐｓｏｎ分布に
従うように、一様乱数ｅ３、ｅ４を用いて棄却法で決め
る。なお、ここで一様乱数とは０〜１の範囲の数字を同
じ確率で返す乱数とする。
ョン分布に比例した確率で、Ｔｉスパッタ粒子を発生さ
せ（ステップ３０１）、０〜１の範囲の数字を同じ確率
で返す一様乱数ｅ１、ｅ２を用いて、 水平方向の角度Φ（Φ＝２π・ｅ１）、 垂直方向の角度θ｛θ＝ａｃｏｓ（（ｅ２）１／２）｝ を求め、 さらに放出エネルギーＥｅおよびＴｉスパッタ粒子の速
度Ｖｓ＝（２Ｅｅ／ｍ）1/2を、Ｔｏｍｐｓｏｎ分布に
従うように、一様乱数ｅ３、ｅ４を用いて棄却法で決め
る。なお、ここで一様乱数とは０〜１の範囲の数字を同
じ確率で返す乱数とする。
【０００６】また、装置ガス温度のＭａｘｗｅｌｌ分布
に従うＡｒ背景ガス粒子の速度Ｖｇを一様乱数ｅ５、ｅ
６を用いて、Ｂｏｘ−Ｍｕｌｌｅｒ法により、
に従うＡｒ背景ガス粒子の速度Ｖｇを一様乱数ｅ５、ｅ
６を用いて、Ｂｏｘ−Ｍｕｌｌｅｒ法により、
【０００７】
【数１】
【０００８】と求め（ステップ３０２）、Ｔｉスパッタ
粒子とＡｒ背景ガス粒子の相対速度Ｖｒｅｌ＝Ｖｓ−Ｖ
ｇをベクトル計算より求める。ここで、Ｖｇ′は、Ｂｏ
ｘ−Ｍｕｌｌｅｒ（ボックス・ミュラー）法の性質上同
時に求まる値であるため、次のＡｒ背景ガス粒子の速度
計算に用いる。この相対速度Ｖｖｅｌより、衝突エネル
ギーＥを求める（ステップ３０３）。
粒子とＡｒ背景ガス粒子の相対速度Ｖｒｅｌ＝Ｖｓ−Ｖ
ｇをベクトル計算より求める。ここで、Ｖｇ′は、Ｂｏ
ｘ−Ｍｕｌｌｅｒ（ボックス・ミュラー）法の性質上同
時に求まる値であるため、次のＡｒ背景ガス粒子の速度
計算に用いる。この相対速度Ｖｖｅｌより、衝突エネル
ギーＥを求める（ステップ３０３）。
【０００９】また、Ｔｉ−Ａｒ間に、Ｌｅｎａｒｄ−Ｊ
ｏｎｅｓ（レナード・ジョーンズ）２体ポテンシャルを
仮定し、古典力学の中心力場の計算より、各衝突エネル
ギーＥにおいて、重心からみた衝突前後の進行方向のな
す散乱角χと衝突パラメータｂとの関係を求め、さら
に、散乱角χと衝突パラメータｂの線形性を仮定し、衝
突半径ｂｍａｘを求め（ステップ３０１）、衝突エネル
ギーＥと衝突半径ｂｍａｘの関係をテーブル化する。
ｏｎｅｓ（レナード・ジョーンズ）２体ポテンシャルを
仮定し、古典力学の中心力場の計算より、各衝突エネル
ギーＥにおいて、重心からみた衝突前後の進行方向のな
す散乱角χと衝突パラメータｂとの関係を求め、さら
に、散乱角χと衝突パラメータｂの線形性を仮定し、衝
突半径ｂｍａｘを求め（ステップ３０１）、衝突エネル
ギーＥと衝突半径ｂｍａｘの関係をテーブル化する。
【００１０】このテーブル３２０は、モンテカルロ計算
の前に一度だけ作成しておき、モンテカルロ法でスパッ
タ粒子と背景ガスの衝突を計算する毎に参照する。
の前に一度だけ作成しておき、モンテカルロ法でスパッ
タ粒子と背景ガスの衝突を計算する毎に参照する。
【００１１】次に、一様乱数ｅ７を用いて、衝突エネル
ギーＥにおける衝突パラメータを、 ｂ＝ｂｍａｘ・ｅ７ により求め（ステップ３０５）、 散乱角χ＝π・ｂ／ｂｍａｘ より散乱角χを求め、古典力学の中心力場の理論より散
乱角χでのエネルギー損失κを計算し、衝突後のＴｉス
パッタ粒子の方向および速度を計算する（ステップ３０
６）。
ギーＥにおける衝突パラメータを、 ｂ＝ｂｍａｘ・ｅ７ により求め（ステップ３０５）、 散乱角χ＝π・ｂ／ｂｍａｘ より散乱角χを求め、古典力学の中心力場の理論より散
乱角χでのエネルギー損失κを計算し、衝突後のＴｉス
パッタ粒子の方向および速度を計算する（ステップ３０
６）。
【００１２】同時に、衝突半径も、ｂｍａｘから平均自
由工程λ０を計算し、ポワソン分布を仮定し、一様乱数
ｅ８を用いて、Ｔｉスパッタ粒子が次の衝突を起こすま
での距離 ｄＬ＝λ０・Ｖｒｅｌ・｜１ｎ（ｅ８）｜ を計算する（ステップ３０７）。
由工程λ０を計算し、ポワソン分布を仮定し、一様乱数
ｅ８を用いて、Ｔｉスパッタ粒子が次の衝突を起こすま
での距離 ｄＬ＝λ０・Ｖｒｅｌ・｜１ｎ（ｅ８）｜ を計算する（ステップ３０７）。
【００１３】これらの計算により、衝突後のＴｉスパッ
タ粒子の軌道を計算する。
タ粒子の軌道を計算する。
【００１４】このように、粒子の軌道を、粒子が装置の
側壁またはウェハ上に到達するまでくり返し計算する
（ステップ３１０）。
側壁またはウェハ上に到達するまでくり返し計算する
（ステップ３１０）。
【００１５】最後に、Ｔｉスパッタ粒子の軌道をウェハ
上の一定領域で抽出し、その結果を用いてストリングモ
デル等を用いて形状を計算する（ステップ３２２）。
上の一定領域で抽出し、その結果を用いてストリングモ
デル等を用いて形状を計算する（ステップ３２２）。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のシミュ
レーション技術では、衝突が５〜６回以上起こる高圧領
域で、スパッタ粒子の軌道を計算する際、ターゲットか
ら放出されたスパッタ粒子が衝突によりエネルギーを失
い、平均自由行程が装置の大きさに対して小さくなる
と、ウェハ上で抽出またはトラップされるまで（ステッ
プ３０８、３０９の判定参照）、多数の衝突計算を行う
必要がある。
レーション技術では、衝突が５〜６回以上起こる高圧領
域で、スパッタ粒子の軌道を計算する際、ターゲットか
ら放出されたスパッタ粒子が衝突によりエネルギーを失
い、平均自由行程が装置の大きさに対して小さくなる
と、ウェハ上で抽出またはトラップされるまで（ステッ
プ３０８、３０９の判定参照）、多数の衝突計算を行う
必要がある。
【００１７】このため、モンテカルロ法で統計的に必要
な約１千万個の粒子の軌道を計算するのに、１９０ＭＩ
ＰＳ（Ｍillion Ｉnsutructions Ｐer Ｓecond）の
ＥＷＳ（エンジニアリングワークステーション）で５０
時間程度かかり実用的ではない。
な約１千万個の粒子の軌道を計算するのに、１９０ＭＩ
ＰＳ（Ｍillion Ｉnsutructions Ｐer Ｓecond）の
ＥＷＳ（エンジニアリングワークステーション）で５０
時間程度かかり実用的ではない。
【００１８】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、スパッタ装置で
スパッタ粒子の軌道計算に要する時間を短縮することを
シミュレーション方法を提供することにある。
てなされたものであって、その目的は、スパッタ装置で
スパッタ粒子の軌道計算に要する時間を短縮することを
シミュレーション方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のシミュレーション方法は、コンタクトホー
ルの堆積膜形状を形成するスパッタ装置のシミュレーシ
ョン方法において、（ａ）前記スパッタ装置のターゲッ
トからのスパッタ粒子の放出をシミュレートするステッ
プ、（ｂ）前記スパッタ粒子と背景ガスとの衝突過程を
計算するステップ、（ｃ）前記スパッタ装置内の温度の
マクスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）分布に従う粒子の平均
エネルギーと、前記スパッタ粒子のエネルギーと、を比
較し、前記スパッタ粒子のエネルギーが小さい場合に
は、衝突点から基板上での抽出領域を見込む見込角を用
いて前記基板上の抽出領域での抽出の有無を判定するス
テップ、および、（ｄ）抽出した前記スパッタ粒子の軌
道の角度分布から堆積膜形状を計算するステップ、を含
むことを特徴とする。
め、本発明のシミュレーション方法は、コンタクトホー
ルの堆積膜形状を形成するスパッタ装置のシミュレーシ
ョン方法において、（ａ）前記スパッタ装置のターゲッ
トからのスパッタ粒子の放出をシミュレートするステッ
プ、（ｂ）前記スパッタ粒子と背景ガスとの衝突過程を
計算するステップ、（ｃ）前記スパッタ装置内の温度の
マクスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）分布に従う粒子の平均
エネルギーと、前記スパッタ粒子のエネルギーと、を比
較し、前記スパッタ粒子のエネルギーが小さい場合に
は、衝突点から基板上での抽出領域を見込む見込角を用
いて前記基板上の抽出領域での抽出の有無を判定するス
テップ、および、（ｄ）抽出した前記スパッタ粒子の軌
道の角度分布から堆積膜形状を計算するステップ、を含
むことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明のシミュレーション方法は、（ａ）
〜（ｂ）のステップを含む。
に説明する。本発明のシミュレーション方法は、（ａ）
〜（ｂ）のステップを含む。
【００２１】（ａ）コンタクトホールの堆積膜形状を形
成するスパッタ装置のシミュレーションにおいて、スパ
ッタ装置のターゲットからスパッタ粒子を放出する。
成するスパッタ装置のシミュレーションにおいて、スパ
ッタ装置のターゲットからスパッタ粒子を放出する。
【００２２】（ｂ）スパッタ粒子と背景ガスとの衝突を
計算する。
計算する。
【００２３】（ｃ）スパッタ装置内の温度のＭａｘｗｅ
ｌｌ分布に従う粒子の平均エネルギーと前記スパッタ粒
子のエネルギーを比較し、スパッタ粒子のエネルギーの
方がが小さい場合に、見込角からウェハ上の抽出領域で
の抽出の有無を判定する。
ｌｌ分布に従う粒子の平均エネルギーと前記スパッタ粒
子のエネルギーを比較し、スパッタ粒子のエネルギーの
方がが小さい場合に、見込角からウェハ上の抽出領域で
の抽出の有無を判定する。
【００２４】（ｄ）抽出したスパッタ粒子の軌道の角度
分布から堆積膜形状を計算する。
分布から堆積膜形状を計算する。
【００２５】上記のように構成されてなる本発明の実施
の形態においては、Ｍａｘｗｅｌｌ分布に従う背景ガス
粒子と同程度のエネルギー以下になったスパッタ粒子に
ついて、見込角からウェハ上の抽出領域での抽出の有無
を判定するようにしたものである。
の形態においては、Ｍａｘｗｅｌｌ分布に従う背景ガス
粒子と同程度のエネルギー以下になったスパッタ粒子に
ついて、見込角からウェハ上の抽出領域での抽出の有無
を判定するようにしたものである。
【００２６】すなわち、本発明の実施の形態において
は、平均自由行程が、装置の大きさに較べ小さいスパッ
タ粒子の衝突計算を省略できるため、軌道計算を短時間
で行える。なお、上記各ステップの処理は、好ましくは
プログラムで実装され、後述するようにＥＷＳ（エンジ
ニアリングワークステーション）等の情報処理装置にお
いてプログラムを実行することにより実現される。
は、平均自由行程が、装置の大きさに較べ小さいスパッ
タ粒子の衝突計算を省略できるため、軌道計算を短時間
で行える。なお、上記各ステップの処理は、好ましくは
プログラムで実装され、後述するようにＥＷＳ（エンジ
ニアリングワークステーション）等の情報処理装置にお
いてプログラムを実行することにより実現される。
【００２７】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
【００２８】図１は、本発明の一実施例のスパッタ装置
シミュレーション方法の概略を説明するためのフローチ
ャートである。
シミュレーション方法の概略を説明するためのフローチ
ャートである。
【００２９】本実施例では、例えば、モンテカルロ法を
用いてスパッタ粒子の軌道を次のような手順で計算す
る。
用いてスパッタ粒子の軌道を次のような手順で計算す
る。
【００３０】まず、Ｔｉターゲット表面より、エロージ
ョン分布に比例した確率で、Ｔｉスパッタ粒子を発生さ
せ（ステップ１０１）、０〜１の範囲の数字を同じ確率
で返す一様乱数ｅ１、ｅ２を用いて、水平方向の角度Φ
（Φ＝２π・ｅ１）、垂直方向の角度θ{θ＝ａｃｏｓ
((ｅ２)１／２)}を求め、さらに放出エネルギーＥｅお
よびＴｉスパッタ粒子の速度Ｖｓ＝（２Ｅｅ／ｍ）１／
２をＴｏｍｐｓｏｎ分布に従うように一、様乱数ｅ３、
ｅ４を用いて棄却法で決める。なお、ここで、一様乱数
とは０〜１の範囲の数字を同じ確率で返す乱数とする。
ョン分布に比例した確率で、Ｔｉスパッタ粒子を発生さ
せ（ステップ１０１）、０〜１の範囲の数字を同じ確率
で返す一様乱数ｅ１、ｅ２を用いて、水平方向の角度Φ
（Φ＝２π・ｅ１）、垂直方向の角度θ{θ＝ａｃｏｓ
((ｅ２)１／２)}を求め、さらに放出エネルギーＥｅお
よびＴｉスパッタ粒子の速度Ｖｓ＝（２Ｅｅ／ｍ）１／
２をＴｏｍｐｓｏｎ分布に従うように一、様乱数ｅ３、
ｅ４を用いて棄却法で決める。なお、ここで、一様乱数
とは０〜１の範囲の数字を同じ確率で返す乱数とする。
【００３１】また、装置ガス温度のＭａｘｗｅｌｌ分布
に従うＡｒ背景ガス粒子を発生する（ステップ１０
２）。すなわち装置ガス温度のＭａｘｗｅｌｌ分布に従
うＡｒ背景ガス粒子の速度Ｖｇを一様乱数ｅ５、ｅ６を
用いてＢｏｘ−Ｍｕｌｌｅｒ法により、
に従うＡｒ背景ガス粒子を発生する（ステップ１０
２）。すなわち装置ガス温度のＭａｘｗｅｌｌ分布に従
うＡｒ背景ガス粒子の速度Ｖｇを一様乱数ｅ５、ｅ６を
用いてＢｏｘ−Ｍｕｌｌｅｒ法により、
【００３２】
【数２】
【００３３】と求め、Ｔｉスパッタ粒子とＡｒ背景ガス
粒子の相対速度Ｖｒｅｌ＝Ｖｓ−Ｖｇをベアリング計算
より求める。ここで、Ｖｇ′は、Ｂｏｘ−Ｍｕｌｌｅｒ
法の性質上同時に求まる値なので、次のＡｒ背景ガス粒
子の速度計算に用いる。
粒子の相対速度Ｖｒｅｌ＝Ｖｓ−Ｖｇをベアリング計算
より求める。ここで、Ｖｇ′は、Ｂｏｘ−Ｍｕｌｌｅｒ
法の性質上同時に求まる値なので、次のＡｒ背景ガス粒
子の速度計算に用いる。
【００３４】この相対速度Ｖｒｅｌより、衝突エネルギ
ーＥを求める（ステップ１０３）。
ーＥを求める（ステップ１０３）。
【００３５】また、Ｔｉ−Ａｒ間にＬｅｎａｒｄ−Ｊｏ
ｎｅｓ２体ポテンシャルを仮定し、古典力学の中心力場
の計算より、各衝突エネルギーＥにおいて、重心からみ
た衝突前後の進行方向のなす散乱角χと衝突パラメータ
ｂとの関係を求め、さらにχとｂの線形性を仮定し衝突
半径ｂｍａｘを求めテーブル化する（ステップ１０
４）。
ｎｅｓ２体ポテンシャルを仮定し、古典力学の中心力場
の計算より、各衝突エネルギーＥにおいて、重心からみ
た衝突前後の進行方向のなす散乱角χと衝突パラメータ
ｂとの関係を求め、さらにχとｂの線形性を仮定し衝突
半径ｂｍａｘを求めテーブル化する（ステップ１０
４）。
【００３６】このテーブル１２０はモンテカルロ計算の
前に一度だけ作っておき、モンテカルロ法でスパッタ粒
子と背景ガスの衝突を計算する毎に参照する。
前に一度だけ作っておき、モンテカルロ法でスパッタ粒
子と背景ガスの衝突を計算する毎に参照する。
【００３７】次に、一様乱数ｅ７を用いて、衝突エネル
ギーＥでの衝突パラメータｂを、 ｂ＝ｂｍａｘ・ｅ７ により求め（ステップ１０５）、 散乱角χ＝π・ｂ／ｂｍａｘ より散乱角χを求め、古典力学の中心力場の理論より散
乱角χでのエネルギー損失κを計算し（ステップ１０
６）、衝突後のＴｉスパッタ粒子の速度を計算する。
ギーＥでの衝突パラメータｂを、 ｂ＝ｂｍａｘ・ｅ７ により求め（ステップ１０５）、 散乱角χ＝π・ｂ／ｂｍａｘ より散乱角χを求め、古典力学の中心力場の理論より散
乱角χでのエネルギー損失κを計算し（ステップ１０
６）、衝突後のＴｉスパッタ粒子の速度を計算する。
【００３８】このとき、Ｔｉスパッタ粒子の速度より、
衝突後のスパッタ粒子のエネルギーＥaftを計算し（ス
テップ１０７）、装置ガス温度のＭａｘｗｅｌｌ分布に
従うＡｒ背景ガス粒子の平均エネルギーＥgas（=ｋＴ／
４π）と比較する（ステップ１０８）。
衝突後のスパッタ粒子のエネルギーＥaftを計算し（ス
テップ１０７）、装置ガス温度のＭａｘｗｅｌｌ分布に
従うＡｒ背景ガス粒子の平均エネルギーＥgas（=ｋＴ／
４π）と比較する（ステップ１０８）。
【００３９】Ｔｉスパッタ粒子の衝突後のエネルギーＥ
aftの方がＡｒ背景ガス粒子の平均エネルギーＥgasより
も小さいときは、次のようにして、ウェハ上でＴｉスパ
ッタ粒子が抽出されるかどうかを判定する（ステップ１
１２、１１３）。
aftの方がＡｒ背景ガス粒子の平均エネルギーＥgasより
も小さいときは、次のようにして、ウェハ上でＴｉスパ
ッタ粒子が抽出されるかどうかを判定する（ステップ１
１２、１１３）。
【００４０】まず、図２に示すように、Ｔｉスパッタ粒
子の衝突点１を起点とし、一様乱数ｅ８、ｅ９を用い
て、水平方向の角度Φ′（Φ′＝２π・ｅ８）、垂直方
向の角度θ′（θ′＝π・ｅ９）をきめ、抽出判定のた
めの軌道３を発生させる。
子の衝突点１を起点とし、一様乱数ｅ８、ｅ９を用い
て、水平方向の角度Φ′（Φ′＝２π・ｅ８）、垂直方
向の角度θ′（θ′＝π・ｅ９）をきめ、抽出判定のた
めの軌道３を発生させる。
【００４１】次に、この抽出判定のための軌道３のウェ
ハ上面との交点を計算し、交点がスパッタ粒子の抽出領
域内にある場合には、ウェハ上の抽出領域２で抽出され
ると判定し、衝突後のＴｉスパッタ粒子の軌道をファイ
ルに記録する。
ハ上面との交点を計算し、交点がスパッタ粒子の抽出領
域内にある場合には、ウェハ上の抽出領域２で抽出され
ると判定し、衝突後のＴｉスパッタ粒子の軌道をファイ
ルに記録する。
【００４２】交点が抽出領域内にない場合には、Ｔｉス
パッタ粒子の軌道が装置の側壁またはウェハ上にトラッ
プされると判定する。このことにより、衝突点１から抽
出領域２をのぞむ見込角２に比例した割合で、抽出判定
を行う。
パッタ粒子の軌道が装置の側壁またはウェハ上にトラッ
プされると判定する。このことにより、衝突点１から抽
出領域２をのぞむ見込角２に比例した割合で、抽出判定
を行う。
【００４３】一方、Ｔｉスパッタ粒子の衝突後のエネル
ギーＥaftの方がＥgasよりも大きいときは、衝突半径ｂ
ｍａｘから平均自由工程λ０を計算し、ポワソン分布を
仮定し、一様乱数ｅ１０を用いて、Ｔｉスパッタ粒子が
次の衝突を起こすまでの距離 ｄＬ＝λ０・Ｖｒｅｌ・｜１ｎ（ｅ１０）｜ を計算し（ステップ１０９）、衝突後のＴｉスパッタ粒
子の軌道を計算する。さらに、粒子の軌道がウェハ上の
抽出領域で抽出されるか、装置の側壁またはウェハ上に
トラップされるまでくり返し衝突計算を行う。
ギーＥaftの方がＥgasよりも大きいときは、衝突半径ｂ
ｍａｘから平均自由工程λ０を計算し、ポワソン分布を
仮定し、一様乱数ｅ１０を用いて、Ｔｉスパッタ粒子が
次の衝突を起こすまでの距離 ｄＬ＝λ０・Ｖｒｅｌ・｜１ｎ（ｅ１０）｜ を計算し（ステップ１０９）、衝突後のＴｉスパッタ粒
子の軌道を計算する。さらに、粒子の軌道がウェハ上の
抽出領域で抽出されるか、装置の側壁またはウェハ上に
トラップされるまでくり返し衝突計算を行う。
【００４４】このようにして、角度分布計算に必要な、
約１千万個程度のスパッタ粒子の軌道を計算し、抽出し
た軌道１２１を用いてストリングモデル等を用い堆積形
状を計算する（ステップ１２２）。
約１千万個程度のスパッタ粒子の軌道を計算し、抽出し
た軌道１２１を用いてストリングモデル等を用い堆積形
状を計算する（ステップ１２２）。
【００４５】このときの、モンテカルロ法によるスパッ
タ粒子の軌道計算時間は、エネルギーを失った後の衝突
計算を省略しているので、１９０ＭＩＰＳのＥＷＳで約
３時間であり、従来のシミュレーション技術よりも大幅
に低減した実用的な計算時間である。
タ粒子の軌道計算時間は、エネルギーを失った後の衝突
計算を省略しているので、１９０ＭＩＰＳのＥＷＳで約
３時間であり、従来のシミュレーション技術よりも大幅
に低減した実用的な計算時間である。
【００４６】
【発明の効果】エネルギーが小さくなったスパッタ粒子
について、以降の衝突計算を行わず、抽出領域に対する
見込角の計算により抽出判定を行っているので、スパッ
タ粒子の軌道計算にかかる計算を、従来の技術の約２０
分の１程度の計算時間で行える。
について、以降の衝突計算を行わず、抽出領域に対する
見込角の計算により抽出判定を行っているので、スパッ
タ粒子の軌道計算にかかる計算を、従来の技術の約２０
分の１程度の計算時間で行える。
【図１】本発明の一実施例のスパッタ装置シミュレーシ
ョン方法の概略を説明するためのフローチャートであ
る。
ョン方法の概略を説明するためのフローチャートであ
る。
【図２】本発明の一実施例を説明するための図であり、
抽出判定の計算を示す模式図である。
抽出判定の計算を示す模式図である。
【図３】従来技術のスパッタ装置シミュレーション方法
の概略を説明するためのフローチャートである。
の概略を説明するためのフローチャートである。
１ 衝突点 ２ ウェハ上の抽出領域 ３ 抽出判定のための軌道 ４ 見込角
Claims (2)
- 【請求項１】コンタクトホールの堆積膜形状を形成する
スパッタ装置のシミュレーション方法において、 （ａ）前記スパッタ装置のターゲットからのスパッタ粒
子の放出をシミュレートするステップ、 （ｂ）前記スパッタ粒子と背景ガスとの衝突過程を計算
するステップ、 （ｃ）前記スパッタ装置内の温度のマクスウェル（Ｍａ
ｘｗｅｌｌ）分布に従う粒子の平均エネルギーと、前記
スパッタ粒子のエネルギーと、を比較し、前記スパッタ
粒子のエネルギーが小さい場合には、衝突点から基板上
での抽出領域を見込む見込角を用いて前記基板上の抽出
領域での抽出の有無を判定するステップ、および、 （ｄ）抽出した前記スパッタ粒子の軌道の角度分布から
堆積膜形状を計算するステップ、 を含むことを特徴とする、スパッタ装置シミュレーショ
ン方法。 - 【請求項２】 （ａ）ターゲットからのスパッタ粒子の放出をシミュレ
ートする処理、 （ｂ）前記スパッタ粒子と背景ガスとの衝突過程を計算
する処理、 （ｃ）前記スパッタ粒子の衝突後のエネルギーを算出
し、装置内の温度のマクスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）分
布に従うガス粒子の平均エネルギーと、前記スパッタ粒
子のエネルギーと、を比較判定し、 前記スパッタ粒子のエネルギーの方が小さい場合には、
衝突点から基板上での抽出領域を見込む見込角を用い
て、前記基板上の抽出領域での抽出の有無を判定する処
理、 （ｄ）一方、前記スパッタ粒子のエネルギーの方が大き
い場合にはスパッタ粒子が次の衝突を起こすまでの距離
を計算し衝突後のスパッタ粒子の軌道を計算し、粒子の
軌道が前記基板上の抽出領域で抽出されるか、装置の側
壁または前記基板上にトラップされるまでくり返し衝突
計算を行う処理、 （ｄ）抽出した前記スパッタ粒子の軌道の角度分布から
堆積膜形状を計算する処理、 の上記各処理（ａ）〜（ｄ）を情報処理装置で実行させ
てスパッタ装置のシミュレーションを行うプログラムを
記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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