일반기술

3차원 식각 공정 시뮬레이션을 위한 가시도 계산방법

기존 기술로서 세클러 및 리트너 등은 스트링 모델과 셀 제거 모델을 이용하여 식각 시뮬레이터를 개발하였고, 각 분포를 가지고 입사하는 입자의 분포를 계산하기 위한 가시도 계산방법을 제시하고 있으나, 가시도를 계산하기 위해서 수행하는 그림자 테스트 방법의 비효율성으로 인하여 시뮬레이션을 수행함에 있어서 많은 시간을 요구하고 있다. 한편, 정확하면서 효율적인 3차원 시뮬레이션을 수행하기 위해서는 가시도 계산에 필요한 그림자 테스트를 효율적으로 수행하여 컴퓨터의 중앙처리장치가 수행해야하는 계산의 부담을 감소시키면서 소요되는 막대한 계산시간을 낮추는 가시도 계산 방법의 개발이 바람직하다. 기존의 가시도 계산방법으로는 반구의 조각에 대해서 반도체 기판위의 점으로부터 시작하는 직선위를 이동하며 그림자 테스트를 수행하지만, 본 발명에 의하면 직선과 마스크의 상단면이 만나는점과 하단면이 만나는 점에서만 그림자 테스트를 수행하여 가시도를 계산한다. 즉 마스크의 상단면과 만나는 점이 마스크의 상단면의 내부에 속하고, 마스크의 하단면과 만나는 점이 마스크의 하단면의 내부에 속하는지를 계산함으로서 가시도를 계산하며, 결과적으로 반구의 각 조각마다 그림자 테스트를 2회만 실시하면 된다.반도체 기판 위에 형성되어 있는 능동 소자 및 수동 소자들을 서로 전기적으로 연결하기 위해서는 상층의 금속 라인으로부터 하층의 금속 라인 또는 활성 반도체 층에 전기적으로 접속시켜야 한며, 이를 위해 비아 형성을 위한 식각 공정을 수행해야 한다. 한편, 반도체 기판 상의 단위 면적 당 트랜지스터의 개수가 증가하여 패킹 밀도가 증가함에 따라서 비아 홀의 윈도우 크기가 감소하고, 비아의 깊이가 깊어지고 있다. 즉, 층간 절연막과, 도전성 물질 등으로 사용되는 금속 및 폴리실리콘 층은 점점 상하 높낮이가 커지고, 식각 깊이는 더욱 깊어져서, 높은 종횡비를 갖는 식각 공정의 요구는 더욱 심화되고 있다. 또한 식각이 진행됨에 따라 토포그래피를 비롯한 제현상에 있어서 3차원 특성을 보여서, 마스크 윈도우 크기가 감소함에 따라 마스크 코너 부근의 기하학적 모습은 반도체 공정설계에 있어서 중요한 요인이며, 차세대 반도체 공정 개발 비용을 절약하고 공정 개발 시간을 단축하기 위한 시뮬레이터의 개발로 신 공정 개발 문제를 해결하는 분야에 본 기술을 적용할 수 있다.본 기술은 반도체 식각 공정을 위한 3차원 시뮬레이션 방법으로 마스크 윈도우를 통과하여 기판으로 입사하는 입자의 분포를 계산하는 단계에 있어서 수행하는 그림자 테스트(shadow test)의 횟수를 감소시켜서 시뮬레이션에 소요되는 시간을 효율적으로 감소시키는 방법에 관한 기술이다.시뮬레이션 수행시 계산 반복 횟수를 감소시켜 시뮬레이션에 소요되는 시간을 효율적으로 감소시킬 수 있다.