Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D (전자공학회논문지D)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Efficient Shadow-Test Algorithm for the Simulation of Dry Etching and Topographical Evolution

건식 식각 공정 시뮬레이션을 위한 효율적인 그림자 테스트 알고리즘과 토포그래피 진화에 대한 연구

  • Kwon, Oh-Seop (Division of Electrical and Computer Engineering, College of Engineering, Inha University) ;
  • Ban, Yong-Chan (Division of Electrical and Computer Engineering, College of Engineering, Inha University) ;
  • Won, Tae-Young (Division of Electrical and Computer Engineering, College of Engineering, Inha University)
  • 권오섭 (仁荷大學敎 工科大學 電子 ${\cdot}$ 電氣 ${\cdot}$ 컴퓨터 工學部 半導體 工學) ;
  • 반용찬 (仁荷大學敎 工科大學 電子 ${\cdot}$ 電氣 ${\cdot}$ 컴퓨터 工學部 半導體 工學) ;
  • 원태영 (仁荷大學敎 工科大學 電子 ${\cdot}$ 電氣 ${\cdot}$ 컴퓨터 工學部 半導體 工學)
  • Published : 1999.02.01
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Abstract

In this paper, we report 3D-simulations of a plasma etching process by employing cell-removal algorithm takes into account the mask shadow effect os well as spillover errors. The developed simulator haas an input interface to take not only an analytic form but a Monte Carlo distribution of the ions. The graphic user interface(GUI) was also built into the simulator for UNIX environment. To demonstrate the capability of 3D-SURFILER(SURface proFILER), we have simulated for a typical contact hole structure with 36,000($30{\times}40{\times}30$) cells, which takes about 20 minutes with 10 Mbytes memory on sun ultra sparc 1. as an exemplary case, we calculated the etch profile during the reactive ion etching(RIE) of a contact hole wherein the aspect ratio is 1.57. Furthermore, we also simulated the dependence of a damage parameter and the evolution of topography as a function of the chamber pressure and the incident ion flux.

본 논문에서는 플라즈마 건식 식각 공정을 모의 실험하기 위하여 셀 제거 방법을 적용하여 개발한 시뮬레이터의 성능을 보고한다. 마스크의 기하학적 형상에 의한 그림자 효과(shadow effect)를 고려하기 위한 알고리즘과, 오차의 누적을 막기 위한 알고리즘을 새로이 적용하였다. 입사하는 이온의 분포를 계산하기 위해서 해석적 모델과 몬테 카를로 방법을 모두 적용하였다. 또한 사용자가 유닉스(UNIX) 환경에서 공정 조건을 편리하게 입력할 수 있도록 그래픽 사용자 환경(graphic user interface, GUI)을 개발하였다. 개발된 3D-SURFILER(SURface proFILER)의 성능을 검증하기 위한 콘택 홀(contact hol) 구조의 시뮬레이션에서 셀의 수를 36,000($30{\times}40{\times}30$)으로 설정하여 시뮬레이션하였을 때 SUN ULTRA 1 시스템에서 약 10Mbyte의 메모리가 사용되었으며, 시뮬레이션 시간을 20분이었다. 종횡비(aspect ratio)가 1.57인 콘택 홀 구조에서 반응성 이온 식각(reactive ion etching, RIE)을 시뮬레이션하였으며, 이온의 증속 식각의 정도를 나타내는 손상 계수의 변화와 압력이 600mTorr일 때의 이온의 입사 분포에 의한 토포그래픽(topography) 진화를 시뮬레이션하였다.

Keywords