Da reale Halbleiterscheiben topographisch stark strukturiert sind, ist die Beschichtung von Kanten ein wesentliches Kriterium für die Qualität der Beschichtung. Diese Stufenbedeckung wird definiert als das Verhältnis aus minimaler Dicke an Stufen zur mittleren Dicken auf ebenen Flächen und liegt üblicherweise bei ungefähr 50 Prozent. Die folgenden Simulationen untersuchen die Stufenbedeckung anhand idealer nichtplanarer Strukturen und zeigen den Einfluß der Winkelverteilung einfallender Teilchen auf das Resultat der Beschichtung. Anhand der Ergebnisse wird ersichtlich, daß die Untersuchung dieses Problems eine dreidimensionale Simulation voraussetzt, da minimale Beschichtungsdicken vor allem in den Ecken der Geometrien erreicht werden.
Abbildung 6.8 zeigt das Resultat der Beschichtung, wenn für die
Verteilungsfunktion 
vorgegeben wird. Die
Depositionsrate beträgt 
bei 
Depositionszeit.
Die resultierende Depositionsrate an einem Oberflächenpunkt setzt sich aus
Flußbeiträgen zusammen, die über den geltenden Sichtbarkeitsbereiches
dieses Punktes an die zu beschichtende Oberfläche gelangen. Der deponierte
Film wächst an der Oberseite der Geometrie daher entsprechend der
vorgegebenen Depositionsrate, an tieferen Stellen entsprechend dem
sichtbaren Raumwinkel. Die vorgegebene Verteilungsfunktion führt bei der
gezeigten Geometrie zu guter Stufenbedeckung und zu einer akzeptablen
Konformität der deponierten Materialschicht.
Abbildung 6.9 zeigt das Ergebnis der Sputter-Deposition, wenn
für die Verteilungsfunktion 
vorgegeben wird. Durch die stärkere Anisotropie der
Verteilungsfunktion verschlechtert sich die Stufenbedeckung der
Beschichtung. Am Boden der Geometrie erhält man die gleiche Depositionsrate
wie an der Oberseite der Geometrie, an den Seitenwänden sinkt die Dicke
des deponierten Filmes aufgrund der auftretenden Schattierung jedoch stark.
Welche Verteilungsfunktion für die Simulation anzuwenden ist, hängt von den Prozeßparametern der Sputter-Anlage und deren Geometrie ab.
Abhängig von der Winkelverteilung einfallender Teilchen und der vorgegebenen zu beschichtenden Geometrie kann es während der Deposition zu der Ausbildung eines Vakuumeinschlusses (engl.: void) kommen (Abbildung 6.10). Die Form dieses Einschlusses ist von großem Interessse, denn sie ist wieder ein Maß für die erzielte Stufenbedeckung der Beschichtung. Vakuumeinschlüsse können in nachfolgenden Planarisierungsschritten unabsichtlich wieder geöffnet werden, wodurch dann an Stellen geätzt wird, an denen es nicht erwünscht ist.
Abbildung 6.8: Sputter-Deposition bei vorgegebener Verteilungsfunktion
.
Abbildung 6.9: Sputter-Deposition bei vorgegebener Verteilungsfunktion
.
Abbildung 6.10: Die Ausbildung eines Vakuumeinschlusses während
der Beschichtung.
Abbildung 6.10 zeigt eine Beschichtung bei isotroper
Verteilungsfunktion einfallender Teilchen. Die Depositionsrate beträgt bei 
Depositionszeit.
Die Simulation dieses Problems bringt für die meisten heute verfügbaren Simulatoren große Schwierigkeiten mit sich. Die Simulatoren verfolgen im allgemeinen das Ziel, solche Bereiche aus der Geometrie zu entfernen, denn in den meisten Fällen handelt es sich dabei um Oberflächen-Loops, die als negative Begleiterscheinung bei der Bewegung der Oberfläche auftreten. Das Problem besteht nun darin, zu entscheiden, welche der Gebiete physikalisch korrekt sind und daher im Simulationsgebiet verbleiben sollen und welche nicht.
Für die hier gezeigten Beipiele wurden 
Zellen
für die Materialbeschreibung verwendet, die
Simulationszeiten lagen zwischen 30 und 90 Minuten auf einem HP 9000/755
Arbeitsplatzrechner.