Prädiktion von Beanspruchungen und Spannungen im Mikrometer-Maßstab
Angesichts des enormen Marktwachstums und der immer anspruchsvolleren Anwendungen ist die Mikroelektronikbranche ständig bestrebt, ihre Produkte zu miniaturisieren, und setzt deshalb immer neue Fabrikationsverfahren und Werkstoffe ein. Diese anhaltende Miniaturisierung hat enorme Konsequenzen für die Auslegung der mechanischen Systeme von integrierten Schaltungen, wobei den mechanischen Spannungen die größte Bedeutung zukommt. Ihre nachteiligen Auswirkungen auf die Siliziumeigenschaften können auch die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Mikroelektroniksystemen negativ beeinflussen. Daher wurde in diesem Projekt ein Software-Prototype für die Simulation der Beanspruchungen entwickelt, die durch eine Fülle von technologischen Prozessen enstehen, wie sie in der Fertigung von Silizium-Mikroelektronikbaugruppen entstehen. Das Ergebnis mit der Bezeichnung IMPACT ist ein 2D-Prozesssimulator, der quantitative Aussagen über die zu erwartenden mechanischen Spannungen liefert, die sich nachteilig auf die Siliziumtechnologie auswirken, und insbesondere denen, die aus äußeren Ursachen wie z.B. Wasserdiffusion und Phasenübergängen resultieren. Das Tool mit Fortran 77 und 90 entwickelte Tool verwendet die Finite-Elemente-Methode zur Diskretisierung der physikalischen Modelle. Im Rahmen des Projekts wurden auch die Modelle verfeinert, die für die Berechnung von Beanspruchungen und Spannungen während der Herstellung der Halbleiterbauelemente auftreten. Insbesondere das höchst komplizierte Fließverhalten von Dünnfilmwerkstoffen Stichworte - sind hier die viskoelastischen und elasto-plastischen Gesetze - wurde hierbei implementiert und kalibriert. DasTool wurde an 0,15-Mikron-Teststrukturen für die Anwendung in nichtflüchtigen Speicherbausteinen wie z.B. ROMs erprobt. Der Anbieter ist derzeit auf der Suchen ach Kooperationen mit Technologie-Entwicklern bzw. Herstellern aus der Silizium-Halbleiterindustrie - unter anderem Herstellern von Bauelementen in CMOS-, BICMOS- und Bipolartechnologie - zur weiteren Verbesserung des Verfahrens und zur Entwicklung neuer Modelle. Ebenfalls gesucht werden Möglichkeiten zur Kooperation mit einem Softwarehaus zur Entwicklung einer grafischen Benutzeroberfläche sowie einer interaktiven Low-Level-Dokumentation zur weiteren Vermarktung des Tools.
