Previsione delle deformazioni e degli sforzi su scala micrometrica

La continua riduzione delle dimensioni dei dispositivi elettronici, resa possibile dalle tecnologie basate sul silicio, ha portato a cambiamenti notevoli nelle risorse e nei processi di produzione del settore della microelettronica. Uno dei fattori più importanti dei nuovi processi di fabbricazione è rappresentato dalle sollecitazioni meccaniche che nascono negli strati e nel substrato dei dispositivi. Per affrontare questo importante problema, tramite un programma finanziato dalla CE è stato sviluppato un robusto software per la previsione delle deformazioni e degli sforzi durante le fasi di produzione.

Tecnologie industriali

L'enorme crescita del mercato della microelettronica e i complessi requisiti delle applicazioni impongono la ricerca continua di metodi di miniaturizzazione dei dispositivi elettronici e l'introduzione di nuovi materiali. Le dimensioni sempre più piccole dei circuiti integrati comportano problemi notevoli per i loro sistemi meccanici, dovuti soprattutto agli sforzi che si generano nel silicio. Questi, a loro volta, influiscono negativamente sulle prestazioni e riducono il ciclo di vita dei microsistemi. Il progetto è stato quindi indirizzato allo sviluppo del prototipo di un software per la simulazione degli sforzi indotti da svariati processi tecnologici impiegati nella fabbricazione dei microdispositivi elettronici al silicio. IMPACT è un simulatore di processo bidimensionale in grado di prevedere gli sforzi che si generano nei dispositivi al silicio e in particolare quelli derivanti da cause esterne, come ad esempio la diffusione dell'acqua e le trasformazioni di fase. Lo strumento, sviluppato con Fortran 77 e 90, utilizza il metodo degli elementi finiti per eseguire l'analisi strutturale dei dispositivi. IMPACT ha permesso di migliorare i modelli adoperati per il calcolo delle deformazioni e degli sforzi durante la produzione dei dispositivi; in particolare, sono state implementate e calibrate le complesse proprietà reologiche dei materiali a film sottile, come ad esempio quelle viscoelastiche ed elastoplastiche. Lo strumento è stato validato su strutture di prova da 0,15 micron per memorie non volatili, quali le ROM. L'impresa responsabile del progetto cerca accordi di collaborazione sia con produttori o sviluppatori di tecnologie del silicio - comprese le tecnologie dei dispositivi CMOS/BICMOS/bipolari - per migliorare il software e aggiungere nuovi modelli, sia con una software house per aggiungere un'interfaccia grafica utente e preparare una documentazione interattiva di facile consultazione, per un'ulteriore commercializzazione dello strumento.