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Algorithmen für die dreiecksbasierte dreidimensionale Simulation bewegter Oberflächen in der Halbleitertechnologie

Algorithms for the triangle-based three-dimensional simulation of moving surfaces in semiconductor technology
 
: Lenhart, O.
: Ryssel, H.

Erlangen: Shaker, 2002, 148 pp.
Zugl.: Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2002
Erlanger Berichte Mikroelektronik, 5/2002
ISBN: 3-8322-0960-3
German
Dissertation
Fraunhofer IIS B ( IISB) ()
Halbleitertechnologie; Gittergeneration; numerische Simulation; Prozeßsimulation

Abstract
Für die dreiecksbasierte dreidimensionale Prozeßsimulation in der Mikroelektronik werden für jeden Prozeßschritt geeignete Algorithmen zur Beschreibung der auftretenden Phänomene benötigt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation bewegter Oberflächen, wie sie z. B. bei der Simulation des Ätzens auftreten. Es wurden zwei Algorithmen zur Simulation von dreidimensionalen Topographieprozessen entwickelt. Beide Algorithmen basieren auf triangulierten Oberflächengittern. Der erste Algorithmus erkennt und entfernt sogenannte globale Schleifen. Dabei handelt es sich um inkonsistente Strukturen, die dadurch entstehen, daß sich zwei oder mehrere nicht direkt benachbarte Dreiecke schneiden. Solche globale Schleifen können überall dort auftreten, wo sich Fronten von triangulierten Oberflächen aufeinander zubewegen wie z. B. bei der dreiecksbasierten Simulation der Schichtabscheidung. Es wurde ein Verfahren entwickelt, welches das Entfernen globaler Schleifen auch bei Mehrschichtstrukturen gestattet und dabei -- falls nötig -- getrennte Materialregionen miteinander verbindet. Der Algorithmus konnte bei Ein- und Mehrschichtstrukturen erfolgreich auch im Rahmen eines industriellen Benchmarks eingesetzt werden. Um Ätzen dreidimensional dreiecksbasiert zu simulieren, wurde der zweite Algorithmus dieser Arbeit entwickelt. Der Algorithmus ermöglicht sowohl isotrope als auch anisotrope Ätzvorgänge. Dazu wurde ein Modul entwickelt, welches Dreifachpunkte und -linien erkennt. Das sind Punkte bzw. Linien, an denen drei oder mehrere Schichten zusammentreffen, wie z. B. an Maskenkanten. Eine zuverlässige Erkennung dieser Dreifachelemente ist unabdingbare Voraussetzung für die Simulation von Unterätzen. Die zu bewegenden Dreiecke werden dann punktweise gemäß zuvor berechneter Ätzraten und Ätzvektoren verschoben. Mehrere Strukturen konnten mit dem Modul erfolgreich geätzt werden, darunter unter andere m der Graben einer STI-Struktur sowie eine Phasenschiebemaske für isolierte und dichte Linien.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-14604.html