Lab4_MvST
.pdfЛабораторная работа №7
Эмуляция трехмерных процессов фотолитографии в среде Sentaurus TCAD Теоретические сведения
Процесс фотолитографии является достаточно сложным с точки зрения технологического моделирования. Моделирование данного процесса в трехмерном приближении является еще более сложной задачей.
В качестве альтернативы полному технологическому моделированию процесса фотолитографии используется эмуляция данного процесса, которую можно использовать и в трехмерном случае. Как правило, при эмуляции используются геометрические модели структуры с набором слоев, которые можно наносить и удалять, а также использовать в качестве маски. Эмуляция позволяет очень быстро сформировать структуры сложной формы, используя в качестве исходных данных топологию с набором слоев, а также упрощенный технологический маршрут формирования структуры.
Задание на лабораторную работу
1.Сформировать топологию прибора в соответствии с вариантом задания. (таблица 1.1)
2.Составить упрощенный технологический маршрут создания структуры
3.С использованием средств Sentaurus TCAD провести эмуляцию процессов фотолитографии в трехмерном приближении
4.Получить набор трехмерных структур на всех стадиях технологического процесса с учетом полярности фоторезиста (позитивный или негативный).
Таблица 1.1 – Варианты задания на лабораторную работу
Вариант |
Топология на рисунке 1.1 |
|
|
1 |
А |
|
|
2 |
Б |
|
|
3 |
В |
|
|
4 |
Г |
|
|
5 |
Д |
|
|
6 |
Е |
|
|
Рисунок 1.1 – Варианты заданий
Пример выполнения работы
Далее будет рассмотрен пример создания проекта для эмуляции процесса фотолитографии в трехмерном приближении.
I. Подготовка проекта к работе
Перед началом работы в среде SWB (только в первый раз) необходимо дать программе ссылку на те папки, в которых производится работа. Для этого в окне терминала необходимо:
-вызвать команду pwd для определения адреса открытой папки – например:
/home/st1
-вызвать команду mc, найти файл .bashrc и открыть его для записи- F4
-записать: export STDB=/home/st1, сохранить файл – F2, выйти из mc
-обновить настройки терминала, набрав команду: bash
II. Создание каркаса проекта
Для создания проекта необходимо:
-вызвать команду swb
-Project – New – New Project. При этом в папке tmp появится значок проекта с длинным именем. Чтобы переименовать проект необходимо правой кнопкой мышки нажать на значок – Rename – ввести новое имя, например - Lito1
Для редактирования проекта необходимо нажать на его значок два раза. Далее необходимо правой кнопкой нажать на No Tools – Add и выбрать Tools... – Sde, выделив также опцию Use Ligament. (рисунок 1.2)
Рисунок 1.2 – Создание проекта на начальной стадии Далее создаем топологию структуры. Открываем редактор топологии,
как показано на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Запуск редактора топологии Окно топологии показано на рисунке 1.4. Сразу необходимо задать размеры
окна создания топологии.
Рисунок 1.4 – Настройка размеров окна редактора топологии
На начальном этапе создания топологии уже имеется слой INIT. Выбираем прямоугольник и рисуем его (рисунок 1.5). Для точного задания координат необходимо несколько раз нажать на созданную фигуру и выбрать вершину (рисунок 1.5).
Рисунок 1.5 – Создание прямоугольной области топологии
Создаем еще один слой GATE. Выбираем в меню Layer –Edit. В открывшемся окне (рисунок 1.6) задаем имя слоя и его цвет. Далее выбираем New и ОК.
Рисунок 1.6 – Создание нового слоя GATE
Выбрав новый слой, создаем новые фигуры в соответствии с заданием. Пример такого рисунка показан на рисунке 1.7.
Рисунок 1.7 – Создание фигур в слое GATE Сохраняем результаты.
Далее необходимо определить область для трехмерного моделирования. Необходимо перейти в режим (Mode) TCAD и выбрать (по стрелке на рисунке 1.8) разметку для трехмерных областей. Далее по контуру слоя INIT создается черный прямоугольник, который автоматически обозначается как SIM3D.
Рисунок 1.8 –Разметка области для трехмерного моделирования Сохраняем результаты. Топология создана.
Далее создается упрощенный технологический маршрут создания структуры. По аналогии с рисунком 1.3 выбираем: Edit Input – Ligament Flow.
Далее создается заголовок маршрута: Edit – Add Process Header. Вид заголовка показан на рисунке 1.9. В строке environment (среда) задается:
- Title – например MOS
-Simulator – sde
-Имя используемого сечения на топологии SIM3D
Рисунок 1.9 – Задание параметров строки Environment
На рисунке 1.10 показан весь упрощенный маршрут создания структуры и все параметры его операций.
В операции фотолитографии - Pattern выбирается слой GATE и полярность фоторезиста задается как параметр @Polarity@. После каждого этапа сохраняется геометрия структуры: Save (задается имя файла в виде n1@node@, n2@node@, n3@node@, n4@node@, n5@node@ и его тип – boundary)
Рисунок 1.10 – Создание упрощенного технологического маршрута
Добавляем параметр Polarity в проект. Нажав правой кнопкой мыши на ячейку под SentaurusSE, выбираем Add – задаем имя параметра – ОК.
Задаем два значения параметра. Нажав правой кнопкой мыши на созданный параметр, выбираем Add Values и задаем Number Of Values = 2. Вид проекта после проведенных изменений показан на рисунке 1.11.
Рисунок 1.11 – Вид проекта с параметром Polarity
Задаем значения параметра Polarity. Нажав на параметр, выбрать Edit Values и
задать значения light_field и dark_field
Для удобства отображения результатов добавляем в проект модуль My Tool, как показано на рисунке 1.12.
Рисунок 1.12 – Проект с измененными параметрами и новым модулем My Tool Нажав правой кнопкой мыши на значок My Tool, выбрать:
Edit Input – sh script
В открывшемся окне задать команду загрузки всех файлов структур в Tecplot: tecplot_sv n*@previous@*bnd
Проект готов.
Выделив все клетки проекта, в меню выбрать
Nodes – Preprocess nodes
Далее запускаем проект: Nodes – Run.
После расчета модуля SentaurusSE все структуры (при Polarity=light_field) автоматически загружаются в Tecplot, как показано на рисунке 1.13-1.14.
Аналогично отображаются результаты при использовании негативного фоторезиста: Polarity=dark_field.
Рисунок 1.13 – Результаты выполнения проекта на всех этапах создания структуры при использовании позитивного фоторезиста.