計算例

ParadiseWorld-2を用いて実際に行った計算事例をご紹介します。

加工形状計算例

ParadiseWorld-2で対応している豊富なプロセスを用いて、LSI・MEMSの加工形状を計算した例を示します。

LSI

MEMS

上記で紹介した例を詳しく説明した資料は こちら からダウンロードできます。

LSI

CMOS

一般的なCMOS形状のシミュレーションをおこなったものです

cmos_layout cmos_3d cmos_cutseciton

LSI配線

LSI配線のシミュレーションをおこなったものです。
この形状から容量計算、抵抗計算、インダクタンス計算をおこなうこともできます。

lsi_layout lsi_3d

FinFET

SOIウェハを用いた加工プロセスにより、FinFETを形状計算したものです。
CVD成膜と異方性エッチングによって作製したスペーサを用いてFin部分を加工したのち,ゲート絶縁膜とゲートを作製しております.

finFET_spacer finFET

スペーサ作成後

最終形状

Cross SADP

自己整合ダブルパターニング(SADP; Self Aligned Double Patterning)は、一回のリソグラフィーでそのピッチの半分のパターンを作製する技術で、微細加工において多用されています。
その一例として、パターンの側壁上にスペーサ膜を直接生成する方法で加工した例を示します。
ここでは、SADPを一回行ったのち、直交する配置でSADPを重ねて行うことにより、格子状のパターンを作製しております。

crossSADP_spacer crossSADP

作製されたスペーサ

作製された格子パターン

プロセスエラーの影響評価

上記のSADPプロセスでは、パターンへのデポジションとエッチングによって、その側壁上にスペーサ膜を作製します。
このデポジションの膜厚制御の不全により、マスク層に接する部分の膜厚がパタン直上より小さくなってしまった場合、最終形状にどのような影響があるかを計算しました。
スペーサ作製時にマスク層の一部がオーバエッチされてしまった結果、半分のピッチのマスクパターンを加工する際にも、下地がオーバーエッチされてしまっております。

errorSADP1_spacerDepo errorSADP1

スペーサ作製の為のデポジション後

マスクパターン作成後(下地がオーバーエッチ)

MEMS

トーションミラーデバイス

実際のプロセスレシピとマスクデータに基づいて、ミラーデバイス全体の3次元形状シミュレーションを行いました。
まず、ミラー部とAl下部電極をそれぞれ形成し、最後に接合するプロセスを計算しました。

この形状から、ミラー・電極間の容量を計算することも可能です

mirror_layout mirror_3d mirror_cutseciton

櫛歯電極

静電型デバイスにおいてよく用いられる櫛歯電極を作成しました。

mems_comb

Bosch プロセス

アスペクト比の高いトレンチを製作するためには、側面保護と反応性イオンエッチング(RIE)を交互に繰り返すBoschプロセスが用いられます。
ここでは、マスク開口幅を変えたときの加工トレンチ形状を計算しました。繰り返し当たりに生じる側面のスキャロップ形状や実加工で良く現れる末広がりな形状を良く再現できています。

mems_bosch

容量計算例

ParadiseWorld-2で計算した形状を基に容量計算した例を示します。

LSI

MEMS

上記で紹介した例を詳しく説明した資料は こちら からダウンロードできます。

LSI

LSI配線

LSI寄生容量の抽出と等電位面表示

lsi lsi

MEMS

櫛歯電極

静電型MEMSデバイスでよく採用される櫛歯電極を対象として、櫛歯間容量の電極変位依存性を計算した例を示します。

水平駆動櫛歯電極

実際のプロセスレシピとマスクデータに基づいて、ミラーデバイス全体の3次元形状シミュレーションを行いました。
まず、ミラー部とAl下部電極をそれぞれ形成し、最後に接合するプロセスを計算しました。

垂直駆動櫛歯電極

昨今、加速度センサや光MEMSにおいて、櫛歯の厚み方向に駆動する「垂直駆動櫛歯電極」を用いたデバイスがよく研究開発されています。
垂直駆動櫛歯電極においてはフリンジ電場の影響が大きいため、平行平板近似に基づく第一近似評価ではなく、シミュレーションを用いた評価が必須です。