Fertigungsnahe Entwurfsunterstützung für die Mikrosystemtechnik

Abstract

Der Entwurf von Mikrosystemen, hier speziell der von siliziumbasierten nichtelektronischen Systemen, zeichnet sich dadurch aus, dass alle Phasen des Entwurfs durch die angestrebte Fertigungsanweisung beeinflusst werden. Erschwerend kommt hinzu, dass, im Gegensatz zur Mikroelektronik, beinahe jedes Mikrosystem eine eigene Fertigungsanweisung benötigt. Eine Abstraktion auf Basis von Masken und Entwurfsregeln ist nicht möglich. Aus diesem Grund beschränken sich die meisten Softwarewerkzeuge für die Mikrosystemtechnik auf die sehr frühen Phasen des Entwurfs und Einzelprozesssimulationen. Unter Berücksichtigung der Methoden in der Mikroelektronik und der Mechanik wird in dieser Arbeit eine Methodik vorgestellt, die als Basis für eine durchgängige Entwurfsunterstützung speziell im technologienahen Bereich dienen kann. Basierend auf eben dieser Methodik und neuen Konzepten der Datenhaltung wird eine Entwicklungsumgebung vorgestellt, die es ermöglicht, Prozessinformationen einheitlich abzulegen, zu verwalten und wieder zur Verfügung zu stellen. Die Entwicklungsumgebung gibt weiterhin die Möglichkeit auf Basis der abgelegten Prozessinformationen, Fertigungsanweisungen zu erstellen und automatisch auf Fertigbarkeit zu prüfen. Die Simulation der Fertigungsfolge wird durch eine hierarchische Anordnung der Simulationsmodelle unterstützt bzw. erst möglich gemacht. Abschließend werden mögliche Erweiterungen diskutiert.

In microsystem technology, especially in the area of silicon-based nonelectronic devices, the design is dominated by the fabrication of the devices. That is not only true for the technologydriven and physical design phases but also for the more abstract phases in the beginning of the design. In contrast to micro electronics there is no Mead/Conway-abstraction possible. That is why available design frameworks are limited to the behavioural-driven and more abstract design. A new concept of an integrated design support for microsystem technology and a prototypically realisation of that concept is presented. Designing Microsystems with this tool the designer need not longer to be technology expert. Basing on design methodology in micro electronics and mechanics as well considerations on the design in microsystem technology are discussed. A new methodology for technologydriven design is presented and by the means of a prototype realised. This prototype allows the management of process data as well as the design of fabrication process flows. Also the manufacturability of these flows can be checked. The concept of hierarchical ordered simulation models is introduced to guarantee at least a rough simulation of process flows, even if there is no model for one or more fabrication steps available.