Im Zuge eines Ätzprozesses können einzelne Materialstücke unter Umständen vollständig vom übrigen Materialbereich abgetrennt werden. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn ein Maskenteil durch einen Ätzprozeß vollkommen unterätzt wird, wie Abbildung 3.24 zeigt.
Abbildung 3.24: Unterätzung einer Maske; (a) Initialgeometrie; (b) Ergebnis nach
einem isotropen Ätzprozeß.
Die abgetrennten Materialbereiche bleiben zunächst im Simulationsgebiet bestehen, da Materialzellen ja nicht entfernt, sondern nur deren Materialindex verändert wird. Dieser Abschnitt beschreibt ein Verfahren, das Materialzellen abgetrennter Materialstücke im Simulationsbereich lokalisiert, um durch Änderung der Materialindizes diese aus dem Simulationsbereich zu entfernen.
Der gesamte Simulationsbereich in mehreren Schritten, so wie in Abbildung 3.25 dargestellt, durchlaufen, wobei einzelne Zellen abhängig von deren Nachbarzellen markiert werden. Am Beginn wird eine beliebige Materialzelle des Substratbereiches als Startzelle markiert. Anschließend betrachtet man entsprechend der Durchlaufrichtung jeweils zwei Nachbarzellen der aktuellen Zelle, wie Abbildung 3.25 zeigt. Unter der Bedingung, daß die aktuelle Zelle eine Materialzelle ist und außerdem bereits markiert ist, wird eine betrachtete Nachbarzelle ebenfalls markiert, sofern diese auch eine Materialzelle ist. Damit spricht sich der Markierungsvorgang von der Startzelle aus durch alle Bereiche der Geometrie durch, die mit dieser Zelle zumindest über eine Zellseite verbunden sind. Das Durchlaufen des Simulationsbereiches wird abgebrochen, sobald bei beiden Durchläufen keine Materialzelle mehr markiert worden ist. Jene Materialzellen, die nach Beendigung des Algorithmus nicht markiert sind, stellen abgetrennte Bereiche dar und können durch einfaches Ändern des Materialindex entfernt werden.
Abbildung 3.25: Der Algorithmus für das Entfernen abgetrennter Materialstücke.
Die Pfeile geben die Durchlaufrichtung an, die Kreise die
Nachbarzellen, die bei dieser Durchlaufrichtung markiert
werden. Die dunkel schraffierte Zelle wird erst beim Rücklauf
markiert.
Abbildung 3.26 zeigt ein Simulationsergebnis für isotropes Ätzen einer Materialschicht, die von einer Maske bedeckt wird. Bei genauerem Betrachten erkennt man, daß das Maskenstück, das in der Mitte liegt, weniger geätzt wurde als die Maskenteile am Rand der Geometrie. Der Grund dafür ist, daß dieses Materialstück nach dem dritten Zeitschritt entfernt wurde, weil es durch die Unterätzung von der übrigen Simulationsgeometrie abgetrennt wurde.