使用軟體簡介

圖2.10 CSP封裝示意圖

圖2.11 GSG 封裝示意圖 2.3.6 測試(Testing)

後製程完成後，便可進行晶片測試。常見之測試平台，有探針座、探針平台 (Probe Station)、電源供應器、頻譜分析儀、示波器、干涉儀、網路分析儀、光譜 儀、表面輪廓儀、光強度計等。如有外加儀器，則與測試參數之輸入輸出有關[20]。

L-EDIT 全名 Tanner EDA's L-Edit Pro，為專業繪製光罩佈局之工程設計輔助 軟體，一般簡稱為L-Edit Pro 或是 L-EDIT，由 Tanner research 公司開發。此軟體 是以各種不同的顏色，或圖樣的圖層代表佈局，並整合成同一光罩圖樣，可利用 剖面工具確認設計，常應用於類比或混合訊號電路、微光機電元件設計等方面。

L-EDIT 包含有 Layout 編輯、DRC 驗證、自動放置與繞線等功能，支援 GDSII、

CIF、 SPICE 和 EDIF 等業界標準的光罩檔案格式，其使用介面如圖 2.12、圖 2.13 所示。

圖2.12 L-EDIT 微機構視窗示意圖

圖2.13 L-EDIT 積體電路視窗示意圖

2.4.2 光罩繪製流程

佈局圖形之光罩設計，需先根據製程的設計手冊(Design Handbook) ，進行 以下繪製流程，如圖2.14 所示。

A. 使用設定

1. 環境設定(Design Setup) - 定義使用技術名稱、單位與間距設定。

2. 編輯元件 - 定義元件(Cell)。

3. 設定圖層(Setup Layer) - 定義圖層顏色、層號與圖形堆疊關係。

4. 設計規範設定(Design Rule Setup) - 定義光罩設計規範繪製圖層。

5. 截面流程定義(Cross-Section Process Definition) – 定義下列事項與參數：a.

截面觀察之製程步驟與作用(Step)、b.層材質(Layer)、c.製作厚度(Depth)、d.

步驟特點(Label)、蝕刻或擴散傾角(Angle[offset])以及 e.註解(Comment)。

B. 繪製圖形(Pattern)

將結構設計由堆疊分層構成，並轉化成圖形繪製。

C. 截面觀察(Cross-Section)

檢查圖形截面結構是否如預期，否則修改圖形。

D. 光罩完成(Mask Layout)

當所有層圖形皆如設計，且截面如預期，即完成所需之光罩。

E. 設計規範確認(Design Rule Check - DRC) 確認光罩設計符合設計規範。

F. 完成光罩繪製

轉成GDS II 檔，即可輸出(Export Mask)送件製作 [21]。

圖2.14 設計流程圖

2.4.3 製程模擬與元件分析軟體

在 微 機 電 系 統 設 計 上 ， 製 程 模 擬 與 模 型 分 析 最 常 使 用 IntelliSuite，或 CoventerWare 等兩套專業微機電輔助設計分析軟體，或亦有利用 MEMS Pro 轉入 ANSYS 的作法。此三者皆是使用有限元素分析法，在微光學部分，由於部分元 件需搭配灰階光罩，且目前僅部分微光學元件有其專用軟體，尚未發展出完整之 套裝軟體，一般分析是使用有限時域差分法。以下介紹本研究之IntelliSuite 軟體：

IntelliSuite 軟體是一專為微機電系統所開發的軟體，其設計方式是由製程及 機台的設定主導，藉此建立高精確度的模型，並證實元件的外型，及性能都是製 作過程所導出。可以在實際製作前進行最佳化 MEMS 的設計，減少原型發展的 週期時間。此發展平台結合了製程模擬、材料資料庫、光罩設計及元件分析等功 能，其主要功能簡介如下：

一、製程模擬：

包括製程模擬器、製程檢驗、材料庫、製程庫、設計樣本庫、非等向蝕刻 模擬、製程除錯等。

二、模型建立與光罩編輯工具：

包括模型建立、製程步驟結果顯示、光罩佈局建立、標準光罩檔案輸出與 輸入(DXF, GDSII)、自動網格產生、幾何編輯、3D 幾何模型直接建立。此 外並可與PATRAN、ANSYS 的有限元素模型進行雙向介面轉換。

三、分析模組：

包括靜電邊界元素分析、熱固耦合有限元素分析、電熱固耦合分析等。

四、材料分析：

包括材料庫、材料性質預測、實驗數據Fitting、使用者數據整合。

五、非等向蝕刻模擬：

包括上下光罩任意定義、蝕刻率資料庫、角落補償、使用者數據整合。

2.4.4 建立模型與模擬製程建立

利用 IntelliSuite 建立模型的方式有二：一為使用 IntelliFab 模組、輸入光罩 圖檔，模擬實際製程步驟，建立模型。並利用剖面工具與觀察，確認三維模型無 誤後，轉入分析模組(Mechanical Model)。二為直接依據設計圖形，使用 3DBuilder 模組，人工繪製建立三維模型。再呼叫材料資料庫，設定不同元素之材料條件後，

轉入分析模組(Mechanical Model)。

使用上若選擇IntelliFab，在建立模型之前，須先使用 L-Edit Pro 將繪製的光 罩圖檔(TDB)，轉換成標準格式(GDS II)後，再利用 IntelliSuite 建立模型。過程 中須檢視轉檔之後光罩編號是否無誤、光罩形狀是否相同，以確保模擬前所得的 光罩圖形是正確的。而後由IntelliSuite 建立有限元素模型，與元件性能分析。

5. 模擬流程

元件模擬方面， IntelliFab 流程如下：

建立模擬製程條件Î製程模擬與模型建立Î改變條件 建立模擬製程條件

根據使用製程的不同，利用 IntelliFab 製程模擬模組，輸入製程參數，建立 標準模擬製程檔，而後驗證完成模擬製程的正確性。

製程模擬與模型建立

由InterlliFab 匯入光罩(Import Mask)，進行製程模擬，建立模型並轉入分析 模組(Analysis Model)，進行模擬分析。確認模型有限元素之網格(Mesh)建立，給 予模擬條件，進行模擬次數，並確認條件相同時，顯示結果，並記錄模擬結果。

改變條件

利用上述方法，逐一改變參數條件，重新分析模擬。將所有模型依據製程與條件，

做出比較表格，並與參考資料比對，來確認模擬條件，與模擬值是否接近實際製 程，如此則可確定所得的值皆為有實質意義。

第三章 設計原理簡介