MEMS工藝仿真中的快速推進算法研究.pdf

1、在MEMS器件制造技術研究過程中，采用傳統(tǒng)的反復試驗方法來確定特定器件尺寸和結構的最佳工藝條件有諸多缺點，主要的問題是成本高和不利于對工藝過程的理解。利用計算機對包括光刻在內的工藝過程進行模擬，實現(xiàn)MEMS器件的虛擬制造，能夠利用軟件優(yōu)化制造工藝和器件結構，這樣可以縮短設計周期，降低設計成本，很好地彌補反復試驗方法的不足，從而更好的改善MEMS產品的性能。
　　工藝模擬中應用的主要算法有線算法(Stringalgorithm)、射

2、線追蹤法(Ray-tracingalgorithm)、元胞自動機算法(Cellularautomataalgorithm)和水平集算法(Level-setalgorithm)，而對于速度方向保號的情況，又可以利用水平集算法衍生出的快速推進算法(FastMarchingMethod)。與其它方法相比，快速推進算法是一種更加快速準確的數值技術，它可以解決諸多表面變化的問題，已經被廣泛應用于圖像處理領域。
　　一般而言，光刻工藝的模擬分

3、為四個部分:1）光強計算;2）曝光模擬;3）后烘模擬;4)顯影速率計算及光刻膠刻蝕模擬。在第四步光刻膠刻蝕的模擬中，因為需要消耗大量的時間進行網格點的計算，所以在厚度較大的厚膠中，如SU-8膠，算法的效率就顯得尤為重要。因此，如果將快速推進算法引入到厚膠光刻的模擬中，可以大大加快模擬的速度和精度，具有實際意義。
　　本論文首先介紹了水平集算法和快速推進算法的相關理論，利用C++語言編程實現(xiàn)了二維和三維的快速推進算法。同時，從降低快

4、速推進算法的空間復雜度出發(fā)，提出了多種對原始快速推進算法的改進方法:1、矩陣壓縮法，在滿足精度要求的前提下，通過使用科學計數法將三個存儲數組壓縮為兩個數組，節(jié)省空間28％;2、八叉樹法，通過引入八叉樹細分窄帶，取得了一定的效果;3、哈希快速推進法，通過引入哈希表和復用速度數組改進了原算法，在不降低計算速度的前提下節(jié)省空間約60％。最后，將哈?？焖偻七M法運用到SU-8厚膠的光刻模擬中，模擬結果表明該算法可以有效地提高運算速度，并保證所需的