基于線算法的BOSCH工藝三維模型與模擬.pdf

1、MEMS（即微機(jī)電系統(tǒng)）在集成電路技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，經(jīng)過二十多年來的飛速發(fā)展，已發(fā)展成為一門涉及到電學(xué)、熱學(xué)、機(jī)械、磁等不同學(xué)科領(lǐng)域的交叉學(xué)科，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、航空航天和汽車工業(yè)等各重要領(lǐng)域，一直都是世界各國(guó)科學(xué)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。MEMS加工技術(shù)是MEMS器件研究和制造的基礎(chǔ)，主要包括刻蝕、淀積、光刻電鑄成型(LIGA)等多種加工工藝。MEMS加工工藝相比于IC工藝而言，更加注重MEMS器件在微納尺度下的三維立體結(jié)構(gòu)和表面

2、形貌。目前，除了利用部分集成電路的工藝標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)很多MEMS工藝的研究探索主要還是依賴積累的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)的試探，這不可避免的導(dǎo)致了生產(chǎn)資源的浪費(fèi)、生產(chǎn)周期的延長(zhǎng)，造成了成本增加，也不利于MEMS的進(jìn)一步發(fā)展。在MEMS工藝計(jì)算機(jī)模擬領(lǐng)域中，對(duì)于二維的模擬，已有一些研究。而MEMS工藝的三維模擬，面臨著CPU和內(nèi)存占用大、算法不完善、模擬速度慢以及模擬精度低等問題。
　　隨著MEMS器件的功能越來越細(xì)化，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工也越來越復(fù)雜

3、，高深寬比結(jié)構(gòu)的刻蝕作為MEMS工藝的關(guān)鍵性工藝引起了廣泛的關(guān)注。在MEMS工藝中，通常采用BOSCH工藝來實(shí)現(xiàn)高深寬比結(jié)構(gòu)。目前，對(duì)于MEMS工藝模擬技術(shù)中單一加工工藝已有一些研究，但對(duì)于BOSCH工藝這種復(fù)合工藝的三維建模模擬仿真未見報(bào)道。本文提到的一些商業(yè)軟件雖對(duì)簡(jiǎn)單的單項(xiàng)工藝有所涉及，但所提供的文檔大部分是對(duì)軟件的使用方法進(jìn)行介紹，對(duì)工藝建模方法及仿真過程非常保密，很少介紹和敘述。論文首先對(duì)現(xiàn)有幾種仿真平臺(tái)做了簡(jiǎn)要介紹和對(duì)比;接

4、著，深入研究幾種三維表面演化算法，論證其優(yōu)缺點(diǎn)及可行性，優(yōu)化改進(jìn)三維線算法模型，并基于此算法對(duì)BOSCH工藝進(jìn)行三維建模，運(yùn)用C語(yǔ)言編寫程序處理數(shù)據(jù)來對(duì)演化過程進(jìn)行模擬，用MATLAB將演化的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行圖形化輸出，從而達(dá)到三維可視化的結(jié)果。
　　在BOSCH工藝中，刻蝕窗口的形狀、尺寸和加工時(shí)長(zhǎng)，均對(duì)加工結(jié)果的深寬比和側(cè)壁表面形貌產(chǎn)生影響。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)情況，通過改變初始條件、控制模擬時(shí)間周期，得到不同刻蝕窗口條件下的模擬結(jié)果，最