基于三維線算法的SU-8膠光刻模擬.pdf

1、MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))是多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，在航空航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控等諸多民用和軍用領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。近十年來MEMS技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)飛速發(fā)展的過程，對(duì)其結(jié)構(gòu)的尺寸和復(fù)雜性等都有了更高的要求，同時(shí)MEMS工藝的模擬技術(shù)的研究也有較大進(jìn)展。例如，對(duì)MEMS刻蝕工藝的二維模擬，已有一些研究報(bào)道。然而三維工藝模擬仍然面臨許多挑戰(zhàn)，使用較低的CPU和內(nèi)存資源實(shí)現(xiàn)更快的模擬速度和理想的模擬精度已成為現(xiàn)階段的需要。
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2、U-8膠在MEMS等微加工領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，在UV-LIGA技術(shù)中，SU-8膠有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，例如生產(chǎn)低成本、性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫等。SU-8膠光刻是一種MEMS特有的工藝，可以較低的成本實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝難以實(shí)現(xiàn)的精巧結(jié)構(gòu)。光刻過程的模擬包含有曝光，后烘，顯影或者稱為刻蝕等幾個(gè)步驟，其中光刻膠的顯影過程模擬是耗時(shí)最多的一個(gè)模擬過程。目前，用于光刻膠刻蝕過程模擬的元胞自動(dòng)機(jī)(CA)算法速度較慢，不利于實(shí)現(xiàn)日趨重要的多步加工工藝模擬。為了提高算法

3、的運(yùn)算效率，本文采用二維法向量作為分量，加權(quán)求和近似得到三維網(wǎng)格點(diǎn)上的單位法向量，將經(jīng)典的二維線算法改進(jìn)為三維形式，并綜合SU-8膠光刻過程中衍射、吸收率隨光刻膠深度的變化及交聯(lián)顯影等各種效應(yīng)，應(yīng)用該三維線算法對(duì)SU-8化學(xué)放大膠進(jìn)行光刻過程三維建模。在此基礎(chǔ)上采用C語言對(duì)各個(gè)模塊分立編程，并用MATLAB軟件對(duì)程序輸出數(shù)據(jù)加以作圖分析，達(dá)到三維可視效果。
　　SU-8膠作為一種微器件加工膠模，其光刻尺寸精度直接影響到微器件的尺寸