【摘要】：在MEMS工藝中,反應離子刻蝕、等離子增強化學氣相淀積和深反應離子刻蝕等工藝廣泛應用于制造多功能結構和器件,因為MEMS器件的性能與這些工藝技術密切相關。因此,對這些工藝的仿真和預測是至關重要的。由于實際過程中等離子體具有復雜的動力學和化學特性,比如粘滯,散射,擴散,復合和再淀積等,本文建立一個物理和數(shù)值相結合的模型來模擬粒子的行為。例如,粒子的粘滯系數(shù)、入射角、粒子能量、反射概率等參數(shù)均可以體現(xiàn)在射線追蹤的模塊上;而刻蝕、淀積速率,水平集方程的求解和材料矩陣的更新是集成在窄帶水平集模塊中。與其他的仿真模型相比,本軟件包含了更多的物理參數(shù),在一定程度上提高了仿真結果的精度。本文主要將水平集算法和蒙特卡洛模型相結合來模擬與等離子體相關的微加工工藝。其中深反應離子刻蝕是反應離子刻蝕和等離子增強化學氣相淀積的循環(huán)交替,來獲得高深寬比的結構。本軟件的主要核心算法部分有兩部分:描述粒子從等離子體鞘層開始到表面結構的運動過程,每個網(wǎng)格點的演化速率都是通過百萬條射線追蹤得到;描述表面演化的窄帶水平集算法。刻蝕、淀積的形貌都可以在仿真軟件的結果中顯示,與實際工藝的形貌相比較,給定工藝下誤差可控制在15%之內(nèi)。因此,本論文的研究成果可以為MEMS制造提供一個高精度的仿真工具。
【圖文】：

東南大學碩士學位論文 反應離子刻蝕等離子刻蝕可以分為高壓等離子刻蝕，，離子銑，反應離子刻蝕（Reactive Ion E，高密度等離子體刻蝕等。其中反應離子刻蝕運用廣泛，本文將以 SF6為例離子的產(chǎn)生過程，以及等離子體刻蝕中的表面動力學（Surface Kinetics）。常合反應離子刻蝕設備如圖 2.4 所示[8]：

圖 2.4 電感耦合反應離子刻蝕設備示意圖應離子刻蝕可以簡單歸納成離子輔助轟擊表面的化學刻蝕過程。等離子關重要，根據(jù) Coburn 和 Winters 的試驗[9]，等離子體會與刻蝕氣體產(chǎn)生rgistic Phenomena），如圖 2.5 所示，僅僅只有 XeF2或者 Ar 離子的時候為 0.5nm/min；當 XeF2和 Ar 離子同時作用的時候，刻蝕速率可以達到 6的十多倍[10]。所以反應離子刻蝕中的離子可以大幅度增強刻蝕化學反應
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH-39

【參考文獻】

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1 任亞鵬;石丹;高偉;高攸綱;陳亞洲;;幾何射線追蹤法算法改進[J];環(huán)境技術;2014年S1期

2 楊宏軍;宋亦旭;鄭樹琳;賈培發(fā);;基于壓縮表示的離子刻蝕仿真三維表面演化方法[J];物理學報;2013年20期

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6 王家

本文編號：2634390