摘要：探討利用蒙特卡羅 (Monte Carlo, MC) 法模擬硅微加工各向異性濕法腐蝕的仿真，實現了連續多次掩模，多步硅微加工工藝過程的仿真。介紹了MC法的使用特點及其在濕法腐蝕硅微加工中的應用，仿真系統使用了腐蝕概率方程確定表面原子適當的MC轉移概率，模擬方法支持氧化硅和氮化硅掩模層作用下的各向異性腐蝕加工和多次掩模的傳遞過程。編制的仿真系統通過模擬一個原子力顯微鏡探針陣列多掩模連續6步工藝的硅微加工過程驗證了MC法的正確性。
關鍵詞：蒙特卡羅法 單晶硅 各向異性濕法腐蝕 仿真

前言

蒙特卡羅MC (Monte Carlo) 法[1-4]是在微觀尺度上常用的分析工具，它在微納米加工的物理模型計算當中，對薄膜生長、材料微觀表面形態再現等方面具備其他常用方法很難實現的多種優勢。當前處于微機電系統MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)仿真研究與應用前沿的Coventor公司商品化模擬軟件中的Etch3D系統就使用了MC法模擬各向異性腐蝕。目前的濕法刻蝕研究中，MC法主要用于仿真刻蝕加工中的表面形態問題，Gosalvez等[1-2]分析了刻蝕過程硅晶面的表面形態特征，提出了在(110)，(100)晶面仿真中的MC法的計算參數。從能量角度計算轉移概率的方法中，文獻[3]根據一級鄰原子、二級鄰原子以及間接二級鄰原子與OH—根離子結合的不同配置給出了計算公式，但是計算中僅包含了少數的原子類型。在使用一級鄰居和二級鄰居平均激活能確定更大范圍的硅原子轉移概率的方法中，文獻[4]給出了一種新的公式，可以用于刻蝕仿真系統的MC法計算參數。本研究進一步探討了腐蝕模型和MC計算過程，提出了多次掩模傳遞和多個工步下復雜微結構的濕法刻蝕仿真方法。

全文請見：多次掩模濕法腐蝕硅微加工過程的蒙特卡羅仿真.pdf