摘要：探讨利用蒙特卡罗 (Monte Carlo, MC) 法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀的仿真，实现了连续多次掩模，多步硅微加工工艺过程的仿真。介绍了MC法的使用特点及其在湿法腐蚀硅微加工中的应用，仿真系统使用了腐蚀概率方程确定表面原子适当的MC转移概率，模拟方法支持氧化硅和氮化硅掩模层作用下的各向异性腐蚀加工和多次掩模的传递过程。编制的仿真系统通过模拟一个原子力显微镜探针阵列多掩模连续6步工艺的硅微加工过程验证了MC法的正确性。
关键词：蒙特卡罗法 单晶硅 各向异性湿法腐蚀 仿真
前言
蒙特卡罗MC (Monte Carlo) 法[1-4]是在微观尺度上常用的分析工具，它在微纳米加工的物理模型计算当中，对薄膜生长、材料微观表面形态再现等方面具备其他常用方法很难实现的多种优势。当前处于微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)仿真研究与应用前沿的Coventor公司商品化模拟软件中的Etch3D系统就使用了MC法模拟各向异性腐蚀。目前的湿法刻蚀研究中，MC法主要用于仿真刻蚀加工中的表面形态问题，Gosalvez等[1-2]分析了刻蚀过程硅晶面的表面形态特征，提出了在(110)，(100)晶面仿真中的MC法的计算参数。从能量角度计算转移概率的方法中，文献[3]根据一级邻原子、二级邻原子以及间接二级邻原子与OH—根离子结合的不同配置给出了计算公式，但是计算中仅包含了少数的原子类型。在使用一级邻居和二级邻居平均激活能确定更大范围的硅原子转移概率的方法中，文献[4]给出了一种新的公式，可以用于刻蚀仿真系统的MC法计算参数。本研究进一步探讨了腐蚀模型和MC计算过程，提出了多次掩模传递和多个工步下复杂微结构的湿法刻蚀仿真方法。
12/28/2008
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