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基于三维元胞模型的刻蚀工艺表面演化方法

郑树琳 宋亦旭 孙晓民

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基于三维元胞模型的刻蚀工艺表面演化方法

郑树琳, 宋亦旭, 孙晓民

A three-dimensional surface evolution algorithm based on cellular model for etching process

Zheng Shu-Lin, Song Yi-Xu, Sun Xiao-Min
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  • 为了更好地理解和认识刻蚀机理, 并为制造工艺提供优化指导, 采用三维元胞模型研究了刻蚀工艺的表面演化过程, 并着重探讨了离子对表面演化过程的影响.针对刻蚀离子入射角度的求解问题, 提出了一种降维分量拟合方法, 将一个三维曲面拟合问题转化为两个二维曲线拟合进行求解, 对入射点的表面法向量计算实现了快速求解, 与采用最小二乘多项式曲面拟合求解离子入射角度相比, 其计算精度和效率都有较大的提高; 对用于拟合计算的表面元胞的选取方法进行了改进, 提高了拟合的准确度.将这种方法应用到硅刻蚀工艺三维仿真中, 其模拟结果与相关实验结果对比, 验证了该方法对刻蚀工艺描述的有效性.
    In order to get a better understanding of etching mechanism and provide optimization guidance for manufacturing process, a three-dimensional (3D) profile evolution simulator based on cellular model is developed to investigate the surface evolution of etching process, and discuss emphatically the effect of ions on the surface evolution. According to the solving problem for angle of ion incidence, a component fitting-based dimension reduction method is presented to convert a 3D surface fitting problem into a two-dimensional (2D) curve fitting problem, and achieve fast solution for the surface normal vector of the incident point. Compared with least squares polynomial fitting method, this method improves computational accuracy and efficiency of the ion incidence angle. The improvement on the accuracy of fitting is achieved by improving the selection method of surface cellular for fitting. The fitting method is applied to 3D simulation of silicon etching process, and the simulation results verify the simulated surface by comparing with relevant experimental results.
    • 基金项目: 国家科技重大专项(批准号: 2011ZX2403-002)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Science and Technology Major Project of the Ministry of Science and Technology of China (Grant No. 2011ZX2403-002).
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-24
  • 修回日期:  2012-12-13
  • 刊出日期:  2013-05-05

基于三维元胞模型的刻蚀工艺表面演化方法

  • 1. 清华大学计算机科学与技术系, 智能技术与系统国家重点实验室, 北京 100084
    基金项目: 国家科技重大专项(批准号: 2011ZX2403-002)资助的课题.

摘要: 为了更好地理解和认识刻蚀机理, 并为制造工艺提供优化指导, 采用三维元胞模型研究了刻蚀工艺的表面演化过程, 并着重探讨了离子对表面演化过程的影响.针对刻蚀离子入射角度的求解问题, 提出了一种降维分量拟合方法, 将一个三维曲面拟合问题转化为两个二维曲线拟合进行求解, 对入射点的表面法向量计算实现了快速求解, 与采用最小二乘多项式曲面拟合求解离子入射角度相比, 其计算精度和效率都有较大的提高; 对用于拟合计算的表面元胞的选取方法进行了改进, 提高了拟合的准确度.将这种方法应用到硅刻蚀工艺三维仿真中, 其模拟结果与相关实验结果对比, 验证了该方法对刻蚀工艺描述的有效性.

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参考文献 (20)

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