混合进化算法的Metropolis蒙特卡罗MEMS单晶硅湿法刻蚀工艺模型

摘要

提出一种混合进化算法的Metropolis蒙特卡罗湿法刻蚀新工艺模型和改进的表面原子移除概率函数。依据单晶硅典型晶面的刻蚀速度,新工艺模型能够自动获得基于原子模型的蒙特卡罗法能量参数。改进的表面原子移除概率函数采用四指数的表面原子配置分类法,更加精确地描述刻蚀反应中表面结构的变化过程,增强了蒙特卡罗模型的仿真能力。在多种刻蚀系统,不同浓度和温度条件下的计算结果与试验数据对比表明,任意(h,k,l)晶面的各向异性刻蚀速度曲线能够与试验结果一致。与现有方法相比,新的移除概率函数能够表示刻蚀速度各向异性曲线在Si(100)和Si(110)临近晶面同时出现局部最小点的情形,并且计算精度显著提高。通过对三维微结构刻蚀过程的准确模拟,验证了Metropolis蒙特卡罗工艺模型的有效性。