接近式光刻仿真研究

分部开发出４种ＭＥＭＳ全套加工工艺和多种先进的单项工艺，已制备出加速度计样品，并已开始为国内研究ＭＥＭＳ的单位提供加工服到１３１。

上海交通大学微纳加工技术重点实验室可以提供非硅材料的微加工服务，如紫外深度光刻（ＵＶ．ＬＩＧＡ）、高深宽比微电铸和模铸加工，功能材料薄膜制备等【１４】。

另外如东南大学ＭＥＭＳ教育部重点实验室【１嗣，中科院微电子所【佣，中科院微系统所【１７１，合肥同步辐射国家实验型１８】等单位也在ＭＥＭＳ器件制作与仿真等相关领域开展了大量的研究工作。

图１·１为上海交大微纳加工技术重点实验室通过Ｕｖ－ＬｌＧＡ加工的ＳＵ８光刻胶微柱结构。

图１—１高度为２００ｕ１１＂１的ＳＵ８光刻胶电镜照片
１．２Ｌ｜ＧＡ技术
ＭＥＭＳ的制作主要基于两大技术：ＩＣ技术和微机械加工技术。

ＩＣ技术主要用于制作ＭＥＭＳ中的信号处理和控制系统，与传统的ＩＣ工艺没有太大区别；微机械加工技术是在ｌＣ工艺的基础上发展起来的，主要包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、ＬＩＧＡ（ＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅＧａｌｖａｎｆｏｒｍｕｎｇａｎｄＡｂｆｏｒｍｕｇ）技术、准ＬＩＧＡ技术和微机械组装技术等。

其中ＬＩＧＡ技术目前在国际上被公认为是ＭＥＭＳ制作和三维立体微细加工优选方法。

ＬＩＧＡ技术是德文光刻、电铸和注塑的简称，是德国卡尔斯鲁（Ｋａｄｓｒｕｈｅ）原子核研究中心在１９８７开发出来的全新的微机械加工技术【＇研刚口１】阎。

它主要利用Ｘ射线深层曝光、电铸、成型等技术进行多种材料的微机械加工１２３ｌ洲。

其优点主要有［２坷［２８１１２／］：
中国科学技术大学博士论文李木军第１章绪论
图１—６ＳＡＭＰＬＥ仿真的光刻胶三维轮廓
最重要的是，从ＳＡＭＰＬＥ软件的推出开始，研究人员第一次能够利用计算机来真正模拟光刻过程，并以此来指导光刻工艺的处理过程。

该软件目前已经提供网络界面，见图１－７。

用户可以在ＷＥＢ页面上进行工艺参数的输入和设定，然后服务器经过分析计算后在网页上将仿真结果返回给用户。

图１－７ＳＡＭＰＬＥ软件的网络界面
１９８５年，Ｍａｃｋ也推出了一套光刻模拟软件ＰＲＯＬＩＴＨ（ｔｈｅＰｏｓｉｔｉｖｅＲｅｓｉｓｔＯ’ｐｔｉｃａｌＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）［１０４］，该软件中加入了正性光刻胶的预烘模型，同时Ｍａｃｋ在研究了光刻胶中光敏混合物ＰＡＣ浓度和显影速率之间的化学动力学关系后，还在软件中增加了光刻胶的显影动力学模型（即Ｍａｃｋ显影模型）等。

由于模拟光刻胶的光刻过程所需的计算量非常巨大，在此之前的模拟软件都只能在服务器上运行。

ＰＲＯＬＩＴＨ中采用了一些快速算法及对模型作了简化，是第一个能够在个人电脑上进行光刻模拟计算的软件版本，这对于光刻模拟技术的推广及使用带来了很大的方便，使愈来愈多的研究人员能够有机会开展光刻模拟工作。

１９９０年，他创立的ＦＩＮＬＥ公司推出了ＰＲＯＬＩＴＨ的商用版本ＰＲＯＬＩＴＨ／２。

由于
中国科学技术大学博士论文李木军第１章绪论
ＰＲＯＬＩＴＨ，２计算上的快速性和使用上方便性，它在半导体工业的生产和科研中被广泛使用。

图１－８和图１－９分别为ＰＲＯＬＩＴＨ早期ＤＯＳ下面的用户界面和后期Ｗｉｎｄｏｗｓ下的用户界面。

图１．８Ｐｒｏｌｉｔｈ早期版本的用户界面
图１—９Ｐｒｏｌｉｔｈ后期版本的用户界面
其它的光刻仿真软件还有ＩｎｔｅｌｌｉＳｅｎｓｅ公司的推出的ＩｎｔｅｌｌｉＳｕｉｔｅ，ＭＥＭＳＣＡＰ公司开发的商用软件ＭＥＭＳＰｍ，以及ＭｉｃｒｏｃｏｓｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ推出的ＭＥＭＳＣＡＤ。

ＭＥＭＳＣＡＤ后来更名为ＣｏｖｅｎｔｏｒＷａｒｅ，是目前世界上功能较全的ＭＥＭＳ专用软件之一，功能包含ＭＥＭＳ器件，系统的设计、工艺和仿真。

１．５．６当前光刻仿真中存在的问题
１．现有的曝光模型是以ｌＣ薄胶光刻的理论和实验为基础而发展起来的，投影光刻成像的模拟理论和方法较为成熟，并与实验结果符合较好。

随着近年来ＭＥＭＳ的迅速发展，结构愈来愈复杂，高深宽比的新型ＭＥＭＳ结构需要被设计和加工，迫切需要厚胶光刻过程的模拟。

然而对于深度光刻过程模拟而言，大部。