[发明专利]一种快速确定石英任意切向湿法刻蚀结构形貌的方法

权利要求书

1.一种快速确定石英任意切向晶面湿法刻蚀结构形貌的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1).以石英0001晶向作为石英半球的北极点，2-1-10晶向作为石英半球赤道上的x轴，在所需的刻蚀环境中对石英半球进行刻蚀，刻蚀后每隔2°获取石英半球速率并将其存放在一个二维矩阵中；利用0001晶向的三对称性，可获得三组半球速率矩阵，对此三组速率矩阵进行滑动平均处理，设置滑动滤波窗口为5-8；利用2-1-10的旋转对称性，通过半球速率获得全球速率矩阵；

2).对于石英特定切向晶面在掩膜作用下湿法刻蚀中出现的结构面的确定，首先按照此切向相对于0001晶向的空间夹角对全球速率矩阵进行旋转变换，并对变换后的速率矩阵进行插值，获得基于此切向作为北极点的新的全球速率矩阵；其次按照掩膜横截面相对于晶面参考面的夹角，在新的全球速率矩阵中取出相同位置的一组经线速率；由于石英大部分晶面刻蚀速率慢，除了0001晶面只需要选取经线速率中北极点左右各90°范围内速率，其余晶面需要选取270°范围的速率，如若北极点相对于0001晶向左偏，则需选取北极点左侧90°范围内数据，右侧180°范围内数据；反之，则需选取北极点右侧90°范围内数据，左侧180°范围内数据；对选出的速率进行二阶差分并舍去二阶差分后的负向极大值，保留正向极大值，绘制北极点和正向极大值位置的速率矢量图以及各个矢量对应的平行于掩膜边界的垂面，这些垂面所围成的轮廓即是石英微结构的刻蚀形貌；

所述通过半球速率获得全球速率矩阵，必须要固定石英半球的x轴以及z轴，即要保证0001晶向位于石英半球北极点作为z轴以及2-1-10晶向位于石英半球的赤道上作为x轴；利用0001的三对称特性可以获得石英半球上任意晶面刻蚀的三处速率，对三处速率平均化处理以便精确数据，利用2-1-10晶向的旋转对称性可通过半球速率获取全球速率。

2.根据权利要求1所述的一种快速确定石英任意切向晶面湿法刻蚀结构形貌的方法，其特征在于所述石英特定切向晶面在掩膜作用下湿法刻蚀中出现的结构面，除了会出现在速率极小值处，在曲率变化的位置也会出现特征面，由于石英刻蚀速率慢，这些位置都可以通过二阶差分来体现，对速率进行二阶差分后，去除二阶差分的负向极大值点，保留正向极大值。

3.根据权利要求1所述的一种快速确定石英任意切向晶面湿法刻蚀结构形貌的方法，其特征在于所述的新的全球速率矩阵，能计算归纳得到该旋转角度所在的晶面下任意方向掩膜刻蚀可能出现的所有结构面。