在多MEMS中对局部几何不确定性的评估:一种遗传算法和POD-Kriging替代建模方法
Ananya Roy1, Francesco Rizzini2, Gabriele Gattere2
1Department of Civil and Environmental Engineering, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133 Milano, Italy.
Micromachines
|March 6, 2025
概括
量化几何不确定性对于微电子机械系统 (MEMS) 微型化至关重要. 本研究提出了一种使用遗传算法和正确的直角分解来预测MEMS设备的过度蚀刻变异的新方法,提高了制造精度.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 微电子机械系统 (MEMS) 的小型化在量化几何不确定性方面面临着挑战.
- 即使在相同的制造条件下,MEMS设备几何学的变化也会导致不同的反应.
- 超刻度的测量代表了MEMS制造中的关键几何不确定性.
研究的目的:
- 开发和验证一种准确的方法,用于预测MEMS设备中的超刻度.
- 量化MEMS模块内部和之间的几何不确定性.
- 为了建立电容电压响应和几何变化之间的联系.
主要方法:
- 一种混合方法,结合了遗传算法 (GA),正确的直角分解 (POD) 和 kriging 替代模型.
- 使用芯片上的测试设备来测量电容电压响应.
- 对一批测试的MEMS设备进行统计分析.
主要成果:
- 拟议的方法只使用电容电压数据准确预测过度蚀刻的测量.
- 几何不确定性 (超刻值) 在MEMS模块之间和MEMS模块内部都存在显著差异.
- 量化平均过度蚀刻值:在指处为+12.2%,在支弹处为+10.0%,在堵塞处为-4.8%.
- 证明了对MEMS可变性的显著环境影响.
结论:
- 开发的方法为估计MEMS设备的不确定性提供了有效的替代方案.
- 准确量化几何不确定性对于可靠的MEMS性能至关重要.
- 了解和控制超刻变异是推动MEMS技术发展的关键.


