Der Cell-Removal-Algorithmus, der von Dill et al. [Dil75]
vorgeschlagen wurde, unterteilt das gesamte Simulationsgebiet in rechteckige
oder quadratische Zellen. Jede Zelle wird als vollständig geätzt, nicht
geätzt oder teilweise geätzt charakterisiert. Die Oberfläche des
Simulationsgebietes besteht aus nicht geätzten oder teilweise geätzten
Zellen, deren Nachbarzellen vollständig geätzte Zellen sind. Während der
Simulation werden nun einzelne Zellen in Abhängigkeit der lokalen Ätzrate
und der Anzahl der freiliegenden Zellseiten entfernt (Cell-Removal), wobei der Zeitschritt jeweils so gewählt
wird, daß er genau jener Zeit entspricht, um die Zelle zu entfernen, die am
schnellsten geätzt wird. Die Zeit die benötigt wird, um eine Zelle zu
entfernen wird entsprechend Abbildung 2.26 ermittelt, wobei
und
die geometrischen Abmessungen der Zelle
beschreiben,
ist die lokale Ätzrate dieser Zelle.
Mit den angegebenen Gleichungen ergeben sich entsprechende
Korrekturfaktoren für die Ätzzeit, wenn das Ätzmedium an zwei oder
an drei Zellseiten angreift. Die Ätzzeiten gelten für isotrope
Ätzverfahren, für die der Algorithmus ursprünglich vorgestellt wurde.
Eine Erweiterung des Algorithmus auf anisotrope Ätzverfahren ist
prinzipiell denkbar, indem man bei der Berechnung der notwendigen
Ätzzeit, um eine Zelle zu entfernen, die freiliegenden Zellseiten
entsprechend der Anisotropie gewichtet in die angegebenen Gleichungen
eingehen läßt.
Abbildung 2.26: Die Zeit, die benötigt wird, um eine Zelle zu entfernen; (a) eine,
(b) zwei und (c) drei freiliegende Zellseiten.
Abbildung 2.27 zeigt das Prinzip des Algorithmus. Zum Zeitpunkt
wird die Oberfläche der Geometrie durch die nicht geätzten Zellen
und
beschrieben. Unter der Annahme gleicher und konstanter Ätzrate
aller Zellen wird Zelle
am schnellsten geätzt, da das Ätzmedium über
zwei Zellseiten angreifen kann. Die Zeit, die benötigt wird, um diese Zelle
zu entfernen, wird als Zeitschritt verwendet. Die Zellen
werden, weil
nur eine Zellseite freiliegt, etwas langsamer geätzt, sodaß diese Zellen
zum Zeitpunkt
noch als teilweise geätzt im Simulationsgebiet
zurückbleiben. Die Oberfläche zum Zeitpunkt
wird nun durch teilweise
geätzte Zellen
und nicht geätzte Zellen
beschrieben. Da der
Zeitschritt, um die Zellen
zu entfernen, kleiner ist als jener
Zeitschritt, der benötigt wird um die Zellen
zu entfernen, wird dieser
als nächster Zeitschritt verwendet, sodaß zum Zeitpunkt
die Zellen
entfernt und die Zellen
teilweise geätzt sind. In dieser Weise
wird weiter vorgegangen, bis die vorgegebene Ätzzeit erreicht wurde.
Abbildung 2.27: Der Cell-Removal-Algorithmus.