[發(fā)明專利]一種鋁柵CMP協(xié)同計算模型的仿真及優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210581845.5
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103020383A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 徐勤志;陳嵐;方晶晶
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種鋁柵CMP協(xié)同計算模型的仿真方法，其特征在于，包括步驟：

獲取鋁柵初始表面高度；

依據(jù)所述鋁柵初始表面高度，采用鋁柵CMP壓力分布精確計算模型獲取研磨墊和鋁柵間的壓力分布p(x,y,t)；

向鋁柵CMP協(xié)同計算模型中輸入模型參數(shù)，其中，所述鋁柵CMP協(xié)同計算模型由所述鋁柵CMP壓力分布精確計算模型和鋁柵CMP化學反應動力學模型確定；所述模型參數(shù)至少包括研磨墊材料屬性參數(shù)、CMP工藝參數(shù)以及化學動力學參數(shù)，所述CMP工藝參數(shù)至少包括所述外部壓力p₀；

采用所述鋁柵CMP協(xié)同計算模型并依據(jù)所述模型參數(shù)進行預定時間段的仿真，預測所述鋁柵研磨后的表面高度；

其中，所述鋁柵CMP協(xié)同計算模型為：

MRR(x,y,t)=Mρ0(k60k2p(x,y,t)/p0+k2k3[Oxi](x,y,t))(k4[CA](x,y,t)+k50p(x,y,t)/p0)k2k3[Oxi](x,y,t)+(k2+k1[In](x,y,t))(k4[CA](x,y,t)+k50p(x,y,t)/p0);]]>

所述鋁柵CMP壓力分布精確計算模型為：

w(x,y,t)=1-υ2πE∫Ip(x,y,t)1(x-ξ)2+(y-η)2dξdη]]>

g(x,y,t)＝h(x,y,t)+w(x,y,t)-c≥0,(x,y,t)∈I_C

g(x,y,t)＝0,p(x,y,t)＞0,(x,y,t)∈I_C

g(x,y,t)＞0,p(x,y,t)＝0,

F₀(t)＝∫_Ip(x,y,t)dxdy；

所述鋁柵CMP化學反應動力學模型為：

MRR(x,y,t)=Mρ0(K6K2+K2K3[Oxi](x,y,t))(k4[CA](x,y,t)+k5)k2k3[Oxi](x,y,t)+(k2+k1[In](x,y,t))(k4[CA](x,y,t)+k5);]]>

其中，MRR(x，y，t)為鋁柵研磨去除率，M為鋁的原子質(zhì)量，ρ₀為鋁的密度，[Oxi](x，y,t)為研磨液中氧化劑的濃度，[In](x，y,t)為研磨液中抑制劑的濃度，[CA](x，y,t)為研磨液中螯合劑的濃度，k_i(i＝1,…,6)為化學反應速率常數(shù)，k₅₀為研磨粒子去除氧化膜、螯合物等的反應速率常數(shù)，k₆₀為研磨粒子去除鋁單質(zhì)的反應速率常數(shù)，p₀為外部壓力，x為選定坐標系沿x軸方向的坐標值，y為選定坐標系沿y軸方向的坐標值，t為鋁柵CMP的仿真時間,w(x，y，t)是研磨墊的表面形變，υ是研磨墊的泊松比，E是研磨墊的彈性模量，g(x,y,t)是形變后研磨墊和鋁柵表面之間的間隔，h(x,y,t)是研磨墊和鋁柵表面之間的初始間隔，c是研磨墊沿外加載荷方向的整體位移，I_C是研磨墊和鋁柵表面的接觸表面積，F(xiàn)₀(t)是t時刻的外加載荷，I是整個鋁柵表面積,ξ、η均為積分變量。