[發(fā)明專利]鋁柵CMP化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)仿真及版圖設(shè)計優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103020384A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐勤志;陳嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)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(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造工藝和CMP建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁柵CMP化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)仿真及版圖設(shè)計優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

化學(xué)機(jī)械研磨（CMP）作為一種超精密表面加工技術(shù)，現(xiàn)已廣泛用于集成電路制造、微型機(jī)械系統(tǒng)等領(lǐng)域，同時也是可制造性設(shè)計流程的一項關(guān)鍵性制程技術(shù)。

目前，高介電常數(shù)柵電介質(zhì)和金屬柵極技術(shù)（HKMG）作為32/28納米節(jié)點的主流工藝技術(shù)使得半導(dǎo)體行業(yè)獲得持續(xù)發(fā)展。在HKMG“先柵極”和“后柵極”兩種工藝方案中，由于“后柵極”可以更加自由地設(shè)置和調(diào)配柵電極材料的功函數(shù)值及閾值電壓，從而使得芯片的電路性能更加穩(wěn)定和可靠。因此，“后柵極”工藝在半導(dǎo)體行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，“后柵極”工藝金屬表面的納米級拋光成為制約芯片性能提升的重要影響因素，CMP工藝的穩(wěn)定性和可靠性將在很大程度上決定整個工藝的成敗，因此，深入了解HKMG?CMP工藝，以及其作用于不同晶體管結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生的效應(yīng)對工藝的優(yōu)化、版圖的設(shè)計都具有重要的意義，特別是一個可靠的CMP仿真方法能夠準(zhǔn)確模擬CMP后的鋁柵表面形貌及蝶形、侵蝕等數(shù)據(jù)。

在鋁柵表面去除過程中，由于淀積的金屬膜較薄，化學(xué)作用非常突出，如何從化學(xué)反應(yīng)機(jī)理上對HKMG工藝中鋁柵CMP的表面高度進(jìn)行實時仿真尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鋁柵CMP的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)仿真方法，以從化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的角度對HKMG工藝中鋁柵CMP的表面高度進(jìn)行實時仿真。

本發(fā)明還提供了一種版圖設(shè)計優(yōu)化方法，以快速有效地為可制造性設(shè)計提供優(yōu)化策略。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鋁柵CMP化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的仿真方法，包括步驟：

基于鋁柵CMP化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型，優(yōu)化鋁柵CMP的研磨液中各組分濃度；

基于所述鋁柵CMP化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型和優(yōu)化后的所述鋁柵CMP的研磨液中各組分濃度，對鋁柵進(jìn)行預(yù)定時間段的仿真，預(yù)測鋁柵表面高度的變化量；

基于預(yù)測得到的所述鋁柵表面高度的變化量，獲取鋁柵表面的仿真金屬碟形值和仿真介質(zhì)侵蝕值；

所述鋁柵CMP化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)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);]]>