[發明專利]一種CMP工藝仿真方法及仿真系統

有效

• 申請號: 201610115438.3
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN107145614B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 徐勤志;楊紫薇;陳嵐
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明公開了一種CMP工藝仿真方法及仿真系統，包括：根據網格化的研磨芯片中任意一網格區域至研磨墊之間的基準高度，建立所述網格區域與研磨墊之間的接觸壓力的關系式為第一關系式；對所述第一關系式進行積分，并參考所述研磨芯片的圖形結構，以對所述基準高度進行修正，得到修正基準高度；根據所述修正基準高度和第一關系式，修正所述網格區域與研磨墊之間的接觸壓力的關系式為第二關系式；根據所述第二關系式進行所述研磨芯片表面形貌仿真。由上述內容可知，本發明提供的技術方案，在仿真過程中引入研磨芯片的圖形結構，以建立一種真實描述研磨芯片表面形貌的仿真方法，提高CMP工藝仿真方法的模擬精度和適用性。

技術領域

本發明涉及CMP(Chemical Mechanical Planarization，化學機械研磨)工藝，更為具體的說，涉及一種CMP工藝仿真方法及仿真系統。

背景技術

化學機械研磨工藝最初主要用于獲取高質量的玻璃表面，自上世紀八十年代初IBM首次將其應用于集成電路領域。至今，CMP技術逐步取代了傳統局部拋光技術而廣泛應用于集成電路制造的各個階段，現已成為可制造性設計及集成電路工藝研發中實現芯片表面平坦化超精細加工的唯一廣泛應用技術。化學機械研磨是保證研磨芯片表面平坦性的重要技術和關鍵工藝步驟之一，為了保證研磨芯片表面的高平坦性，需要設計與工藝之間協作，因此，技術人員對CMP工藝仿真方法進行了廣泛的研究和關注。但是，直接將現有的CMP工藝仿真方法應用于先進工藝節點可制造性設計及工藝仿真領域還存在諸多不足，模擬精度有待于改進。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種CMP工藝仿真方法及仿真系統，在仿真過程中引入研磨芯片的圖形結構，以建立一種真實描述研磨芯片表面形貌的仿真方法，提高CMP工藝仿真方法的模擬精度和適用性。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種CMP工藝仿真方法，包括：

根據網格化的研磨芯片中任意一網格區域至研磨墊之間的基準高度，建立所述網格區域與研磨墊之間的接觸壓力的關系式為第一關系式；

對所述第一關系式進行積分，并參考所述研磨芯片的圖形結構，以對所述基準高度進行修正，得到修正基準高度；

根據所述修正基準高度和第一關系式，修正所述網格區域與研磨墊之間的接觸壓力的關系式為第二關系式；

根據所述第二關系式進行所述研磨芯片表面形貌仿真。

優選的，所述第一關系式為：

其中，為所述網格區域與研磨墊之間的初始接觸壓力，(x,y)為所述網格區域的坐標，z(x,y)為所述網格區域的表面高度，σ為粗糙峰高度分布參數，D*為所述網格區域至研磨墊之間的基準高度；

所述修正基準高度為：

其中，D*(x,y)為修正基準高度，L為全局平坦化長度，ξ和η為積分變量；

以及，所述第二關系式為

優選的，根據所述第二關系式進行所述研磨芯片表面形貌仿真，包括：

根據所述第二關系式計算所述網格區域的研磨去除率；

根據每一所述網格區域的初始表面高度和相應的研磨去除率，確定所述研磨芯片表面的實時形貌高度。

優選的，所述網格區域的研磨去除率為：

MRR(x,y)＝kp₀(x,y)V

其中，k為Preston因子，V為所述研磨墊與研磨芯片之間的相對滑動速率。