[發明專利]多疊層結構的原子層刻蝕工藝仿真方法及裝置

在審

• 申請號: 202210279430.6
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114638107A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 嚴琦;韋亞一;陳睿;龔文華;邵花;李晨
• 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;G06F30/10
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識產權代理有限公司 11667
• 代理人: 孫峰芳

本發明提供一種多疊層結構的原子層刻蝕工藝仿真方法及裝置，包括：定義待刻蝕對象的結構信息，待刻蝕對象包括硅襯底及其上方的多個由鍺化硅層/硅層依次堆疊的疊層；定義鍺化硅層和硅層各自的刻蝕函數；定義不同深度的左側發射源和右側發射源的位置坐標和入射角范圍；根據刻蝕時間和待刻蝕對象的結構信息確定要入射的刻蝕粒子的個數；向待刻蝕對象依次入射刻蝕粒子直至刻蝕粒子耗盡，對于每個刻蝕粒子，執行以下操作：計算所述待刻蝕對象上接收所述刻蝕粒子的轟擊位置，判斷所述轟擊位置的原子特性，根據原子特性選擇不同的刻蝕函數，當滿足刻蝕函數的去除條件時，將所述轟擊位置的原子去除，最終得到基本刻蝕輪廓。

技術領域

本發明涉及計算機仿真技術領域，尤其涉及一種多疊層結構的原子層刻蝕工藝仿真方法及裝置。

背景技術

邏輯電路先進技術節點的器件結構逐漸向環柵結構發展(gate-all-around，GAA)，而原子層刻蝕(ALE)是關鍵工藝。原子層刻蝕(ALE)與傳統刻蝕相比具有刻蝕選擇比高，深寬比依賴度低，方向性好，可控性高等優點，是一種能夠精密控制被去除材料量的先進技術。

為了將ALE技術應用于大規模的量產，需要進行大量實驗，而ALE實驗難度和成本極高。因此仿真建模成為ALE應用前的必要手段，可以幫助研究工藝原理，展現重要參數的影響趨勢，節約實驗成本的同時獲得寶貴數據。但目前針對多疊層原子層刻蝕工藝還沒有相關的仿真模型。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種多疊層結構的原子層刻蝕工藝仿真方法及裝置，能夠反映多疊層結構的原子層刻蝕(ALE)由于多個疊層深度不同時，刻蝕形貌的差異。

一方面，本發明提供一種多疊層結構的原子層刻蝕工藝仿真方法，包括：

定義待刻蝕對象的結構信息，所述待刻蝕對象包括硅襯底及其上方的多個由鍺化硅層/硅層依次堆疊的疊層；

定義鍺化硅層和硅層各自的刻蝕函數；

定義不同深度的左側發射源和右側發射源的位置坐標和入射角范圍，所述左側發射源和所述右側發射源各自用于從左側、右側入射刻蝕粒子；

根據刻蝕時間和待刻蝕對象的結構信息確定要入射的刻蝕粒子的個數；

向所述待刻蝕對象依次入射刻蝕粒子直至刻蝕粒子耗盡，對于每個刻蝕粒子，執行以下操作：計算所述待刻蝕對象上接收所述刻蝕粒子的轟擊位置，判斷所述轟擊位置的原子特性，根據原子特性選擇不同的刻蝕函數，當滿足刻蝕函數的去除條件時，將所述轟擊位置的原子去除，最終得到基本刻蝕輪廓。

可選地，其中定義待刻蝕對象的結構信息，包括：

設定待刻蝕對象的位置坐標、疊層的層數、疊層的關鍵尺寸、疊層中鍺化硅層厚度和硅層厚度、STI深度。

可選地，其中定義不同深度的左側發射源和右側發射源的位置坐標和入射角范圍，包括：

根據每個疊層的深度與STI深度的比例，分別確定每個疊層一一對應的左側發射源和右側發射源的位置坐標和入射角范圍。

可選地，其中對于每個刻蝕粒子，計算所述待刻蝕對象上接收所述刻蝕粒子的轟擊位置，包括：

以發射源的位置坐標作為入射的刻蝕粒子的初始坐標；

在發射源的入射角范圍內為入射的刻蝕粒子匹配一個入射角度；

根據刻蝕粒子的初始坐標、入射角度以及所述待刻蝕對象的每個橫坐標，計算對應于每個橫坐標的縱坐標，以便確定轟擊位置。

可選地，對于左側入射的刻蝕粒子，從左向右遍歷所述待刻蝕對象的每個橫坐標，計算對應于每個橫坐標的縱坐標；

對于右側入射的刻蝕粒子，從右向左遍歷所述待刻蝕對象的每個橫坐標，計算對應于每個橫坐標的縱坐標。