[发明专利]一种CMP工艺仿真方法及仿真系统

说明书

本发明公开了一种CMP工艺仿真方法及仿真系统，包括：根据网格化的研磨芯片中任意一网格区域至研磨垫之间的基准高度，建立所述网格区域与研磨垫之间的接触压力的关系式为第一关系式；对所述第一关系式进行积分，并参考所述研磨芯片的图形结构，以对所述基准高度进行修正，得到修正基准高度；根据所述修正基准高度和第一关系式，修正所述网格区域与研磨垫之间的接触压力的关系式为第二关系式；根据所述第二关系式进行所述研磨芯片表面形貌仿真。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，在仿真过程中引入研磨芯片的图形结构，以建立一种真实描述研磨芯片表面形貌的仿真方法，提高CMP工艺仿真方法的模拟精度和适用性。

技术领域

本发明涉及CMP(Chemical Mechanical Planarization，化学机械研磨)工艺，更为具体的说，涉及一种CMP工艺仿真方法及仿真系统。

背景技术

化学机械研磨工艺最初主要用于获取高质量的玻璃表面，自上世纪八十年代初IBM首次将其应用于集成电路领域。至今，CMP技术逐步取代了传统局部抛光技术而广泛应用于集成电路制造的各个阶段，现已成为可制造性设计及集成电路工艺研发中实现芯片表面平坦化超精细加工的唯一广泛应用技术。化学机械研磨是保证研磨芯片表面平坦性的重要技术和关键工艺步骤之一，为了保证研磨芯片表面的高平坦性，需要设计与工艺之间协作，因此，技术人员对CMP工艺仿真方法进行了广泛的研究和关注。但是，直接将现有的CMP工艺仿真方法应用于先进工艺节点可制造性设计及工艺仿真领域还存在诸多不足，模拟精度有待于改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种CMP工艺仿真方法及仿真系统，在仿真过程中引入研磨芯片的图形结构，以建立一种真实描述研磨芯片表面形貌的仿真方法，提高CMP工艺仿真方法的模拟精度和适用性。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种CMP工艺仿真方法，包括：

根据网格化的研磨芯片中任意一网格区域至研磨垫之间的基准高度，建立所述网格区域与研磨垫之间的接触压力的关系式为第一关系式；

对所述第一关系式进行积分，并参考所述研磨芯片的图形结构，以对所述基准高度进行修正，得到修正基准高度；

根据所述修正基准高度和第一关系式，修正所述网格区域与研磨垫之间的接触压力的关系式为第二关系式；

根据所述第二关系式进行所述研磨芯片表面形貌仿真。

优选的，所述第一关系式为：

其中，为所述网格区域与研磨垫之间的初始接触压力，(x,y)为所述网格区域的坐标，z(x,y)为所述网格区域的表面高度，σ为粗糙峰高度分布参数，D*为所述网格区域至研磨垫之间的基准高度；

所述修正基准高度为：

其中，D*(x,y)为修正基准高度，L为全局平坦化长度，ξ和η为积分变量；

以及，所述第二关系式为

优选的，根据所述第二关系式进行所述研磨芯片表面形貌仿真，包括：

根据所述第二关系式计算所述网格区域的研磨去除率；

根据每一所述网格区域的初始表面高度和相应的研磨去除率，确定所述研磨芯片表面的实时形貌高度。

优选的，所述网格区域的研磨去除率为：

MRR(x,y)＝kp₀(x,y)V

其中，k为Preston因子，V为所述研磨垫与研磨芯片之间的相对滑动速率。