一種cmp壓力分布計(jì)算方法及研磨去除率的獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種CMP壓力分布計(jì)算方法及研磨去除率的獲取方法，該CMP壓力分布計(jì)算方法，包括，將芯片版圖劃分為若干個(gè)窗格，并選取任一窗格為當(dāng)前窗格；判斷所述當(dāng)前窗格的接觸模式；根據(jù)所述當(dāng)前窗格的接觸模式和彈性力學(xué)模型計(jì)算所述當(dāng)前窗格的壓力；其中，所述彈性力學(xué)模型由研磨墊的彈性模量、面積、整體位移以及當(dāng)前窗格的接觸模式、高度、和面積共同確定。該CMP壓力分布計(jì)算方法把研磨墊簡(jiǎn)化成彈性體，提出了計(jì)算CMP壓力分布的彈性力學(xué)模型，該模型相較于現(xiàn)有技術(shù)的CMP壓力計(jì)算模型降低了壓力計(jì)算的復(fù)雜度，能夠較為快速地獲取到實(shí)時(shí)的CMP過(guò)程中的壓力分布，提高了效率，進(jìn)而提高了其實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】一種CMP壓力分布計(jì)算方法及研磨去除率的獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械研磨【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種CMP壓力分布計(jì)算方法及研磨去除率的獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路芯片設(shè)計(jì)進(jìn)入到納米工藝條件下，芯片規(guī)模越來(lái)越大，特征尺寸不斷減小，芯片制造工藝日趨復(fù)雜，導(dǎo)致了芯片良品率的下降。特別是到了 65-45納米工藝節(jié)點(diǎn)，由于圖形密度的不均勻性和不同材質(zhì)在CMP(Chemical Mechanical Polishing)化學(xué)機(jī)械研磨工序中的不同去除率，導(dǎo)致晶圓表面金屬厚度的不均勻性，最終互連線的電性能與芯片設(shè)計(jì)達(dá)到的預(yù)期效果極為不同，更為嚴(yán)重的是造成短路或斷路。因此在納米領(lǐng)域，目前唯一的全局平坦化技術(shù)化學(xué)機(jī)械拋光已經(jīng)成為影響芯片性能和良品率的最主要因素之一。
[0003]化學(xué)機(jī)械拋光工藝綜合機(jī)械和化學(xué)兩方面的特性，能夠?qū)Χ鄬咏饘倩ミB結(jié)構(gòu)的層間電介質(zhì)，淺溝槽隔離，鑲嵌金屬以及多晶硅等進(jìn)行全局平坦化，滿足了芯片制造中對(duì)平坦化精度的要求。
[0004]在實(shí)際CMP過(guò)程中，研磨去除率作為描述芯片表面高度變化快慢的重要指標(biāo)，在CMP分析中廣受關(guān)注，通過(guò)獲取實(shí)時(shí)的研磨去除率，即可實(shí)現(xiàn)芯片表面高度的實(shí)時(shí)刻畫和表征，因此，研磨去除率的計(jì)算成為CMP模型機(jī)理研究的重要手段。而研磨去除率的獲取與CMP壓力分布有著重要的關(guān)系，然而目前計(jì)算CMP壓力分布的方法較為繁瑣，其模型也相對(duì)復(fù)雜，需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間才能得到CMP的壓力分布，造成現(xiàn)有的計(jì)算CMP壓力的方法和獲取CMP研磨去除率的方法實(shí)用性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種CMP壓力分布計(jì)算方法及研磨去除率的獲取方法，以快速準(zhǔn)確地獲取CMP的實(shí)時(shí)研磨去除率。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]一種CMP壓力分布計(jì)算方法，包括，
[0008]將芯片版圖劃分為若干個(gè)窗格,并選取任一窗格為當(dāng)前窗格；
[0009]判斷所述當(dāng)前窗格的接觸模式，所述當(dāng)前窗格的接觸模式由所述當(dāng)前窗格的相關(guān)窗格的聞度與其對(duì)所述當(dāng)如窗格的影響因子的乘積和所述當(dāng)如窗格的聞度的關(guān)系確定；其中，所述窗格的高度是指從所述窗格所在芯片的基準(zhǔn)線到芯片的表面之間的距離；
[0010]根據(jù)所述當(dāng)前窗格的接觸模式和CMP壓力分布計(jì)算模型計(jì)算所述當(dāng)前窗格的壓力；其中，所述CMP壓力分布計(jì)算模型由研磨墊的彈性模量、面積、整體位移以及當(dāng)前窗格的接觸模式、高度和面積共同確定。
[0011]優(yōu)選地，所述CMP壓力分布計(jì)算模型為:


η
[0012]P0xA = Yj4 xP；x4 ;


/=1[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種CMP壓力分布計(jì)算方法，其特征在于，包括， 將芯片版圖劃分為若干個(gè)窗格，并選取任一窗格為當(dāng)前窗格； 判斷所述當(dāng)前窗格的接觸模式，所述當(dāng)前窗格的接觸模式由所述當(dāng)前窗格的相關(guān)窗格的聞度與其對(duì)所述當(dāng)如窗格的影響因子的乘積和所述當(dāng)如窗格的聞度的關(guān)系確定；其中，所述窗格的高度是指從所述窗格所在芯片的基準(zhǔn)線到芯片的表面之間的距離； 根據(jù)所述當(dāng)前窗格的接觸模式和CMP壓力分布計(jì)算模型計(jì)算所述當(dāng)前窗格的壓力；其中，所述CMP壓力分布計(jì)算模型由研磨墊的彈性模量、面積、整體位移以及當(dāng)前窗格的接觸模式、高度和面積共同確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMP壓力分布計(jì)算方法，其特征在于，所述CMP壓力分布計(jì)算模型為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的CMP壓力分布計(jì)算方法，其特征在于，所述判斷當(dāng)前窗格的接觸模式，包括， 確定所述當(dāng)前窗格的相關(guān)窗格； 確定所述相關(guān)窗格的高度及所述相關(guān)窗格對(duì)所述當(dāng)前窗格的影響因子； 計(jì)算每一個(gè)所述相關(guān)窗格的高度與其對(duì)所述當(dāng)前窗格的影響因子的乘積； 比較所述相關(guān)窗格的高度與其對(duì)所述當(dāng)前窗格的影響因子的乘積與所述當(dāng)前窗格的高度的大小； 根據(jù)所述相關(guān)窗格的高度與其對(duì)所述當(dāng)前窗格的影響因子的乘積與所述當(dāng)前窗格的高度的大小關(guān)系，判斷所述當(dāng)前窗格的接觸模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CMP壓力分布計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相關(guān)窗格的高度與其對(duì)所述當(dāng)前窗格的影響因子的乘積與所述當(dāng)前窗格的高度的大小關(guān)系，判斷所述當(dāng)前窗格的接觸模式，包括， 如果所述乘積的最小值大于所述當(dāng)前窗格的高度，且所述當(dāng)前窗格與其相關(guān)窗格的高度差的最小值大于所述當(dāng)前窗格的受力臨界值，則所述當(dāng)前窗格處于不接觸模式狀態(tài)； 所述當(dāng)前窗格的受力臨界值Dmax為:Dmax = AX (W)aX (S)0; 其中，A、a、β為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),W為當(dāng)前窗格的線寬，S為當(dāng)前窗格的線間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CMP壓力分布計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相關(guān)窗格的高度與其對(duì)所述當(dāng)前窗格的影響因子的乘積與所述當(dāng)前窗格的高度的大小關(guān)系，判斷所述當(dāng)前窗格的接觸模式，包括，如果所述乘積的最大值小于所述當(dāng)前窗格的高度，且所述當(dāng)前窗格與其相關(guān)窗格的高度差的最小值大于所述當(dāng)前窗格的受力臨界值，則所述當(dāng)前窗格處于凸起模式狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的CMP壓力分布計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相關(guān)窗格的高度與其對(duì)所述當(dāng)前窗格的影響因子的乘積與所述當(dāng)前窗格的高度的大小關(guān)系，判斷所述當(dāng)前窗格的接觸模式，包括，如果至少有一個(gè)所述乘積不大于所述當(dāng)前窗格的高度和至少一個(gè)所述乘積不小于所述當(dāng)前窗格的高度，且至少有一個(gè)所述當(dāng)前窗格與其相關(guān)窗格的高度差不大于所述當(dāng)前窗格的受力臨界值同時(shí)至少有一個(gè)所述高度差不小于所述當(dāng)前窗格的受力臨界值，則所述當(dāng)前窗格處于常規(guī)接觸模式狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的CMP壓力分布計(jì)算方法，其特征在于，所述確定所述當(dāng)前窗格的相關(guān)窗格，具體包括， 以所述當(dāng)前窗格為基準(zhǔn)，在所述芯片版圖所在的平面內(nèi)，分別向所述當(dāng)前窗格的至少四個(gè)方向延展一個(gè)平坦化長(zhǎng)度，形成所述當(dāng)前窗格的相關(guān)區(qū)域； 確定位于所述相關(guān)區(qū)域的窗格為所述當(dāng)前窗格的相關(guān)窗格。
8.—種CMP研磨去除率的獲取方法，其特征在于，包括， 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的壓力分布計(jì)算方法，獲取當(dāng)前窗格的壓力分布； 根據(jù)研磨去除率與壓力的關(guān)系以及當(dāng)前窗格的接觸模式，獲取CMP研磨去除率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的CMP研磨去除率的獲取方法，其特征在于， 所述研磨去除率與壓力的關(guān)系，具體為， 當(dāng)所述當(dāng)前窗格為不接觸模式時(shí)，研磨去除率RR__ = O ；


當(dāng)所述當(dāng)前窗格為接觸模式時(shí)，研磨去除率
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103605844SQ201310571760
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】方晶晶, 陳嵐, 曹鶴 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所