[发明专利]一种CMP后表面形貌预测方法及装置

说明书

本发明提供一种CMP后表面形貌预测方法及装置，获得待去除材料的研磨去除率时，采用的接触压力模型为研磨颗粒的接触压力分布与台阶高度差、线宽以及间距之间的数值模型，充分考虑了研磨颗粒对待去除材料的去除速率的影响，从而，能够更加客观真实地描述CMP的实际工艺情况，从而，可以实现更为精确的CMP后表面形貌预测及缺陷预测，提高CMP后表面形貌预测的精度，尤其适用于小尺寸器件晶元的CMP后表面形貌预测，为CMP工艺中参数设置以及设计优化提供指导。

技术领域

本发明涉及集成电路仿真建模技术领域，特别涉及一种CMP后表面形貌预测方法及装置。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是半导体制造技术中精细表面加工的重要环节，已成为甚大规模集成电路时代使用最广泛的平坦化技术，通过结合研磨液化学腐蚀和研磨颗粒机械去除的方法，使得研磨表面达到纳米级的光滑程度。

随着器件特征尺寸的不断缩小，制造工艺进入28纳米级以下工艺节点之后，晶元的平坦性问题日益凸显，工艺容错也随之降低到纳米量级。通过预测CMP后的芯片表面形貌，可以获得研磨晶元表面的报读变化，给出芯片表面的实时轮廓和缺陷分布情况，计算结果可以应用于版图设计、电特性分析等应用流程中。采用目前的CMP后表面形貌预测方法，对小尺寸器件的晶元的平坦化形貌进行预测时，预测存在较大偏差，难以应用于小尺寸器件晶元的CMP后表面形貌预测。

发明内容

本发明旨在至少解决上述问题之一，提供一种CMP后表面形貌预测方法及装置，提高CMP后表面形貌预测的精度。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种CMP后表面形貌预测方法，包括：

根据接触压力模型，获得待去除材料的研磨去除率，所述接触压力模型为研磨颗粒的接触压力分布与台阶高度差、线宽以及间距之间的模型；

根据所述研磨去除率，获得CMP后晶元的表面形貌；

根据所述CMP后晶元的表面形貌，进行缺陷分析。

可选地，所述接触压力分布为当研磨颗粒处于研磨垫与待去除材料表面之间且研磨垫上施加指向待去除材料表面的压力时，通过对研磨颗粒的受力分布进行计算而获得。

可选地，所述计算为有限元分析。

可选地，所述接触压力模型的建立方法包括：

固定线宽和间距，获得不同台阶高度对应的接触压力分布，以获得第一接触压力离散数组；

固定线宽和台阶高度，获得不同间距对应的接触压力分布，以获得第二接触压力离散数组；

固定间距，获得不同线宽对应的接触压力分布，以获得第三接触压力离散数组；

根据所述第一接触压力离散数组、第二接触压力离散数组以及第三接触压力离散数组，获得接触压力模型。

可选地，所述接触压力分布包括台阶上表面接触压力分布以及台阶下表面接触压力分布，所述接触压力模型包括台阶上表面接触压力模型和台阶下表面接触压力模型。

可选地，所述根据接触压力模型，获得材料的研磨去除率，包括：

分别通过所述台阶上表面接触压力模型和所述台阶下表面接触压力模型，获得台阶上表面去除率和台阶下表面去除率；则，

所述根据所述研磨去除率，获得CMP后晶元的表面形貌，包括：

根据所述台阶上表面去除率和台阶下表面去除率，获得CMP后晶元的表面形貌。

一种CMP后表面形貌预测装置，包括：