专利名称：铝栅cmp化学反应动力学仿真及版图设计优化方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造工艺和CMP建模技术领域，具体涉及一种铝栅CMP化学反应动力学仿真及版图设计优化方法。
背景技术：
化学机械研磨(CMP)作为一种超精密表面加工技术，现已广泛用于集成电路制造、微型机械系统等领域，同时也是可制造性设计流程的一项关键性制程技术。目前，高介电常数栅电介质和金属栅极技术(HKMG)作为32/28纳米节点的主流工艺技术使得半导体行业获得持续发展。在HKMG “先栅极”和“后栅极”两种工艺方案中，由于“后栅极”可以更加自由地设置和调配栅电极材料的功函数值及阈值电压，从而使得芯片的电路性能更加稳定和可靠。因此，“后栅极”工艺在半导体行业中得到了广泛应用。然而，“后栅极”工艺金属表面的纳米级抛光成为制约芯片性能提升的重要影响因素，CMP工艺的稳定性和可靠性将在很大程度上决定整个工艺的成败，因此，深入了解HKMG CMP工艺，以及其作用于不同晶体管结构时产生的效应对工艺的优化、版图的设计都具有重要的意义，特别是一个可靠的CMP仿真方法能够准确模拟CMP后的铝栅表面形貌及蝶形、侵蚀等数据。在铝栅表面去除过程中，由于淀积的金属膜较薄，化学作用非常突出，如何从化学反应机理上对HKMG工艺中铝栅CMP的表面高度进行实时仿真尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种铝栅CMP的化学反应动力学仿真方法，以从化学反应机理的角度对HKMG工艺中铝栅CMP的表面高度进行实时仿真。本发明还提供了一种版图设计优化方法，以快速有效地为可制造性设计提供优化策略。为达到上述目的，本发明的技术方案如下一种铝栅CMP化学反应动力学的仿真方法，包括步骤基于铝栅CMP化学反应动力学模型，优化铝栅CMP的研磨液中各组分浓度；基于所述铝栅CMP化学反应动力学模型和优化后的所述铝栅CMP的研磨液中各组分浓度，对铝栅进行预定时间段的仿真，预测铝栅表面高度的变化量；基于预测得到的所述铝栅表面高度的变化量，获取铝栅表面的仿真金属碟形值和仿真介质侵蚀值；所述铝栅CMP化学反应动力学模型为
权利要求
1.一种铝栅CMP化学反应动力学的仿真方法，其特征在于，包括步骤 基于铝栅CMP化学反应动力学模型，优化铝栅CMP的研磨液中各组分浓度； 基于所述铝栅CMP化学反应动力学模型和优化后的所述铝栅CMP的研磨液中各组分浓度，对铝栅进行预定时间段的仿真，预测铝栅表面高度的变化量； 基于预测得到的所述铝栅表面高度的变化量，获取铝栅表面的仿真金属碟形值和仿真介质侵蚀值； 所述铝栅CMP化学反应动力学模型为
2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述优化铝栅CMP的研磨液中各组分浓度具体为 A、获取研磨液中各组分浓度的初始值； B、基于所述铝栅CMP化学反应动力学模型，采用所述研磨液中各组分浓度的初始值获取铝栅研磨去除率； C、判断所述铝栅研磨去除率是否满足预定要求，如果是，则初步确定所述研磨液中各组分浓度的初始值为所述研磨液中各组分浓度； D、根据初步确定的所述研磨液中各组分浓度及研磨液中各组分浓度对铝栅研磨去除率的变化规律，最终确定所述研磨液中各组分浓度。
3.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述判断所述铝栅研磨去除率是否满足预定要求后，还包括，如果否，调整所述研磨液中各组分浓度初始值，循环执行步骤A至C。
4.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述获取研磨液中各组分浓度的初始值具体为
5.一种版图设计的优化方法，其特征在于，包括步骤 a、提供一种初始版图；b、对所述版图进行仿真，获取所述版图的仿真金属碟形值和仿真介质侵蚀值；C、根据所述仿真金属碟形值和仿真介质侵蚀值，按照预先设定的规则对所述版图进行检查，分析存在的影响芯片良率的热点区域；d、判断所述热点区域是否满足版图设计规则及版图与电路的一致性要求；如果是，则版图设计的优化方法结束；其中，采用权利要求1-4任一项所述的仿真方法对所述版图进行仿真，获取版图的仿真金属碟形值和仿真介质侵蚀值。
6.根据权利要求5所述的优化方法，其特征在于，所述判断所述热点区域是否满足版图设计规则和版图与电路的一致性要求后，还包括如果否，根据版图设计的优化填充算法对所述热点区域进行修复，循环执行步骤b至d。
全文摘要
本发明提供了一种铝栅CMP化学反应动力学仿真方法及版图设计优化方法。所述铝栅CMP化学反应动力学仿真方法，包括基于铝栅CMP化学反应动力学模型，优化铝栅CMP的研磨液中各组分浓度；基于所述铝栅CMP化学反应动力学模型和优化后的所述铝栅CMP的研磨液中各组分浓度，对铝栅进行预定时间段的仿真，预测铝栅表面高度的变化量；基于预测得到的所述铝栅表面高度的变化量，获取铝栅表面的仿真金属碟形值和仿真介质侵蚀值。该仿真方法的基础模型从化学反应机理上对HKMG工艺中的铝栅CMP进行了合理解释和表面高度实时仿真，从本质上揭示出了铝栅CMP的工作原理。
文档编号G06F17/50GK103020384SQ201210581850
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者徐勤志, 陈岚 申请人:中国科学院微电子研究所