化学机械抛光模拟方法及其去除率计算方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种化学机械抛光模拟方法及其去除率计算方法，包括：将原有二维版图分解成仅具有x方向互连线段的版图H和仅具有y方向互连线段的版图V两个一维版图；采用预设大小的窗格，分别对二维版图、版图H以及版图V进行窗格划分，在二维版图、版图H以及版图V表面形成多个相对应的窗格i、Hi以及Vi；对二维版图中的任一窗格i，分别计算版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率；根据版图H中窗格Hi的去除率，和版图V中窗格Vi的去除率，计算所述二维版图中窗格i的去除率。利用该方法能够提高CMP模拟过程中化学机械抛光模拟的精度，从而提高集成电路的良率和性能。
【专利说明】化学机械抛光模拟方法及其去除率计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造和电子设计自动化【技术领域】，尤其涉及一种化学机械抛光模拟及其去除率计算方法。
【背景技术】
[0002]在集成电路(Integrated Circuit, IC)的制造过程中，金属、电介质和其他材料被米用如物理气相沉积、化学气相沉积在内的各种方法，施加到娃片表面，从而在所述娃片表面形成分层的金属结构。集成电路通常包括多层金属结构，相邻层金属结构之间形成有介质层，而不同层金属结构之间又通过多个金属填充的通孔相连，从而将所述集成电路中的多层金属结构电连接，使得所述集成电路具有很高的复杂性和电路密度。因此，在集成电路的制造过程中，一个关键的步骤在于金属结构的形成。
[0003]由于金属层表面平整度会影响光刻中所要求的聚焦深度和互连结构的应力分布。因此，为了获得制作多层电路所必需的平整度，通常使用化学机械抛光工艺，来对相邻金属结构之间的介质层的形貌进行平坦化。其中，化学机械抛光(Chemical MechanicalPolishing, CMP)工艺,作为超大规模集成电路阶段最好的材料全局平坦化方法,是借助抛光液的化学腐蚀作用以及超微粒子的研磨作用，在被研磨的介质表面上形成光洁平坦的表面。
[0004]在具体制作过程中，CMP过程后的芯片表面形貌主要依赖于芯片的版图特征，且在CMP过程中，不同研磨液的选取，会使得不同材料的去除率不同，从而使得CMP过程中以及CMP之后的芯片表面并非完全平坦，而是存在拓扑起伏。而经常用来描述芯片表面拓扑形貌的概念包括金属蝶形和介质侵蚀。其中，金属蝶形是指有图形区域介质层厚度与金属层厚度之差；介质侵蚀是指无图形区域的介质层厚度与有图形区域的介质层厚度之差。
[0005]CMP工艺后，芯片表面形貌的拓扑起伏，如金属蝶形和介质侵蚀，不仅会影响后续光刻工艺的焦深，还会影响互连线的电阻等电特性，从而影响集成电路的互连线延时，进而降低芯片的良率和性能，因此，在CMP设计和工艺过程中，需要控制这一表面形貌在可接受的范围内。
[0006]基于此，在集成电路的设计制作过程中，需要提前预知其CMP工艺后的芯片表面形貌，从而对该表面形貌是否会对后续光刻工艺等产生影像进行评估。现有技术中通常采用CMP模型根据芯片的版图特征参数，对该芯片CMP后的表面形貌进行预测，一般该预测过程主要包括以下步骤:版图划分、特征参数提取、CMP模拟和结果输出。其中，版图划分是指将待要模拟的版图划分成连续的窗格，然后针对每个窗格进行后续步骤；特征参数提取是指提取每个窗格中各版图结构的等效线宽、等效间距、等效密度等特征参数；CMP模拟是指利用已有的CMP模型，根据所提取的各窗格特征参数，对每个窗格进行模拟，得到表面高度、金属蝶形和介质侵蚀等；结果输出是指将CMP模拟得到的表面高度、金属蝶形和介质侵蚀等输出到其他软件(如热点分析工具和寄生参数提取工具等)进行后续处理。
[0007]但是，现有技术中利用CMP模型对芯片表面形貌进行预测的方法精度较低，导致集成电路的良率较低，性能较差。
【发明内容】
[0008]为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种化学机械抛光模拟及其去除率的计算方法，以提高利用CMP模型对芯片表面形貌进行预测的精度，从而提高集成电路的良率和性能。
[0009]为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案:
[0010]一种化学机械抛光模拟中去除率的计算方法，包括: [0011]将原有二维版图分解成仅具有X方向互连线段的版图H和仅具有y方向互连线段的版图V两个一维版图；
[0012]采用预设大小的窗格，分别对所述二维版图、版图H以及版图V进行窗格划分，在所述二维版图、版图H以及版图V表面形成多个相对应的窗格1、Hi以及Vi ;
[0013]对所述二维版图中的任一窗格i，分别计算版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率；
[0014]根据所述版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率，计算所述二维版图中窗格i的去除率。
[0015]优选的，对所述二维版图中的任一窗格i，分别计算版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率包括:
[0016]对所述二维版图中的任一窗格i，分别在版图H中选取包括窗格Hi的竖直区域,版图V中选取包括窗格Vi的水平区域；
[0017]分别提取所述竖直区域和水平区域的特征参数；
[0018]根据所述竖直区域和水平区域特征参数，分别计算版图H中与窗格i所对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与窗格i所对应的窗格Vi的去除率。
[0019]优选的，所述特征参数包括等效线宽和等效密度。
[0020]优选的，所述等效线宽的计算公式为:
【权利要求】
1.一种化学机械抛光模拟中去除率的计算方法，其特征在于，包括: 将原有二维版图分解成仅具有X方向互连线段的版图H和仅具有y方向互连线段的版图V两个一维版图； 采用预设大小的窗格，分别对所述二维版图、版图H以及版图V进行窗格划分，在所述二维版图、版图H以及版图V表面形成多个相对应的窗格1、Hi以及Vi ； 对所述二维版图中的任一窗格i，分别计算版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率； 根据所述版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率，计算所述二维版图中窗格i的去除率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述二维版图中的任一窗格i，分别计算版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率包括: 对所述二维版图中的任一窗格i，分别在版图H中选取包括窗格Hi的竖直区域，版图V中选取包括窗格Vi的水平区域； 分别提取所述竖直区域和水平区域的特征参数； 根据所述竖直区域和水平区域特征参数，分别计算版图H中与窗格i所对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与窗格i所对应的窗格Vi的去除率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特征参数包括等效线宽和等效密度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述等效线宽的计算公式为:
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述等效密度的计算公式为:
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，两个一维版图中各窗格的去除率的计算公式为:
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率，计算所述二维版图中窗格i的去除率包括: 对所述版图H中与其对应的窗格Hi的去除率，和版图V中与其对应的窗格Vi的去除率求平均，计算得到所述二维版图中窗格i的去除率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设大小的窗格为5^*51!m的窗格。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设大小的窗格为10u m*10 y m的窗格。
10.一种包括权利要去1-9任一项所述化学机械抛光模拟中去除率计算方法的化学机械抛光模拟方法。
【文档编号】G06F17/50GK103559368SQ201310576967
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】马天宇, 陈岚, 孙艳 申请人:中国科学院微电子研究所