一种改善CMP缺陷的优化方法及系统技术方案

技术编号:19745559 阅读:31 留言:0更新日期:2018-12-12 04:47
本发明专利技术实施例公开了一种改善CMP缺陷的优化方法及系统,在确定金属填充后的芯片初始表面形貌之后,进行芯片的CMP仿真,获得仿真后的缺陷网格区域,而后,针对缺陷网格区域进行填充深度的调整和CMP的仿真,从而确定出缺陷得到改善时缺陷网格区域的沟槽深度,并以此沟槽深度作为缺陷网格区域的最终沟槽深度。由于芯片中容易出现缺陷的区域被重新确定了沟槽深度,在该沟槽深度下,缺陷网格区域的缺陷是得到了改善,这样,可以减少CMP工艺中的缺陷,同时,大大降低了在相同工艺条件下需进行冗余金属填充的面积,减少了冗余金属的数量,从而也大幅减小了冗余金属填充带来的寄生参数问题。

【技术实现步骤摘要】
一种改善CMP缺陷的优化方法及系统
本专利技术涉及集成电路的可制造性设计领域,尤其涉及一种改善CMP缺陷的优化方法及系统。
技术介绍
在大规模集成电路制造工艺中,CMP(化学机械平坦化)是一种化学和机械作用相结合的平坦化过程,是芯片表面全局平坦化的主要手段。在CMP工艺中,存在两种主要的缺陷:金属碟形(dishing)和氧化层侵蚀(erosion),金属蝶形的缺陷在45nm以下节点工艺中尤其突出,直接影响到器件的性能和芯片的良率。目前,主要是通过冗余金属填充技术(dummyfill)来解决金属蝶形的缺陷,该技术是通过在可能产生缺陷的地方填充冗余金属,使得版图密度均匀化,从而减少缺陷的产生。目前,集成电路技术正朝着高速度、高密度和低功耗方向发展,然而,冗余金属的填充会带来互连线寄生效应而造成时间延迟,在制造工艺进入纳米时代以后,这成为制约大规模集成电路发展的关键因素之一。
技术实现思路
本专利技术提供了一种改善CMP缺陷的优化方法及系统,减少CMP缺陷和寄生效应。一种改善CMP缺陷的优化方法,包括:进行版图的网格划分,并提取网格的等效参数;根据所述等效参数和初始沟槽深度,获得金属填充后的芯片初始表面形貌;在所述芯片初始表面形貌下进行芯片的CMP仿真,获得缺陷网格区域,所述缺陷网格区域为CMP仿真的缺陷所在的网格区域;进行所述缺陷网格区域的优化,具体包括:调整所述缺陷网格区域的沟槽深度,根据所述等效参数以及调整后的沟槽深度,确定缺陷网格区域的初始表面形貌,并进行缺陷网格区域的CMP仿真,以使得缺陷网格区域的缺陷得到改善;以缺陷改善时的沟槽深度作为在刻蚀工艺中缺陷网格区域优化后的沟槽深度。优选地,所述进行所述缺陷网格区域的优化,包括:设置沟槽深度范围以及步长;在沟槽深度范围内,以最小沟槽深度为初始值、所述步长增长沟槽深度,根据所述等效参数和不同的沟槽深度,分别获得不同沟槽深度下的所述缺陷网格区域的初始形貌,并分别进行缺陷网格区域的CMP仿真,从不同的CMP仿真结果中确定出缺陷得到改善的结果。优选地,从不同的CMP仿真结果中确定出缺陷得到改善的结果,包括:从不同的CMP仿真结果中选择最终形貌起伏最小的作为缺陷得到改善的结果。优选地,所述金属填充工艺为ECP铜电镀工艺。优选地,还包括工艺步骤:进行沟槽的刻蚀,在所述缺陷区域采用优化后的沟槽深度,在所述缺陷区域之外的区域采用所述初始沟槽深度;进行金属填充并进行CMP。一种改善CMP缺陷的优化系统,包括:等效参数获取单元,用于进行版图的网格划分,并提取网格的等效参数;芯片初始表面形貌确定单元,用于根据所述等效参数和初始沟槽深度,确定金属填充后的芯片初始表面形貌;缺陷网格区域获取单元,用于在所述芯片初始表面形貌下进行芯片的CMP仿真,获得缺陷网格区域,所述缺陷网格区域为CMP仿真的缺陷所在的网格区域;缺陷网格区域优化单元,用于进行所述缺陷网格区域的优化,具体包括:调整所述缺陷网格区域的沟槽深度,根据所述等效参数以及调整后的沟槽深度,确定缺陷网格区域的初始表面形貌,并进行缺陷网格区域的CMP仿真,以使得缺陷网格区域的缺陷得到改善;缺陷区域沟槽深度确定单元,用于以缺陷改善时的沟槽深度作为在刻蚀工艺中缺陷网格区域优化后的沟槽深度。优选地,所述缺陷网格区域优化单元包括:参数设置单元,用于设置沟槽深度范围以及步长;仿真单元,用于在沟槽深度范围内,以最小沟槽深度为初始值、所述步长增长沟槽深度,根据所述等效参数和不同的沟槽深度,分别获得不同沟槽深度下的所述缺陷网格区域的初始形貌,并分别进行缺陷网格区域的CMP仿真,从不同的CMP仿真结果中确定出缺陷得到改善的结果。优选地,所述仿真单元中,从不同的CMP仿真结果中确定出缺陷得到改善的结果,包括:从不同的CMP仿真结果中选择最终形貌起伏最小的作为缺陷得到改善的结果。优选地,所述金属填充工艺为ECP铜电镀工艺。本专利技术实施例提供的改善CMP缺陷的优化方法及系统,在确定金属填充后的芯片初始表面形貌之后,进行芯片的CMP仿真,获得仿真后的缺陷网格区域,而后,针对缺陷网格区域进行填充深度的调整和CMP的仿真,从而确定出缺陷得到改善时缺陷网格区域的沟槽深度,并以此沟槽深度作为缺陷网格区域在实际刻蚀工艺中的沟槽深度。由于芯片中容易出现缺陷的区域被重新确定了沟槽深度,在该沟槽深度下,缺陷网格区域的缺陷是得到了改善,这样,可以减少在后续填充后CMP工艺中的缺陷,同时,大大降低了在相同工艺条件下需进行冗余金属填充的面积,减少了冗余金属的数量,从而也大幅减小了冗余金属填充带来的寄生参数问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为根据本专利技术实施例提供的改善CMP缺陷的优化方法的流程示意图;图2为根据本专利技术实施例提供的改善CMP缺陷的优化系统的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。正如
技术介绍
中的描述,通过冗余金属的填充来减少CMP缺陷的产生,会带来互连线的寄生效应,在制造工艺进入纳米时代以后,寄生效应造成的时间延时,制约了大规模集成电路向着高速度、高密度和低功耗方向的发展。为此,本专利技术提出了一种改善CMP缺陷的优化方法,在确定金属填充后的芯片初始表面形貌之后,进行芯片的CMP仿真,获得仿真后的缺陷网格区域,而后,针对缺陷网格区域进行填充深度的调整和CMP的仿真,从而确定出缺陷得到改善时缺陷网格区域的沟槽深度,并以此沟槽深度作为缺陷网格区域的沟槽深度。由于芯片中容易出现缺陷的区域被重新确定了沟槽深度,在该沟槽深度下,缺陷网格区域的缺陷是得到了改善,这样,可以减少CMP工艺中的缺陷,同时,大大降低了在相同工艺条件下需进行冗余金属填充的面积,减少了冗余金属的数量,从而也大幅减小了冗余金属填充带来的寄生参数问题。为了更好地理解本专利技术的技术方案和技术效果,以下将结合具体的实施例进行描述。参考图1所示,在步骤S01,进行版图的网格划分,并提取网格的等效参数。本专利技术实施例的CMP优化设计方法是针对芯片版图进行的优化仿真方法,该步骤中,将芯片的版图进行网格划分,即通过固定大小的网格将整个芯片版图划分为多个网格窗口,网格的大小可以根据具体的需要确定,通常地,设定宽度为D的正方形进行版图的划分。在划分网格之后,进行网格的等效参数的提取,网格内有多个图形,可以通过遍历所有图形的周长和面积、图形间距,而后建立并求解一元二次方程,来获得网格内的版图特征参数,本专利技术实施例中,版图特征参数为几何图形特征参数,包括等效线宽W、等效间距、等效网格密度ρ,其中,等效网格密度ρ的表达式如下:在步骤S02,根据所述等效参数和初始沟槽深度,获得金属填充后的芯片初始表面形貌。在该步骤中本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种改善CMP缺陷的优化方法,其特征在于,包括:进行版图的网格划分,并提取网格的等效参数;根据所述等效参数和初始沟槽深度,获得金属填充后的芯片初始表面形貌;在所述芯片初始表面形貌下进行芯片的CMP仿真,获得缺陷网格区域,所述缺陷网格区域为CMP仿真的缺陷所在的网格区域;进行所述缺陷网格区域的优化,具体包括:调整所述缺陷网格区域的沟槽深度,根据所述等效参数以及调整后的沟槽深度,确定缺陷网格区域的初始表面形貌,并进行缺陷网格区域的CMP仿真,以使得缺陷网格区域的缺陷得到改善;以缺陷改善时的沟槽深度作为在刻蚀工艺中缺陷网格区域优化后的沟槽深度。

【技术特征摘要】
1.一种改善CMP缺陷的优化方法,其特征在于,包括:进行版图的网格划分,并提取网格的等效参数;根据所述等效参数和初始沟槽深度,获得金属填充后的芯片初始表面形貌;在所述芯片初始表面形貌下进行芯片的CMP仿真,获得缺陷网格区域,所述缺陷网格区域为CMP仿真的缺陷所在的网格区域;进行所述缺陷网格区域的优化,具体包括:调整所述缺陷网格区域的沟槽深度,根据所述等效参数以及调整后的沟槽深度,确定缺陷网格区域的初始表面形貌,并进行缺陷网格区域的CMP仿真,以使得缺陷网格区域的缺陷得到改善;以缺陷改善时的沟槽深度作为在刻蚀工艺中缺陷网格区域优化后的沟槽深度。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述进行所述缺陷网格区域的优化,包括:设置沟槽深度范围以及步长;在沟槽深度范围内,以最小沟槽深度为初始值、所述步长增长沟槽深度,根据所述等效参数和不同的沟槽深度,分别获得不同沟槽深度下的所述缺陷网格区域的初始形貌,并分别进行缺陷网格区域的CMP仿真,从不同的CMP仿真结果中确定出缺陷得到改善的结果。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,从不同的CMP仿真结果中确定出缺陷得到改善的结果,包括:从不同的CMP仿真结果中选择最终形貌起伏最小的作为缺陷得到改善的结果。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属填充工艺为ECP铜电镀工艺。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,还包括工艺步骤:进行沟槽的刻蚀,在所述缺陷区域采用优化后的沟槽深度,在所述缺陷区域之外的区域采用所述初始沟槽深度;进行金属填充并进...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹鹤陈岚孙艳张贺
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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