專利名稱：一種電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路可制造性設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種集成電路的電化學(xué)淀積結(jié)果的確定方法。
背景技術(shù)：
ICdntegrated Circuit，集成電路)制造技術(shù)按照摩爾定律以每18個(gè)月集成度提高一倍的速度發(fā)展，隨著集成度的提高，集成電路的特征尺寸不斷縮小，金屬層布線密度不斷增加，在后段制程中工藝波動(dòng)所引起的問題越來越嚴(yán)重。這些問題無法從工藝上徹底解決，因此就出現(xiàn)了可制造性設(shè)計(jì)(Designfor Manufacture,DFM)的需求，將這一部分在芯片制造中的潛在問題提供給設(shè)計(jì)者，通過修改芯片設(shè)計(jì)來避免制造過程中遇到這些問題。目前集成電路后段制程普遍采用雙大馬士革鑲嵌工藝，首先在晶圓表面形成溝槽，然后采用電化學(xué)淀積(Electro-Chemical Deposition, ECD)方法在溝槽內(nèi)填充金屬薄膜形成電路，所用金屬主要為銅。電化學(xué)方法淀積銅薄膜的過程是，首先在帶有溝槽的晶圓表面濺射一層銅籽，連接到電源陰極并浸入到含有銅離子的溶液中；電源陽極與大塊銅板相連也放入電鍍液中， 以保持其中銅離子濃度的恒定。晶圓表面由于電勢(shì)為負(fù)，因此電鍍液中的銅離子在此處獲得電子而被還原，并在晶圓表面逐漸堆積。電鍍液中摻入了一定濃度的加速劑和抑制劑，用以控制銅薄膜在溝槽中的生長(zhǎng)，避免填充中產(chǎn)生空洞。晶圓表面淀積銅薄膜后需要對(duì)晶圓表面進(jìn)行CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學(xué)機(jī)械拋光)處理，以實(shí)現(xiàn)表面的平坦化，銅薄膜ECD淀積完成后的表面形貌對(duì)后續(xù)的晶圓表面平坦化處理有很重要的影響。ECD 沉積銅薄膜后，淀積結(jié)果包括晶圓表面的形貌、溝槽寬度、溝槽間距都發(fā)生很大變化，例如出現(xiàn)晶圓表面凹凸不平的問題，導(dǎo)致在晶圓平坦化過程中無法達(dá)到芯片要求的精度，這些問題無法從工藝上徹底解決，因此出現(xiàn)了針對(duì)可制造性設(shè)計(jì)需求的ECD沉積結(jié)果的預(yù)測(cè)方法，通過預(yù)先確定晶圓上的芯片設(shè)計(jì)在ECD后存在的問題，將這一部分在芯片制造中的潛在問題提供給設(shè)計(jì)者，通過修改芯片設(shè)計(jì)來避免ECD過程中遇到無法解決的問題?，F(xiàn)有ECD淀積結(jié)果確定方法中認(rèn)為ECD方法淀積銅薄膜的結(jié)果與待沉積晶圓的表面積相關(guān)，沒有考慮晶圓上溝槽的寬度、溝槽間距以及淀積階段等因素對(duì)淀積結(jié)果的影響。但是實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同寬度溝槽、不同淀積階段以及不同位置的淀積速率大不相同，ECD 淀積完成后晶圓表面的形貌發(fā)生了很大變化，溝槽寬度、溝槽間距以及淀積階段等因素嚴(yán)重影響了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。在給定工藝條件下，銅薄膜的淀積形貌很大程度上取決于晶圓表面圖形特征，例如溝槽寬度、溝槽間距和版形密度等因素。在晶圓表面具有不同圖形特征時(shí)，電化學(xué)淀積銅薄膜后晶圓表面會(huì)產(chǎn)生形貌差異，銅薄膜表面的溝槽的寬度和密度發(fā)生了變化、表面銅薄膜的高度也不相同。銅薄膜ECD淀積完成之后，不同寬度的單個(gè)溝槽內(nèi)銅薄膜淀積有三種典型的填充類型，共形填充、超填充和過填充。比較寬的溝槽形成共形填充，見圖1，在包含溝槽的介質(zhì)層101上電化學(xué)方法沉積厚度為H的銅薄膜102后，銅薄膜表面溝槽會(huì)向內(nèi)部收縮，收縮量為S s,介質(zhì)層上銅薄膜的高度與溝槽內(nèi)銅薄膜的高度差為S。比較窄的溝槽形成過填充，見圖2，在介質(zhì)層111上沉積厚度為H的銅薄膜112后，溝槽內(nèi)銅薄膜的高度與介質(zhì)層上銅薄膜的高度相同。溝槽寬度介于共形填充和過填充的情況形成超填充，見圖3，在介質(zhì)層121上電沉積厚度為H的銅薄膜122后，溝槽處銅薄膜向外突出，每邊的擴(kuò)張量為\，溝槽內(nèi)銅薄膜的高度與介質(zhì)層上銅薄膜的高度差為S。另外，由于溝槽內(nèi)添加劑隨著銅薄膜淀積而在溝槽底部和側(cè)壁聚集甚至溢出溝槽，銅的生長(zhǎng)速率始終處于一個(gè)變化的狀態(tài)。因此，采用現(xiàn)有的ECD淀積結(jié)果確定方法不能準(zhǔn)確地確定ECD淀積銅薄膜的表面形貌和不同圖形特征區(qū)域銅薄膜淀積厚度差異，從而在后續(xù)的CMP處理過程中不能準(zhǔn)確地確定銅和介質(zhì)層的厚度變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電化學(xué)沉積結(jié)果確定方法，能夠?qū)CD淀積結(jié)果進(jìn)行比較準(zhǔn)確的確定。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，包括步驟將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分；測(cè)量所述網(wǎng)格內(nèi)圖形的特征參數(shù)；根據(jù)所述的圖形的特征參數(shù)確定所述網(wǎng)格的版圖特征；根據(jù)當(dāng)前計(jì)算網(wǎng)格及周圍網(wǎng)格的版圖特征，對(duì)網(wǎng)格版圖電化學(xué)淀積最終形貌所屬填充類型進(jìn)行判定；根據(jù)電化學(xué)淀積金屬工藝參數(shù)和所述網(wǎng)格版圖所屬填充類型，確定與版圖特征相關(guān)的修正因子，確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果。優(yōu)選地，所述版圖特征包括圖形周長(zhǎng)L、等效線寬W、等效間距ζ和有效密度P。優(yōu)選地，所述根據(jù)電化學(xué)淀積金屬工藝參數(shù)和所述網(wǎng)格版圖所屬填充類型，確定與版圖特征相關(guān)的修正因子，確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果，包括確定金屬淀積速率與計(jì)算區(qū)域版圖特征相關(guān)的修正因子f1;計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)金屬淀積量V V = H^L+^p+I-P )M]其中，系數(shù)Te為有效溝槽深度，修正因子是網(wǎng)格版圖的溝槽有效線寬、等效間距和有效密度的函數(shù)fi = g(W，s，P)，電化學(xué)沉積工藝參數(shù)包括溝槽深度T，劃分的網(wǎng)格面積 M，無溝槽圖形區(qū)域的金屬淀積厚度Htl，圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H。優(yōu)選地，當(dāng)所述網(wǎng)格的填充類型為共形填充時(shí)，根據(jù)網(wǎng)格的版圖填充類型確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果包括計(jì)算金屬淀積量V、圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H 和圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S，具體為網(wǎng)格填充金屬后的表面溝槽收縮量為Ss，確定與金屬薄膜表面溝槽邊界收縮量差異相關(guān)的修正因子f2，根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算金屬淀積量V:V = HM-SMf2 P S+TM P其中，當(dāng)Ss<w/2 時(shí)，Ps= (w-2 δ s) / (w+s)，當(dāng) δ s 彡 w/2 時(shí)，Ps = O;根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算得出圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H:
H = H0(l-P )/(l-f2Ps)其中，修正因子&是網(wǎng)格版圖的溝槽有效寬度、等效間距和有效密度的函數(shù)，f2 = y (w, s, ρ )；根據(jù)金屬淀積量方程，計(jì)算得出圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差 S S = H0 (1- P ) / [ (l-f2 P s) f2 P J +T P /f2 P S-H0TeL/ (D2f2 P s) -H0 (1_ P P ) /f2 P s。優(yōu)選地，修正因子和f2確定為= ai+V，f2 = ￡i2+b2s，其中 a1,b1,a2 ^P b2 為常數(shù)。優(yōu)選地，當(dāng)所述網(wǎng)格的填充類型為過填充時(shí)，根據(jù)網(wǎng)格的版圖填充類型確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果包括計(jì)算金屬淀積量V和圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H， 具體為根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算得出金屬淀積量V，V = HM+TM P根據(jù)金屬淀積量方程，計(jì)算得出圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H，H = H。P +1- P ) +H。(TeL/M) -T P。優(yōu)選地，修正因子fi確定為= a+bp+cw，其中 a、b 和 c 為常數(shù)。優(yōu)選地，當(dāng)所述網(wǎng)格的填充類型為超填充時(shí)，根據(jù)網(wǎng)格的版圖填充類型確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果包括計(jì)算金屬淀積量V和圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S，具體為網(wǎng)格填充金屬后的表面溝槽收縮量為δ e，根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算得出金屬淀積量V和溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S，V = H0D2-SD2 P e+TD2 P其中，當(dāng)Se<s/2 時(shí)，Pe= (w+2 5e)/(w+s)；當(dāng) δ e 彡 s/2 時(shí)，P e = 1 ；根據(jù)金屬淀積量方程，計(jì)算得出圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差 S S = T P / P e-H0TeL/ (D2 P e) +H0 P (I^1) / P e。優(yōu)選地，修正因子fi確定為= ￡i3+b3W，其中 ει3 和 b3 是常數(shù)。優(yōu)選地，所述的等效線寬w提取方法包括提取網(wǎng)格中全部溝槽的寬度Wi,其中i為自然數(shù)；提取相應(yīng)每個(gè)溝槽面積占所述網(wǎng)格總面積的比重α i ；計(jì)算所述網(wǎng)格的等效線寬w = Za^1
i優(yōu)選地，所述電化學(xué)淀積金屬為電化學(xué)淀積銅。優(yōu)選地，其特征在于，將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分，具體劃分為邊長(zhǎng)為D的正方形網(wǎng)格。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分，測(cè)量所述網(wǎng)格內(nèi)圖形的特征參數(shù)，確定所述網(wǎng)格版圖特征，根據(jù)當(dāng)前計(jì)算網(wǎng)格及周圍網(wǎng)格的版圖特征，對(duì)網(wǎng)格版圖電化學(xué)沉積最終形貌所屬填充類型進(jìn)行判定，所述填充類型包括共形填充、超填充和過填充，根據(jù)電化學(xué)淀積金屬工藝參數(shù)和網(wǎng)格版圖所屬類型，確定與版圖特征相關(guān)的修正因子，確定網(wǎng)格內(nèi)的淀積結(jié)果。本發(fā)明的方法將待確定版圖劃分網(wǎng)格后，將一個(gè)網(wǎng)格的填充類型近似為單個(gè)溝槽的填充類型，通過引入了與版圖特征相關(guān)的修正因子，能夠比較準(zhǔn)確地確定電化學(xué)淀積后晶圓的表面形貌。


通過附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1至圖3為單個(gè)溝槽內(nèi)E⑶淀積三種填充類型的示意圖；圖4為不同溝槽寬度和不同溝槽間距的版圖經(jīng)過ECD淀積金屬薄膜后的剖面示意圖；圖5為本發(fā)明電化學(xué)沉積結(jié)果確定方法的具體流程圖；圖6為本發(fā)明電化學(xué)沉積結(jié)果確定方法的版圖網(wǎng)格劃分示意圖。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。隨著集成電路集成度的提高，集成電路的特征尺寸不斷縮小，金屬層布線密度不斷增加。通常在晶圓表面的介質(zhì)層上刻蝕出需要布線的溝槽，采用ECD方法在溝槽中淀積金屬來制作電路。為了在后續(xù)的CMP處理過程中確定工藝參數(shù)以及可制造性問題，需要能夠準(zhǔn)確預(yù)知晶圓表面ECD淀積完成后金屬薄膜的表面形貌和薄膜的厚度?，F(xiàn)有的方法中只考慮了晶圓的表面積與金屬薄膜厚度的關(guān)系，沒有考慮晶圓表面溝槽的寬度、溝槽間距和圖形密度等因素對(duì)ECD淀積金屬薄膜結(jié)果的影響，這樣的預(yù)測(cè)結(jié)果并不能準(zhǔn)確描述ECD完成后晶圓表面的實(shí)際淀積結(jié)果，造成后續(xù)的CMP處理工藝難以準(zhǔn)確估計(jì)。實(shí)際在給定工藝條件下，金屬薄膜的淀積很大程度上取決于版形特征，例如溝槽寬度、溝槽間距和版形密度等因素。另外，由于溝槽內(nèi)添加劑隨著金屬薄膜淀積而在溝槽底部和側(cè)壁聚集甚至溢出溝槽，金屬的生長(zhǎng)速率始終處于一個(gè)變化的狀態(tài)，因此需要一個(gè)能夠合理地確定金屬沉積量和晶圓表面形貌的方法。不同溝槽寬度和不同溝槽間距的版圖經(jīng)過ECD淀積金屬薄膜后的剖面示意圖參見圖4，在介質(zhì)層200上ECD方法淀積金屬薄膜201后的表面形貌與介質(zhì)中設(shè)計(jì)的溝槽寬度以及溝槽間距等形貌有很大不同。介質(zhì)200上的溝槽寬度以及溝槽間距的不同組合有四種，窄溝槽-窄間距210，寬溝槽-寬間距220，窄溝槽-寬間距230，寬溝槽-窄間距240。在這里定義有溝槽圖形區(qū)域介質(zhì)層上方金屬薄膜厚度為H，介質(zhì)層上金屬薄膜的高度與溝槽內(nèi)金屬薄膜的高度差為S。對(duì)于共形填充S為正，對(duì)于過填充S為0，對(duì)于超填充S為負(fù)， 在介質(zhì)層200的無溝槽區(qū)域250上金屬薄膜厚度為氏。介質(zhì)層的有溝槽區(qū)域在E⑶淀積金屬薄膜完成后表面形貌與介質(zhì)中溝槽的形貌差別很大，在窄溝槽-窄間距210區(qū)域近似為過填充，在寬溝槽-寬間距220區(qū)域近似為共形填充，窄溝槽-寬間距230區(qū)域近似為超填充，寬溝槽-窄間距MO區(qū)域近似為共形填充。為了確定版圖在ECD淀積金屬薄膜后的表面形貌以及介質(zhì)層上金屬薄膜的厚度， 本發(fā)明考慮了晶圓表面溝槽的寬度、溝槽間距和圖形密度對(duì)ECD淀積過程的影響，對(duì)待確定的溝槽版圖進(jìn)行網(wǎng)格劃分，提取網(wǎng)格中版圖特征，考慮不同溝槽寬度底部金屬淀積速率和溝槽淀積完成后的邊界收縮量對(duì)晶圓版圖上金屬淀積量的影響，根據(jù)確定的金屬淀積量和ECD淀積工藝即可確定出晶圓表面的形貌和介質(zhì)層上金屬薄膜的厚度。本發(fā)明的方法能夠較準(zhǔn)確的確定ECD淀積過程中以及淀積完成后的晶圓表面形貌和金屬薄膜的厚度。本發(fā)明的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法可以適用在電化學(xué)淀積多種金屬，下面結(jié)合淀積銅的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法的具體流程見圖5，包括步驟Si，將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分。通常在晶圓表面上的介質(zhì)中設(shè)計(jì)有不同寬度和不同間距的溝槽，在這些溝槽中采用ECD方法積淀銅薄膜，形成集成電路。為了使本發(fā)明的確定結(jié)果準(zhǔn)確，需要將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格可以按照一定的規(guī)則進(jìn)行劃分，網(wǎng)格面積為M，例如網(wǎng)格可以為正方形、正六邊形等。本實(shí)施例中將版圖劃分為正方形網(wǎng)格，參見圖6，圖中只在一個(gè)網(wǎng)格中顯示出了版圖中的溝槽，每個(gè)正方形的邊長(zhǎng)為D，網(wǎng)格面積為M = D2。S2，測(cè)量所述網(wǎng)格內(nèi)圖形的特征參數(shù)。網(wǎng)格內(nèi)所有圖形的特征參數(shù)包括所用圖形的圖形周長(zhǎng)、圖形寬度和圖形間距，參見圖6，需要測(cè)量所述網(wǎng)格內(nèi)的圖形的總周長(zhǎng)，每個(gè)圖形的寬度、面積，圖形之間的間距。S3，根據(jù)所述的圖形的特征參數(shù)確定所述網(wǎng)格的版圖特征。版圖特征包括參數(shù)圖形周長(zhǎng)L、等效線寬W、等效間距ζ和有效密度，在步驟Sl中劃分的版圖網(wǎng)格中包括不同寬度的溝槽、各溝槽之間的間距各不相同，ECD淀積完成后的表面形貌和版圖中的溝槽寬度、溝槽間距等密切相關(guān)。本發(fā)明中將一個(gè)網(wǎng)格等效為一個(gè)溝槽， 需要知道網(wǎng)格內(nèi)所有溝槽組成圖形等效為一個(gè)溝槽的版圖特征，本發(fā)明所述的版圖特征包括圖形周長(zhǎng)L，等效線寬w，等效間距ζ和有效密度P。以圖6中帶有溝槽圖形的網(wǎng)格為例，根據(jù)步驟S2中測(cè)量的圖形周長(zhǎng)、圖形寬度和圖形間距計(jì)算網(wǎng)格版圖特征中的圖形周長(zhǎng)L，等效線寬w，等效間距ζ和有效密度P，其中， 各圖形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)^L2……Lltl，L = 2*1^+2*1^+2*1^+2*1^+1^+1^+1^+1^+1^+1^。等效線寬w與網(wǎng)格內(nèi)部版形有關(guān)，可寫為
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，包括步驟 將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分；測(cè)量所述網(wǎng)格內(nèi)圖形的特征參數(shù)；根據(jù)所述的圖形的特征參數(shù)確定所述網(wǎng)格的版圖特征；根據(jù)當(dāng)前計(jì)算網(wǎng)格及周圍網(wǎng)格的版圖特征，對(duì)網(wǎng)格版圖電化學(xué)淀積最終形貌所屬填充類型進(jìn)行判定；根據(jù)電化學(xué)淀積金屬工藝參數(shù)和所述網(wǎng)格版圖所屬填充類型，確定與版圖特征相關(guān)的修正因子，確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，所述版圖特征包括 圖形周長(zhǎng)L、等效線寬W、等效間距ζ和有效密度P。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，所述根據(jù)電化學(xué)淀積金屬工藝參數(shù)和所述網(wǎng)格版圖所屬填充類型，確定與版圖特征相關(guān)的修正因子，確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果，包括確定金屬淀積速率與計(jì)算區(qū)域版圖特征相關(guān)的修正因子，計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)金屬淀積量V V= HjTeL+^P +I-P )M]其中，系數(shù)Te為有效溝槽深度，修正因子是網(wǎng)格版圖的溝槽有效線寬、等效間距和有效密度的函數(shù)= g(w, s, P)，電化學(xué)沉積工藝參數(shù)包括溝槽深度T，劃分的網(wǎng)格面積M， 無溝槽圖形區(qū)域的金屬淀積厚度Htl，圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)格的填充類型為共形填充時(shí)，根據(jù)網(wǎng)格的版圖填充類型確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果包括計(jì)算金屬淀積量V、圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H和圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S，具體為網(wǎng)格填充金屬后的表面溝槽收縮量為S s，確定與金屬薄膜表面溝槽邊界收縮量差異相關(guān)的修正因子f2，根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算金屬淀積量V V= HM-SMf2 P S+TM P其中，當(dāng) Ss<w/2 時(shí)，Ps= (w-2 P s) / (w+s)，當(dāng)時(shí)，Ps = O;根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算得出圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H :H = H0(l-P )/(l-f2 Ps)其中，修正因子f2是網(wǎng)格版圖的溝槽有效寬度、等效間距和有效密度的函數(shù)，f2 = y (w，S, P )；根據(jù)金屬淀積量方程，計(jì)算得出圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S S = H0(1-P )/[(l-f2P s)f2 P J +TP /f2 P s-H0TeL/(D2f2 P s)-H0(1-p+fip)/f2ps0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，修正因子和f2確定為= a^b^, f2 = a2+b2s,其中 a^ b^ a2 禾口 b2 為常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)格的填充類型為過填充時(shí)，根據(jù)網(wǎng)格的版圖填充類型確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果包括計(jì)算金屬淀積量V和圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H，具體為根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算得出金屬淀積量V，V = HM+TM P根據(jù)金屬淀積量方程，計(jì)算得出圖形中非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬薄膜厚度H， H = H0P +I-P ) +H0(TeL/M)-T P。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，修正因子&確定為 fi = a+b P +cw，其中a、b和c為常數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，當(dāng)所述網(wǎng)格的填充類型為超填充時(shí)，根據(jù)網(wǎng)格的版圖填充類型確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的淀積結(jié)果包括計(jì)算金屬淀積量V和圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S，具體為網(wǎng)格填充金屬后的表面溝槽收縮量為Se，根據(jù)計(jì)算網(wǎng)格的版圖特征參數(shù)計(jì)算得出金屬淀積量V和溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S，V= H0D2-SD2 P e+TD2 P其中，當(dāng) δε < s/2 時(shí)，Pe= (w+2 5e)/(w+s)；當(dāng) δε 彡 s/2 時(shí)，Pe=I; 根據(jù)金屬淀積量方程，計(jì)算得出圖形中溝槽區(qū)域與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S S = T P / P e-H0TeL/ (D2 P e) +H0 P (H1) / P e。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，修正因子&確定為 fi = a3+b3w，其中a3和b3是常數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，所述的等效線寬w 提取方法包括提取網(wǎng)格中全部溝槽的寬度Wi，其中i為自然數(shù)； 提取相應(yīng)每個(gè)溝槽面積占所述網(wǎng)格總面積的比重α i ； 計(jì)算所述網(wǎng)格的等效線寬
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，所述電化學(xué)淀積金屬為電化學(xué)淀積銅。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，其特征在于，將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分，具體劃分為邊長(zhǎng)為D的正方形網(wǎng)格。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電化學(xué)淀積結(jié)果確定方法，將設(shè)計(jì)有溝槽的晶圓介質(zhì)表面進(jìn)行版圖網(wǎng)格劃分，根據(jù)測(cè)量獲得所述網(wǎng)格內(nèi)所有圖形的特征參數(shù)，確定所述網(wǎng)格版圖特征，根據(jù)當(dāng)前計(jì)算網(wǎng)格及周圍網(wǎng)格的版圖特征，對(duì)網(wǎng)格版圖電化學(xué)淀積最終形貌所屬填充類型進(jìn)行判定，根據(jù)電化學(xué)淀積金屬工藝參數(shù)和所述網(wǎng)格版圖所屬類型，確定與版圖特征相關(guān)的修正因子，計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)金屬淀積量V、非溝槽區(qū)域介質(zhì)表面金屬厚度H和圖形中溝槽區(qū)域溝槽與非溝槽區(qū)域金屬表面高度差S，確定網(wǎng)格內(nèi)金屬的電化學(xué)淀積結(jié)果。本發(fā)明的方法通過引入與版圖特征相關(guān)的修正因子，能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電化學(xué)淀積后晶圓表面的淀積結(jié)果。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102427046SQ20111039141
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者李志剛, 王強(qiáng), 陳嵐 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所