CN102832114B - 铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度，根据研磨时研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应以及研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，由此关系确定铝金属栅的研磨去除率。相应地，本发明还提供一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定系统。本发明综合考虑有效研磨粒子机械去除和研磨液化学反应刻蚀间的协同作用，能实时确定铝金属栅的化学机械研磨去除速率，对CMP研磨的实时预测及芯片生产线工艺配置具有积极指导作用。

Description

铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法和系统

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法和系统。

背景技术

高介电常数栅电介质和金属栅极技术（HKMG，High-k Metal Gate）作为32或28纳米节点的主流工艺技术使得半导体行业的发展仍然遵循每18个月芯片的集成度提高一倍的摩尔定律。随着芯片节点尺寸的不断下降，在芯片制造工艺过程中，芯片表面的平整度是影响后续制造工艺及芯片良品率的重要因素。化学机械研磨（CMP，Chemical Mechanical Polishing）工艺作为实现芯片表面平坦化的可靠方法，广泛应用于芯片的超精细表面平整化加工中，是目前实现纳米级超光滑无损伤表面加工的最有效和最实用的技术，也是目前实现全局平坦化的唯一广泛应用技术。

HKMG工艺的铝栅工艺中，栅极材料铝淀积厚度较薄，对CMP工艺要求极为苛刻，CMP工艺中的不完全研磨将导致金属没有去除干净，从而引起电路短路；过度研磨会导致栅电极较薄，产生过高的栅电阻和潜在的接触过刻蚀。此外，严重的过度抛光会导致邻近源/漏区域暴露，使得在后续的哑栅刻蚀去除过程中源/漏区域被攻击。因此，研磨去除率（即单位时间铝的研磨去除量）作为描述芯片表面高度变化快慢的重要指标，可以实现芯片表面高度的实时表征及研磨后蝶形和侵蚀的动态模拟，对芯片表面平坦性是否达到工艺要求起决定性作用。

目前，比较成熟的CMP研磨去除率确定方法的核心技术主要是针对铜的CMP工艺过程，很难直接用于铝栅的CMP平坦化。对于铝栅的CMP工艺过程控制主要依靠经验实证方法，一般通过实验结果来预测相同研磨条件下芯片的研磨去除率，这种预测方法忽略了研磨液、研磨参数等对研磨后芯片的平整度和材料去除率的影响，其预测结果不能准确体现CMP工艺的研磨效果。尤其在纳米尺度节点芯片制造过程中，各种微观效应不断出现，芯片表面的平整度要求极高，研磨粒子的化学效应在研磨去除中的作用更加突出，不能简单地采用经验实证的方法来预测铝栅的CMP研磨去除率。

发明内容

本发明提供一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，能够实时确定铝金属栅的化学机械研磨去除速率。

为达到上述目的，本发明提供一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，包括步骤：

提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度；

确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应；确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应；

根据所述化学反应和表面机械去除反应的反应速率方程，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系；

根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率。

优选地，提供铝金属栅进行化学机械研磨时的研磨参数、研磨液的成分及各成分的浓度包括：

提供化学机械研磨的研磨温度；

提供所述研磨液中的表面活性剂、氧化剂、螯合剂和研磨粒子；

提供所述表面活性剂、氧化剂、螯合剂和研磨粒子的浓度。

优选地，确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应，包括：

确定铝与表面活性剂反应生成铝的活性剂化合物的化学反应；

确定铝与氧化剂反应生成铝的氧化物的化学反应；

确定铝离子与螯合剂反应生成铝螯合物的化学反应；

优选地，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系包括：

根据所述铝与表面活性剂反应生成铝的活性剂化合物的反应速率方程，确定铝的活性剂化合物浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度、铝活性剂化合物浓度的关系：

根据所述铝与氧化剂反应、铝离子与螯合剂反应和研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应的反应速率方程，确定铝离子浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度、铝离子浓度的关系。

优选地，根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率，包括：

根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅表面的铝粒子总浓度；

根据所述铝金属栅表面的铝粒子总浓度，确定铝金属栅的研磨去除率，为：

研磨液中铝粒子浓度与铝金属栅表面的铝粒子总浓度的比值。

优选地，确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应，包括：

确定研磨粒子对铝金属栅表面铝的氧化物的机械去除反应。

相应地，本发明还提供一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定系统，包括：

研磨液成分配置模块，配置铝金属栅化学机械研磨时研磨液的成分及各成分的浓度；

研磨参数配置模块，配置铝金属栅化学机械研磨的研磨参数；

反应确定模块，根据所述研磨参数和所述研磨液成分配置模块配置的研磨组分浓度确定研磨时发生的反应、反应速率常数和反应物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系；

化学机械研磨去除率确定模块，根据研磨时的金属粒子质量平衡和反应物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅化学机械研磨去除率。

优选地，所述反应确定模块包括化学反应确定子模块和机械去除反应确定子模块，其中，

所述化学反应确定子模块，用于确定在化学机械研磨时发生的化学反应以及各反应的反应速率常数；

所述机械去除反应确定子模块，用于确定在化学机械研磨时发生的研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应以及反应速率常数；

所述反应确定模块综合化学反应确定子模块和表面机械去除反应确定子模块配置的研磨时发生的反应和反应速率常数确定反应产物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法和系统，提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度,根据研磨时研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应以及研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率。本发明综合考虑有效研磨粒子机械去除和研磨液化学反应刻蚀间的协同作用，从化学反应动力学角度确定了具有广泛适用性的铝金属栅CMP研磨去除率的确定方法。对于32纳米节点以下HKMG集成电路制造工艺，本发明的确定方法和系统能实时确定铝金属栅的化学机械研磨去除速率，对CMP研磨的实时预测及芯片生产线工艺参数配置具有积极指导作用。

附图说明

图1为本发明铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法的流程图；

图2为化学机械研磨时在铝金属栅表面发生反应的示意图；

图3为本发明铝金属栅化学机械研磨去除率的确定系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。

正如背景技术所述，目前，比较成熟的CMP研磨去除率确定方法的核心技术主要是针对铜的CMP工艺过程，而HKMG工艺中铝作为栅极材料时淀积厚度较薄，对CMP工艺要求极为苛刻，现有针对铜的CMP研磨去除率的确定方法很难直接用于铝栅的平坦化工艺。通常，对于铝栅的CMP工艺过程控制主要依靠经验实证方法，通过实验结果来预测相同研磨条件下芯片的研磨去除率，这种预测方法忽略了研磨液、研磨参数等对研磨后芯片的平整度和材料去除率的影响，其预测结果不能准确体现CMP工艺的研磨效果。尤其在纳米尺度节点芯片制造过程中，各种微观效益不断出现，芯片表面的平整度要求极高，研磨粒子的化学效应在研磨去除中的作用更加突出，不能简单地采用经验实证的方法来预测铝栅的CMP研磨去除率。

为了能够准确确定铝金属栅在CMP工艺过程中的金属实时去除，本发明综合考虑有效研磨粒子机械去除和研磨液对芯片的化学动力学去除及研磨液的质量传递等相互作用，提供了一种较准确的铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，所述方法的具体流程见图1，包括：

步骤S1，提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度。

铝金属进行CMP研磨时采用的研磨液通常对于表面研磨去除有效的组分包括：

表面活性剂，表面活性剂用于渗透到研磨粒子下面与金属表面接触而产生吸附，阻碍低凹处金属表面刻蚀，提高研磨去除选择比，起到抑制和缓蚀研磨作用；铝与表面活性剂的“反应”本质上是可控物理吸附过程，并非真正意义上的化学反应，本文为了便于统一论述采用“反应”的说法;

氧化剂，铝金属表面在氧化剂的作用下可以形成表面氧化膜；

螯合剂，螯合剂可以与铝金属表面生成的金属离子反应形成大分子铝络合物，使表面的金属离子易于脱离金属表面；

其他有效研磨粒子，用于机械去除铝金属表面凸起处的氧化膜。

化学机械研磨参数包括CMP研磨过程中的研磨温度、外部载荷、晶圆和研磨垫相对滑动速率等参数。

步骤S2，确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应；确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应。

在铝金属栅CMP研磨过程中，研磨液中的表面活性剂与金属栅表面的铝产生吸附作用，形成铝的活性剂化合物并阻碍低凹金属表面的刻蚀；研磨液中的氧化剂与金属栅表面的铝发生化学反应，金属铝被氧化为铝离子；研磨液中的螯合剂与金属栅表面反应形成铝的螯合物大分子。铝与表面活性剂的“反应”本质上是可控物理吸附过程，本文为了便于统一论述称“表面活性剂与金属栅表面的铝的吸附作用”为“化学反应”。

在铝金属栅化学机械研磨过程中，除研磨液中各成分与金属铝的反应外，还存在研磨液中的有效研磨粒子对铝金属栅的表面去除反应。铝金属栅表面凸起处的氧化膜被有效研磨粒子机械研磨去除，通过研磨机转动、研磨垫磨擦及外扩散作用离开铝金属表面，同时新鲜的铝表面在研磨液的作用下继续被氧化、螯合、吸附，又被机械研磨除去，循环往复直至完成铝金属栅的CMP过程。机械去除反应本质是一个物理机械过程，本文为了便于统一论述称“研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除作用”为“反应”。

步骤S2中各反应的反应速率对CMP的研磨去除率有直接影响，化学反应的速率与多种因素有关，特别是CMP研磨温度、反应物浓度等因素。本发明中主要考虑研磨温度和研磨液中各组分的浓度对反应速率的影响，基于研磨平衡状态，确定化学反应速率与反应物浓度之间的相互关系。在给定条件下，反应速率常数k为反应物的浓度都为单位浓度时的反应速率。反应速率常数是一个反应的特征物理常数，与温度、溶剂、是否使用催化剂等反应条件有关，而与反应物的浓度无关，反应速率常数k的大小反映了给定条件下化学反应速率的快慢。

步骤S3，根据所述化学反应和表面机械去除反应的反应速率方程，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系；所述金属粒子为研磨液中各成分与铝反应生成的粒子。

在铝金属栅CMP研磨过程中，包括的金属粒子包括研磨时表面活性剂、氧化剂、螯合剂等与铝反应后生成的粒子，金属粒子的浓度用铝的表面活性剂化合物浓度和铝离子浓度等表示。

综合考虑步骤S2中确定的CMP过程中的化学反应以及表面机械去除反应，根据CMP研磨过程中的反应速率方程，可以确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度之间和反应速率常数的关系。特别的，根据所述铝与表面活性剂反应生成铝的活性剂化合物的反应速率方程，可以确定铝的表面活性剂化合物浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度和铝活性剂化合物浓度的关系；根据所述铝与氧化剂反应、铝离子与螯合剂反应和研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应的反应速率方程，可以确定铝离子浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度和铝离子浓度的关系。

步骤S4，根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率。

在铝金属栅CMP研磨平衡时，研磨液中和金属表面的金属粒子质量平衡，因此根据步骤S3中确定的研磨液中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，可以获得研磨液中包含的铝粒子浓度与铝金属栅表面的铝粒子总浓度的比值，即铝金属栅的CMP研磨去除率。

下面结合附图详细介绍本发明铝金属栅CMP研磨去除率的确定方法：

执行步骤S1，提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度。

铝金属栅进行CMP研磨时的研磨温度、外部载荷、晶圆和研磨垫相对滑动速率等参数为固定值。

铝金属栅进行CMP研磨时采用的研磨液的组分通常为：表面活性剂In，浓度记为[In];氧化剂Oxi，浓度记为[Oxi];螯合剂CA，浓度记为[CA]；有效研磨粒子A。

另外，研磨液中还可以包括其他成分，例如去离子水、PH值调节剂等。

执行步骤S2，确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应；确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应及反应速率方程。

参见图2，在铝金属栅10表面进行CMP研磨过程中，主要存在下列化学反应：

1）铝与表面活性剂的化学反应：

铝与表面活性剂的化学反应为可逆反应，其中，k₁为温度为T时铝与表面活性剂In反应生成铝活性剂化合物Al·In11的正反应速率常数，k₂为温度为T时铝活性剂化合物Al·In分解为铝和表面活性剂的负反应速率常数。在金属铝表面反应生成的铝的化合物Al·In阻碍低凹金属表面刻蚀，起到抑制和缓蚀作用。

2）铝与氧化剂的化学反应：

其中，k₃为温度为T时铝被氧化剂氧化为铝的氧化物12的反应速率常数。在铝金属CMP表面研磨过程中，铝金属表面被氧化剂Oxi氧化，在氧化剂的作用下形成表面氧化膜。

3）铝离子与螯合剂的化学反应：

其中，k₄为温度为T时铝离子与螯合剂CA反应生成大分子铝螯合物13的反应速率常数，生成的大分子铝螯合物易于从铝金属栅表面脱离。

在铝金属栅10进行CMP研磨过程中，研磨液中的研磨粒子对铝金属栅表面的氧化膜等机械去除，同时新鲜的铝表面在研磨液的作用下继续被氧化、螯合、吸附，又被机械研磨除，发生的反应为：

此反应并非真正意义上的化学反应，这里为了统一论述而称之为反应，其本质意义为铝离子被机械去除，露出新鲜的铝单质表面，机械去除的残留物将脱离铝金属栅表面。其中，Al³⁺代表金属栅表面凸起处的氧化膜，A代表研磨液中的研磨粒子，δ为反应残留物14，k₅为机械去除反应速率常数。

上述各反应的反应产物通过研磨机转动、研磨垫磨擦及外扩散作用离开铝金属表面，循环往复，直至完成铝栅CMP研磨过程。

执行步骤S3，根据所述化学反应和表面机械去除反应的反应速率方程，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系。

综合考虑步骤S2中确定的CMP过程中的化学反应以及机械去除反应的反应速率方程，可以确定铝的表面活性剂化合物浓度随时间变化率与金属铝浓度和铝活性剂化合物浓度的关系，以及铝离子浓度随时间变化率与金属铝浓度和铝离子浓度的关系为：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂[\mathrm{Al}\·\mathrm{In}]}{\∂t}=k_1\left[\mathrm{Al}\right]\left[\mathrm{In}\right]-k_2[\mathrm{Al}\·\mathrm{In}]\\ \frac{\∂\left[{\mathrm{Al}}^{3+}\right]}{\∂t}=k_3\left[\mathrm{Al}\right]\left[\mathrm{Oxi}\right]-k_4\left[{\mathrm{Al}}^{3+}\right]\left[\mathrm{CA}\right]-k_5\left[{\mathrm{Al}}^{3+}\right]\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，[Al·In]为铝与表面活性剂的化学反应产物Al·In的浓度，[Al]和[Al³⁺]分别代表铝金属栅表面包含的铝原子浓度和铝离子浓度。

执行步骤S4，根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率。

在铝金属栅CMP研磨平衡时，研磨液中和金属表面的金属粒子达到质量平衡，因此有：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂[\mathrm{Al}\·\mathrm{In}]}{\∂t}=0\\ \frac{\∂\left[{\mathrm{Al}}^{3+}\right]}{\∂t}=0\end{array}\right.---\left(2\right)$

铝金属栅表面包含的铝粒子总浓度[Al]_T为：

[Al]_T=[Al]+[Al³⁺]+[Al·In]                            （3）

CMP研磨过程中铝的材料去除率MRR为研磨液中包含铝粒子浓度与铝金属栅表面的铝粒子总浓度的比值，可以记为：

$\mathrm{MRR}=\frac{k_4\left[{\mathrm{Al}}^{3+}\right]\left[\mathrm{CA}\right]+k_5\left[{\mathrm{Al}}^{3+}\right]}{{\left[\mathrm{Al}\right]}_T}---\left(4\right)$

根据上述（1）、（2）、（3）和（4）式，可以获得综合考虑化学与机械研磨协调作用的铝金属栅表面CMP研磨去除率MRR为：

$\mathrm{MRR}=\frac{k_2{k}_3\left[\mathrm{Oxi}\right]\left(k_4\right[\mathrm{CA}]+k_5)}{k_2{k}_3\left[\mathrm{Oxi}\right]+(k_2+k_1[\mathrm{In}\left]\right)\left(k_4\right[\mathrm{CA}]+k_5)}$

至此，本实施例确定了HKMG工艺铝栅化学机械研磨去除率。

相应地，本发明还提供一种确定铝金属栅化学机械研磨去除率的系统，参见图3，包括：

研磨液成分配置模块100，用于配置铝金属栅化学机械研磨时研磨液的成分及各成分的浓度；

研磨参数配置模块200，用于配置铝金属栅化学机械研磨的研磨参数；

反应确定祺块300，根据所述研磨参数和所述研磨液成分配置模块配置的研磨液组分浓度确定研磨时发生的反应、反应速率常数和反应物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系；

化学机械研磨去除率确定模块400，根据研磨时的金属粒子质量平衡和反应物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅化学机械研磨去除率。

其中，研磨液成分配置模块100配置研磨液的成分和各成分的浓度，通常研磨液的成分包括表面活性剂、螯合剂、氧化剂、研磨粒子等。其中，研磨液中各成分的浓度与研磨液的添加速度也有关系。

化学机械研磨的研磨参数具体可以包括研磨温度、研磨时外部载荷、晶圆和研磨垫间的相对滑动速率等。

反应确定模块300可以包括化学反应确定子模块310和机械去除反应确定子模块320，其中，化学反应确定子模块310用于确定在CMP研磨时发生的化学反应，包括：铝与表面活性剂的反应、铝与氧化剂的化学反应、铝离子与螯合剂的化学反应以及各反应的反应速率常数，其中铝与表面活性剂的反应为可逆反应；机械去除反应确定子模块320用于确定在CMP研磨时发生的研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应，以及反应速率常数。反应确定模块300综合化学反应确定子模块310和机械去除反应确定子模块320配置的研磨时发生的反应和反应速率常数确定反应产物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系。其中，金属粒子包括研磨时表面活性剂、氧化剂、螯合剂等与铝反应后生成的粒子，金属粒子的浓度用铝的表面活性剂化合物浓度和铝离子浓度表示。

本发明基于铝金属CMP研磨的常规研磨液配方，提取铝金属栅CMP过程中的有效研磨成分，综合考虑有效研磨粒子机械去除和研磨液化学反应刻蚀间的协同作用，从化学反应动力学角度确定了具有广泛适用性的铝金属栅CMP研磨去除率的确定方法。对于32纳米节点以下HKMG集成电路制造工艺，本发明的确定方法和系统能实时确定铝金属栅的化学机械研磨去除速率，对CMP研磨的实时预测及芯片生产线工艺参数配置具有积极指导作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (8)

1.一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，其特征在于，包括步骤：

提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度；

确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应；确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应；

根据所述化学反应和表面机械去除反应的反应速率方程，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系；

根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率；

铝金属栅表面CMP研磨去除率MRR为：

$\mathrm{MRR}=\frac{k_2{k}_3\left[\mathrm{Oxi}\right]\left(k_4\right[\mathrm{CA}]+k_5)}{k_2{k}_3\left[\mathrm{Oxi}\right]+(k_2+k_1[\mathrm{In}\left]\right)\left(k_4\right[\mathrm{CA}]+k_5)}$

其中，In为表面活性剂，[In]为表面活性剂的浓度；Oxi为氧化剂，[Oxi]为氧化剂的浓度；A为有效研磨粒子；CA为螯合剂，[CA]为螯合剂的浓度；Al·In为在金属铝表面反应生成的铝的化合物；k₁为温度为T时铝与表面活性剂In反应生成铝活性剂化合物Al·In的正反应速率常数；k₂为温度为T时铝活性剂化合物Al·In分解为铝和表面活性剂的负反应速率常数；k₃为温度为T时铝被氧化剂氧化为铝的氧化物的反应速率常数；k₄为温度为T时铝离子与螯合剂CA反应生成大分子铝螯合物的反应速率常数；k₅为机械去除反应速率常数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供铝金属栅进行化学机械研磨时的研磨参数、研磨液的成分及各成分的浓度包括：

提供化学机械研磨的研磨温度；

提供所述研磨液中的表面活性剂、氧化剂、螯合剂和研磨粒子；

提供所述表面活性剂、氧化剂、螯合剂和研磨粒子的浓度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应，包括：

确定铝与表面活性剂反应生成铝的活性剂化合物的化学反应；

确定铝与氧化剂反应生成铝的氧化物的化学反应；

确定铝离子与螯合剂反应生成铝螯合物的化学反应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系包括：

根据所述铝与表面活性剂反应生成铝的活性剂化合物的反应速率方程，确定铝的活性剂化合物浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度和铝活性剂化合物浓度的关系：

根据所述铝与氧化剂反应、铝离子与螯合剂反应和研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应的反应速率方程，确定铝离子浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度和铝离子浓度的关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率，包括：

根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅表面的铝粒子总浓度；

根据所述铝金属栅表面的铝粒子总浓度，确定铝金属栅的研磨去除率，为：

研磨液中铝粒子浓度与铝金属栅表面的铝粒子总浓度的比值。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应，包括：

确定研磨粒子对铝金属栅表面铝的氧化物的机械去除反应。

7.一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定系统，其特征在于，包括：研磨液成分配置模块，配置铝金属栅化学机械研磨时研磨液的成分及各成分的浓度；

研磨参数配置模块，配置铝金属栅化学机械研磨的研磨参数；

反应确定模块，根据所述研磨参数和所述研磨液成分配置模块配置的研磨组分浓度确定研磨时发生的反应、反应速率常数和反应物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系；

化学机械研磨去除率确定模块，根据研磨时的金属粒子质量平衡和反应物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅化学机械研磨去除率；

铝金属栅表面CMP研磨去除率MRR为：

$\mathrm{MRR}=\frac{k_2{k}_3\left[\mathrm{Oxi}\right]\left(k_4\right[\mathrm{CA}]+k_5)}{k_2{k}_3\left[\mathrm{Oxi}\right]+(k_2+k_1[\mathrm{In}\left]\right)\left(k_4\right[\mathrm{CA}]+k_5)}$

其中，In为表面活性剂，[In]为表面活性剂的浓度；Oxi为氧化剂，[Oxi]为氧化剂的浓度；A为有效研磨粒子；CA为螯合剂，[CA]为螯合剂的浓度；Al·In为在金属铝表面反应生成的铝的化合物；k₁为温度为T时铝与表面活性剂In反应生成铝活性剂化合物Al·In的正反应速率常数；k₂为温度为T时铝活性剂化合物Al·In分解为铝和表面活性剂的负反应速率常数；k₃为温度为T时铝被氧化剂氧化为铝的氧化物的反应速率常数；k₄为温度为T时铝离子与螯合剂CA反应生成大分子铝螯合物的反应速率常数；k₅为机械去除反应速率常数。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述反应确定模块包括化学反应确定子模块和机械去除反应确定子模块，其中，

所述化学反应确定子模块，用于确定在化学机械研磨时发生的化学反应以及各反应的反应速率常数；

所述机械去除反应确定子模块，用于确定在化学机械研磨时发生的研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应以及反应速率常数；

所述反应确定模块综合化学反应确定子模块和表面机械去除反应确定子模块配置的研磨时发生的反应和反应速率常数确定反应产物中金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系。