CN108733865B - Cmp仿真方法和装置、研磨去除率的获取方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种CMP仿真方法和装置，该仿真方法用于模拟研磨液对晶圆的化学协同作用，该仿真方法包括：获取化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws；计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w；根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算晶圆有效硬度H_we。该CMP仿真方法简化了CMP仿真模型的复杂度。基于该CMP仿真方法得到的CMP仿真模型，也降低了研磨去除率的计算量。此外，本申请还公开了一种基于该CMP仿真方法的研磨去除率的获取方法和装置。

Description

CMP仿真方法和装置、研磨去除率的获取方法和装置

本申请要求于2017年04月19日提交中国专利局、申请号为2017102569186、发明名称为“CMP仿真方法和装置、研磨去除率的获取方法和装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及化学机械研磨技术领域，尤其涉及一种CMP仿真方法和装置，以及基于该CMP仿真方法的研磨去除率的获取方法和装置。

背景技术

化学机械研磨(CMP)作为实现集成电路芯片表面全局平坦化的关键技术和支持可制造性设计流程优化的核心技术，在整个集成电路芯片设计和制造中具有重要作用。

众所周知，在CMP过程中，研磨液不仅起到润滑作用，同时研磨液对晶圆还有一定的化学协同作用，能够与其表面材料发生化学反应，进而使得表面材料更易去除。如果这一化学协同作用通过化学反应、电化学等模型来描述CMP研磨过程中的动态化学反应及化学刻蚀率，势必会增加CMP仿真模型的复杂度和研磨去除率的计算量。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种化学机械研磨仿真方法和装置，以降低研磨液的化学协同作用仿真模型的复杂度，减少研磨去除率的计算量。

此外，本申请还提供了一种研磨去除率的获取方法和装置。

为了解决上述技术问题，本申请采用了如下技术方案：

一种化学机械研磨仿真方法，所述仿真方法用于模拟研磨液对晶圆的化学协同作用，所述仿真方法包括：

获取化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws；

根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w；

根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算晶圆有效硬度H_we。

可选地，所述根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算晶圆有效硬度H_we，具体包括：

比较研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度和晶圆硬度变化层厚度的大小；

当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度小于等于晶圆硬度变化层厚度时，

晶圆有效硬度的计算公式为：

H_we＝H_ws+(H_wb-H_ws)δ_w/2t；

当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度大于晶圆硬度变化层厚度时，

晶圆有效硬度的计算公式为：

H_we＝H_wb+(H_ws-H_wb)t/2δ_w。

可选地，根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，具体为：

根据以下公式δ_w＝F/H_wsπD计算。

一种研磨去除率的获取方法，所述获取方法包括：

根据化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、晶圆有效硬度H_we以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w；所述晶圆有效硬度H_we根据上述任一实施例所述的仿真方法得到；

根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS，计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG；所述研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS由研磨粒子的直径D以及压入晶圆内的精度压入深度δ'_w计算得到；

根据单个研磨粒子的材料去除量ΔG、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，计算晶圆材料的研磨去除率Δh；所述研磨液中的有效粒子数量N_a根据统计学原理计算得到。

可选地，所述根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS，计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG，具体包括：

根据公式

计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG。

可选地，根据单个研磨粒子的材料去除量ΔG、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，计算晶圆材料的研磨去除率Δh，具体为：

根据公式Δh＝ΔGN_a/S计算晶圆材料的研磨去除率Δh。

一种化学机械研磨仿真装置，所述仿真装置用于模拟研磨液对晶圆的化学协同作用，所述仿真装置包括：

第一获取单元，用于获取化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws；

第一计算单元，用于根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w；

第二计算单元，用于根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算晶圆有效硬度H_we。

可选地，所述第一计算单元具体包括：

比较子单元，用于比较研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度和晶圆硬度变化层厚度的大小；

第一计算子单元，用于当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度小于等于晶圆硬度变化层厚度时，根据公式H_we＝H_ws+(H_wb-H_ws)δ_w/2t计算晶圆有效硬度；

第二计算子单元，用于当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度大于晶圆硬度变化层厚度时，根据公式H_we＝H_wb+(H_ws-H_wb)t/2δ_w计算晶圆有效硬度。

一种研磨去除率的获取装置，所述获取装置包括：

第三计算单元，用于根据化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、晶圆有效硬度H_we以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w；所述晶圆有效硬度H_we根据权利要求1-3任一项所述的仿真方法得到；

第四计算单元，用于根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS，计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG；所述研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS由研磨粒子的直径D以及压入晶圆内的精度压入深度δ'_w计算得到；

第五计算单元，用于根据单个研磨粒子的材料去除量ΔG、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，计算晶圆材料的研磨去除率Δh；所述研磨液中的有效粒子数量N_a根据统计学原理计算得到。

可选地，所述第四计算单元具体为根据公式

计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请发明人研究发现在研磨液的化学协同作用下，晶圆表面硬度会发生变化。因此，研磨液的化学协同作用可以通过晶圆表面硬度的变化来描述。基于此，本申请提供的化学机械研磨仿真方法是一种利用晶圆硬度变化模型来模拟研磨液的化学协同作用的CMP仿真方法。该CMP仿真方法中，根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算得到晶圆有效硬度H_we，因此，该该晶圆有效硬度H_we与研磨液的化学协同作用相关，其可以用来描述研磨液的化学协同作用。因此，本申请提供的CMP仿真方法将研磨液的化学协同作用等效为晶圆的硬度变化，通过晶圆的有效硬度来描述研磨液的化学协同作用，如此，该仿真方法能够避免通过化学反应、电化学模型来描述CMP过程中的动态化学反应以及化学刻蚀率即研磨液对晶圆的化学协同作用。因此，该CMP仿真方法简化了CMP仿真模型的复杂度。基于该CMP仿真方法得到的CMP仿真模型，也降低了研磨去除率的计算量。

附图说明

为了清楚地理解本申请的具体实施方式，下面将描述本申请具体实施方式时用的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本申请的部分实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下还可以获得其它附图。

图1是本申请实施例提供的CMP过程中研磨垫、研磨粒子以及晶圆之间的接触模式示意图；

图2是本申请实施例提供的CMP仿真方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的晶圆硬度变化模型示意图；

图4(1)和图4(2)分别为研磨粒子压入晶圆内不同深度时，研磨垫、研磨粒子以及晶圆之间的接触模式示意图；

图5是本申请实施例提供的CMP仿真装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的研磨去除率的获取方法流程示意图；

图7是本申请实施例提供的研磨去除率的获取装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行详细描述。

本申请发明人经过研究发现，在研磨液的化学协同作用下，晶圆表面硬度会发生变化，即在研磨液的化学协同作用下，晶圆表面硬度与晶圆本体硬度数值差异较大。基于该研究发现，本申请通过晶圆表面硬度来描述研磨液的化学协同作用，提出了一种利用晶圆硬度模型来模拟研磨液化学协同作用的CMP仿真方法。

需要说明，本申请提供的CMP仿真方法是基于粒子去除机制的CMP模型提出的。其中，粒子去除机制的CMP模型是一种从微观视觉角度对研磨粒子与晶圆的实际接触进行分析的研究方法，粒子去除机制具体为：由于外力作用，研磨垫11对晶圆12产生压力F，而界于研磨垫11与晶圆12之间研磨液同样受到挤压，这里假设研磨液的液体部分能够充分与晶圆表面接触，而研磨液中的研磨粒子13由于其硬度较大的力学性质，会相应的压入晶圆12、嵌入研磨垫11，接触模式示意图如图1，然后研磨粒子13随研磨垫11的旋转在晶圆12表面产生划痕，进而达到晶圆表面材料去除的目的。

图1中，F为研磨粒子13与晶圆12之间的接触压力，δ_w为研磨粒子13压入晶圆12的深度。采用压痕力学模型描述研磨粒子压入晶圆部分，即考虑应用晶圆硬度进行计算，研磨粒子在晶圆表面的压入深度的计算公式为以下公式(1)：

δ_w＝F/H_wπD (1)

其中D为研磨粒子直径，H_w为晶圆硬度。

下面结合附图对本申请提供的CMP仿真方法的具体实施方式进行详细描述。图2是本申请实施例提供的CMP仿真方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

S201、获取化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws。

S202、根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w：

本申请分析了研磨垫、研磨粒子和晶圆三者之间的接触关系，认为研磨粒子较硬、变形较小，研磨垫与粒子接触主要为弹性变形，而晶圆与粒子的接触发生了塑性变形。其三者之间的接触模式如上述图1所示。

作为示例，研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w的计算公式可以为公式(2)，即：

δ_w＝F/H_wsπD (2)

其中D为研磨粒子直径，H_ws为研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度。

S203、根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算晶圆有效硬度H_we：

需要说明，研磨液化学协同作用会影响一定厚度的晶圆，从而导致从晶圆表面到其内部一定厚度的硬度都会发生变化。为了简化模型，本申请实施例设定晶圆硬度从表面到内部呈线性变化趋势。其对应的硬度变化模型示意图如图3所示。其中，晶圆硬度在表面到内部一定厚度t的区域内呈线性增大趋势，最终达到晶圆本体硬度。

在该硬度变化模型中，设定晶圆硬度变化层的厚度为t，晶圆表面硬度为H_ws，晶圆本体硬度为H_wb。需要说明，晶圆本体硬度可以看作是不受研磨液化学协同作用影响的晶圆硬度。

需要说明，晶圆表面硬度为H_ws，晶圆本体硬度为H_wb以及晶圆硬度变化层厚度可以通过实验测量得到，也可以通过以往的试验数据得到。

需要说明，为了更加精准地模拟研磨液对晶圆的化学协同作用，本申请实施例根据晶圆硬度变化层厚度t和研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w的大小关系，分两种情形计算晶圆有效硬度H_we。

具体如下：

当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度小于等于晶圆硬度变化层厚度时，对应的接触模式如图4(1)所示：

晶圆有效硬度的计算公式为：

H_we＝H_ws+(H_wb-H_ws)δ_w/2t (3)；

当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度大于晶圆硬度变化层厚度时，对应的接触模式如图4(2)所示：

晶圆有效硬度的计算公式为：

H_we＝H_wb+(H_ws-H_wb)t/2δ_w (4)。

以上为本申请实施例提供的用于仿真研磨液对晶圆的化学协同作用的CMP仿真方法的具体实施方式。该CMP仿真方法中，根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算得到晶圆有效硬度H_we，因此，该晶圆有效硬度H_we与研磨液的化学协同作用相关，因此，其可以用来描述研磨液的化学协同作用。因此，本申请提供的CMP仿真方法能够将研磨液的化学协同作用等效为晶圆的硬度变化，通过晶圆的有效硬度来描述研磨液的化学协同作用，如此，该仿真方法能够避免通过化学反应、电化学模型来描述CMP过程中的动态化学反应以及化学刻蚀率即研磨液对晶圆的化学协同作用。因此，该CMP仿真方法简化了CMP仿真模型的复杂度。基于该CMP仿真方法得到的CMP仿真模型，也降低了研磨去除率的计算量。

基于上述实施例提供的CMP仿真方法，本申请还提供了一种CMP仿真装置的具体实施方式，具体参见以下实施例。需要说明，该CMP仿真装置用于模拟研磨液对晶圆的化学协同作用。

图5是本申请实施例提供的CMP仿真装置的结构示意图。如图5所示，该CMP仿真装置包括：

第一获取单元51，用于获取化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws以及研磨粒子的直径D；

第一计算单元52，用于根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w；

第二计算单元53，用于根据晶圆本体硬度H_wb、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，计算晶圆有效硬度H_we。

作为本申请的一具体实施例，所述第一计算单元52可以具体包括：

比较子单元521，用于比较研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度和晶圆硬度变化层厚度的大小；

第一计算子单元522，用于当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度小于等于晶圆硬度变化层厚度时，根据公式H_we＝H_ws+(H_wb-H_ws)δ_w/2t计算晶圆有效硬度；

第二计算子单元523，用于当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度大于晶圆硬度变化层厚度时，根据公式H_we＝H_wb+(H_ws-H_wb)t/2δ_w计算晶圆有效硬度。

以上为本申请实施例提供的CMP仿真装置的具体实施方式，在该具体实施方式中，将研磨液的化学协同作用等效为晶圆的硬度变化，通过晶圆的有效硬度来描述研磨液的化学协同作用，如此，该仿真装置能够避免通过化学反应、电化学模型来描述CMP过程中的动态化学反应以及化学刻蚀率即研磨液对晶圆的化学协同作用。因此，该CMP仿真装置简化了CMP仿真模型的复杂度。基于该CMP仿真装置得到的CMP仿真模型，也降低了研磨去除率的计算量。

基于上述实施例提供的CMP仿真方法，本申请还提供了一种研磨去除率的获取方法，具体参见以下实施例。

图6是本申请实施例提供的研磨去除率的获取方法流程示意图。如图6所示，该获取方法包括以下步骤：

S601、根据化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、晶圆有效硬度H_we以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w：

其中，在本申请实施例中，所述晶圆有效硬度H_we根据上述实施例所述的仿真方法得到。

作为示例，计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w的公式具体为公式(5)：

δ'_w＝F/H_weπD (5)。

S602、根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS，计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG：

所述研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS由研磨粒子的直径D以及压入晶圆内的精度压入深度δ'_w计算得到。

作为示例，研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS的具体计算公式可以为公式(6)：

作为示例，单个研磨粒子的材料去除量ΔG的计算公式可以为公式(7)：

S603、根据单个研磨粒子的材料去除量ΔG、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，计算晶圆材料的研磨去除率Δh；所述研磨液中的有效粒子数量N_a根据统计学原理计算得到：

作为示例，计算晶圆材料的研磨去除率Δh的公式可以为公式(8)：

Δh＝ΔGN_a/S (8)。

以上为本申请实施例提供的研磨去除率的获取方法的具体实施方式。在该具体实施方式中，由于研磨液对晶圆的化学协同作用通过晶圆的硬度变化来描述，如此，在获取研磨去除率的方法中避免了化学反应模型，因此，该获取方法降低了研磨去除率的计算量。

基于上述实施例提供的研磨去除率的获取方法的具体实施方式，本申请还提供了一种研磨去除率的获取装置的具体实施方式。

图7是本申请实施例提供的研磨去除率的获取装置结构示意图。如图7所示，该装置包括以下单元：

第三计算单元71，用于根据化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、晶圆有效硬度H_we以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w；所述晶圆有效硬度H_we根据上述实施例所述的仿真方法得到；

第四计算单元72，用于根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS，计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG；所述研磨粒子压入晶圆部分的截面面积ΔS由研磨粒子的直径D以及压入晶圆内的精度压入深度δ'_w计算得到；

第五计算单元73，用于根据单个研磨粒子的材料去除量ΔG、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，根据计算晶圆材料的研磨去除率Δh；所述研磨液中的有效粒子数量N_a根据统计学原理计算得到。

作为一示例，所述第三计算单元71可以具体为根据公式δ'_w＝F/H_weπD计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w。

作为一示例，所述第四计算单元72可以具体为根据公式

计算单个研磨粒子的材料去除量ΔG。

作为一示例，所述第五计算单元73可以具体为根据公式Δh＝ΔGN_a/S计算晶圆材料的研磨去除率Δh。

通过该研磨去除率的获取装置能够减小计算量，提高研磨去除率的计算效率。

以上为本申请的具体实施方式。

Claims (8)

1.一种化学机械研磨仿真方法，其特征在于，所述仿真方法用于模拟研磨液对晶圆的化学协同作用，所述仿真方法包括：

获取化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws；

根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w；

比较研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度和晶圆硬度变化层厚度的大小；

当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度小于等于晶圆硬度变化层厚度时，

晶圆有效硬度的计算公式为：

H_we＝H_ws+(H_wb-H_ws)δ_w/2t；

当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度大于晶圆硬度变化层厚度时，

晶圆有效硬度的计算公式为：

H_we＝H_wb+(H_ws-H_wb)t/2δ_w；

计算晶圆有效硬度H_we；

其中H_wb为晶圆本体硬度，t为晶圆硬度变化层厚度。

2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w，具体为：

根据以下公式δ_w＝F/H_wsπD计算。

3.一种研磨去除率的获取方法，其特征在于，所述获取方法包括：

根据化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、晶圆有效硬度H_we以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w；所述晶圆有效硬度H_we根据权利要求1-2任一项所述的仿真方法得到；

根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积△S，计算单个研磨粒子的材料去除量△G；所述研磨粒子压入晶圆部分的截面面积△S由研磨粒子的直径D以及压入晶圆内的精确压入深度δ'_w计算得到；

根据单个研磨粒子的材料去除量△G、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，计算晶圆材料的研磨去除率△h；所述研磨液中的有效粒子数量N_a根据统计学原理计算得到。

4.根据权利要求3所述的获取方法，其特征在于，所述根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积△S，计算单个研磨粒子的材料去除量△G，具体包括：

根据公式

计算单个研磨粒子的材料去除量△G。

5.根据权利要求3所述的获取方法，其特征在于，根据单个研磨粒子的材料去除量△G、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，计算晶圆材料的研磨去除率△h，具体为：

根据公式△h＝△GN_a/S计算晶圆材料的研磨去除率△h。

6.一种化学机械研磨仿真装置，其特征在于，所述仿真装置用于模拟研磨液对晶圆的化学协同作用，所述仿真装置包括：

第一获取单元，用于获取化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws；

第一计算单元，用于根据所述化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、研磨粒子的直径D以及研磨液化学协同作用下的晶圆表面硬度H_ws计算研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度δ_w；

比较子单元，用于比较研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度和晶圆硬度变化层厚度的大小；

第一计算子单元，用于当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度小于等于晶圆硬度变化层厚度时，根据公式H_we＝H_ws+(H_wb-H_ws)δ_w/2t计算晶圆有效硬度；

第二计算子单元，用于当研磨粒子压入晶圆内的近似压入深度大于晶圆硬度变化层厚度时，根据公式H_we＝H_wb+(H_ws-H_wb)t/2δ_w计算晶圆有效硬度；

其中H_wb为晶圆本体硬度，t为晶圆硬度变化层厚度。

7.一种研磨去除率的获取装置，其特征在于，所述获取装置包括：

第三计算单元，用于根据化学机械研磨中的研磨粒子与晶圆之间的接触压力F、晶圆有效硬度H_we以及研磨粒子的直径D计算研磨粒子压入晶圆内的精确压入深度δ'_w；所述晶圆有效硬度H_we根据权利要求1-3任一项所述的仿真方法得到；

第四计算单元，用于根据研磨速率V、晶圆硬度变化层厚度t以及研磨粒子压入晶圆部分的截面面积△S，计算单个研磨粒子的材料去除量△G；所述研磨粒子压入晶圆部分的截面面积△S由研磨粒子的直径D以及压入晶圆内的精确压入深度δ'_w计算得到；

第五计算单元，用于根据单个研磨粒子的材料去除量△G、研磨液中的有效粒子数量N_a和晶圆表面积S，计算晶圆材料的研磨去除率△h；所述研磨液中的有效粒子数量N_a根据统计学原理计算得到。

8.根据权利要求7所述的获取装置，其特征在于，所述第四计算单元具体为根据公式

计算单个研磨粒子的材料去除量△G。

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