CN113343505B - 一种刻蚀工艺的仿真方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种刻蚀工艺的仿真方法及装置。所述方法包括：根据待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数确定刻蚀速率后，再结合预设的刻蚀方式，确定水平单位速度和垂直单位速度，按照该水平单位速度和垂直单位速度，对待刻蚀对象几何剖面结构上的初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，迭代得到刻蚀后的仿真轮廓，如果仿真轮廓与需求轮廓的轮廓差异较大，则重新调整目标时长，再次进行刻蚀仿真。如此，本申请提供的方法可以在电子设备上对待刻蚀对象的整个刻蚀过程剖面的变化进行仿真，可重复性较高，同时也无需在实物上进行真实试验，节约了试验时间，也节约了成本。

Description

一种刻蚀工艺的仿真方法及装置

技术领域

本申请涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种刻蚀工艺的仿真方法及装置。

背景技术

随着半导体产业节点的缩小，集成电路器件上晶体管的数目在不断增加，对集成电路制造精确度的要求也越来越高。在集成电路制造过程中，通常需要对半导体器件进行刻蚀，半导体器件为多层材料构成的立体几何结构，主要包括衬底、淀积薄膜以及表面的光刻胶，对半导体器件进行刻蚀是先通过光刻技术对光刻胶进行曝光处理，得到刻蚀掩膜图形，然后通过化学或物理方法有选择地从淀积薄膜表面去除不需要的材料的过程。

为了防止过度刻蚀，在对待刻蚀半导体器件进行正式刻蚀之前，通常会进行预设目标时长的刻蚀试验。刻蚀试验是按照特定的刻蚀速度，对试验半导体器件进行实际刻蚀的过程，其中，试验半导体器件为与待刻蚀半导体器件结构相同的半导体器件，在刻蚀试验的过程中，监测试验半导体器件在预设目标时长下刻蚀轮廓与目标轮廓的差异，将差异符合预设要求的刻蚀轮廓所对应的预设目标时长确定为待刻蚀半导体器件的实际刻蚀时长。

上述刻蚀试验主要是在试验半导体器件实物上进行的，不仅较为浪费，而且成本较高。

发明内容

本申请提供了一种刻蚀工艺的仿真方法及装置，可用于解决现有刻蚀试验成本较高的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种刻蚀工艺的仿真方法，包括：

获取待刻蚀对象的几何剖面结构；

从所述几何剖面结构上确定初始刻蚀轮廓；

获取所述待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数，所述刻蚀物质用于对所述待刻蚀对象进行刻蚀；

根据所述第一刻蚀参数以及所述第二刻蚀参数，确定刻蚀速率；

根据所述刻蚀速率和预设的刻蚀方式，确定沿水平方向的水平单位速度以及沿垂直方向的垂直单位速度；

按照所述水平单位速度和所述垂直单位速度，对所述初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓；

确定所述仿真轮廓与预设需求轮廓的轮廓差异；

如果所述轮廓差异大于预设阈值，则重新设置目标时长，并返回执行按照所述水平单位速度和所述垂直单位速度，对所述初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓的步骤，直至所述轮廓差异小于或等于所述预设阈值。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述按照所述水平单位速度和所述垂直单位速度，对所述初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓，包括：

从目标时长中确定多个候选时刻；

将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓，其中，所述目标时长中初始候选时刻下的仿真轮廓为所述初始刻蚀轮廓；

利用网格生成技术，将所述候选轮廓中的每条候选弧线用依次连接的多个候选线段表示，其中，任意两条相接的候选线段不在同一水平线上；

所述候选轮廓中除所述候选弧线以外的其他线段，以及所述多个候选线段，共同构成当前目标轮廓；

针对所述当前目标轮廓中的任一目标线段，将沿着所述目标线段的方向确定为切向刻蚀方向，将垂直于所述目标线段的方向确定为法向刻蚀方向；

根据所述水平单位速度、所述垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度；

在所述当前候选时刻下，将每条目标线段沿对应的法向刻蚀方向进行平移，获取每条目标线段平移后所得的中间线段，其中，每条目标线段的平移距离为每条目标线段对应的法向单位速度与候选间隔的乘积，所述候选间隔为所述当前候选时刻与所述当前候选时刻的前一候选时刻的时间间隔；

根据所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、所述第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及所述候选间隔，获取第一边界弧线；

根据所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、所述第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及所述候选间隔，获取第二边界弧线；

将第一中间线段的首端点、所述第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及所述第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，其中，所述第一中间线段为候选目标线段平移后所得的中间线段，所述第二中间线段为与所述候选目标线段的末端相接的目标线段平移后所得的中间线段，所述候选目标线段为任一目标线段；

依次连接所述第一边界弧线、中间轮廓以及所述第二边界弧线，得到所述当前候选时刻下的仿真轮廓，其中，所述中间轮廓是由多条中间线段以及连接任意两条相邻中间线段的中间弧线组成，所述第一边界弧线的末端点与所述中间轮廓的首端点相接，所述中间轮廓的末端点与所述第二边界弧线的首端点相接；

将所述当前候选时刻的下一个候选时刻确定为当前候选时刻，并返回执行将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓的步骤，直至完成所述目标时长中最后一个候选时刻的仿真刻蚀，得到所述仿真轮廓。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述根据所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、所述第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及所述候选间隔，获取第一边界弧线，包括：

针对所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段，以所述第一目标线段的首端点为原点，以所述第一目标线段为x轴正轴，以所述第一目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第一坐标系；

在所述第一坐标系下，以所述第一坐标系的原点为圆心，以沿所述第一坐标系x轴方向的第一切向线段为第一对称轴，以沿所述第一坐标系y轴方向的第一法向线段为第二对称轴，构建第一椭圆，其中，所述第一切向线段的中点为所述第一坐标系的原点，所述第一切向线段的长度为所述第一目标线段对应的第一切向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍，所述第一法向线段的中点为所述第一坐标系的原点，所述第一法向线段的长度为所述第一目标线段对应的第一法向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍；

将所述第一椭圆在所述第一坐标系第三象限内的四分之一椭圆弧，确定为第一边界弧线。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述根据所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、所述第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及所述候选间隔，获取第二边界弧线，包括：

针对所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段，以所述第二目标线段的末端点为原点，以所述第二目标线段为x轴负轴，以所述第二目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第二坐标系；

在所述第二坐标系下，以所述第二坐标系的原点为圆心，以沿所述第二坐标系x轴方向的第二切向线段为第一对称轴，以沿所述第二坐标系y轴方向的第二法向线段为第二对称轴，构建第二椭圆，其中，所述第二切向线段的中点为所述第二坐标系的原点，所述第二切向线段的长度为所述第二目标线段对应的第二切向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍，所述第二法向线段的中点为所述第二坐标系的原点，所述第二法向线段的长度为所述第二目标线段对应的第二法向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍；

将所述第二椭圆在所述第二坐标系第四象限内的四分之一椭圆弧，确定为第二边界弧线。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述将第一中间线段的首端点、所述第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及所述第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，包括：

通过以下公式确定连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线：

其中，B(s)为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，s为控制变量，P₀为所述第一中间线段的首端点，P₁为所述第一中间线段的末端点，P₂为所述第二中间线段的首端点，P₃为所述第二中间线段的末端点。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述根据所述水平单位速度、所述垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度，包括：

通过以下公式确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度：

其中，d₁为每条目标线段对应的切向单位速度，d₂为每条目标线段对应的法向单位速度，dx为所述水平单位速度，dy为所述垂直单位速度，θ为每条目标线段与水平方向的夹角。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述待刻蚀对象的第一刻蚀参数包括所述待刻蚀对象的材料密度，所述刻蚀物质的第二刻蚀参数包括所述待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量、所述待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量、所述刻蚀物质的粘附系数、所述刻蚀物质的相关速率常数以及离子诱发刻蚀产额。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述根据所述第一刻蚀参数以及所述第二刻蚀参数，确定刻蚀速率，包括：

通过以下公式确定刻蚀速率：

其中，V为所述刻蚀速率，S_c为所述刻蚀物质的粘附系数，K_f为所述刻蚀物质的相关速率常数，F_c为所述待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量，K_i为所述离子诱发刻蚀产额，F_i为所述待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量，N为所述待刻蚀对象的材料密度。

结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述刻蚀方式包括各向同性刻蚀和各向异性刻蚀。

第二方面，本申请实施例提供一种刻蚀工艺的仿真装置，包括：

几何剖面结构获取模块，用于获取待刻蚀对象的几何剖面结构；

初始刻蚀轮廓确定模块，用于从所述几何剖面结构上确定初始刻蚀轮廓；

刻蚀参数获取模块，用于获取所述待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数，所述刻蚀物质用于对所述待刻蚀对象进行刻蚀；

刻蚀速率确定模块，用于根据所述第一刻蚀参数以及所述第二刻蚀参数，确定刻蚀速率；

速度确定模块，用于根据所述刻蚀速率和预设的刻蚀方式，确定沿水平方向的水平单位速度以及沿垂直方向的垂直单位速度；

刻蚀仿真模块，用于按照所述水平单位速度和所述垂直单位速度，对所述初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓；

轮廓差异确定模块，用于确定所述仿真轮廓与预设需求轮廓的轮廓差异；

判定模块，用于如果所述轮廓差异大于预设阈值，则重新设置目标时长，并返回执行按照所述水平单位速度和所述垂直单位速度，对所述初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓的步骤，直至所述轮廓差异小于或等于所述预设阈值。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述刻蚀仿真模块包括：

候选时刻确定单元，用于从目标时长中确定多个候选时刻；

候选轮廓确定单元，用于将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓，其中，所述目标时长中初始候选时刻下的仿真轮廓为所述初始刻蚀轮廓；

候选线段生成单元，用于利用网格生成技术，将所述候选轮廓中的每条候选弧线用依次连接的多个候选线段表示，其中，任意两条相接的候选线段不在同一水平线上；

目标轮廓确定单元，用于所述候选轮廓中除所述候选弧线以外的其他线段，以及所述多个候选线段，共同构成当前目标轮廓；

刻蚀方向确定单元，用于针对所述当前目标轮廓中的任一目标线段，将沿着所述目标线段的方向确定为切向刻蚀方向，将垂直于所述目标线段的方向确定为法向刻蚀方向；

速度确定单元，用于根据所述水平单位速度、所述垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度；

中间线段生成单元，用于在所述当前候选时刻下，将每条目标线段沿对应的法向刻蚀方向进行平移，生成每条目标线段平移后所得的中间线段，其中，每条目标线段的平移距离为每条目标线段对应的法向单位速度与候选间隔的乘积，所述候选间隔为所述当前候选时刻与所述当前候选时刻的前一候选时刻的时间间隔；

第一边界弧线生成单元，用于根据所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、所述第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第一边界弧线；

第二边界弧线生成单元，用于根据所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、所述第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第二边界弧线；

中间弧线生成单元，用于将第一中间线段的首端点、所述第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及所述第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，其中，所述第一中间线段为候选目标线段平移后所得的中间线段，所述第二中间线段为与所述候选目标线段的末端相接的目标线段平移后所得的中间线段，所述候选目标线段为任一目标线段；

仿真轮廓生成单元，用于依次连接所述第一边界弧线、中间轮廓以及所述第二边界弧线，得到所述当前候选时刻下的仿真轮廓，其中，所述中间轮廓是由多条中间线段以及连接任意两条相邻中间线段的中间弧线组成，所述第一边界弧线的末端点与所述中间轮廓的首端点相接，所述中间轮廓的末端点与所述第二边界弧线的首端点相接；

仿真轮廓迭代单元，用于将所述当前候选时刻的下一个候选时刻确定为当前候选时刻，并返回执行将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓的步骤，直至完成所述目标时长中最后一个候选时刻的仿真刻蚀，得到所述仿真轮廓。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述第一边界弧线生成单元具体用于：

针对所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段，以所述第一目标线段的首端点为原点，以所述第一目标线段为x轴正轴，以所述第一目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第一坐标系；

在所述第一坐标系下，以所述第一坐标系的原点为圆心，以沿所述第一坐标系x轴方向的第一切向线段为第一对称轴，以沿所述第一坐标系y轴方向的第一法向线段为第二对称轴，构建第一椭圆，其中，所述第一切向线段的中点为所述第一坐标系的原点，所述第一切向线段的长度为所述第一目标线段对应的第一切向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍，所述第一法向线段的中点为所述第一坐标系的原点，所述第一法向线段的长度为所述第一目标线段对应的第一法向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍；

将所述第一椭圆在所述第一坐标系第三象限内的四分之一椭圆弧，确定为第一边界弧线。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述第二边界弧线生成单元具体用于：

针对所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段，以所述第二目标线段的末端点为原点，以所述第二目标线段为x轴负轴，以所述第二目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第二坐标系；

在所述第二坐标系下，以所述第二坐标系的原点为圆心，以沿所述第二坐标系x轴方向的第二切向线段为第一对称轴，以沿所述第二坐标系y轴方向的第二法向线段为第二对称轴，构建第二椭圆，其中，所述第二切向线段的中点为所述第二坐标系的原点，所述第二切向线段的长度为所述第二目标线段对应的第二切向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍，所述第二法向线段的中点为所述第二坐标系的原点，所述第二法向线段的长度为所述第二目标线段对应的第二法向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍；

将所述第二椭圆在所述第二坐标系第四象限内的四分之一椭圆弧，确定为第二边界弧线。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述中间弧线生成单元具体用于：

通过以下公式确定连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线：

其中，B(s)为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，s为控制变量，P₀为所述第一中间线段的首端点，P₁为所述第一中间线段的末端点，P₂为所述第二中间线段的首端点，P₃为所述第二中间线段的末端点。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述速度确定单元具体用于：

通过以下公式确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度：

其中，d₁为每条目标线段对应的切向单位速度，d₂为每条目标线段对应的法向单位速度，dx为所述水平单位速度，dy为所述垂直单位速度，θ为每条目标线段与水平方向的夹角。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述待刻蚀对象的第一刻蚀参数包括所述待刻蚀对象的材料密度，所述刻蚀物质的第二刻蚀参数包括所述待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量、所述待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量、所述刻蚀物质的粘附系数、所述刻蚀物质的相关速率常数以及离子诱发刻蚀产额。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述刻蚀速率确定模块包括：

刻蚀速率确定单元，用于通过以下公式确定刻蚀速率：

其中，V为所述刻蚀速率，S_c为所述刻蚀物质的粘附系数，K_f为所述刻蚀物质的相关速率常数，F_c为所述待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量，K_i为所述离子诱发刻蚀产额，F_i为所述待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量，N为所述待刻蚀对象的材料密度。

结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述刻蚀方式包括各向同性刻蚀和各向异性刻蚀。

本申请实施例公开了一种刻蚀工艺的仿真方法，根据待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数确定刻蚀速率后，再结合预设的刻蚀方式，确定水平单位速度和垂直单位速度，按照该水平单位速度和垂直单位速度，对待刻蚀对象几何剖面结构上的初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，迭代得到刻蚀后的仿真轮廓，如果仿真轮廓与需求轮廓的轮廓差异较大，则重新调整目标时长，再次进行刻蚀仿真。整个方法可以在电子设备上对待刻蚀对象的整个刻蚀过程剖面的变化进行仿真，可重复性较高，同时也无需在实物上进行真实试验，节约了试验时间，也节约了成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的半导体器件的剖面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种刻蚀工艺的仿真方法所对应的整体流程示意图；

图3为本申请实施例提供的刻蚀后仿真轮廓的生成方法所对应的整体性流程示意图；

图4a为本申请实施例提供的第一边界弧线的生成方法所对应的流程示意图；

图4b为本申请实施例提供的第二边界弧线的生成方法所对应的流程示意图；

图4c为本申请实施例提供的t₂时刻的仿真轮廓结构示意图；

图5为本申请实施例提供的刻蚀工艺仿真过程中各候选时刻下的示例仿真轮廓结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种刻蚀工艺的仿真装置的结构示意图；

图7为利用本申请实施例提供的刻蚀工艺的仿真装置进行刻蚀仿真的界面展示示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

为了解决现有刻蚀试验成本较高的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种刻蚀工艺的仿真方法。本申请实施例提供的刻蚀工艺的仿真方法应用于对集成电路中的半导体器件进行刻蚀，图1示例性示出了本申请实施例提供的半导体器件的剖面结构示意图，如图1所示，A为半导体器件的剖面结构，半导体器件的剖面结构为多层材料构成的立体几何，依次包括衬底、淀积材料以及覆盖在表面的光刻胶，通过光刻技术对光刻胶进行曝光处理后，得到曝光后的半导体器件剖面结构B，B依次包括衬底、淀积材料以及覆盖在表面的刻蚀掩膜。

基于上述图1中所示的半导体器件剖面结构，图2示例性示出了本申请实施例提供的一种刻蚀工艺的仿真方法所对应的整体流程示意图，具体包括如下步骤：

步骤S201，获取待刻蚀对象的几何剖面结构。

具体地，待刻蚀对象的几何剖面结构指的是曝光后的待刻蚀对象剖面结构，比如，图1中的B结构。

可以通过对待刻蚀对象的实物进行CSG（Constructive Solid Geometry，构造实体几何）处理的方式获取对应的几何剖面结构，具体不作限定。

步骤S202，从几何剖面结构上确定初始刻蚀轮廓。

示例性地，图1中B结构上的线段ab，即为初始刻蚀轮廓。

需要说明的是，初始刻蚀轮廓是从二维的角度而言。如果换做三维的角度，则初始刻蚀轮廓指代的是初始刻蚀剖面。由于二维的几何剖面结构可以较为清晰地展示刻蚀过程的变化，因此本申请实施例从二维的角度出发进行具体地说明。

具体地，初始刻蚀轮廓为待刻蚀对象几何剖面结构的表面未被掩膜覆盖的区域，初始刻蚀轮廓的类型有多种，包括水平单一线段、与水平方向呈预设夹角的单一线段、曲折线段或者弧线等，具体不作限定，其中，曲折线段包括多条线段，且任意两条相接的线段不在同一水平线上。

采用上述方式，以二维的角度进行切入，可以更加清晰地展示刻蚀过程的变化，结果展示更加一目了然。

步骤S203，获取待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数。其中，刻蚀物质用于对待刻蚀对象进行刻蚀。

具体地，刻蚀工艺是一个复杂的物理、化学过程，在本申请实施例中，将实际的刻蚀工艺用线性刻蚀进行模拟，在线性刻蚀中，化学刻蚀物质和物理刻蚀物质相互独立，并且以线性组合的方式共同作用于待刻蚀对象。由此，刻蚀物质包括化学刻蚀物质和物理刻蚀物质。

进一步地，待刻蚀对象的第一刻蚀参数包括待刻蚀对象的材料密度，刻蚀物质的第二刻蚀参数包括待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量、待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量、刻蚀物质的粘附系数、刻蚀物质的相关速率常数以及离子诱发刻蚀产额。

步骤S204，根据第一刻蚀参数以及第二刻蚀参数，确定刻蚀速率。

具体地，可以通过公式（1）确定刻蚀速率：

公式（1）

公式（1）中，V为刻蚀速率，S_c为刻蚀物质的粘附系数，S_c的取值为大于或等于0且小于或等于1，K_f为刻蚀物质的相关速率常数，F_c为待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量，K_i为离子诱发刻蚀产额，F_i为待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量，N为待刻蚀对象的材料密度。

步骤S205，根据刻蚀速率和预设的刻蚀方式，确定沿水平方向的水平单位速度以及沿垂直方向的垂直单位速度。

具体地，刻蚀方式包括各向同性刻蚀和各向异性刻蚀。

如果水平单位速度dx等于垂直单位速度dy，则为各向同性刻蚀，如果水平单位速度dx不等于垂直单位速度dy，则为各向异性刻蚀，其中，各向异性刻蚀包括完全各向异性刻蚀和不完全各向异性刻蚀。

进一步地，水平单位速度dx与垂直单位速度dy的具体取值，根据刻蚀速率和预设的刻蚀方式而定。

示例性地，刻蚀速率为V，如果预设的刻蚀方式为各向同性刻蚀，则dx=dy=V；如果预设的刻蚀方式为完全各向异性刻蚀，且假设只向y方向垂直刻蚀，则dx=0，dy=V；如果预设的刻蚀方式为不完全各向异性刻蚀，且假设dx=1/4dy，则dx=1/4V，dy=V。

步骤S206，按照水平单位速度和垂直单位速度，对初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓。

具体地，图3示例性示出了本申请实施例提供的刻蚀后仿真轮廓的生成方法所对应的整体性流程示意图，如图3所示，具体可以通过以下方式对初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓：

步骤S2061，从目标时长中确定多个候选时刻。

具体地，确定的候选时刻的数量不作限定，可以仅将目标时长中的初始时刻与结束时刻分别确定为候选时刻，也可以在除初始时刻与结束时刻以外再确定多个候选时刻，各个候选时刻之间的间隔可以相同也可以不相同，具体不作限定。

需要说明的是，候选时刻的数量越多，后续计算量也越大，但是准确性也会越高，因此候选时刻的数量应根据需要设置在合理的范围内。

示例性地，假设目标时长为T，则可以确定候选时刻分别为0时刻、t₁时刻、t₂时刻、……、t_n时刻以及T时刻。

步骤S2062，将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓。

其中，目标时长中初始候选时刻下的仿真轮廓为初始刻蚀轮廓。

如此，通过上述以迭代的方式确定每个当前候选时刻的仿真轮廓，准确性较高，更为贴近真实的轮廓形状。

步骤S2063，利用网格生成技术，将候选轮廓中的每条候选弧线用依次连接的多个候选线段表示。

其中，任意两条相接的候选线段不在同一水平线上。

具体地，候选轮廓可以是线段、弧线或者其组合。由于弧线不易表示，因此可以利用网格生成技术，比如网格生成器，将候选弧线表示为依次连接的多个候选线段，并且，任意两条相接的候选线段不在同一水平线上。

通过上述方式，利用网格生成技术将候选轮廓中不易表示的弧线表示为多个线段，实现了对弧线轮廓的刻蚀仿真，使得本申请实施例提供的方法不受候选轮廓形状的限制，适配性更强。

步骤S2064，候选轮廓中除候选弧线以外的其他线段，以及多个候选线段，共同构成当前目标轮廓。

步骤S2065，针对当前目标轮廓中的任一目标线段，将沿着目标线段的方向确定为切向刻蚀方向，将垂直于目标线段的方向确定为法向刻蚀方向。

需要说明的是，每条目标线段都有其对应的切向刻蚀方向和法向刻蚀方向。

步骤S2066，根据水平单位速度、垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度。

具体地，每条目标线段对应的切向单位速度为水平单位速度和垂直单位速度在切向刻蚀方向的投影，每条目标线段对应的法向单位速度为水平单位速度和垂直单位速度在法向刻蚀方向的投影。

进一步地，可以通过公式（2）确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度：

公式（2）

公式（2）中，d₁为每条目标线段对应的切向单位速度，d₂为每条目标线段对应的法向单位速度，dx为水平单位速度，dy为垂直单位速度，θ为每条目标线段与水平方向的夹角。

需要说明的是，不同的目标线段与水平方向的夹角可能不相同，则不同目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度也可能不相同。

步骤S2067，在当前候选时刻下，将每条目标线段沿对应的法向刻蚀方向进行平移，生成每条目标线段平移后所得的中间线段。

其中，每条目标线段的平移距离为每条目标线段对应的法向单位速度与候选间隔的乘积，候选间隔为当前候选时刻与当前候选时刻的前一候选时刻的时间间隔。

步骤S2068，根据当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及候选间隔，生成第一边界弧线。

需要说明的是，在本申请实施例中，首端和末端指代的是方位上的描述，并不是绝对的线段开始端或者结束端。首端可以表示示意图中靠左侧的一端，末端可以表示示意图中靠右侧的一端，不同线段的首端或末端在方位指代上均相同，也就是说，针对每一条线段而言，首端均表示该线段在示意图中靠左侧的一端，末端均表示该线段在示意图中靠右侧的一端。

具体地，可以通过以下方式生成第一边界弧线：

首先，针对当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段，以第一目标线段的首端点为原点，以第一目标线段为x轴正轴，以第一目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第一坐标系。

其次，在第一坐标系下，以第一坐标系的原点为圆心，以沿第一坐标系x轴方向的第一切向线段为第一对称轴，以沿第一坐标系y轴方向的第一法向线段为第二对称轴，构建第一椭圆。

其中，第一切向线段的中点为第一坐标系的原点，第一切向线段的长度为第一目标线段对应的第一切向单位速度与候选间隔的乘积的二倍，第一法向线段的中点为第一坐标系的原点，第一法向线段的长度为第一目标线段对应的第一法向单位速度与候选间隔的乘积的二倍。

最后，将第一椭圆在第一坐标系第三象限内的四分之一椭圆弧，确定为第一边界弧线。

为了更加清楚地说明第一边界弧线的生成方法，下面以具体示例进行说明：

图4a示例性示出了本申请实施例提供的第一边界弧线的生成方法所对应的流程示意图，如图4a所示，当前目标轮廓包括L1、L2和L3三条目标线段，其中，L1为位于首端的第一目标线段，P1为首端点，P2为末端点。以P1为原点，以L1为x轴正轴，以L1的法向刻蚀方向为y轴，建立第一坐标系。以第一坐标系的原点为圆心，以沿第一坐标系x轴方向的第一切向线段AB为第一对称轴，以沿第一坐标系y轴方向的第一法向线段CD为第二对称轴，构建第一椭圆ACBD，其中，第一切向线段AB的中点为第一坐标系的原点，第一切向线段AB的长度为L1对应的第一切向单位速度d₁与候选间隔Δt的乘积的二倍，第一法向线段CD的中点为第一坐标系的原点，第一法向线段CD的长度为L1对应的第一法向单位速度d₂与候选间隔Δt的乘积的二倍，第一切向单位速度d₁与第一法向单位速度d₂根据公式（2）确定。第一椭圆ACBD中，四分之一椭圆弧AC，即为第一边界弧线。

步骤S2069，根据当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及候选间隔，生成第二边界弧线。

具体地，可以通过以下方式生成第二边界弧线：

首先，针对当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段，以第二目标线段的末端点为原点，以第二目标线段为x轴负轴，以第二目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第二坐标系。

其次，在第二坐标系下，以第二坐标系的原点为圆心，以沿第二坐标系x轴方向的第二切向线段为第一对称轴，以沿第二坐标系y轴方向的第二法向线段为第二对称轴，构建第二椭圆。

其中，第二切向线段的中点为第二坐标系的原点，第二切向线段的长度为第二目标线段对应的第二切向单位速度与候选间隔的乘积的二倍，第二法向线段的中点为第二坐标系的原点，第二法向线段的长度为第二目标线段对应的第二法向单位速度与候选间隔的乘积的二倍。

最后，将第二椭圆在第二坐标系第四象限内的四分之一椭圆弧，确定为第二边界弧线。

为了更加清楚地说明第一边界弧线的生成方法，下面以具体示例进行说明：

图4b示例性示出了本申请实施例提供的第二边界弧线的生成方法所对应的流程示意图，如图4b所示，当前目标轮廓包括L1、L2和L3三条目标线段，其中，L3为位于末端的第二目标线段，P3为首端点，P4为末端点。以P4为原点，以L3为x轴负轴，以L3的法向刻蚀方向为y轴，建立第二坐标系。以第二坐标系的原点为圆心，以沿第二坐标系x轴方向的第二切向线段AC为第一对称轴，以沿第二坐标系y轴方向的第二法向线段BD为第二对称轴，构建第二椭圆ABCD，其中，第二切向线段AC的中点为第二坐标系的原点，第二切向线段AC的长度为L3对应的第二切向单位速度d₁’与候选间隔Δt的乘积的二倍，第二法向线段BD的中点为第二坐标系的原点，第二法向线段BD的长度为L3对应的第二法向单位速度d₂’与候选间隔Δt的乘积的二倍，第二切向单位速度d₁’与第二法向单位速度d₂’根据公式（2）确定。第二椭圆ABCD中，四分之一椭圆弧AB，即为第二边界弧线。

步骤S20610，将第一中间线段的首端点、第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线。

其中，第一中间线段为候选目标线段平移后所得的中间线段，第二中间线段为与候选目标线段的末端相接的目标线段平移后所得的中间线段，候选目标线段为任一目标线段。

具体地，可以通过公式（3）确定连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线：

公式 （3）

公式（3）中，B(s)为连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线，也就是P₀、P₁、P₂和P₃四个点所共同确定的三阶贝塞尔曲线，s为控制变量，P₀为第一中间线段的首端点，P₁为第一中间线段的末端点，P₂为第二中间线段的首端点，P₃为第二中间线段的末端点。

需要说明的是，公式（3）中的首端点和末端店指的其实是对应点的坐标，也就是以空间任一点为原点，建立坐标系后，在该坐标系下，P₀、P₁、P₂和P₃均指的是对应点的坐标值。

还需要说明的是，前述步骤S2067、步骤S2068和步骤S2069并无先后顺序的执行限制。

步骤S20611，依次连接第一边界弧线、中间轮廓以及第二边界弧线，得到当前候选时刻下的仿真轮廓。

其中，中间轮廓是由多条中间线段以及连接任意两条相邻中间线段的中间弧线组成，第一边界弧线的末端点与中间轮廓的首端点相接，中间轮廓的末端点与第二边界弧线的首端点相接。

需要说明的是，如果目标轮廓仅为单一线段，则仿真轮廓仅包括第一边界弧线、中间线段和第二边界弧线。

为了更加清楚地展示当前候选时刻下的仿真轮廓，图4c示例性示出了本申请实施例提供的t₂时刻的仿真轮廓结构示意图，如图4c所示，t₁时刻的仿真轮廓为目标轮廓（从三维的角度而言，该目标轮廓指代的就是刻蚀剖面），目标轮廓包括ab和bc两条目标线段，经一段时间的刻蚀后，得到t₂时刻的仿真轮廓包括第一边界曲线P0P0’，第二边界曲线P3P3’，中间轮廓P0-P1-P2-P3，其中，P0P1为第一中间线段，P2P3为第二中间线段，P1P2为连接P0P1和P2P3的中间弧线。

步骤S20612，将当前候选时刻的下一个候选时刻确定为当前候选时刻，并返回执行步骤S2062，直至完成目标时长中最后一个候选时刻的仿真刻蚀，得到仿真轮廓。

具体地，仿真轮廓的确定是迭代的过程，每个候选时刻的仿真轮廓均以前一个候选时刻下的仿真轮廓为依据。

为了更加清楚地展示目标时长中各个候选时刻下的仿真轮廓，下面通过具体示例进行说明。

假设刻蚀速率V为1.09(cm^-3/s)，选择不完全各向异性刻蚀，dy=V=1.09(cm^-3/s)，dx=1/4dy=1/4V=0.2725(cm^-3/s)，预设的目标时长为6s，候选时刻分别选取t₀=0s，t₁=2s，t₂=4s，t₃=6s，则各个候选时刻下的仿真轮廓如图5所示，图5为本申请实施例提供的刻蚀工艺仿真过程中各候选时刻下的示例仿真轮廓结构示意图。图5中，t₁时刻下，纵向刻蚀的距离H₁=dy×t₁=1.09×2=2.18cm^-3，横向刻蚀的距离W₁=dx×t₁=0.2725×2=0.545cm^-3，t₂时刻下，纵向刻蚀的距离H₂=dy×t₂=1.09×4=4.36cm^-3，横向刻蚀的距离W₂=dx×t₂=0.2725×4=1.09cm^-3，t₃时刻下，纵向刻蚀的距离H₃=dy×t₃=1.09×6=6.54cm^-3，横向刻蚀的距离W₃=dx×t₃=0.2725×6=1.635cm^-3。

步骤S207，确定仿真轮廓与预设需求轮廓的轮廓差异。

具体地，确定轮廓差异的方式有多种，可以利用软件进行比对，也可以目视判断，具体不作限定。

步骤S208，判断轮廓差异是否大于预设阈值，如果轮廓差异大于预设阈值，则执行步骤S209，如果轮廓差异小于或等于预设阈值，则执行步骤S210。

步骤S209，重新设置目标时长，并返回执行步骤S206。

步骤S210，停止仿真。

具体地，预设阈值的设置不作限定，比如可以设置为5%。

假如轮廓差异过大，有可能是过度刻蚀或者刻蚀程度不够，均需要根据实际情况调整目标时长并重新进行仿真刻蚀。

如此，采用本申请实施例提供的一种刻蚀工艺的仿真方法，根据待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数确定刻蚀速率后，再结合预设的刻蚀方式，确定水平单位速度和垂直单位速度，按照该水平单位速度和垂直单位速度，对待刻蚀对象几何剖面结构上的初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓，如果仿真轮廓与需求轮廓的轮廓差异较大，则重新调整目标时长，再次进行刻蚀仿真。整个方法可以在电子设备上对待刻蚀对象的整个刻蚀过程剖面的变化进行仿真，可重复性较高，同时也无需在实物上进行真实试验，节约了试验时间，也节约了成本。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

图6示例性示出了本申请实施例提供的一种刻蚀工艺的仿真装置的结构示意图。如图6所示，该装置具有实现上述刻蚀工艺的仿真方法的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。该装置可以包括：几何剖面结构获取模块601、初始刻蚀轮廓确定模块602、刻蚀参数获取模块603、刻蚀速率确定模块604、速度确定模块605、刻蚀仿真模块606、轮廓差异确定模块607以及判定模块608。其中：

几何剖面结构获取模块601，用于获取待刻蚀对象的几何剖面结构。

初始刻蚀轮廓确定模块602，用于从几何剖面结构上确定初始刻蚀轮廓。

刻蚀参数获取模块603，用于获取待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数，刻蚀物质用于对待刻蚀对象进行刻蚀。

刻蚀速率确定模块604，用于根据第一刻蚀参数以及第二刻蚀参数，确定刻蚀速率。

速度确定模块605，用于根据刻蚀速率和预设的刻蚀方式，确定沿水平方向的水平单位速度以及沿垂直方向的垂直单位速度。

刻蚀仿真模块606，用于按照水平单位速度和垂直单位速度，对初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓。

轮廓差异确定模块607，用于确定仿真轮廓与预设需求轮廓的轮廓差异。

判定模块608，用于如果轮廓差异大于预设阈值，则重新设置目标时长，并返回执行按照水平单位速度和垂直单位速度，对初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓的步骤，直至轮廓差异小于或等于预设阈值。

在一种可实现方式中，刻蚀仿真模块606包括：

候选时刻确定单元，用于从目标时长中确定多个候选时刻。

候选轮廓确定单元，用于将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓，其中，目标时长中初始候选时刻下的仿真轮廓为初始刻蚀轮廓。

候选线段生成单元，用于利用网格生成技术，将候选轮廓中的每条候选弧线用依次连接的多个候选线段表示，其中，任意两条相接的候选线段不在同一水平线上。

目标轮廓确定单元，用于候选轮廓中除候选弧线以外的其他线段，以及多个候选线段，共同构成当前目标轮廓。

刻蚀方向确定单元，用于针对当前目标轮廓中的任一目标线段，将沿着目标线段的方向确定为切向刻蚀方向，将垂直于目标线段的方向确定为法向刻蚀方向。

速度确定单元，用于根据水平单位速度、垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度。

中间线段生成单元，用于在当前候选时刻下，将每条目标线段沿对应的法向刻蚀方向进行平移，生成每条目标线段平移后所得的中间线段，其中，每条目标线段的平移距离为每条目标线段对应的法向单位速度与候选间隔的乘积，候选间隔为当前候选时刻与当前候选时刻的前一候选时刻的时间间隔。

第一边界弧线生成单元，用于根据当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及候选间隔，生成第一边界弧线。

第二边界弧线生成单元，用于根据当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及候选间隔，生成第二边界弧线。

中间弧线生成单元，用于将第一中间线段的首端点、第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线，其中，第一中间线段为候选目标线段平移后所得的中间线段，第二中间线段为与候选目标线段的末端相接的目标线段平移后所得的中间线段，候选目标线段为任一目标线段。

仿真轮廓生成单元，用于依次连接第一边界弧线、中间轮廓以及第二边界弧线，得到当前候选时刻下的仿真轮廓，其中，中间轮廓是由多条中间线段以及连接任意两条相邻中间线段的中间弧线组成，第一边界弧线的末端点与中间轮廓的首端点相接，中间轮廓的末端点与第二边界弧线的首端点相接。

仿真轮廓迭代单元，用于将当前候选时刻的下一个候选时刻确定为当前候选时刻，并返回执行将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓的步骤，直至完成目标时长中最后一个候选时刻的仿真刻蚀，得到仿真轮廓。

在一种可实现方式中，第一边界弧线生成单元具体用于：

针对当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段，以第一目标线段的首端点为原点，以第一目标线段为x轴正轴，以第一目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第一坐标系。

在第一坐标系下，以第一坐标系的原点为圆心，以沿第一坐标系x轴方向的第一切向线段为第一对称轴，以沿第一坐标系y轴方向的第一法向线段为第二对称轴，构建第一椭圆，其中，第一切向线段的中点为第一坐标系的原点，第一切向线段的长度为第一目标线段对应的第一切向单位速度与候选间隔的乘积的二倍，第一法向线段的中点为第一坐标系的原点，第一法向线段的长度为第一目标线段对应的第一法向单位速度与候选间隔的乘积的二倍。

将第一椭圆在第一坐标系第三象限内的四分之一椭圆弧，确定为第一边界弧线。

在一种可实现方式中，第二边界弧线生成单元具体用于：

针对当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段，以第二目标线段的末端点为原点，以第二目标线段为x轴负轴，以第二目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第二坐标系。

在第二坐标系下，以第二坐标系的原点为圆心，以沿第二坐标系x轴方向的第二切向线段为第一对称轴，以沿第二坐标系y轴方向的第二法向线段为第二对称轴，构建第二椭圆，其中，第二切向线段的中点为第二坐标系的原点，第二切向线段的长度为第二目标线段对应的第二切向单位速度与候选间隔的乘积的二倍，第二法向线段的中点为第二坐标系的原点，第二法向线段的长度为第二目标线段对应的第二法向单位速度与候选间隔的乘积的二倍。

将第二椭圆在第二坐标系第四象限内的四分之一椭圆弧，确定为第二边界弧线。

在一种可实现方式中，中间弧线生成单元具体用于：

通过以下公式确定连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线：

其中，B(s)为连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线，s为控制变量，P₀为第一中间线段的首端点，P₁为第一中间线段的末端点，P₂为第二中间线段的首端点，P₃为第二中间线段的末端点。

在一种可实现方式中，速度确定单元具体用于：

通过以下公式确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度：

其中，d₁为每条目标线段对应的切向单位速度，d₂为每条目标线段对应的法向单位速度，dx为水平单位速度，dy为垂直单位速度，θ为每条目标线段与水平方向的夹角。

在一种可实现方式中，待刻蚀对象的第一刻蚀参数包括待刻蚀对象的材料密度，刻蚀物质的第二刻蚀参数包括待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量、待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量、刻蚀物质的粘附系数、刻蚀物质的相关速率常数以及离子诱发刻蚀产额。

在一种可实现方式中，刻蚀速率确定模块604包括：

刻蚀速率确定单元，用于通过以下公式确定刻蚀速率：

其中，V为刻蚀速率，S_c为刻蚀物质的粘附系数，K_f为刻蚀物质的相关速率常数，F_c为待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量，K_i为离子诱发刻蚀产额，F_i为待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量，N为待刻蚀对象的材料密度。

在一种可实现方式中，刻蚀方式包括各向同性刻蚀和各向异性刻蚀。

为了更加清楚地说明本申请实施例提供的刻蚀工艺的仿真装置，图7示例性示出了利用本申请实施例提供的刻蚀工艺的仿真装置进行刻蚀仿真的界面展示示意图，如图7所示，A为t0时刻的初始刻蚀轮廓示意图，B为经过目标时长T的刻蚀后得到的仿真轮廓示意图。

如此，本申请实施例提供的一种刻蚀工艺的仿真装置，根据待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数确定刻蚀速率后，再结合预设的刻蚀方式，确定水平单位速度和垂直单位速度，按照该水平单位速度和垂直单位速度，对待刻蚀对象几何剖面结构上的初始刻蚀轮廓进行目标时长的仿真刻蚀，迭代得到刻蚀后的仿真轮廓，如果仿真轮廓与需求轮廓的轮廓差异较大，则重新调整目标时长，再次进行刻蚀仿真。整个装置可以对待刻蚀对象的整个刻蚀过程剖面的变化进行仿真及展示，可重复性较高，同时也无需在实物上进行真实试验，节约了试验时间，也节约了成本。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种刻蚀工艺的仿真方法，其特征在于，包括：

获取待刻蚀对象的几何剖面结构；

从所述几何剖面结构上确定初始刻蚀轮廓；

获取所述待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数，所述刻蚀物质用于对所述待刻蚀对象进行刻蚀；

根据所述第一刻蚀参数以及所述第二刻蚀参数，确定刻蚀速率；

根据所述刻蚀速率和预设的刻蚀方式，确定沿水平方向的水平单位速度以及沿垂直方向的垂直单位速度；

从目标时长中确定多个候选时刻；

将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓，其中，所述目标时长中初始候选时刻下的仿真轮廓为所述初始刻蚀轮廓；

利用网格生成技术，将所述候选轮廓中的每条候选弧线用依次连接的多个候选线段表示，其中，任意两条相接的候选线段不在同一水平线上；

所述候选轮廓中除所述候选弧线以外的其他线段，以及所述多个候选线段，共同构成当前目标轮廓；

针对所述当前目标轮廓中的任一目标线段，将沿着所述目标线段的方向确定为切向刻蚀方向，将垂直于所述目标线段的方向确定为法向刻蚀方向；

根据所述水平单位速度、所述垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度；

在所述当前候选时刻下，将每条目标线段沿对应的法向刻蚀方向进行平移，生成每条目标线段平移后所得的中间线段，其中，每条目标线段的平移距离为每条目标线段对应的法向单位速度与候选间隔的乘积，所述候选间隔为所述当前候选时刻与所述当前候选时刻的前一候选时刻的时间间隔；

根据所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、所述第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第一边界弧线；

根据所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、所述第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第二边界弧线；

将第一中间线段的首端点、所述第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及所述第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，其中，所述第一中间线段为候选目标线段平移后所得的中间线段，所述第二中间线段为与所述候选目标线段的末端相接的目标线段平移后所得的中间线段，所述候选目标线段为任一目标线段；

依次连接所述第一边界弧线、中间轮廓以及所述第二边界弧线，得到所述当前候选时刻下的仿真轮廓，其中，所述中间轮廓是由多条中间线段以及连接任意两条相邻中间线段的中间弧线组成，所述第一边界弧线的末端点与所述中间轮廓的首端点相接，所述中间轮廓的末端点与所述第二边界弧线的首端点相接；

将所述当前候选时刻的下一个候选时刻确定为当前候选时刻，并返回执行将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓的步骤，直至完成所述目标时长中最后一个候选时刻的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓；

确定所述仿真轮廓与预设需求轮廓的轮廓差异；

如果所述轮廓差异大于预设阈值，则重新设置目标时长，并返回执行从目标时长中确定多个候选时刻的步骤，直至所述轮廓差异小于或等于所述预设阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、所述第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第一边界弧线，包括：

针对所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段，以所述第一目标线段的首端点为原点，以所述第一目标线段为x轴正轴，以所述第一目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第一坐标系；

在所述第一坐标系下，以所述第一坐标系的原点为圆心，以沿所述第一坐标系x轴方向的第一切向线段为第一对称轴，以沿所述第一坐标系y轴方向的第一法向线段为第二对称轴，构建第一椭圆，其中，所述第一切向线段的中点为所述第一坐标系的原点，所述第一切向线段的长度为所述第一目标线段对应的第一切向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍，所述第一法向线段的中点为所述第一坐标系的原点，所述第一法向线段的长度为所述第一目标线段对应的第一法向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍；

将所述第一椭圆在所述第一坐标系第三象限内的四分之一椭圆弧，确定为第一边界弧线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、所述第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第二边界弧线，包括：

针对所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段，以所述第二目标线段的末端点为原点，以所述第二目标线段为x轴负轴，以所述第二目标线段的法向刻蚀方向为y轴，建立第二坐标系；

在所述第二坐标系下，以所述第二坐标系的原点为圆心，以沿所述第二坐标系x轴方向的第二切向线段为第一对称轴，以沿所述第二坐标系y轴方向的第二法向线段为第二对称轴，构建第二椭圆，其中，所述第二切向线段的中点为所述第二坐标系的原点，所述第二切向线段的长度为所述第二目标线段对应的第二切向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍，所述第二法向线段的中点为所述第二坐标系的原点，所述第二法向线段的长度为所述第二目标线段对应的第二法向单位速度与所述候选间隔的乘积的二倍；

将所述第二椭圆在所述第二坐标系第四象限内的四分之一椭圆弧，确定为第二边界弧线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将第一中间线段的首端点、所述第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及所述第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，包括：

通过以下公式确定连接第一中间线段和第二中间线段的中间弧线：

其中，B(s)为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，s为控制变量，P₀为所述第一中间线段的首端点，P₁为所述第一中间线段的末端点，P₂为所述第二中间线段的首端点，P₃为所述第二中间线段的末端点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述水平单位速度、所述垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度，包括：

通过以下公式确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度：

其中，d₁为每条目标线段对应的切向单位速度，d₂为每条目标线段对应的法向单位速度，dx为所述水平单位速度，dy为所述垂直单位速度，θ为每条目标线段与水平方向的夹角。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待刻蚀对象的第一刻蚀参数包括所述待刻蚀对象的材料密度，所述刻蚀物质的第二刻蚀参数包括所述待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量、所述待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量、所述刻蚀物质的粘附系数、所述刻蚀物质的相关速率常数以及离子诱发刻蚀产额。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一刻蚀参数以及所述第二刻蚀参数，确定刻蚀速率，包括：

通过以下公式确定刻蚀速率：

其中，V为所述刻蚀速率，S_c为所述刻蚀物质的粘附系数，K_f为所述刻蚀物质的相关速率常数，F_c为所述待刻蚀对象表面化学刻蚀物质的刻蚀流量，K_i为所述离子诱发刻蚀产额，F_i为所述待刻蚀对象表面物理刻蚀物质的刻蚀流量，N为所述待刻蚀对象的材料密度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刻蚀方式包括各向同性刻蚀和各向异性刻蚀。

9.一种刻蚀工艺的仿真装置，其特征在于，包括：

几何剖面结构获取模块，用于获取待刻蚀对象的几何剖面结构；

初始刻蚀轮廓确定模块，用于从所述几何剖面结构上确定初始刻蚀轮廓；

刻蚀参数获取模块，用于获取所述待刻蚀对象的第一刻蚀参数以及刻蚀物质的第二刻蚀参数，所述刻蚀物质用于对所述待刻蚀对象进行刻蚀；

刻蚀速率确定模块，用于根据所述第一刻蚀参数以及所述第二刻蚀参数，确定刻蚀速率；

速度确定模块，用于根据所述刻蚀速率和预设的刻蚀方式，确定沿水平方向的水平单位速度以及沿垂直方向的垂直单位速度；

刻蚀仿真模块，用于执行以下步骤：

从目标时长中确定多个候选时刻；

将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓，其中，所述目标时长中初始候选时刻下的仿真轮廓为所述初始刻蚀轮廓；

利用网格生成技术，将所述候选轮廓中的每条候选弧线用依次连接的多个候选线段表示，其中，任意两条相接的候选线段不在同一水平线上；

所述候选轮廓中除所述候选弧线以外的其他线段，以及所述多个候选线段，共同构成当前目标轮廓；

针对所述当前目标轮廓中的任一目标线段，将沿着所述目标线段的方向确定为切向刻蚀方向，将垂直于所述目标线段的方向确定为法向刻蚀方向；

根据所述水平单位速度、所述垂直单位速度以及每条目标线段与水平方向的夹角，确定每条目标线段对应的切向单位速度和法向单位速度；

在所述当前候选时刻下，将每条目标线段沿对应的法向刻蚀方向进行平移，生成每条目标线段平移后所得的中间线段，其中，每条目标线段的平移距离为每条目标线段对应的法向单位速度与候选间隔的乘积，所述候选间隔为所述当前候选时刻与所述当前候选时刻的前一候选时刻的时间间隔；

根据所述当前目标轮廓中位于首端的第一目标线段、所述第一目标线段对应的第一切向单位速度和第一法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第一边界弧线；

根据所述当前目标轮廓中位于末端的第二目标线段、所述第二目标线段对应的第二切向单位速度和第二法向单位速度，以及所述候选间隔，生成第二边界弧线；

将第一中间线段的首端点、所述第一中间线段的末端点、第二中间线段的首端点以及所述第二中间线段的末端点所共同确定的贝塞尔曲线，确定为连接所述第一中间线段和所述第二中间线段的中间弧线，其中，所述第一中间线段为候选目标线段平移后所得的中间线段，所述第二中间线段为与所述候选目标线段的末端相接的目标线段平移后所得的中间线段，所述候选目标线段为任一目标线段；

依次连接所述第一边界弧线、中间轮廓以及所述第二边界弧线，得到所述当前候选时刻下的仿真轮廓，其中，所述中间轮廓是由多条中间线段以及连接任意两条相邻中间线段的中间弧线组成，所述第一边界弧线的末端点与所述中间轮廓的首端点相接，所述中间轮廓的末端点与所述第二边界弧线的首端点相接；

将所述当前候选时刻的下一个候选时刻确定为当前候选时刻，并返回执行将当前候选时刻的前一候选时刻下的仿真轮廓，确定为候选轮廓的步骤，直至完成所述目标时长中最后一个候选时刻的仿真刻蚀，得到刻蚀后的仿真轮廓；

轮廓差异确定模块，用于确定所述仿真轮廓与预设需求轮廓的轮廓差异；

判定模块，用于如果所述轮廓差异大于预设阈值，则重新设置目标时长，并返回执行从目标时长中确定多个候选时刻的步骤，直至所述轮廓差异小于或等于所述预设阈值。

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