CN113378444B - 一种淀积工艺的仿真方法及装置 - Google Patents

一种淀积工艺的仿真方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113378444B
CN113378444B CN202110927132.9A CN202110927132A CN113378444B CN 113378444 B CN113378444 B CN 113378444B CN 202110927132 A CN202110927132 A CN 202110927132A CN 113378444 B CN113378444 B CN 113378444B
Authority
CN
China
Prior art keywords
deposition
simulation
dimensional structure
target
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110927132.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113378444A (zh
Inventor
陈智卫
周洁云
陈雪莲
薛洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moyan Computing Science Nanjing Co ltd
Original Assignee
Moyan Computing Science Nanjing Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moyan Computing Science Nanjing Co ltd filed Critical Moyan Computing Science Nanjing Co ltd
Priority to CN202110927132.9A priority Critical patent/CN113378444B/zh
Publication of CN113378444A publication Critical patent/CN113378444A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113378444B publication Critical patent/CN113378444B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/36—Circuit design at the analogue level
    • G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods

Abstract

本申请提供一种淀积工艺的仿真方法及装置。所述方法包括：根据淀积反应剂的淀积参数确定仿真淀积速率，并将淀积时长划分为多个淀积时间段，按照该仿真淀积速率，在每个淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积后，得到每个淀积时间段结束时刻的待处理立体结构，利用预设的高斯函数对该待处理立体结构的淀积剖面进行平滑处理后，得到每个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构，如此不断迭代，直至得到淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。如此，本申请提供的方法考虑到了淀积过程结束之后淀积回流对淀积对象结构的影响，整个方法的仿真精确度较高。

Description

一种淀积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，特别涉及一种淀积工艺的仿真方法及装置。
背景技术
随着半导体工艺的发展，集成电路器件上晶体管的数目不断增多，导致集成电路制造的精确度面临愈加严峻的挑战。在半导体器件的制备过程中，通常需要在衬底上进行薄膜淀积，即将预设的淀积材料按预设的形状一层一层地淀积在衬底的表面。为了准确地描述淀积过程中淀积对象（包括衬底以及在衬底结构上淀积的薄膜）的结构变化，在衬底的淀积剖面上进行实际淀积之前，需要对整个淀积过程进行仿真。
对淀积过程进行仿真，通常可以将衬底划分为多个合适的部分，每一部分作为一个仿真窗口，获取仿真窗口内沟槽图形的等效参数，进而确定仿真窗口内的等效沟槽表面积和等效淀积体积，再根据淀积过程的淀积反应剂中入射粒子淀积体积与等效沟槽表面积的线性关系，确定仿真窗口内的实际淀积体积，最终根据实际淀积体积和等效淀积体积，获得淀积过程结束后淀积对象的结构变化。
然而，淀积过程是动态的过程，淀积材料在淀积过程结束之后、构造完全稳定之前会有不同程度的回流，即淀积回流，淀积回流是非线性的变化过程，因而无法采用简单的线性函数进行描述。可见，采用上述划分仿真窗口的方法仅能仿真与衬底的结构呈线性变化的淀积过程，难以考虑到淀积过程结束之后淀积回流对淀积对象结构的影响，因而淀积过程的仿真精确度较低。
发明内容
本申请提供了一种淀积工艺的仿真方法及装置，可用于解决现有技术仿真精确度较低的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种淀积工艺的仿真方法，包括：
获取淀积对象的初始立体结构；
根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率；
根据预设淀积时长，确定多个淀积时间段，以及每个淀积时间段的时长；
针对多个淀积时间段中任一目标淀积时间段，执行淀积仿真步骤，直至得到所述淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构；其中，所述淀积仿真步骤包括：
获取所述淀积对象在所述目标淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构，其中，如果所述目标淀积时间段为初始淀积时间段，则所述初始仿真立体结构为所述初始立体结构；
按照所述仿真淀积速率，在所述初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构；
利用预设的高斯函数对所述待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述按照所述仿真淀积速率，在所述初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构，包括：
对所述初始仿真立体结构进行网格化处理，得到多个立体网格单元，所述立体网格单元包括多个网格面；
从所有网格面中，获取位于所述初始仿真立体结构的淀积剖面上的表面网格面；
针对所有表面顶点中任一目标顶点，根据每个共享网格面的面法线，确定所述目标顶点的目标移动方向，所述表面顶点为所述表面网格面对应的顶点，所述共享网格面为所有表面网格面中包含所述目标顶点的网格面；
将所述目标顶点按照所述仿真淀积速率沿所述目标移动方向进行对应时长的移动，得到所述目标淀积时间段结束时刻的更新目标顶点；
根据所有更新目标顶点，以及所有内部顶点，生成多个更新立体网格单元，所述内部顶点为所有网格面对应的顶点中除所述表面顶点以外的其他顶点；
根据所有更新立体网格单元，生成所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述对所述初始仿真立体结构进行网格化处理，包括：
如果所述目标淀积时间段为所述初始淀积时间段，则对所述初始仿真立体结构进行网格剖分；否则，对所述初始仿真立体结构中的淀积部分进行局部网格重构，所述淀积部分为所述初始仿真立体结构与所述初始立体结构的差异部分。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述根据每个共享网格面的面法线，确定所述目标顶点的目标移动方向，包括：
将每个共享网格面的面法线进行矢量求和，得到所述目标顶点的目标移动方向。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述利用预设的高斯函数对所述待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，包括：
将预设的高斯函数与所述待处理立体结构中的淀积剖面进行卷积运算。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述淀积反应剂的淀积参数包括所述淀积反应剂的表面化学反应速率、所述淀积反应剂的初始反应粒子浓度、所述淀积反应剂的质量传输系数和所述淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
结合第一方面，在第一方面的一种可实现方式中，所述根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率，包括：
通过以下公式确定仿真淀积速率：
Figure 637832DEST_PATH_IMAGE001
其中，v为所述仿真淀积速率，ks为所述淀积反应剂的表面化学反应速率，hG为所述淀积反应剂的质量传输系数，CG为所述淀积反应剂的初始反应粒子浓度，N为所述淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
第二方面，本申请实施例提供一种淀积工艺的仿真装置，包括：
初始立体结构获取模块，用于获取淀积对象的初始立体结构；
仿真淀积速率确定模块，用于根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率；
淀积时间段确定模块，用于根据预设淀积时长，确定多个淀积时间段，以及每个淀积时间段的时长；
淀积仿真模块，用于针对多个淀积时间段中任一目标淀积时间段，执行淀积仿真步骤，直至得到所述淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构；其中，所述淀积仿真模块包括：
初始仿真立体结构获取子模块，用于获取所述淀积对象在所述目标淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构，其中，如果所述目标淀积时间段为初始淀积时间段，则所述初始仿真立体结构为所述初始立体结构；
淀积仿真子模块，用于按照所述仿真淀积速率，在所述初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构；
仿真立体结构确定子模块，用于利用预设的高斯函数对所述待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述淀积仿真子模块包括：
立体网格单元确定单元，用于对所述初始仿真立体结构进行网格化处理，得到多个立体网格单元，所述立体网格单元包括多个网格面；
表面网格面获取单元，用于从所有网格面中，获取位于所述初始仿真立体结构的淀积剖面上的表面网格面；
目标移动方向确定单元，用于针对所有表面顶点中任一目标顶点，根据每个共享网格面的面法线，确定所述目标顶点的目标移动方向，所述表面顶点为所述表面网格面对应的顶点，所述共享网格面为所有表面网格面中包含所述目标顶点的网格面；
更新目标顶点确定单元，用于将所述目标顶点按照所述仿真淀积速率沿所述目标移动方向进行对应时长的移动，得到所述目标淀积时间段结束时刻的更新目标顶点；
更新立体网格单元生成单元，用于根据所有更新目标顶点，以及所有内部顶点，生成多个更新立体网格单元，所述内部顶点为所有网格面对应的顶点中除所述表面顶点以外的其他顶点；
待处理立体结构生成单元，用于根据所有更新立体网格单元，生成所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述立体网格单元确定单元包括：
网格剖分子单元，用于如果所述目标淀积时间段为所述初始淀积时间段，则对所述初始仿真立体结构进行网格剖分；
局部网格重构子单元，用于如果所述目标淀积时间段不为所述初始淀积时间段，则对所述初始仿真立体结构中的淀积部分进行局部网格重构，所述淀积部分为所述初始仿真立体结构与所述初始立体结构的差异部分。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述目标移动方向确定单元包括：
目标移动方向确定子单元，用于将每个共享网格面的面法线进行矢量求和，得到所述目标顶点的目标移动方向。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述仿真立体结构确定子模块包括：
卷积运算单元，用于将预设的高斯函数与所述待处理立体结构中的淀积剖面进行卷积运算。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述淀积反应剂的淀积参数包括所述淀积反应剂的表面化学反应速率、所述淀积反应剂的初始反应粒子浓度、所述淀积反应剂的质量传输系数和所述淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
结合第二方面，在第二方面的一种可实现方式中，所述仿真淀积速率确定模块包括：
仿真淀积速率确定子模块，用于通过以下公式确定仿真淀积速率：
Figure 687697DEST_PATH_IMAGE001
其中，v为所述仿真淀积速率，ks为所述淀积反应剂的表面化学反应速率，hG为所述淀积反应剂的质量传输系数，CG为所述淀积反应剂的初始反应粒子浓度，N为所述淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
本申请实施例公开了一种淀积工艺的仿真方法，根据淀积反应剂的淀积参数确定仿真淀积速率，并将淀积时长划分为多个淀积时间段，按照该仿真淀积速率，在每个淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积后，得到每个淀积时间段结束时刻的待处理立体结构，利用预设的高斯函数对该待处理立体结构的淀积剖面进行平滑处理后，得到每个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构，如此不断迭代，直至得到淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。整个方法可以在电子设备上对淀积对象的整个淀积过程淀积剖面的变化进行仿真，可重复性较高，而且还考虑到淀积过程结束之后淀积回流对淀积对象结构的影响，因此整个方法的仿真精确度较高。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种淀积工艺的仿真方法所对应的整体流程示意图；
图2为淀积反应剂淀积到淀积对象表面的过程示意图；
图3为本申请实施例提供的仿真淀积过程中确定淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构的方法所对应的具体流程示意图；
图4为本申请实施例提供的初始仿真立体结构的淀积剖面上表面网格面的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的确定目标顶点的目标移动方向的方法所对应的示意图；
图6为本申请实施例提供的淀积工艺仿真过程中淀积对象在目标淀积时间段内的轮廓结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种淀积工艺的仿真装置的结构示意图；
图8为利用本申请实施例提供的淀积工艺的仿真装置进行淀积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。
为了解决现有技术仿真精确度较低的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种淀积工艺的仿真方法。通常来说，淀积工艺是利用淀积的方式在硅片表面形成特定的图形的工艺，具体包括淀积过程和淀积回流过程，本申请实施例提供的淀积工艺的仿真方法应用于仿真淀积对象在整个淀积过程中整体结构（包括形状和轮廓）的变化，以及淀积过程结束后淀积回流对淀积对象整体结构的影响。
基于上述应用场景，图1示例性示出了本申请实施例提供的一种淀积工艺的仿真方法所对应的整体流程示意图，如图1所示，本申请实施例提供的淀积工艺的仿真方法具体包括如下步骤：
步骤S101，获取淀积对象的初始立体结构。
具体地，在淀积开始之前，淀积对象指的是待淀积的衬底（例如硅片），在淀积过程中，淀积对象指的是衬底以及衬底上的淀积薄膜部分，本申请实施例中是将衬底以及衬底上的淀积薄膜部分作为一个整体，即淀积对象，仿真该淀积对象在整个淀积工艺中的结构变化。
进一步地，可以通过对淀积对象的实物进行CSG（Constructive Solid Geometry，构造实体几何）处理的方式来获取初始立体结构，具体不作限定。
采用上述方式，对淀积对象的实物进行CSG处理，可以准确描述出不规则的以及尺寸微小的几何图形，为后续对淀积进行精确地仿真垫定了基础。
步骤S102，根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率。
具体地，淀积反应剂的淀积参数包括淀积反应剂的表面化学反应速率、淀积反应剂的初始反应粒子浓度、淀积反应剂的质量传输系数和淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
进一步地，根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率，可以通过公式（1）实现：
Figure 974321DEST_PATH_IMAGE001
公式（1）
公式（1）中，v为仿真淀积速率，ks为淀积反应剂的表面化学反应速率，hG为淀积反应剂的质量传输系数，CG为淀积反应剂的初始反应粒子浓度，N为淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
更进一步地，公式（1）是基于以下原理所确定的：
考虑到在淀积过程中，淀积反应剂会与淀积对象的淀积剖面不断发生化学反应，反应的过程中，淀积反应剂的浓度会变小，因此根据记录下的淀积反应剂的初始反应粒子浓度以及其他相关参数，可以求出仿真淀积速率。
图2示例性示出了淀积反应剂淀积到淀积对象表面的过程示意图，如图2所示，淀积反应剂从主气流区以扩散方式通过边界层到达衬底（硅片）表面，其中，边界层是指主气流区与硅片表面之间气流速度受到扰动的气体薄层。淀积反应剂从主气流区通过边界层到硅片表面的流量F1可以通过公式（2）确定：
Figure 301398DEST_PATH_IMAGE002
公式（2）
公式（2）中，F1为淀积反应剂从主气流区通过边界层到硅片表面的流量，（CG-CS）为淀积反应剂的粒子在主气流区和硅片表面的浓度差，hG为淀积反应剂的质量传输系数。公式（2）中的F1表示通过流动气体（或液体）与固体（硅片）之间静态边界层的气相扩散。
F2是淀积反应剂由表面化学反应消耗的流量，根据第一级反应动力学原理，F2可以通过公式（3）确定：
Figure 913644DEST_PATH_IMAGE003
公式（3）
公式（3）中，F2为淀积反应剂由表面化学反应消耗的流量，kS为淀积反应剂的表面化学反应速率，CS为淀积反应剂在硅片表面的粒子浓度。
假定静态淀积条件下，F1和F2对应的过程串联进行，令淀积反应剂的流量F=F1=F2，再根据公式（2）和公式（3）可得公式（4）：
Figure 591750DEST_PATH_IMAGE004
公式（4）
公式（4）中，CS为淀积反应剂在硅片表面的粒子浓度，CG为淀积反应剂在主气流区的粒子浓度，kS为淀积反应剂的表面化学反应速率，hG为淀积反应剂的质量传输系数。
由于仿真淀积速率v可以看做淀积反应剂的流量F与淀积反应剂的单位体积薄膜原子数N的比值，再结合公式（4），即可得到本申请实施例提供的公式（1）。
步骤S103，根据预设淀积时长，确定多个淀积时间段，以及每个淀积时间段的时长。
具体地，淀积时长的具体值根据需要进行设置，此处不作具体限定。
淀积时间段的划分数量不作限定，各个淀积时间段的时长可以相同，也可以不同，不作具体限定。
需要说明的是，淀积时间段划分数量越多，计算量越大，计算时间也越长，但是划分数量过少，最终得到的结果的准确性也越低，因此应将淀积时间段的划分数量设置在合适的范围内。
还需要说明的是，每个淀积时间段的初始时刻为前一个相邻的淀积时间段的结束时刻，每个淀积时间段的结束时刻为后一个相邻的淀积时间段的初始时刻。
步骤S104，针对多个淀积时间段中任一目标淀积时间段，执行步骤S1041至步骤S1046，直至得到淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。
步骤S1041，针对目标淀积时间段，获取淀积对象在目标淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构。
其中，如果目标淀积时间段为初始淀积时间段，则初始仿真立体结构为初始立体结构。
具体地，目标淀积时间段初始时刻，即为目标淀积时间段的前一个淀积时间段的结束时刻。
步骤S1042，按照仿真淀积速率，在初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
具体地，淀积剖面指的是淀积对象的所有表面中与淀积反应剂进行接触的表面。
进一步地，图3示例性示出了本申请实施例提供的仿真淀积过程中确定淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构的方法所对应的具体流程示意图，如图3所示，具体包括以下步骤：
步骤S301，对初始仿真立体结构进行网格化处理，得到多个立体网格单元。其中，立体网格单元包括多个网格面。每个网格面都包括多个顶点。
进一步地，如果目标淀积时间段为初始淀积时间段，则对初始仿真立体结构进行网格剖分。如果目标淀积时间段不为初始淀积时间段，则对初始仿真立体结构中的淀积部分进行局部网格重构。其中，淀积部分为初始仿真立体结构与初始立体结构的差异部分。
也就是说，在淀积仿真开始之前，对淀积对象的初始立体结构进行网格剖分，此时得到的网格质量较高；在淀积过程中的每个淀积时间段，由于衬底结构之外、淀积材料淀积的部分几何形状会发生巨大改变，因此网格的质量会大大降低，为了更准确进行下一个淀积时间段的仿真，需要对淀积过程中每个淀积时间段的初始时刻对淀积部分进行局部网格重构，以重新建立质量较高的网格。
可以利用网格生成技术对初始仿真立体结构进行网格化处理，比如网格生成器，具体不作限定。
优选地，立体网格单元的形状为四面体形状，每个网格面的形状为三角形，每个网格面包括三个顶点。
如此，采用上述网格剖分的方式，将淀积对象的复杂结构进行网格化，可以准确地描述淀积对象的结构形状，将淀积对象结构连续的几何问题转化为离散的数学问题，即将淀积对象结构分解为离散的节点，通过计算节点的分布情况来描述淀积对象淀积剖面的结构变化，有利于解决非线性结构变化的问题。此外，淀积过程中，由于淀积过程中淀积对象内部并没有发生器件结构的变化，因此无需对内部进行网格重构，仅需对在淀积过程中对淀积对象的淀积部分进行网格重构，更能表述淀积对象在淀积过程中器件的结构变化。
步骤S302，从所有网格面中，获取位于初始仿真立体结构的淀积剖面上的表面网格面。
图4示例性示出了本申请实施例提供的初始仿真立体结构的淀积剖面上表面网格面的结构示意图，如图4所示，为初始仿真立体结构的部分淀积剖面，其中所示出的所有三角形网格面均为表面网格面。
步骤S303，针对所有表面顶点中任一目标顶点，根据每个共享网格面的面法线，确定目标顶点的目标移动方向。
其中，表面顶点为表面网格面对应的顶点，共享网格面为所有表面网格面中包含目标顶点的网格面。面法线即为共享网格面的单位法向量，垂直于共享网格面。
需要说明的是，对于所有立体网格单元包含的所有网格面中，包含目标顶点的网格面有多个，但是本申请实施例提供的共享网格面仅为表面网格面中包含目标顶点的网格面，包含目标顶点的内部网格面并不予以考虑。
具体地，可以通过以下方法确定目标顶点的目标移动方向：
将每个共享网格面的面法线进行矢量求和，得到目标顶点的目标移动方向。
图5示例性示出了本申请实施例提供的确定目标顶点的目标移动方向的方法所对 应的示意图。如图5所示，A为目标顶点，面ABC、面ABD和面ACD均为表面网格面，并且分别为A 的三个共享网格面，面ABC的面法线为
Figure 682066DEST_PATH_IMAGE005
，面ABD的面法线为
Figure 928895DEST_PATH_IMAGE006
，面ACD的面法线为
Figure 446464DEST_PATH_IMAGE007
，则A的 目标移动方向为
Figure 611867DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 505873DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 869858DEST_PATH_IMAGE007
的矢量和所确定的方向。
步骤S304，将目标顶点按照仿真淀积速率沿目标移动方向进行对应时长的移动，得到目标淀积时间段结束时刻的更新目标顶点。
步骤S305，根据所有更新目标顶点，以及所有内部顶点，生成多个更新立体网格单元。
其中，内部顶点为所有网格面对应的顶点中除表面顶点以外的其他顶点。
需要说明的是，所有目标顶点构成目标淀积时间段初始时刻初始仿真立体结构的淀积剖面，所有更新目标顶点构成了目标淀积时间段结束时刻待处理立体结构的淀积剖面，所有更新目标顶点以及所有内部顶点构成了多个更新立体网格单元。
具体地，针对目标淀积时间段初始时刻的淀积剖面，在目标淀积时间段内的淀积 方向
Figure 496012DEST_PATH_IMAGE008
可以通过公式（5）表示：
Figure 211027DEST_PATH_IMAGE009
公式（5）
公式（5）中，
Figure 643145DEST_PATH_IMAGE008
为目标淀积时间段初始时刻初始仿真立体结构的淀积剖面在目标淀 积时间段内的淀积方向，
Figure 799320DEST_PATH_IMAGE010
为第l个目标顶点的速度矢量，
Figure 924271DEST_PATH_IMAGE010
的值为公式（1）中得到的仿真 淀积速率，
Figure 598353DEST_PATH_IMAGE010
的方向为步骤S303中确定的第l个目标顶点的目标移动方向；l为大于或等于1 且小于或等于X的整数，X为目标淀积时间段初始时刻初始仿真立体结构的淀积剖面上目标 顶点的数量。
可以通过公式（6）来表示目标淀积时间段结束时刻待处理立体结构的淀积剖面：
Figure 37425DEST_PATH_IMAGE011
公式（6）
公式（6）中，
Figure 110423DEST_PATH_IMAGE012
为目标淀积时间段结束时刻待处理立体结构的淀积剖面，
Figure 406275DEST_PATH_IMAGE013
为目标淀积时间段的前一个淀积时间段结束时刻仿真立体结构的淀积剖面，也 就是目标淀积时间段初始时刻初始仿真立体结构的淀积剖面，ti为目标淀积时间段的时 长，f为生长阶段的算子，表示网格移动运算。
步骤S306，根据所有更新立体网格单元，生成淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
具体地，所有更新立体网格单元构成淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
步骤S1043，利用预设的高斯函数对待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，得到淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。
进一步地，可以通过以下方式利用预设的高斯函数对待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理：
将预设的高斯函数与待处理立体结构中的淀积剖面进行卷积运算。
具体可以通过公式（7）来表示高斯函数与待处理立体结构中的淀积剖面进行卷积运算的过程：
Figure 564724DEST_PATH_IMAGE014
公式（7）
公式（7）中，
Figure 541908DEST_PATH_IMAGE012
为目标淀积时间段结束时刻待处理立体结构的淀积剖面，G (axis)为高斯函数，
Figure 469412DEST_PATH_IMAGE015
为目标淀积时间段结束时刻仿真立体结构的淀积剖面。
更进一步地，公式（7）中的高斯函数可以通过公式（8）表示：
Figure 936166DEST_PATH_IMAGE016
公式（8）
公式（8）中，G(x，y)为高斯函数，x、y分别为空间任一点的横坐标和纵坐标，σ为方差。
如此，采用上述利用高斯函数对淀积剖面进行平滑处理的方式，可以准确地反映淀积回流后得到的平滑的淀积剖面，将无法用简单线性函数描述的淀积回流过程予以准确描述，使得整个淀积仿真过程的仿真精确度较高。
为了更加清楚地说明目标淀积时间段中淀积对象的仿真立体结构的变化，图6示 例性示出了本申请实施例提供的淀积工艺仿真过程中淀积对象在目标淀积时间段内的轮 廓结构示意图。如图6所示，是从二维的角度出发，以二维剖面来展示淀积对象的结构变化， 其中，淀积剖面是以轮廓的形式进行体现的。图6中，淀积对象的初始立体结构为衬底，淀积 对象在目标淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构的淀积剖面为Si-1，经过目标淀积时 间段对应时长的各个表面顶点的移动后，得到的淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待 处理立体结构的淀积剖面为
Figure 785173DEST_PATH_IMAGE017
，对
Figure 76698DEST_PATH_IMAGE017
进行高斯平滑处理后，得到淀积对象在目标淀积时间段 结束时刻的仿真立体结构的淀积剖面Si。
步骤S1044，判断目标淀积时间段是否为淀积时长中最后一个淀积时间段，如果不是，则执行步骤S1045，如果是，则执行步骤S1046。
步骤S1045，将目标淀积时间段的下一个淀积时间段确定为目标淀积时间段，并返回执行步骤S1041。
步骤S1046，结束淀积对象的淀积仿真过程。
如此，通过上述以迭代的方式确定淀积对象在各个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构，准确性较高，更为贴近真实的淀积剖面形状。
采用本申请实施例提供的一种淀积工艺的仿真方法，根据淀积反应剂的淀积参数确定仿真淀积速率，并将淀积时长划分为多个淀积时间段，按照该仿真淀积速率，在每个淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积后，得到每个淀积时间段结束时刻的待处理立体结构，利用预设的高斯函数对该待处理立体结构的淀积剖面进行平滑处理后，得到每个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构，如此不断迭代，直至得到淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。整个方法可以在电子设备上对淀积对象的整个淀积过程淀积剖面的变化进行仿真，可重复性较高，而且还考虑到淀积过程结束之后淀积回流对淀积对象结构的影响，因此整个方法的仿真精确度较高。
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7示例性示出了本申请实施例提供的一种淀积工艺的仿真装置的结构示意图。如图7所示，该装置具有实现上述淀积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：初始立体结构获取模块701、仿真淀积速率确定模块702、淀积时间段确定模块703和淀积仿真模块704，其中：
初始立体结构获取模块701，用于获取淀积对象的初始立体结构。
仿真淀积速率确定模块702，用于根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率。
淀积时间段确定模块703，用于根据预设淀积时长，确定多个淀积时间段，以及每个淀积时间段的时长。
淀积仿真模块704，用于针对多个淀积时间段中任一目标淀积时间段，执行淀积仿真步骤，直至得到淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。
淀积仿真模块704包括初始仿真立体结构获取子模块7041、淀积仿真子模块7042和仿真立体结构确定子模块7043，其中：
初始仿真立体结构获取子模块7041，用于获取淀积对象在目标淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构，其中，如果目标淀积时间段为初始淀积时间段，则初始仿真立体结构为初始立体结构。
淀积仿真子模块7042，用于按照仿真淀积速率，在初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
仿真立体结构确定子模块7043，用于利用预设的高斯函数对待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，得到淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。
在一种可实现方式中，淀积仿真子模块7042包括：
立体网格单元确定单元，用于对初始仿真立体结构进行网格化处理，得到多个立体网格单元，立体网格单元包括多个网格面。
表面网格面获取单元，用于从所有网格面中，获取位于初始仿真立体结构的淀积剖面上的表面网格面。
目标移动方向确定单元，用于针对所有表面顶点中任一目标顶点，根据每个共享网格面的面法线，确定目标顶点的目标移动方向，表面顶点为表面网格面对应的顶点，共享网格面为所有表面网格面中包含目标顶点的网格面。
更新目标顶点确定单元，用于将目标顶点按照仿真淀积速率沿目标移动方向进行对应时长的移动，得到目标淀积时间段结束时刻的更新目标顶点。
更新立体网格单元生成单元，用于根据所有更新目标顶点，以及所有内部顶点，生成多个更新立体网格单元，内部顶点为所有网格面对应的顶点中除表面顶点以外的其他顶点。
待处理立体结构生成单元，用于根据所有更新立体网格单元，生成淀积对象在目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
在一种可实现方式中，立体网格单元确定单元包括：
网格剖分子单元，用于如果目标淀积时间段为初始淀积时间段，则对初始仿真立体结构进行网格剖分。
局部网格重构子单元，用于如果目标淀积时间段不为初始淀积时间段，则对初始仿真立体结构中的淀积部分进行局部网格重构，淀积部分为初始仿真立体结构与初始立体结构的差异部分。
在一种可实现方式中，目标移动方向确定单元包括：
目标移动方向确定子单元，用于将每个共享网格面的面法线进行矢量求和，得到目标顶点的目标移动方向。
在一种可实现方式中，仿真立体结构确定子模块7043包括：
卷积运算单元，用于将预设的高斯函数与待处理立体结构中的淀积剖面进行卷积运算。
在一种可实现方式中，淀积反应剂的淀积参数包括淀积反应剂的表面化学反应速率、淀积反应剂的初始反应粒子浓度、淀积反应剂的质量传输系数和淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
在一种可实现方式中，仿真淀积速率确定模块702包括：
仿真淀积速率确定子模块，用于通过以下公式确定仿真淀积速率：
Figure 389867DEST_PATH_IMAGE001
其中，v为仿真淀积速率，ks为淀积反应剂的表面化学反应速率，hG为淀积反应剂的质量传输系数，CG为淀积反应剂的初始反应粒子浓度，N为淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
为了更加清楚地说明本申请实施例提供的淀积工艺的仿真装置，图8示例性示出了利用本申请实施例提供的淀积工艺的仿真装置进行淀积仿真的界面展示示意图，如图8所示，假设目标淀积时间段为t0时刻~t1时刻，A为淀积对象在t0时刻的初始仿真立体结构示意图，B为经过目标淀积时间段的淀积后，淀积对象在t1时刻的待处理立体结构示意图，C为对t1时刻的待处理立体结构进行淀积回流仿真后得到的淀积对象在t1时刻的仿真立体结构。
如此，本申请实施例提供的一种淀积工艺的仿真装置，根据淀积反应剂的淀积参数确定仿真淀积速率，并将淀积时长划分为多个淀积时间段，按照该仿真淀积速率，在每个淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积后，得到每个淀积时间段结束时刻的待处理立体结构，利用预设的高斯函数对该待处理立体结构的淀积剖面进行平滑处理后，得到每个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构，如此不断迭代，直至得到淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构。整个装置可以在电子设备上对淀积对象的整个淀积过程淀积剖面的变化进行仿真和展示，可重复性较高，而且还考虑到淀积过程结束之后淀积回流对淀积对象结构的影响，因此整个装置的仿真精确度较高。
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 (8)

1.一种淀积工艺的仿真方法，其特征在于，包括：
获取淀积对象的初始立体结构；
根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率；
根据预设淀积时长，确定多个淀积时间段，以及每个淀积时间段的时长；
针对多个淀积时间段中任一目标淀积时间段，执行淀积仿真步骤，直至得到所述淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构；其中，所述淀积仿真步骤包括：
获取所述淀积对象在所述目标淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构，其中，如果所述目标淀积时间段为初始淀积时间段，则所述初始仿真立体结构为所述初始立体结构；
按照所述仿真淀积速率，在所述初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构；
利用预设的高斯函数对所述待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的仿真立体结构；
其中，在所述初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构，包括：
对所述初始仿真立体结构进行网格化处理，得到多个立体网格单元，所述立体网格单元包括多个网格面；
从所有网格面中，获取位于所述初始仿真立体结构的淀积剖面上的表面网格面；
针对所有表面顶点中任一目标顶点，根据每个共享网格面的面法线，确定所述目标顶点的目标移动方向，所述表面顶点为所述表面网格面对应的顶点，所述共享网格面为所有表面网格面中包含所述目标顶点的网格面；
将所述目标顶点按照所述仿真淀积速率沿所述目标移动方向进行对应时长的移动，得到所述目标淀积时间段结束时刻的更新目标顶点；
根据所有更新目标顶点，以及所有内部顶点，生成多个更新立体网格单元，所述内部顶点为所有网格面对应的顶点中除所述表面顶点以外的其他顶点；
根据所有更新立体网格单元，生成所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始仿真立体结构进行网格化处理，包括：
如果所述目标淀积时间段为所述初始淀积时间段，则对所述初始仿真立体结构进行网格剖分；否则，对所述初始仿真立体结构中的淀积部分进行局部网格重构，所述淀积部分为所述初始仿真立体结构与所述初始立体结构的差异部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个共享网格面的面法线，确定所述目标顶点的目标移动方向，包括：
将每个共享网格面的面法线进行矢量求和，得到所述目标顶点的目标移动方向。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用预设的高斯函数对所述待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，包括：
将预设的高斯函数与所述待处理立体结构中的淀积剖面进行卷积运算。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淀积反应剂的淀积参数包括所述淀积反应剂的表面化学反应速率、所述淀积反应剂的初始反应粒子浓度、所述淀积反应剂的质量传输系数和所述淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率，包括：
通过以下公式确定仿真淀积速率：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，v为所述仿真淀积速率，ks为所述淀积反应剂的表面化学反应速率，hG为所述淀积反应剂的质量传输系数，CG为所述淀积反应剂的初始反应粒子浓度，N为所述淀积反应剂的单位体积薄膜原子数。
7.一种淀积工艺的仿真装置，其特征在于，包括：
初始立体结构获取模块，用于获取淀积对象的初始立体结构；
仿真淀积速率确定模块，用于根据预设的淀积反应剂的淀积参数，确定仿真淀积速率；
淀积时间段确定模块，用于根据预设淀积时长，确定多个淀积时间段，以及每个淀积时间段的时长；
淀积仿真模块，用于针对多个淀积时间段中任一目标淀积时间段，执行淀积仿真步骤，直至得到所述淀积对象在最后一个淀积时间段结束时刻的仿真立体结构；其中，所述淀积仿真模块包括：
初始仿真立体结构获取子模块，用于获取所述淀积对象在所述目标淀积时间段初始时刻的初始仿真立体结构，其中，如果所述目标淀积时间段为初始淀积时间段，则所述初始仿真立体结构为所述初始立体结构；
淀积仿真子模块，用于按照所述仿真淀积速率，在所述初始仿真立体结构的淀积剖面上进行对应时长的仿真淀积，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构；
仿真立体结构确定子模块，用于利用预设的高斯函数对所述待处理立体结构中的淀积剖面进行平滑处理，得到所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的仿真立体结构；
其中，所述淀积仿真子模块包括：
立体网格单元确定单元，用于对所述初始仿真立体结构进行网格化处理，得到多个立体网格单元，所述立体网格单元包括多个网格面；
表面网格面获取单元，用于从所有网格面中，获取位于所述初始仿真立体结构的淀积剖面上的表面网格面；
目标移动方向确定单元，用于针对所有表面顶点中任一目标顶点，根据每个共享网格面的面法线，确定所述目标顶点的目标移动方向，所述表面顶点为所述表面网格面对应的顶点，所述共享网格面为所有表面网格面中包含所述目标顶点的网格面；
更新目标顶点确定单元，用于将所述目标顶点按照所述仿真淀积速率沿所述目标移动方向进行对应时长的移动，得到所述目标淀积时间段结束时刻的更新目标顶点；
更新立体网格单元生成单元，用于根据所有更新目标顶点，以及所有内部顶点，生成多个更新立体网格单元，所述内部顶点为所有网格面对应的顶点中除所述表面顶点以外的其他顶点；
待处理立体结构生成单元，用于根据所有更新立体网格单元，生成所述淀积对象在所述目标淀积时间段结束时刻的待处理立体结构。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述仿真立体结构确定子模块包括：
卷积运算单元，用于将预设的高斯函数与所述待处理立体结构中的淀积剖面进行卷积运算。
CN202110927132.9A 2021-08-13 2021-08-13 一种淀积工艺的仿真方法及装置 Active CN113378444B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110927132.9A CN113378444B (zh) 2021-08-13 2021-08-13 一种淀积工艺的仿真方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110927132.9A CN113378444B (zh) 2021-08-13 2021-08-13 一种淀积工艺的仿真方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113378444A CN113378444A (zh) 2021-09-10
CN113378444B true CN113378444B (zh) 2021-11-05

Family

ID=77577078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110927132.9A Active CN113378444B (zh) 2021-08-13 2021-08-13 一种淀积工艺的仿真方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113378444B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1702824A (zh) * 2004-05-25 2005-11-30 富士通株式会社 形貌仿真系统、形貌仿真方法以及计算机产品
CN105426648A (zh) * 2016-01-26 2016-03-23 中国科学院微电子研究所 一种可制造性设计仿真器设计方法及系统
CN107885892A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 中国科学院微电子研究所 一种cmp工艺仿真方法和系统
CN108875107A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 中国科学院微电子研究所 一种FinFET器件浅沟道隔离的平坦化仿真方法及系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4745035B2 (ja) * 2005-11-24 2011-08-10 株式会社東芝 シミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーション方法
JP5036450B2 (ja) * 2007-08-16 2012-09-26 株式会社東芝 シミュレーション方法およびシミュレーションプログラム
JP5732843B2 (ja) * 2010-12-21 2015-06-10 ソニー株式会社 シミュレータ、加工装置、ダメージ評価方法、及び、ダメージ評価プログラム
JP5685762B2 (ja) * 2011-03-07 2015-03-18 みずほ情報総研株式会社 プラズマ加工形状シミュレーション装置及びプログラム
US8965745B2 (en) * 2011-04-14 2015-02-24 Schlumberger Technology Corporation Grid from depositional space
JP6065612B2 (ja) * 2012-06-28 2017-01-25 ソニー株式会社 シミュレーション方法、シミュレーションプログラム、加工装置およびシミュレータ
CN106156384B (zh) * 2015-04-03 2019-03-26 中国科学院微电子研究所 一种沟槽淀积表面形貌仿真的方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1702824A (zh) * 2004-05-25 2005-11-30 富士通株式会社 形貌仿真系统、形貌仿真方法以及计算机产品
CN105426648A (zh) * 2016-01-26 2016-03-23 中国科学院微电子研究所 一种可制造性设计仿真器设计方法及系统
CN107885892A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 中国科学院微电子研究所 一种cmp工艺仿真方法和系统
CN108875107A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 中国科学院微电子研究所 一种FinFET器件浅沟道隔离的平坦化仿真方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113378444A (zh) 2021-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6173889B2 (ja) シミュレーション方法、シミュレーションプログラム、加工制御システム、シミュレータ、プロセス設計方法およびマスク設計方法
US20140005990A1 (en) Simulation method, simulation program, processing unit, and simulator
CN108121150B (zh) 掩模建模方法
KR20150060524A (ko) 시뮬레이션 방법, 시뮬레이션 프로그램, 가공 장치, 시뮬레이터 및 설계 방법
US5926402A (en) Simulation method with respect to trace object that event occurs in proportion to probability and computer program product for causing computer system to perform the simulation
JP2008198380A (ja) 電荷軌道計算方法及び電荷軌道計算システム
CN103809462A (zh) 模拟方法及程序、模拟器、加工设备和制造半导体装置的方法
CN113378444B (zh) 一种淀积工艺的仿真方法及装置
Hsiau et al. Robust, stable, and accurate boundary movement for physical etching and deposition simulation
US5717612A (en) Post-exposure bake simulator for chemically amplified photoresists
Yun et al. Microscopic and data-driven modeling and operation of thermal atomic layer etching of aluminum oxide thin films
JP7138569B2 (ja) 半導体ダイのオフセット補償ばらつき
JPH04133326A (ja) 形状シミュレーション方法
TW200925793A (en) Method for feature prediction, method for manufacturing photomask, method for manufacturing electronic component, and program for feature prediction
Miyano et al. Multiscale modeling for SiO2 atomic layer deposition for high-aspect-ratio hole patterns
Radjenović et al. 3D Etching profile evolution simulations: Time dependence analysis of the profile charging during SiO2 etching in plasma
Yun First-Principles and Multiscale Modeling for Design and Operation of Atomic Layer Processing
US9885960B2 (en) Pattern shape adjustment method, pattern shape adjustment system, exposure apparatus, and recording medium
JPH04324657A (ja) 希薄気体の粒子運動シミュレーション方法
CN117452779B (zh) 一种计算光刻非线性系统的建模、标定方法和装置
JPH10261562A (ja) 荷電粒子ビーム描画用の近接効果補正装置
JP2000178729A (ja) スパッター粒子軌道のシミュレーション方法
Bang et al. Three dimensional PVD virtual reactor for VLSI metallization
Lin et al. A Simulation of Noble Gas in Reaction Chamber Based on Direct Simulation Monte Carlo
JP2004241787A (ja) 変化予測方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant