CN116432476A - 方块电阻模型的建模方法 - Google Patents

方块电阻模型的建模方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116432476A
CN116432476A CN202310686065.5A CN202310686065A CN116432476A CN 116432476 A CN116432476 A CN 116432476A CN 202310686065 A CN202310686065 A CN 202310686065A CN 116432476 A CN116432476 A CN 116432476A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
barrier layer
resistivity
sample
line
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.)
Granted
Application number
CN202310686065.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116432476B (zh
Inventor
宋聪强
吕正良
李毅
张劲
王飘飘
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.)
Nexchip Semiconductor Corp
Original Assignee
Nexchip Semiconductor Corp
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 Nexchip Semiconductor Corp filed Critical Nexchip Semiconductor Corp
Priority to CN202310686065.5A priority Critical patent/CN116432476B/zh
Publication of CN116432476A publication Critical patent/CN116432476A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116432476B publication Critical patent/CN116432476B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明提供一种方块电阻模型的建模方法。所述方块电阻模型的建模方法包括:建立金属线方块电阻的初始模型,该初始模型与金属线的电阻率相关;获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式;将该特征关系式代入初始模型中,获得金属线的方块电阻模型。如此获得的方块电阻模型能够模拟金属线的散射效应,可以提高金属线方块电阻的模拟精度,尤其是提高小线宽金属线的方块电阻的模拟精度,为各尺寸金属线的电阻目标值制定提供较好的参考。

Description

方块电阻模型的建模方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种方块电阻模型的建模方法。
背景技术
随着超大规模集成电路技术的不断发展,金属互连的多层布线和各特征尺寸的逐渐减小,金属线的线宽也在不断减少。以铜材质的金属线为例,由于散射(scattering)效应,铜的电阻率会不断上升导致金属线的方块电阻Rs不断增加。
目前,本领域通常使用Raphael模拟软件来模拟金属线的方块电阻。但是Raphael模拟软件无法模拟散射效应,不能够很好的模拟金属线的方块电阻,且对于线宽较小的金属线的方块电阻,使用Raphael模拟软件模拟出的方块电阻的误差较大。
发明内容
本发明提供一种方块电阻模型的建模方法,获得的方块电阻模型能够解决Raphael模拟软件无法模拟散射效应的缺陷,提高模型模拟金属线方块电阻的模拟精度。
为了实现上述目的,本发明提供一种方块电阻模型的建模方法。所述方块电阻模型的建模方法包括:建立金属线方块电阻的初始模型,所述初始模型与金属线的电阻率相关;获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式;将所述特征关系式代入所述初始模型中,获得金属线的方块电阻模型。
可选的,所述初始模型还与金属线的截面特征尺寸相关。
可选的,所述获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式的方法包括:获取多条样品金属线的实际截面特征尺寸数据,所述多条样品金属线中,部分数量的样品金属线的线宽与其余样品金属线的线宽不同;获取所述多条样品金属线的实际方块电阻;将所述实际方块电阻和对应的所述实际截面特征尺寸数据带入所述初始模型,计算获得多个所述样品金属线的实际电阻率,每个所述实际电阻率对应一所述样品金属线的线宽;以及对多个所述实际电阻率以及对应的线宽进行数据拟合,获得金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式。
可选的,所述获取多条样品金属线的实际截面特征尺寸数据的方法包括:使用透射电子显微镜拍摄所述样品金属线的截面轮廓获得图像,并量测所述图像获得所述样品金属线的实际截面特征尺寸数据。
可选的,所述获取所述多条样品金属线的实际方块电阻的方法包括:测试获得所述样品金属线的实际电阻值;以及基于所述样品金属线的实际电阻值、长度和线宽计算出所述样品金属线的实际方块电阻。
可选的,所述样品金属线包括金属条以及包裹所述金属条的侧壁和底面的阻挡层,所述样品金属线的实际截面特征尺寸数据包括:所述样品金属线的顶面宽度、所述样品金属线的高度、所述样品金属线侧壁的倾斜角、所述金属条侧壁上每个所述阻挡层的厚度、以及所述金属条底部下每个所述阻挡层的厚度。
可选的,所述样品金属线的线宽基于所述样品金属线的实际截面特征尺寸计算获得;所述样品金属线的线宽为所述样品金属线1/2高度处的宽度。
可选的,所述金属线包括金属条以及包裹所述金属条的侧壁和底面的阻挡层,所述初始模型与所述金属条的电阻率和所述阻挡层的电阻率相关;所述获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式的步骤中,获取所述金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式;所述将所述特征关系式代入所述初始模型中的步骤中,使用所述金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式替换所述初始模型中的金属条的电阻率。
可选的,所述阻挡层包括包裹所述金属条的第一阻挡层、包裹所述第一阻挡层的第二阻挡层、以及包裹所述第二阻挡层的第三阻挡层;所述初始模型的表达式为:Rs=(WD-D2cotθ)/[(2aH/ρ3+2bH/ρ2+2cH/ρ1+(L1H-H2cotθ)/ρ0)+(2aC/ρ3+2bC/ρ2+(CL2-C2cotθ)/ρ1)+(2aB/ρ3+(BL3-B2cotθ)/ρ2)+(AL4-A2cotθ)/ρ3]/D;其中,Rs为金属线的方块电阻,W为金属线的顶面宽度,D为金属线的高度,θ为金属线侧壁的倾斜角,a为金属条侧壁的第三阻挡层的厚度,b为金属条侧壁的第二阻挡层的厚度,c为金属条侧壁的第一阻挡层的厚度,A为金属条底部的第三阻挡层的厚度,B为金属条底部的第二阻挡层的厚度,C为金属条底部的第一阻挡层的厚度,ρ0为金属条的电阻率,ρ1为第一阻挡层的电阻率,ρ2为第二阻挡层的电阻率,ρ3为第三阻挡层的电阻率,L1=W-2(a+b+c),L2=W-2Hcotθ-2a-2b,L3=L2-2Ccotθ+2b,L4=W-2(D-A)cotθ,H=D-A-B-C。
可选的,所述金属条的材料包括铜,所述第一阻挡层的材料包括铜和锰,所述第二阻挡层的材料包括钽,所述第三阻挡层的材料包括氮化钽。
可选的,所述金属条的电阻率ρ0随线宽变化的特征关系式为:ρ0=6.7388e-0.019Wm,其中,Wm为金属线1/2高度处的宽度。
本发明提供的方块电阻模型的建模方法中,首先建立金属线方块电阻的初始模型,该初始模型与金属线的电阻率相关,然后获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式,之后将该特征关系式代入初始模型中,获得金属线的方块电阻模型,如此获得的方块电阻模型能够模拟金属线的散射效应,可以提高金属线方块电阻的模拟精度,尤其是提高小线宽金属线的方块电阻的模拟精度,为各尺寸金属线的电阻目标值制定提供较好的参考。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的方块电阻模型的建模方法的流程图。
图2为本发明一实施例提供的金属线的截面示意图。
图3为本发明一实施例提供的金属线中金属条的电阻率随线宽变化的拟合曲线。
图4为本发明一实施例提供的金属线中金属条的电阻率随线宽变化的拟合曲线。
附图标记说明:11-金属条;12-阻挡层;121-第一阻挡层;122-第二阻挡层;123-第三阻挡层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面的说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
为了解决Raphael模拟软件无法模拟散射效应的缺陷,提高金属线方块电阻的模拟精度,本实施例提供一种方块电阻模型的建模方法。图1为本发明一实施例提供的方块电阻模型的建模方法的流程图。如图1所示,本实施例提供的方块电阻模型的建模方法包括:
S1,建立金属线方块电阻的初始模型,初始模型与金属线的电阻率相关;
S2,获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式;以及
S3,将该特征关系式代入初始模型中,获得金属线的方块电阻模型。
应该理解的是,虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本实施例中,金属线可以包括金属条以及包裹金属条的侧壁和底面的阻挡层。
图2为本发明一实施例提供的金属线的截面示意图。示例性的,如图2所示,金属线包括金属条11和包裹金属条11的侧壁和底面的阻挡层12,阻挡层12可以包括包裹金属条11的第一阻挡层121、包裹第一阻挡层121的第二阻挡层122、以及包裹第二阻挡层122的第三阻挡层123。需要说明的是,图2中阻挡层12的子层数为3层,但在其它实施例中,阻挡层12的子层数可以小于3层,也可以大于三层。
示例性的,形成金属线的方法可以包括:在半导体基底上形成层间介电层;在层间介电层中形成沟槽;在沟槽内形成第三阻挡层123,第三阻挡层123保形地覆盖沟槽的底面和侧壁,第三阻挡层123在沟槽内限定出第一内沟槽;在第三阻挡层123上形成第二阻挡层122,第二阻挡层122覆盖第一内沟槽的底面和侧壁,且第二阻挡层122在第一内沟槽内限定出第二内沟槽;在第二阻挡层122上形成第一阻挡层121,第一阻挡层121覆盖第二内沟槽的底面和侧壁,且第一阻挡层121在第二内沟槽内限定出第三内沟槽;在第三内沟槽内填充金属材料形成金属条11。
本实施例中,金属条11的材料包括铜(Cu);第一阻挡层121的材料包括铜(Cu)和锰(Mn),即第一阻挡层121的材料可以为锰铜合金(CuMn);第二阻挡层122的材料包括钽(Ta);第三阻挡层123的材料包括氮化钽(TaN)。但是,金属条11、第一阻挡层121、第二阻挡层122和第三阻挡层123的材料不限于此,可以根据实际情况选择。
参考图2所示,本实施例中,金属线的截面形状为倒梯形,但不限于此。金属线的截面形状还可以为矩形等。
本实施例中,步骤S1中,通过微积分的方式建立金属线方块电阻的初始模型,该初始模型与金属线的电阻率相关,该初始模型还与金属线的截面特征尺寸相关。其中,金属线的电阻率包括金属条的电阻率以及每个阻挡层的电阻率;参考图2所示,金属线的截面特征尺寸可以包括:金属线的顶面宽度W、金属线的高度D、金属线侧壁的倾斜角θ、金属条11的高度、金属条11侧壁上每个阻挡层的厚度、以及金属条11底部下每个阻挡层的厚度。
示例性的,初始模型的表达式为:Rs=(WD-D2cotθ)/[(2aH/ρ3+2bH/ρ2+2cH/ρ1+(L1H-H2cotθ)/ρ0)+(2aC/ρ3+2bC/ρ2+(CL2-C2cotθ)/ρ1)+(2aB/ρ3+(BL3-B2cotθ)/ρ2)+(AL4-A2cotθ)/ρ3]/D;其中,Rs为金属线的方块电阻,参考图2所示,W为金属线的顶面宽度,D为金属线的高度,θ为金属线侧壁的倾斜角,a为金属条侧壁的第三阻挡层的厚度,b为金属条侧壁的第二阻挡层的厚度,c为金属条侧壁的第一阻挡层的厚度,A为金属条底部的第三阻挡层的厚度,B为金属条底部的第二阻挡层的厚度,C为金属条底部的第一阻挡层的厚度,ρ0为金属条的电阻率,ρ1为第一阻挡层的电阻率,ρ2为第二阻挡层的电阻率,ρ3为第三阻挡层的电阻率,L1=W-2(a+b+c),L2=W-2Hcotθ-2a-2b,L3=L2-2Ccotθ+2b,L4=W-2(D-A)cotθ,H=D-A-B-C,即H为金属条的高度。
在建立初始模型后,接着,执行步骤S2,获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式。
具体的,获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式的方法可以包括:获取多条样品金属线的实际截面特征尺寸数据,多条样品金属线中,部分数量的样品金属线的线宽与其余样品金属线的线宽不同;获取多条样品金属线的实际方块电阻;将所述实际方块电阻和对应的所述实际截面特征尺寸数据带入初始模型,计算获得多个样品金属线的实际电阻率,每个实际电阻率对应一样品金属线的线宽;对多个实际电阻率以及对应的线宽进行数据拟合,获得金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式。
需要说明的是,由于金属线中金属条的电阻率受散射效应的影响较大,或者说金属条的电阻率随金属线的线宽的缩小而变化的变化量大,本实施例以获取金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式为例对获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式的方法进行说明,但不限于此。
透射电子显微镜(Transmission electron microscope,简称TEM)具有较高的分辨率,本实施例中,使用透射电子显微镜拍摄样品金属线的截面轮廓获得图像,并量测图像获得样品金属线的实际截面特征尺寸数据,如此获得的样品金属线的实际截面特征尺寸数据的精度较高,有利于提高建模精度。在其它实施例中,还可以使用其它工具获得样品金属线的实际截面特征尺寸数据。
需要说明的是,在使用透射电子显微镜拍摄样品金属线的截面轮廓获得图像之前,可以先测量样品金属线的实际电阻,再对样品金属线进行切片制样获得透射电子显微镜拍摄的样品。
本实施例中,样品金属线的结构与初始模型所要模拟的金属线的结构相同。具体的,参考图2所示,样品金属线同样包括金属条11以及包裹金属条11的侧壁和底面的阻挡层12,示例性的,阻挡层12可以包括依次包裹金属条11侧壁和底面的第一阻挡层121、第二阻挡层122和第三阻挡层123。
量测获得的样品金属线的实际截面特征尺寸数据可以包括:样品金属线的顶面宽度、样品金属线的高度、样品金属线侧壁的倾斜角、样品金属线中金属条侧壁上每个阻挡层的厚度、以及样品金属线中金属条底部下每个阻挡层的厚度。
在量测获得多条样品金属线的实际截面特征尺寸数据之后,可以根据样品金属线的实际截面特征尺寸数据计算样品金属线的线宽。本实施例中,样品金属线的线宽可以基于样品金属线的实际截面特征尺寸计算获得,例如可以根据样品金属线的实际顶面宽度、样品金属线的实际高度以及样品金属线侧壁的实际倾斜度计算获得样品金属线的线宽,样品金属线的线宽可以为样品金属线1/2高度处的宽度,即样品金属线的半高宽。
在获得样品金属线的线宽之后,可以基于样品金属线的实际电阻值、长度和线宽计算出样品金属线的实际方块电阻。
接着,将样品金属线的实际方块电阻和对应样品金属线的实际截面特征尺寸数据带入初始模型,反向计算获得多个样品金属线中金属条的实际电阻率,且每个金属条的实际电阻率与对应的样品金属线的线宽为一组对应的数据。需要说明的是,在计算获得金属条的实际电阻率的过程中,初始模型中的W、D、θ、a、b、c、A、B、C均为样品金属线的实际截面特征尺寸数据;初始模型中的ρ1、ρ2、ρ3分别为第一阻挡层、第二阻挡层、第三阻挡层的理论电阻率。
表一
Figure SMS_1
表一为样品金属线的实际方块电阻和样品金属线中金属条的实际电阻率的数据表。如表一所示,计算出的金属条的实际电阻率在2.60µΩcm~2.87µΩcm的范围内,而铜的理论电阻率为1.72µΩcm,因此证实,在金属线的线宽较小的情况下,金属条的电阻率与理论电阻率的差别较大,使用初始模型模拟金属线的方块电阻与金属线的实际方块电阻的差值百分比(ΔRs)较大,例如ΔRs不小于18%,本实施例的初始模型需要优化。
在获得多个金属条的实际电阻率之后,对多个金属条的实际电阻率以及对应样品金属线的线宽进行数据拟合,获得金属线中金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式。
图3和图4均为本发明一实施例提供的金属线中金属条的电阻率随线宽变化的拟合曲线,其中,图3和图4的线宽范围不同。如图3和图4所示,金属条的电阻率ρ0随线宽Wm变化的特征关系式可以表示为:ρ0=6.7388e-0.019Wm,其中,Wm为金属线1/2高度处的宽度。
执行步骤S3,将特征关系式代入初始模型中,具体的,使用金属条的电阻率ρ0随线宽变化的特征关系式替换初始模型中的金属条的电阻率,获得金属线的方块电阻模型,该方块电阻模型为优化后的方块电阻模型。
金属线的方块电阻模型、即优化后的方块电阻模型的表达式如下:Rs=(WD-D2cotθ)/[(2aH/ρ3+2bH/ρ2+2cH/ρ1+(L1H-H2cotθ)/(6.7388e-0.019Wm))+(2aC/ρ3+2bC/ρ2+(CL2-C2cotθ)/ρ1)+(2aB/ρ3+(BL3-B2cotθ)/ρ2)+(AL4-A2cotθ)/ρ3]/D;其中,Rs为金属线的方块电阻,W为金属线的顶面宽度,D为金属线的高度,θ为金属线侧壁的倾斜角,a为金属条侧壁的第三阻挡层的厚度,b为金属条侧壁的第二阻挡层的厚度,c为金属条侧壁的第一阻挡层的厚度,A为金属条底部的第三阻挡层的厚度,B为金属条底部的第二阻挡层的厚度,C为金属条底部的第一阻挡层的厚度,ρ0为金属条的电阻率,ρ1为第一阻挡层的电阻率,ρ2为第二阻挡层的电阻率,ρ3为第三阻挡层的电阻率,L1=W-2(a+b+c),L2=W-2Hcotθ-2a-2b,L3=L2-2Ccotθ+2b,L4=W-2(D-A)cotθ,H=D-A-B-C。
需要说明的是,在使用该金属线的方块电阻模型进行方块电阻模拟时,方块电阻模型中的参数W、D、θ、a、b、c、A、B和C均为金属线截面特征尺寸的目标值,即均为定值;ρ1、ρ2、ρ3分别为第一阻挡层、第二阻挡层、第三阻挡层的理论电阻率。
需要说明的是,由于金属条的电阻率受散射效应的影响较大,本实施例以获取金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式,以及使用金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式替换初始模型中的金属条的电阻率为例对方块电阻模型的建模方法进行说明,但不限于此。在其它实施例中,若是阻挡层的电阻率受实际情况影响而偏离理论电阻率,也可以对初始模型中阻挡层的电阻率进行优化。
表二为使用本实施例优化获得的方块电阻模型模拟获得的方块电阻和金属线的实际方块电阻的对应数据表。如表二所示,经验证,使用优化后的方块电阻模型模拟获得的方块电阻与金属线的实际方块电阻的差值百分比为0.5%~1.6%,即在2%以内;参考表一所示,使用初始模型模拟获得的方块电阻与金属线的实际方块电阻的差值百分比为18%~25.5%。因此,将金属条的电阻率ρ0随线宽变化的特征关系式代入初始模型中获得的优化后的方块电阻模型的模拟精度显著提高。
表二
Figure SMS_2
本实施例提供的方块电阻模型的建模方法中,首先建立金属线方块电阻的初始模型,该初始模型与金属线的电阻率相关,然后获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式,之后将该特征关系式代入初始模型中,获得金属线的方块电阻模型,如此获得的方块电阻模型能够模拟金属线的散射效应,可以提高金属线方块电阻的模拟精度,尤其是提高小线宽金属线的方块电阻的模拟精度,为各尺寸金属线的电阻目标值制定提供较好的参考。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明权利范围的任何限定,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,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作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.一种方块电阻模型的建模方法,其特征在于,包括:
建立金属线方块电阻的初始模型,所述初始模型与金属线的电阻率相关;
获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式;以及
将所述特征关系式代入所述初始模型中,获得金属线的方块电阻模型。
2.如权利要求1所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述初始模型还与金属线的截面特征尺寸相关。
3.如权利要求2所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式的方法包括:
获取多条样品金属线的实际截面特征尺寸数据,所述多条样品金属线中,部分数量的样品金属线的线宽与其余样品金属线的线宽不同;
获取所述多条样品金属线的实际方块电阻;
将所述实际方块电阻和对应的所述实际截面特征尺寸数据带入所述初始模型,计算获得多个所述样品金属线的实际电阻率,每个所述实际电阻率对应一所述样品金属线的线宽;以及
对多个所述实际电阻率以及对应的线宽进行数据拟合,获得金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式。
4.如权利要求3所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述获取多条样品金属线的实际截面特征尺寸数据的方法包括:
使用透射电子显微镜拍摄所述样品金属线的截面轮廓获得图像,并量测所述图像获得所述样品金属线的实际截面特征尺寸数据。
5.如权利要求3所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述获取所述多条样品金属线的实际方块电阻的方法包括:
测试获得所述样品金属线的实际电阻值;以及
基于所述样品金属线的实际电阻值、长度和线宽计算出所述样品金属线的实际方块电阻。
6.如权利要求3所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述样品金属线包括金属条以及包裹所述金属条的侧壁和底面的阻挡层,所述样品金属线的实际截面特征尺寸数据包括:所述样品金属线的顶面宽度、所述样品金属线的高度、所述样品金属线侧壁的倾斜角、所述金属条侧壁上每个所述阻挡层的厚度、以及所述金属条底部下每个所述阻挡层的厚度。
7.如权利要求3所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述样品金属线的线宽基于所述样品金属线的实际截面特征尺寸计算获得;所述样品金属线的线宽为所述样品金属线1/2高度处的宽度。
8.如权利要求1所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述金属线包括金属条以及包裹所述金属条的侧壁和底面的阻挡层,所述初始模型与所述金属条的电阻率和所述阻挡层的电阻率相关;所述获取金属线的电阻率随线宽变化的特征关系式的步骤中,获取所述金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式;所述将所述特征关系式代入所述初始模型中的步骤中,使用所述金属条的电阻率随线宽变化的特征关系式替换所述初始模型中的金属条的电阻率。
9.如权利要求8所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述阻挡层包括包裹所述金属条的第一阻挡层、包裹所述第一阻挡层的第二阻挡层、以及包裹所述第二阻挡层的第三阻挡层;所述初始模型的表达式为:
Rs=(WD-D2cotθ)/[(2aH/ρ3+2bH/ρ2+2cH/ρ1+(L1H-H2cotθ)/ρ0)+(2aC/ρ3+2bC/ρ2+(CL2-C2cotθ)/ρ1)+(2aB/ρ3+(BL3-B2cotθ)/ρ2)+(AL4-A2cotθ)/ρ3]/D;其中,Rs为金属线的方块电阻,W为金属线的顶面宽度,D为金属线的高度,θ为金属线侧壁的倾斜角,a为金属条侧壁的第三阻挡层的厚度,b为金属条侧壁的第二阻挡层的厚度,c为金属条侧壁的第一阻挡层的厚度,A为金属条底部的第三阻挡层的厚度,B为金属条底部的第二阻挡层的厚度,C为金属条底部的第一阻挡层的厚度,ρ0为金属条的电阻率,ρ1为第一阻挡层的电阻率,ρ2为第二阻挡层的电阻率,ρ3为第三阻挡层的电阻率,L1=W-2(a+b+c),L2=W-2Hcotθ-2a-2b,L3=L2-2Ccotθ+2b,L4=W-2(D-A)cotθ,H=D-A-B-C。
10.如权利要求9所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述金属条的材料包括铜,所述第一阻挡层的材料包括铜和锰,所述第二阻挡层的材料包括钽,所述第三阻挡层的材料包括氮化钽。
11.如权利要求10所述的方块电阻模型的建模方法,其特征在于,所述金属条的电阻率ρ0随线宽变化的特征关系式为:ρ0=6.7388e-0.019Wm,其中,Wm为金属线1/2高度处的宽度。
CN202310686065.5A 2023-06-12 2023-06-12 方块电阻模型的建模方法 Active CN116432476B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310686065.5A CN116432476B (zh) 2023-06-12 2023-06-12 方块电阻模型的建模方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310686065.5A CN116432476B (zh) 2023-06-12 2023-06-12 方块电阻模型的建模方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116432476A true CN116432476A (zh) 2023-07-14
CN116432476B CN116432476B (zh) 2023-09-01

Family

ID=87085828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310686065.5A Active CN116432476B (zh) 2023-06-12 2023-06-12 方块电阻模型的建模方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116432476B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102254846A (zh) * 2011-07-04 2011-11-23 上海宏力半导体制造有限公司 半导体器件中金属硅化物层电阻的仿真方法
CN102522354A (zh) * 2012-01-12 2012-06-27 中国科学院微电子研究所 一种提取互连线方块电阻的方法和装置
CN103390086A (zh) * 2013-07-26 2013-11-13 上海宏力半导体制造有限公司 电阻模型的建模方法
CN109117546A (zh) * 2018-08-08 2019-01-01 北方电子研究院安徽有限公司 一种显示互连线寄生电阻的方法
CN110008551A (zh) * 2019-03-26 2019-07-12 上海华力集成电路制造有限公司 电阻模型及其提取方法
CN110674612A (zh) * 2019-09-25 2020-01-10 华东师范大学 超大规模集成电路工艺的后道互连寄生电容电阻的建模方法
US10846451B1 (en) * 2019-07-11 2020-11-24 Cobham Colorado Springs Inc. Methods of modelling irregular shaped transistor devices in circuit simulation
WO2022213515A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 长鑫存储技术有限公司 电路仿真方法及设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102254846A (zh) * 2011-07-04 2011-11-23 上海宏力半导体制造有限公司 半导体器件中金属硅化物层电阻的仿真方法
CN102522354A (zh) * 2012-01-12 2012-06-27 中国科学院微电子研究所 一种提取互连线方块电阻的方法和装置
CN103390086A (zh) * 2013-07-26 2013-11-13 上海宏力半导体制造有限公司 电阻模型的建模方法
CN109117546A (zh) * 2018-08-08 2019-01-01 北方电子研究院安徽有限公司 一种显示互连线寄生电阻的方法
CN110008551A (zh) * 2019-03-26 2019-07-12 上海华力集成电路制造有限公司 电阻模型及其提取方法
US10846451B1 (en) * 2019-07-11 2020-11-24 Cobham Colorado Springs Inc. Methods of modelling irregular shaped transistor devices in circuit simulation
CN110674612A (zh) * 2019-09-25 2020-01-10 华东师范大学 超大规模集成电路工艺的后道互连寄生电容电阻的建模方法
WO2022213515A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 长鑫存储技术有限公司 电路仿真方法及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN116432476B (zh) 2023-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6292265B1 (en) Method and apparatus for monitoring a chemical mechanical planarization process applied to metal-based patterned objects
US6801326B2 (en) Method and apparatus for monitoring a chemical mechanical planarization process applied to metal-based patterned objects
JP2008516447A5 (zh)
CN107527661B (zh) 一种字线电阻测试方法及三维存储器失效分析方法
DE102016100136A1 (de) Halbleiterstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
US7487476B2 (en) Method for computing the sensitivity of a VLSI design to both random and systematic defects using a critical area analysis tool
US20090228854A1 (en) Wiring model library constructing device and constructing method, and layout parameter extracting device and extracting method
US20040228186A1 (en) Analysis method for semiconductor device, analysis system and a computer program product
CN116432476B (zh) 方块电阻模型的建模方法
CN110674612B (zh) 集成电路工艺后道互连寄生电容电阻的建模方法
Pyzyna et al. Resistivity of copper interconnects at 28 nm pitch and copper cross-sectional area below 100 nm 2
JP2005150727A (ja) Icプロセスを監視する方法およびシステム
JP2020521325A5 (zh)
US20080178142A1 (en) Hotspot detection method for design and validation of layout for semiconductor device
US7678588B2 (en) Method for constructing module for optical critical dimension (OCD) and measuring method of module for optical critical dimension using the module
US7586201B2 (en) Wiring modeling technique
US6317640B1 (en) System and method for non-parametric modeling of processed induced variability
US6505325B1 (en) Pattern data density inspection apparatus and density inspection method and recording medium storing pattern data density inspection program
CN114705824A (zh) 一种金属元件产品缺陷检测方法及系统
CN111261538B (zh) 晶圆的检测方法和检测设备
CN111678928A (zh) 半导体结构的分析方法及分析装置
JP3779307B2 (ja) 抵抗不良評価装置、抵抗不良評価方法及び抵抗不良評価装置の製造方法
US7890918B2 (en) Method of designing semiconductor device
EP3122547A1 (fr) Modèle de prédiction de démoulabilité surfacique
CN117438330B (zh) 一种基于平面压痕的晶圆级封装rdl再布线层缺陷检测方法

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