Modellierung und Simulation des Chemisch-mechanischen Planarisierens unter besonderer Berücksichtigung langreichweitiger Wechselwirkungen auf der Chip

Beim CMP-Prozess in der Halbleiterfertigung ist das Erreichen globaler Planarität von herausragender Bedeutung. Die Planarisierungsleistung wird auch von den zu planarisierenden Strukturen selbst beeinflusst. Ihre Topographie innerhalb eines Chips führt zu langreichweitigen Wechselwirkungen. Die globale Planarität hängt somit vom Chiplayout ab. Zum besseren Verständnis dieser Abhängigkeiten gibt es CMP-Modelle auf der Chipskala, die bei der Prozessentwicklung und beim fertigungsgerechten Entwurf unterstützen. Der modellseitige Parameter der die Planarisierungsleistung kennzeichnet ist die Wechselwirkungslänge. Die neu entwickelten Modelle dieser Arbeit, das Global-Höhen- und das Rauheit-Höhen-Modell, zeigen ihre Verbesserungen in der besseren Beschreibung der langreichweitigen Wechselwirkungen. Sie berücksichtigen die nach der Abscheidung vorhandene und auch die sich durch den Prozessverlauf ändernde Topographie besser. Um Zusammenhänge zwischen globaler Planarität und Prozessbedingungen zu zeigen, wurden die Auswirkungen verschiedener CMP-Pads auf die Planarisierungsleistung untersucht. Als Ausblick wurde die Nutzbarmachung der Modelle für zum Druck nichtlineare Prozesse gezeigt.