电镀仿真模型构建及仿真方法、装置、处理器及存储介质与流程

本申请涉及虚拟仿真，具体涉及一种电镀仿真模型构建方法、一种电镀仿真方法、一种电镀仿真模型构建装置、一种处理器及一种机器可读存储介质。

背景技术：

1、利用电镀技术进行晶圆镀金的工艺中，通过控制电流密度、温度、电镀液成分等参数，可以实现不同厚度和性质的金属镀层，以满足不同应用的实际需求。

2、相关技术中，由于考虑到物理场（用于描述电镀过程中涉及的物理参数和现象的场）会影响到电镀过程中的各个方面，从而影响最终的产品质量，因此，在利用晶圆电镀仿真模型进行仿真分析时，通常会根据具体的电镀工艺和产品质量要求，选择性地挑选物理场进行建模和分析，以更好地优化电镀工艺，提高产品质量。

3、然而，当前建立晶圆电镀仿真模型时，往往会忽略流体（即电镀液）的运动和电极壳（即用于模拟电极表面的壳体）对电镀结果的影响，导致晶圆电镀仿真模型严重失真，对其仿真结果进行分析也难以帮助提高产品质量。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种电镀仿真模型构建方法、电镀仿真方法、电镀仿真模型构建装置、处理器及存储介质，以解决晶圆电镀仿真时，由于忽略流体的运动和电极壳对电镀结果的影响而导致仿真分析难以帮助提高产品质量的问题。

2、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种电镀仿真模型构建方法，包括：

3、对目标电镀设备的电镀腔体进行几何建模，得到几何模型；

4、确定所述几何模型的仿真参数信息；

5、确定所述几何模型的目标物理场及所述目标物理场的初边值条件，并基于所述目标物理场进行多物理场耦合，构建出电镀仿真模型；其中，所述目标物理场包括三次电流分布物理场、层流物理场和电极壳物理场。

6、在本申请实施例中，所述目标电镀设备包括电镀壳，所述电镀壳内为中空结构的电镀腔体；所述电镀腔体内上部自上而下依次设置有晶圆、阴极和液体通道，所述电镀腔体内下部设置有阳极；所述液体通道的进口端位于所述电镀壳的内侧壁并连通所述电镀腔体，所述液体通道的出口端位于所述电镀壳的外侧壁；所述阳极上设置有开口，以将电镀液注入所述电镀腔体中。

7、在本申请实施例中，所述电镀腔体内上部还设置有挡板，所述挡板位于所述液体通道的下方。

8、在本申请实施例中，所述三次电流分布物理场的初边值条件包括：物质电荷为0、电镀液浓度为、电镀液的流入边界为所述阳极的开口处、电镀液的流出边界为所述液体通道、电极表面为所述阴极、外部电位由所述电极壳物理场给出；在电极表面子节点电极反应节点中，设置化学计量系数为、参与电子数为；利用butler-volmer方程确定电化学反应速率，且利用butler-volmer方程确定电化学反应速率时的交换电流密度为、阳极传递系数为；对所述阳极区域施加电解质电流，且电解质电流为1a。

9、在本申请实施例中，所述层流物理场的初边值条件包括：在流体属性节点中，设置电镀液密度为、电镀液运动粘度为、电镀液通过所述阳极的开口处流入所述电镀腔体、电镀液通过所述液体通道流出所述电镀腔体、电镀液通过所述阳极的开口处流入所述电镀腔体的流速为；

10、若设定所述晶圆的运动状态为旋转状态，则在层流中添加子节点转轴，并设定所述阴极围绕所述子节点转轴旋转时的角速度为；

11、若所述电镀腔体内设有挡板，则所述挡板的内壁为无滑移。

12、在本申请实施例中，所述电极壳物理场的初边值条件包括：作用边界为上边界、在子节点中添加沉积电极并选择上边界，设置电极初始厚度和电极电导率、将电极电流密度和电极厚度变化与所述三次电流分布物理场中的相应节点进行耦合；添加法向电流密度，并由所述三次电流分布物理场中的电极反应控制；在电极边缘添加接地节点。

13、本申请第二方面提供一种电镀仿真方法，所述方法包括：

14、对上述所述的电镀仿真模型构建方法得到的电镀仿真模型进行网格划分，得到目标仿真模型，并设置所述目标仿真模型的材料参数信息；

15、对所述目标仿真模型进行仿真计算，得到电镀仿真结果。

16、本申请第三方面提供一种电镀仿真模型构建装置，所述装置包括：

17、几何模型构建模块，用于对目标电镀设备的电镀腔体进行几何建模，得到几何模型；

18、参数设置模块，用于确定所述几何模型的仿真参数信息；

19、仿真模型构建模块，用于确定所述几何模型的目标物理场及所述目标物理场的初边值条件，并基于所述目标物理场进行多物理场耦合，构建出电镀仿真模型；其中，所述目标物理场包括三次电流分布物理场、层流物理场和电极壳物理场。

20、本申请第四方面提供一种处理器，被配置成执行上述的电镀仿真模型构建方法。

21、本申请第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行上述的电镀仿真模型构建方法。

22、本申请提供的电镀仿真模型构建及仿真方法、装置、处理器及存储介质，通过设定仿真参数信息，并通过对三次电流分布物理场、层流物理场和电极壳物理场三个物理场进行多物理场耦合，以模拟电镀液注入所述电镀腔体后，在晶圆上进行镀金的过程，可模拟计算出电场分布、电镀液流动情况和电极沉积情况。本申请通过更全面地考虑各种因素对镀层形成过程的影响，提高了仿真结果的准确性和可靠性，从而便于相关人员基于仿真结果提高产品质量和生产效率。

23、本申请实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种电镀仿真模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电镀设备包括电镀壳，所述电镀壳内为中空结构的电镀腔体；所述电镀腔体内上部自上而下依次设置有晶圆、阴极和液体通道，所述电镀腔体内下部设置有阳极；所述液体通道的进口端位于所述电镀壳的内侧壁并连通所述电镀腔体，所述液体通道的出口端位于所述电镀壳的外侧壁；所述阳极上设置有开口，以将电镀液注入所述电镀腔体中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电镀腔体内上部还设置有挡板，所述挡板位于所述液体通道的下方。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述三次电流分布物理场的初边值条件包括：物质电荷为0、电镀液浓度为、电镀液的流入边界为所述阳极的开口处、电镀液的流出边界为所述液体通道、电极表面为所述阴极、外部电位由所述电极壳物理场给出；

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述层流物理场的初边值条件包括：在流体属性节点中，设置电镀液密度为、电镀液运动粘度为、电镀液通过所述阳极的开口处流入所述电镀腔体、电镀液通过所述液体通道流出所述电镀腔体、电镀液通过所述阳极的开口处流入所述电镀腔体的流速为；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电极壳物理场的初边值条件包括：作用边界为上边界、在子节点中添加沉积电极并选择上边界，设置电极初始厚度和电极电导率、将电极电流密度和电极厚度变化与所述三次电流分布物理场中的相应节点进行耦合；添加法向电流密度，并由所述三次电流分布物理场中的电极反应控制；在电极边缘添加接地节点。

7.一种电镀仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

8.一种电镀仿真模型构建装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至6中任一项所述的电镀仿真模型构建方法。

10.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据权利要求1至6中任一项所述的电镀仿真模型构建方法。

技术总结本申请实施例提供一种电镀仿真模型构建及仿真方法、装置、处理器及存储介质，涉及虚拟仿真技术领域，电镀仿真模型构建方法包括：对目标电镀设备的电镀腔体进行几何建模，得到几何模型；确定几何模型的仿真参数信息；确定几何模型的目标物理场及目标物理场的初边值条件，并基于目标物理场进行多物理场耦合，构建出电镀仿真模型；其中，目标物理场包括三次电流分布物理场、层流物理场和电极壳物理场。本申请通过更全面地考虑各种因素对镀层形成过程的影响，提高了仿真结果的准确性和可靠性，从而便于相关人员基于仿真结果提高产品质量和生产效率。技术研发人员：祝经明,王彤,刘宏,任长友,郭可升,邓川受保护的技术使用者：深圳市联合蓝海应用材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20