March 11, 2021
3 ডি মেমরি এবং লজিক ডিভাইসে ব্যবহৃত নতুন সংহতকরণ এবং প্যাটার্নিং স্কিমগুলি উত্পাদন এবং ফলন প্রতিদ্বন্দ্বিতা তৈরি করেছে।শিল্প ফোকাস 2 ডি কাঠামোর মধ্যে অনুমানযোগ্য ইউনিট প্রক্রিয়াগুলির স্কেলিং থেকে জটিল 3 ডি কাঠামোর আরও চ্যালেঞ্জিং পূর্ণ সংহতকরণে স্থানান্তরিত হয়েছে।প্রচলিত 2 ডি লেআউটটি ডিআরসি, অফলাইন ওয়েফার মেট্রোলজি এবং অফলাইন বৈদ্যুতিক পরিমাপগুলি এই নতুন 3 ডি কাঠামোর জটিলতার কারণে পারফরম্যান্স এবং ফলন লক্ষ্য অর্জনের পক্ষে আর পর্যাপ্ত নয়।ট্রায়াল অ্যান্ড ত্রুটি সিলিকন ইঞ্জিনিয়ারিং এছাড়াও ওয়েফার-ভিত্তিক পরীক্ষার সময় এবং ব্যয়ের কারণে প্রতিরোধমূলক ব্যয়বহুল হয়ে উঠছে।
"ভার্চুয়াল মনগড়া" এই সমস্যার সম্ভাব্য সমাধান।ভার্চুয়াল বানোয়াট সফ্টওয়্যার ডিজিটাল পরিবেশে সংহত প্রক্রিয়া প্রবাহকে মডেলিং করে প্রকৃত অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের একটি ডিজিটাল সমতুল্য তৈরি করতে পারে।সফ্টওয়্যার প্রক্রিয়া পরিবর্তনশীলতা পরীক্ষা, ইন্টিগ্রেশন স্কিম বিকাশ, ত্রুটি বিশ্লেষণ, বৈদ্যুতিক বিশ্লেষণ এবং এমনকি প্রক্রিয়া উইন্ডো অপ্টিমাইজেশন সমর্থন করে।সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ, এটি প্রক্রিয়া পরিবর্তনের প্রবাহের নিম্ন প্রবাহের পূর্বাভাস দিতে পারে যা অন্যথায় ফাবের মধ্যে বিল্ড-অ্যান্ড টেস্ট চক্রের প্রয়োজন হবে।
একটি DRAM বিক্ষোভ
ভার্চুয়াল মনগড়া জটিল অর্ধপরিবাহী উত্পাদন কীভাবে দক্ষতার সাথে সমাধান করতে পারে এবং ফলনযোগ্য চ্যালেঞ্জগুলি কীভাবে সমাধান করতে পারে তা প্রদর্শনের জন্য আমরা SEMulator3D ব্যবহার করব aআমরা ডিভাইস বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতাতে ইচ সরঞ্জাম পরিবর্তনের (যেমন উপাদান নির্বাচন বা ফ্লাক্স বিতরণ) এর প্রভাব মডেল করব।একটি সাধারণ ডিআআরএম ডিভাইস অধ্যয়ন বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা এবং ফলন লক্ষ্যমাত্রার উপর গেট ইচ আচরণ এবং ইচ ধাপ বৈশিষ্ট্যগুলির প্রভাব হাইলাইট করতে ব্যবহৃত হবে।
কর্মপ্রবাহটি একটি সাধারণ 4-পদক্ষেপের ভার্চুয়াল বুনন ক্রম অনুসরণ করবে:
1. নামমাত্র প্রক্রিয়া ধাপ এবং ডিভাইসের জ্যামিতির তথ্য সফ্টওয়্যারটিতে প্রবেশ করা হয়।এটি সফ্টওয়্যারটিকে ডিভাইসের একটি 3 ডি ভবিষ্যদ্বাণীপূর্ণ মডেল তৈরি করতে দেয় যা আরও ক্যালিব্রেট করা যায়।
চিত্র 1: একবার মডেল তথ্য প্রবেশ করা গেলে, এটি ক্যাপাসিটরের পরিচিতি প্রদর্শিত হিসাবে প্রদর্শিত হয়।এই মুহুর্তে, বৈদ্যুতিক বিশ্লেষণ করা যেতে পারে, এবং ক্যাপাসিটরের প্রান্ত প্রভাব তদন্ত করা যেতে পারে।
২. স্ট্রাকচারাল বা বৈদ্যুতিক আচরণের যোগ্যতা অর্জনের জন্য আগ্রহের মেট্রিকগুলি প্রতিষ্ঠিত হয়।এর মধ্যে ভার্চুয়াল মেট্রোলজি, থ্রিডি ডিআরসি (ডিজাইন রুল চেক) এবং ভিথের মতো বৈদ্যুতিক পরামিতি অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।
চিত্র 2: SEMulator3D একটি 3 ডি কাঠামোতে ডিভাইস ইলেক্ট্রোডগুলি সনাক্ত করে এবং টিসিএডি সফ্টওয়্যারটির অনুরূপ ডিভাইস বৈশিষ্ট্যগুলি অনুকরণ করে তবে সময় গ্রহণকারী টিসিএডি মডেলিংয়ের প্রয়োজন ছাড়াই।
৩. সফ্টওয়্যারটিতে একটি ডিজাইন স্টাডি কার্যকর করা হয়।এটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতিগুলি সনাক্ত করতে একটি DoE (পরীক্ষাগুলির নকশা) ব্যবহার করে এবং প্রক্রিয়া বিকাশ এবং / অথবা নকশা পরিবর্তনের অনুকূলকরণে সহায়তা করার জন্য ডেটা এবং সংবেদনশীলতা বিশ্লেষণ অন্তর্ভুক্ত করে।
চিত্র 3: ইঞ্জিনিয়াররা SEMulator3D এ যে কোনও মেট্রোলজি বিশ্লেষণ করে গুরুত্বপূর্ণ পরামিতিগুলি সনাক্ত করতে পারে, উপরের অংশে দেখানো (লাল রঙে আবদ্ধ) হিসাবে কর্নার কেসগুলি প্রকাশ করে।
৪. অবশেষে, প্রতিটি প্রক্রিয়া প্যারামিটারের জন্য একটি অনুকূলিত মান প্রদানের জন্য প্রক্রিয়া উইন্ডো অপ্টিমাইজেশন সম্পাদন করা হয়, ফলন অনুমানের মধ্যে আসা নির্বাচিত পরামিতিগুলির শতাংশকে সর্বাধিক করে তোলে।
বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা লক্ষ্য পূরণ করতে প্রক্রিয়া মডেল অপ্টিমাইজেশন
চিত্র 4: পিএমডাব্লুও বৈশিষ্ট্য সহ SEMulator3D এ বিশ্লেষণ ওয়ার্কফ্লো চিত্রিত।
এই উদাহরণে, আমরা একটি নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা লক্ষ্য করতে উত্পাদন প্রক্রিয়া অনুকূলিত করব willআমরা একটি নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক মান চয়ন করব এবং এই লক্ষ্যের চারপাশে আমাদের প্রক্রিয়া পদক্ষেপগুলি অনুকূল করব।বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা লক্ষ্য পূরণ করে এমন প্রক্রিয়া শর্তগুলির জন্য অনুসন্ধানের জন্য প্রতিটি প্রক্রিয়া ধাপের পরামিতি পৃথক হবে।আমাদের গবেষণায়, আমরা 0.482V এর মান সহ আমাদের লক্ষ্য হিসাবে Vth (প্রান্তিক ভোল্টেজ) বেছে নিয়েছি।সফ্টওয়্যারটিতে রিগ্রেশন বিশ্লেষণ ব্যবহার করে, আমরা তিনটি প্রক্রিয়া পরামিতি (স্পেসার অক্সাইড বেধ, স্পেসার অক্সাইড গভীরতা এবং উচ্চ কে পুরুত্ব) সনাক্ত করতে পারি যা থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজের উপর তাদের প্রভাবের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ (চিত্র 5 দেখুন) (এই পদক্ষেপটি একই রিগ্রেশন ডেটা ব্যবহার করে প্রসেস মডেল ক্যালিব্রেশন (পিএমসি) অনুসরণ করে, যা প্রদত্ত ভিথ লক্ষ্যমাত্রা অর্জনের জন্য এই তিনটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া পরামিতি অনুকূল করার আগে প্রক্রিয়া মডেলের যথার্থতা নিশ্চিত করে।
চিত্র 5: অনুকূলিতকরণের পরামিতিগুলির সাথে লক্ষ্য হিসাবে Vth ব্যবহার করে অনুকূলকরণের ফলাফল ization
অনুকূল প্রক্রিয়া পরামিতি ব্যাপ্তি সীমা নির্ধারণের জন্য প্রক্রিয়া উইন্ডো অপ্টিমাইজেশন (PWO) O
প্রসেস উইন্ডো অপ্টিমাইজেশন (পিডাব্লুও) ভার্চুয়াল পরীক্ষা-নিরীক্ষার জন্য কাঠামোগত এবং ধাপে ধাপে পদ্ধতি ব্যবহার করে অফলাইন পরীক্ষার জন্য প্রয়োজনীয় প্রাক-উত্পাদন ওয়েফারের সংখ্যা যথেষ্ট পরিমাণে হ্রাস করতে পারে।এটি বিবেচনাধীন বিদ্যমান প্রক্রিয়াগুলির জন্য সর্বাধিক ফলন (নিম্ন এবং উচ্চ সীমাবদ্ধতার মধ্যে সাফল্যের হার, চিত্র 6 দেখুন) পূর্বাভাস দিতে পারে।আরও গুরুত্বপূর্ণ বিষয়, এটি সর্বাধিক সাফল্যের হার (বা ফলন) অর্জনের জন্য নামমাত্র প্রক্রিয়া শর্ত এবং প্রকরণ নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজনীয়তাগুলি পুনরায় নির্ধারণ করতে পারে।
গুরুত্বপূর্ণ পরামিতিগুলি শনাক্ত করার পরে, পারফরম্যান্স এবং ফলন প্রয়োজনীয়তার সাথে মেলে এমন প্যারামিটারের মানগুলি খুঁজে পাওয়ার জন্য এক্সপেরিমেন্টগুলির একটি নতুন ভার্চুয়াল ডিজাইন (ডিওই) কার্যকর করা হবে।পরীক্ষায় প্রতিটি নির্বাচিত প্যারামিটারের জন্য একটি নির্ধারিত অনুসন্ধান স্থান (বা ব্যাপ্তি) অন্তর্ভুক্ত করতে হবে।পরিসংখ্যানগত তাত্পর্য অর্জনের জন্য, সিমুলেটেড পরীক্ষাটি ব্যবহারকারী-সংজ্ঞায়িত অনুসন্ধানের স্থান জুড়ে বহুবার চালিত হয়।পিডব্লিউও অ্যালগরিদম তারপরে প্রতিটি প্রক্রিয়া প্যারামিটারের জন্য একটি অনুকূলিত মান প্রদান করে, নির্বাচিত ডিভাইস প্যারামিটারের শতাংশ বাড়িয়ে তোলে যা লক্ষ্য ডিভাইসের স্পেসিফিকেশন ("ইনস্পেক%") পূরণ করে।
চিত্র 6 (বাম) হিসাবে দেখানো হয়েছে, তিনটি পরামিতি (স্পেসার অক্সাইড বেধ, স্পেসার অক্সাইড গভীরতা এবং উচ্চ কে বেধ) জন্য যথাক্রমে 0.5nm, 1.0nm এবং 0.2nm স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি ধরে ধরে, পিডাব্লুও সিস্টেমটি মেট্রোলজিতে বৃদ্ধি রিপোর্ট করেছে সর্বাধিকীকরণ প্রক্রিয়াটির ফলস্বরূপ সমস্ত প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির নামমাত্র মানগুলি পরিবর্তন করার পরে, 34.368% থেকে 49.997% এ স্পেসিফিকেশন শতাংশ।অধিকন্তু, চিত্র 6 (ডানদিকে) হিসাবে দেখানো হয়েছে, সর্বাধিক প্রভাবশালী প্যারামিটারের স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি হ্রাস (3.20: বিডাব্লুএল উচ্চ কে জরিমানা বেধ), 0.2nm থেকে 0.13nm মেট্রোলজি ইন-স্পেসিফিকেশন শতাংশ (ফলনের হার) 89.316% বৃদ্ধি করেছে যখন সাফল্যের হার লক্ষ্যমাত্রা ৮৮% নির্ধারণ করা হয়েছিল।হাই কে গেট অক্সাইড জমা দেওয়ার জন্য দায়ী সরঞ্জামের পরিবর্তনশীলতা নিয়ন্ত্রণ করে সামগ্রিক ফলনে নাটকীয় উন্নতি সম্ভব হয়েছিল।ফলন উন্নত করার জন্য প্রসেস ইন্টিগ্রেশন ইঞ্জিনিয়ারের পক্ষে এটি অত্যন্ত মূল্যবান তথ্য।
চিত্র 6: বাম: নতুন গড় মানগুলি স্পেস% সর্বাধিকীকরণের জন্য সনাক্ত করা (বিস্তৃতি ঘনত্ব এবং এ্যাচ গভীরতা)।ডান: প্রয়োজনীয় ব্যাপ্তি নির্ধারিত: সাফল্যের হার> 88% মেটাতে BWL উচ্চ কে পুরুত্বের উপর স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি।
ভার্চুয়াল বানোয়াট সময় এবং খরচ সাশ্রয় করে
প্রসেস প্যারামিটার সেটিংস অর্ধপরিবাহী প্রযুক্তি বিকাশের প্রাথমিক পর্যায়ে প্রতিষ্ঠিত হয়, এমনকি প্রথম ওয়েফার বানোয়াট হওয়ার আগেই।ভার্চুয়াল প্রক্রিয়াকরণ আসল ওয়েফার তৈরি এবং পরীক্ষার সময় এবং ব্যয় ছাড়াই এই প্রাথমিক প্রক্রিয়া প্যারামিটার মানগুলিকে বৈধতা দিতে সহায়তা করতে পারে।SEMulator3D এর নতুন প্রসেস উইন্ডো অপ্টিমাইজেশন প্রযুক্তি সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়া বিকাশের সময় নিম্নলিখিত সুবিধা দেয়:
ভবিষ্যদ্বাণীগুলি বিদ্যমান প্রক্রিয়াগুলির জন্য নির্ভুলভাবে ফলন দেয়
সর্বাধিক ফলন পাওয়ার জন্য নামমাত্র POR (রেকর্ডের প্রক্রিয়া) প্যারামিটারের মানগুলি পুনরুদ্ধার করে
কী প্রক্রিয়া পদক্ষেপগুলি সর্বাধিক প্রভাবিত করে তা নির্ধারণ করে
ব্যর্থ হওয়া কেস (বিস্মৃত-বিহীন) শর্তগুলি বিচ্ছিন্ন করে এবং এই ব্যর্থতার মূল কারণ চিহ্নিত করে
ট্রিল-অ্যান্ড-ত্রুটি সিলিকন ইঞ্জিনিয়ারিং এড়িয়ে প্রক্রিয়া বিকাশকে ত্বরান্বিত করে
(দায়েবিন ইয়িম থেকে)