پیام فرستادن

اخبار

March 11, 2021

فرآیند بهینه سازی پنجره DRAM توسط ساخت مجازی

طرح های جدید یکپارچه سازی و الگوسازی که در حافظه سه بعدی و دستگاه های منطقی مورد استفاده قرار می گیرند چالش های تولید و بازدهی را ایجاد کرده اند.تمرکز صنعتی از مقیاس گذاری فرآیندهای واحد قابل پیش بینی در ساختارهای 2 بعدی به یکپارچگی کامل تر ساختارهای سه بعدی پیچیده منتقل شده است.با توجه به پیچیدگی این ساختارهای سه بعدی جدید ، DRC با طرح معمولی 2D ، اندازه گیری ویفر آفلاین و اندازه گیری های الکتریکی آفلاین دیگر برای دستیابی به اهداف عملکرد و عملکرد کافی نیست.مهندسی سیلیکون آزمایش و خطا نیز به دلیل زمان و هزینه آزمایش مبتنی بر ویفر بسیار گران است.

"ساخت مجازی" یک راه حل بالقوه برای این مشکل است.نرم افزار ساخت مجازی می تواند با مدل سازی جریان های فرایند یکپارچه در یک محیط دیجیتال ، معادل دیجیتالی دستگاه نیمه هادی واقعی را ایجاد کند.این نرم افزار از تست تغییرپذیری فرایند ، توسعه طرح یکپارچه سازی ، تحلیل نقص ، تحلیل الکتریکی و حتی بهینه سازی پنجره فرآیند پشتیبانی می کند.از همه مهمتر ، این می تواند تبعات پایین دست تغییرات فرآیند را که در غیر این صورت به چرخه ساخت و آزمایش در فاب نیاز دارد ، پیش بینی کند.

نمایش DRAM

ما از SEMulator3D ، یک پلت فرم نرم افزار ساخت مجازی ، برای نشان دادن اینکه چگونه ساخت مجازی می تواند به طور کارآمد تولید پیچیده نیمه هادی و چالش های عملکرد را حل کند ، استفاده خواهیم کرد.ما تأثیر تغییرات ابزار اچ (مانند انتخاب مواد یا توزیع شار) بر عملکرد الکتریکی دستگاه را مدل خواهیم کرد.از یک مطالعه ساده دستگاه DRAM برای برجسته سازی تأثیر رفتار اچ گیت و مشخصات گام اچ بر عملکرد الکتریکی و اهداف بازده استفاده خواهد شد.

روند کار یک توالی ساخت مجازی معمولی 4 مرحله ای را دنبال می کند:

1. مراحل نامی فرآیند و اطلاعات هندسه دستگاه به نرم افزار وارد می شوند.این اجازه می دهد تا نرم افزار مدل پیش بینی سه بعدی دستگاه را تولید کند که می تواند بیشتر کالیبره شود.

آخرین اخبار شرکت فرآیند بهینه سازی پنجره DRAM توسط ساخت مجازی  0

شکل 1: هنگامی که اطلاعات مدل وارد شد ، همانطور که نشان داده شده است ، تماس خازن را نشان می دهد.در این مرحله ، می توان تجزیه و تحلیل الکتریکی را انجام داد ، و اثر لبه خازن را می توان بررسی کرد.

2. معیارهای مورد نظر برای صلاحیت رفتار ساختاری یا الکتریکی تعیین می شوند.اینها ممکن است شامل اندازه گیری مجازی ، DRC های سه بعدی (بررسی قاعده طراحی) و پارامترهای الکتریکی مانند Vth باشد.

آخرین اخبار شرکت فرآیند بهینه سازی پنجره DRAM توسط ساخت مجازی  1

شکل 2: SEMulator3D الکترودهای دستگاه را در یک ساختار سه بعدی شناسایی می کند و ویژگی های دستگاه را شبیه به نرم افزار TCAD شبیه سازی می کند ، اما بدون نیاز به مدلسازی TCAD زمان بر.

3. یک مطالعه طراحی در نرم افزار اجرا می شود.این از DoE (طراحی آزمایش) برای شناسایی پارامترهای مهم استفاده می کند و شامل تجزیه و تحلیل داده ها و حساسیت برای کمک به بهینه سازی توسعه فرآیند و / یا تغییرات طراحی است.

آخرین اخبار شرکت فرآیند بهینه سازی پنجره DRAM توسط ساخت مجازی  2

شکل 3: مهندسان می توانند هر مترولوژی را در SEMulator3D تجزیه و تحلیل کنند تا پارامترهای مهم را شناسایی کنند ، موارد گوشه ای را همانطور که نشان داده شده است (با قرمز احاطه شده) نشان می دهد.

4- سرانجام ، بهینه سازی پنجره فرآیند برای تهیه مقدار بهینه شده برای هر پارامتر فرآیند انجام می شود و درصد پارامترهای انتخاب شده در مشخصات عملکرد را به حداکثر می رساند.

بهینه سازی مدل فرآیند برای برآوردن یک هدف عملکرد الکتریکی

آخرین اخبار شرکت فرآیند بهینه سازی پنجره DRAM توسط ساخت مجازی  3

شکل 4: نمایش جریان کار تجزیه و تحلیل در SEMulator3D ، از جمله ویژگی PWO.

در این مثال ، ما فرایندهای تولید را بهینه می کنیم تا یک عملکرد الکتریکی خاص را هدف قرار دهیم.ما یک مقدار الکتریکی خاص را انتخاب خواهیم کرد و مراحل فرآیند خود را در اطراف این هدف بهینه خواهیم کرد.هر پارامتر مرحله فرآیند برای جستجوی شرایط فرآیند متناسب با هدف عملکرد الکتریکی متنوع خواهد بود.در مطالعه خود ، ما Vth (ولتاژ آستانه) را به عنوان هدف خود انتخاب کرده ایم ، با مقدار 0.482V.با استفاده از تجزیه و تحلیل رگرسیون در نرم افزار ، می توان سه پارامتر فرآیند (Spacer Oxide Thickness ، Spacer Oxide Depth و High K Thickness) را شناسایی کرد که از نظر تأثیر آنها بر ولتاژ آستانه قابل توجه است (شکل 5 را ببینید).این مرحله توسط کالیبراسیون مدل فرآیند (PMC) با استفاده از همان داده های رگرسیون دنبال می شود ، که دقت مدل فرایند را قبل از بهینه سازی این سه پارامتر مهم فرآیند برای دستیابی به اهداف Vth داده شده تضمین می کند.

آخرین اخبار شرکت فرآیند بهینه سازی پنجره DRAM توسط ساخت مجازی  4

شکل 5: نتایج بهینه سازی با استفاده از Vth به عنوان هدف ، با پارامترهای بهینه شده.

بهینه سازی پنجره فرآیند (PWO) برای تنظیم دامنه پارامترهای بهینه فرآیند

بهینه سازی پنجره فرآیند (PWO) با استفاده از روش ساختاریافته و گام به گام برای انجام آزمایش های مجازی می تواند تعداد ویفرهای پیش تولید مورد نیاز برای آزمایش آفلاین را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.این می تواند حداکثر عملکرد (میزان موفقیت در محدوده پایین و پایین ، شکل 6 را ببینید) برای فرآیندهای موجود در نظر گرفته شده پیش بینی کند.از همه مهمتر ، می تواند شرایط اسمی فرآیند و الزامات کنترل تغییر را برای دستیابی به حداکثر میزان موفقیت (یا عملکرد) تعیین کند.

پس از شناسایی پارامترهای مهم ، یک طراحی مجازی آزمایش جدید (DOE) برای یافتن مقادیر پارامتر مطابق با عملکرد و عملکرد مورد نیاز اجرا می شود.این آزمایش باید شامل یک فضای جستجو (یا دامنه) مشخص برای هر یک از پارامترهای انتخاب شده باشد.برای به دست آوردن اهمیت آماری ، آزمایش شبیه سازی شده بارها در فضای جستجو تعریف شده توسط کاربر اجرا می شود.سپس الگوریتم PWO مقدار بهینه شده ای را برای هر پارامتر فرآیند فراهم می کند و درصد پارامترهای دستگاه انتخابی را که با مشخصات دستگاه مورد نظر مطابقت دارند به حداکثر می رساند ("inSpec٪").

همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است (چپ) ، با فرض انحراف استاندارد 0.5 نانومتر ، 1.0 نانومتر و 0.2 نانومتر برای سه پارامتر (ضخامت اکسید فضا ، عمق اکسید فضا و ضخامت K زیاد) ، به ترتیب ، سیستم PWO افزایش اندازه گیری را در بعد از تغییر مقادیر اسمی تمام پارامترهای فرآیند در نتیجه فرآیند حداکثر ، درصد مشخصات از 34.668٪ به 49.997٪علاوه بر این ، همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است (سمت راست) ، کاهش انحراف استاندارد تأثیرگذارترین پارامتر (3.20: BWL ضخامت رسوب زیاد K) ، از 0.2nm به 0.13nm باعث افزایش درصد اندازه گیری در مشخصات (میزان عملکرد) به 89.316٪ می شود. زمانی که هدف میزان موفقیت 88٪ تعیین شد.یک بهبود چشمگیر در عملکرد کلی با کنترل تنوع تجهیزات مسئول رسوب اکسید دروازه بالا K امکان پذیر بود.این اطلاعات بسیار ارزشمندی برای مهندس یکپارچه سازی فرآیند است که به دنبال بهبود عملکرد است.

آخرین اخبار شرکت فرآیند بهینه سازی پنجره DRAM توسط ساخت مجازی  5

شکل 6: چپ: مقادیر متوسط ​​جدید برای حداکثر سازی درصد درصد (ضخامتهای رسوب و عمق اچ) مشخص شده است.راست: محدوده مورد نیاز تعیین شده است: انحراف معیار در ضخامت B K بالا برای دستیابی به میزان موفقیت> 88٪.

ساخت واقعی باعث صرفه جویی در وقت و هزینه می شود

تنظیمات پارامتر فرآیند در مراحل اولیه توسعه فناوری نیمه هادی ، حتی قبل از ساخت ویفرهای اول ، ایجاد می شود.پردازش مجازی می تواند به اعتبار این مقادیر پارامتر فرآیند اولیه بدون صرف وقت و هزینه ایجاد و آزمایش ویفرهای واقعی کمک کند.فناوری جدید بهینه سازی پنجره فرآیند SEMulator3D مزایای زیر را در توسعه فرآیند نیمه هادی ارائه می دهد:

عملکرد را برای فرآیندهای موجود به طور دقیق پیش بینی می کند
مقادیر پارامتر اسمی POR (فرآیند ضبط) را برای به حداکثر رساندن بازده ، مجدداً هدف گذاری کنید
مراحل کلیدی فرآیند را که بیشترین تأثیر را دارند تعیین می کند
شرایط ناموفق (خارج از مشخصات) را جدا کرده و علت اصلی این خرابی ها را شناسایی کنید
با اجتناب از مهندسی سیلیکون آزمایش و خطا ، توسعه فرآیند را تسریع می کند

(از Daebin Yim)

اطلاعات تماس