أرسل رسالة

أخبار

March 11, 2021

تحسين نافذة العمليات للذاكرة الحيوية من خلال التصنيع الافتراضي

خلقت مخططات التكامل والنقش الجديدة المستخدمة في الذاكرة ثلاثية الأبعاد والأجهزة المنطقية تحديات التصنيع والعائد.تحول التركيز الصناعي من توسيع نطاق عمليات الوحدات التي يمكن التنبؤ بها في الهياكل ثنائية الأبعاد إلى التكامل الكامل الأكثر تحديًا للهياكل ثلاثية الأبعاد المعقدة.لم تعد DRC التقليدية ذات التخطيط الثنائي الأبعاد ، ومقاييس الرقاقة غير المتصلة ، والقياسات الكهربائية غير المتصلة بالإنترنت كافية لتحقيق الأداء وتحقيق الأهداف ، نظرًا لتعقيد هذه الهياكل ثلاثية الأبعاد الجديدة.أصبحت هندسة السيليكون للتجربة والخطأ باهظة التكلفة أيضًا ، نظرًا لوقت وتكلفة الاختبار القائم على الرقاقة.

"التصنيع الافتراضي" هو حل محتمل لهذه المشكلة.يمكن لبرامج التصنيع الافتراضية إنشاء مكافئ رقمي لجهاز أشباه الموصلات الفعلي ، عن طريق نمذجة تدفقات العملية المتكاملة في بيئة رقمية.يدعم البرنامج اختبار تقلب العملية وتطوير مخطط التكامل وتحليل العيوب والتحليل الكهربائي وحتى تحسين نافذة العملية.والأهم من ذلك ، يمكن أن تتنبأ بالتشعبات النهائية لتغييرات العملية التي تتطلب خلاف ذلك دورات البناء والاختبار في fab.

مظاهرة DRAM

سنستخدم SEMulator3D ، وهي منصة برمجيات افتراضية للتصنيع ، لتوضيح كيف يمكن للتصنيع الافتراضي أن يحل بفعالية تصنيع أشباه الموصلات المعقدة وتحديات الإنتاجية.سنضع نموذجًا لتأثير اختلافات أداة الحفر (مثل انتقائية المواد أو توزيع التدفق) على الأداء الكهربائي للجهاز.سيتم استخدام دراسة بسيطة لجهاز DRAM لتسليط الضوء على تأثير سلوك حفر البوابة وخصائص خطوة الحفر على الأداء الكهربائي وأهداف العائد.

سيتبع سير العمل تسلسل تصنيع افتراضي نموذجي من 4 خطوات:

1. يتم إدخال خطوات العملية الاسمية ومعلومات هندسة الجهاز في البرنامج.يتيح ذلك للبرنامج إنشاء نموذج تنبئي ثلاثي الأبعاد للجهاز يمكن معايرته بشكل أكبر.

آخر أخبار الشركة تحسين نافذة العمليات للذاكرة الحيوية من خلال التصنيع الافتراضي  0

الشكل 1: بمجرد إدخال معلومات النموذج ، فإنه يعرض اتصال المكثف كما هو موضح.في هذه المرحلة ، يمكن إجراء التحليل الكهربائي ، ويمكن التحقق من تأثير حافة المكثف.

2. يتم وضع مقاييس الفائدة لتأهيل السلوك الإنشائي أو الكهربائي.قد تشمل هذه القياسات الافتراضية ، 3D DRCs (فحوصات قواعد التصميم) والمعلمات الكهربائية مثل Vth.

آخر أخبار الشركة تحسين نافذة العمليات للذاكرة الحيوية من خلال التصنيع الافتراضي  1

الشكل 2: يحدد SEMulator3D أقطاب الجهاز في بنية ثلاثية الأبعاد ويحاكي خصائص الجهاز المشابهة لبرنامج TCAD ، ولكن دون الحاجة إلى نمذجة TCAD التي تستغرق وقتًا طويلاً.

3. يتم تنفيذ دراسة التصميم في البرنامج.يستخدم هذا DoE (تصميم التجارب) لتحديد المعلمات المهمة ويتضمن تحليل البيانات والحساسية للمساعدة في تحسين تطوير العملية و / أو تغييرات التصميم.

آخر أخبار الشركة تحسين نافذة العمليات للذاكرة الحيوية من خلال التصنيع الافتراضي  2

الشكل 3: يمكن للمهندسين تحليل أي قياس في SEMulator3D لتحديد المعلمات المهمة ، وكشف حالات الزاوية كما هو موضح (محاطة باللون الأحمر) أعلاه.

4. أخيرًا ، يتم إجراء تحسين نافذة العملية لتوفير قيمة محسنة لكل معلمة عملية ، مما يؤدي إلى زيادة النسبة المئوية للمعلمات المحددة التي تقع ضمن مواصفات العائد.

تحسين نموذج العملية لتلبية هدف الأداء الكهربائي

آخر أخبار الشركة تحسين نافذة العمليات للذاكرة الحيوية من خلال التصنيع الافتراضي  3

الشكل 4: تصوير سير عمل التحليلات في SEMulator3D ، بما في ذلك ميزة PWO.

في هذا المثال ، سنعمل على تحسين عمليات التصنيع لاستهداف أداء كهربائي معين.سنختار قيمة كهربائية محددة ونحسن خطوات العملية الخاصة بنا حول هذا الهدف.ستتنوع كل معلمة خطوة عملية للبحث عن ظروف العملية التي تلبي هدف الأداء الكهربائي.في دراستنا ، اخترنا Vth (جهد العتبة) كهدف لنا ، بقيمة 0.482V.باستخدام تحليل الانحدار في البرنامج ، يمكننا تحديد ثلاث معلمات عملية (سماكة أكسيد الفاصل ، وعمق أكسيد الفاصل ، وسمك عالي K) التي تعتبر مهمة من حيث تأثيرها على جهد العتبة (انظر الشكل 5).تتبع هذه الخطوة معايرة نموذج العملية (PMC) باستخدام نفس بيانات الانحدار ، مما يضمن دقة نموذج العملية قبل تحسين معلمات العملية الثلاثة المهمة هذه لتحقيق أهداف Vth المحددة.

آخر أخبار الشركة تحسين نافذة العمليات للذاكرة الحيوية من خلال التصنيع الافتراضي  4

الشكل 5: نتائج التحسين باستخدام Vth كهدف ، مع معلمات محسّنة.

تحسين نافذة العملية (PWO) لتعيين نطاقات معلمات العملية المثلى

يمكن أن يقلل تحسين نافذة العملية (PWO) بشكل كبير من عدد رقائق ما قبل الإنتاج اللازمة للاختبار في وضع عدم الاتصال باستخدام منهجية منظمة وخطوة بخطوة لإجراء التجارب الافتراضية.يمكنه التنبؤ بأقصى عائد (معدل النجاح ضمن نطاقات الحد الأدنى والأعلى ، انظر الشكل 6) للعمليات الحالية قيد الدراسة.والأهم من ذلك ، يمكنه إعادة تحديد شروط العملية الاسمية ومتطلبات التحكم في التباين لتحقيق أقصى معدل نجاح (أو العائد).

بعد تحديد المعلمات المهمة ، سيتم تنفيذ تصميم افتراضي جديد للتجارب (DOE) للعثور على قيم المعلمات التي تلبي متطلبات الأداء والإنتاجية.يجب أن تتضمن التجربة مساحة بحث محددة (أو نطاقًا) لكل من المعلمات المحددة.للحصول على دلالة إحصائية ، يتم تشغيل التجربة المحاكاة عدة مرات عبر مساحة البحث المحددة بواسطة المستخدم.ثم توفر خوارزمية PWO قيمة محسّنة لكل معلمة عملية ، وتعظيم النسبة المئوية لمعلمة (معلمات) الجهاز المحددة التي تفي بمواصفات الجهاز المستهدف ("inSpec٪").

كما هو مبين في الشكل 6 (يسار) ، بافتراض انحراف معياري 0.5 نانومتر و 1.0 نانومتر و 0.2 نانومتر للمعلمات الثلاثة (سمك أكسيد الفاصل ، وعمق أكسيد الفاصل وسمك عالي K) ، على التوالي ، أبلغ نظام PWO عن زيادة في القياس في - نسبة التخصيص من 34.668٪ إلى 49.997٪ بعد تغيير القيم الاسمية لجميع معاملات العملية نتيجة لعملية التعظيم.علاوة على ذلك ، كما هو موضح في الشكل 6 (يمين) ، أدى تقليل الانحراف المعياري للمعامل الأكثر تأثيرًا (3.20: سمك ترسيب BWL High K) من 0.2 نانومتر إلى 0.13 نانومتر إلى زيادة النسبة المئوية للمواصفات في المواصفات (معدل العائد) إلى 89.316٪ عندما تم تحديد نسبة النجاح المستهدفة عند 88٪.كان من الممكن حدوث تحسن كبير في العائد الكلي من خلال التحكم في تنوع المعدات المسؤولة عن ترسب أكسيد البوابة عالي K.هذه معلومات قيّمة للغاية بالنسبة لمهندس تكامل العمليات الذي يسعى إلى تحسين العائد.

آخر أخبار الشركة تحسين نافذة العمليات للذاكرة الحيوية من خلال التصنيع الافتراضي  5

الشكل 6: اليسار: القيم المتوسطة الجديدة المحددة لتعظيم النسبة المئوية (سماكة الترسيب وعمق الحفر).اليمين: النطاق المطلوب المحدد: الانحراف المعياري على BWL High K Thickness لتلبية معدل النجاح> 88٪.

التصنيع الافتراضي يوفر الوقت والتكلفة

يتم إنشاء إعدادات معلمات العملية خلال المراحل المبكرة من تطوير تكنولوجيا أشباه الموصلات ، حتى قبل تصنيع الرقاقات الأولى.يمكن أن تساعد المعالجة الافتراضية في التحقق من صحة قيم معلمات العملية الأولية هذه دون الحاجة إلى الوقت والنفقات لإنشاء واختبار الرقائق الحقيقية.تقدم تقنية تحسين نافذة العمليات الجديدة من SEMulator3D المزايا التالية أثناء تطوير عملية أشباه الموصلات:

تنبؤات تسفر بدقة عن العمليات الحالية
يعيد استهداف قيم معلمات POR الاسمية (عملية التسجيل) لزيادة العائد
يحدد خطوات العملية الرئيسية التي تؤثر على العائد
يعزل ظروف الحالة الفاشلة (خارج المواصفات) ، ويحدد السبب الجذري لهذه الإخفاقات
تسريع تطوير العملية ، من خلال تجنب هندسة السيليكون للتجربة والخطأ

(من ديبين يم)

تفاصيل الاتصال