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利用先进的统计分析改善FinFET晶体管性能

识别哪些工艺参数驱动鳍临界尺寸。

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试验和错误晶圆通常用于研究过程变化的影响在FinFET和其他先进的半导体技术的发展。由于上游单位的互动过程参数(如沉积保形性,腐蚀各向异性、选择性)在实际制造、基于过程变化可以高度复杂的变化。过程模拟器模拟工厂单位过程现在可以用来模拟这些复杂的相互作用。他们还可以帮助工艺工程师识别重要的过程和/或设计参数驱动某些关键目标,如cd、产量限制间距,3 d违反设计规则,电阻/电容和其他过程和设计问题。可能影响设备性能参数的数量和产量可能很大,所以统计分析可以提供有用的洞察力和帮助确定关键性能参数。Coventor的SEMulator3D虚拟制造(或过程模拟)平台包含一个分析模块进行虚拟实验设计和统计分析。我想使用一个14纳米的例子FinFET流程流识别重要的工艺参数,驱动鳍CD,这是一个晶体管性能的关键指标。


图1 - FinFET流程步骤说明

在这个例子中,鳍模式流基于14 nm FinFET技术被使用。实际的流程步骤我们动画插图所示(参见图1),关键步骤包括自对准双模式(SADP)鳍定义,鳍,STI波兰和休会。最后的鳍上CD是使用虚拟计量和测量是本研究兴趣的关键参数。名义鳍CD是9.6海里。在这项研究中,我们将确定哪些工艺参数(s)最重要的是影响翅片CD。

我们如何才能找到这个问题的答案用SEMulator3D吗?

  1. 开始这项研究,我们第一次选择工作流的类型和设计方法在SEMulator3D DOE(试验设计)选项。在这种情况下,工作流是“识别重要的参数设计方法是设置为“最终筛选设计(DSD)”,这是适合探索大量的工艺参数。
  2. 第二,我们想要指定的所有工艺参数会影响翅片CD。在我们的研究中,包括我共有11个参数包括所有的膜厚度SAQP hardmask堆栈,鳍垫片厚度、芯棒腐蚀深度,以及许多其他参数。我们选择筛选设计允许我们包括许多工艺参数在这项研究中,这样我们可以积极识别因素影响我们的鳍CD。
  3. 我们的下一步是执行美国能源部,自动执行并行仿真模型对应于每一组工艺参数定义的设计方法。
  4. 能源部运行完成后,我们选择目标,我们正在努力研究。在这种情况下,我们希望研究翅片CD。
  5. 接下来,我们可以选择回归选项。在这里,我们可以选择只包括主要因素或者可以包括交叉项和调整一些高级设置回归和异常值检测。
  6. 统计离群值被自动检测到,我们已经删除或离开的灵活性已确定的异常值。
  7. 最后,回归的结果显示在结果窗格。左边的结果显示了所有的假定值和相对重量的输入因素(参数)和交叉项,如果任何。突出显示重要的过程因素。图右侧的预测与实际值回归。在我们的例子中,三个工艺参数已经确定为重要因素驱动鳍CD。在我们的研究中,最重要的因素是氧化鳍垫片厚度。


图2——SEMulator3D的结果窗格

现在,我们已经完成了筛查能源部和识别最重要的工艺参数,调节鳍CD。进一步探索过程窗口和变异性的影响最重要的参数,我们可以重复回归使用一个完整的阶乘或蒙特卡罗统计设计方法。

整个过程的设计、执行和分析这个鳍上CD筛查能源部花了不到一个小时,没有运行单个晶圆通过工厂!我们能够确定相关工艺参数,如氧化鳍垫片厚度,最重要的是影响翅片CD。使用这些结果,我们现在将我们的努力集中在控制这些参数通过设置内联测量和计量规范,或者我们可以专注于过程控制,减少变异的关键参数。的分析能力SEMulator3D提供深度洞察过程的可变性和可用于提高产量和FinFET和其他先进半导体器件的性能。

为进一步的预测价值的例子SEMulator3D FEOL流程集成,请求一份白皮书”FinFET Front-End-of-Line (FEOL)流程集成”。



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