如何使用虛擬工藝加速工藝優(yōu)化

　　我們不斷向先進(jìn)的 CMOS 的微縮和新存儲(chǔ)技術(shù)的轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化。例如，在 3D NAND 內(nèi)存中，容量的擴(kuò)展通過(guò)垂直堆棧層數(shù)的增加來(lái)實(shí)現(xiàn)，在保持平面縮放比例恒定的情況下，這帶來(lái)了更高深寬比圖形刻蝕工藝上的挑戰(zhàn)，同時(shí)將更多的階梯連接出來(lái)也更加困難。人們通過(guò)獨(dú)特的整合和圖案設(shè)計(jì)方案來(lái)解決工藝微縮帶來(lái)的挑戰(zhàn)，但又引入了設(shè)計(jì)規(guī)則方面的難題。二維 （2D） 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 （DRC） 已不足以用來(lái)規(guī)范設(shè)計(jì)以達(dá)成特定性能和良率目標(biāo)的要求。同時(shí)完全依賴(lài)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE） 來(lái)進(jìn)行工藝表征和優(yōu)化也變得難以操作。以往工程師通過(guò)運(yùn)用 DOE 實(shí)驗(yàn)來(lái)節(jié)省工藝研發(fā)的成本和時(shí)間，而現(xiàn)在他們需要進(jìn)行數(shù)以百計(jì)的 DOE 才能達(dá)到目的，這反而需要大量的時(shí)間和物料，包括晶圓。此外，工藝步驟之間非直觀的交互作用，以及狹窄的工藝窗口，使得使用第一性原理建模來(lái)同時(shí)進(jìn)行性能提升和良率優(yōu)化變得尤為困難。因此需要對(duì)復(fù)雜工藝流程進(jìn)行三維建模理解，而虛擬制造建模平臺(tái) Coventor SEMulator3D 為此而生。 SEMulator3D 能提供哪些功能？該軟件可從一系列標(biāo)準(zhǔn)單元工藝步驟中創(chuàng)建 3D 虛擬工藝整合模型，以模擬工藝流程。SEMulator3D 使用完全整合的工藝流程模型，可以預(yù)測(cè)工藝更改對(duì)下游工藝步驟的影響，這在過(guò)去則需要在晶圓廠中依靠“先制造和后測(cè)試”的循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，工程師可以使用該軟件對(duì)替換金屬柵極 （RMG） FinFET 進(jìn)行快速建模，該元件使用先溝槽金屬硬掩模 （TFMHM）后段制程 （BEOL） 與自對(duì)準(zhǔn)通孔工藝 （SAV）。工程師在完成虛擬加工的 3D 模型之后，就可以進(jìn)行 2D 和 3D 的虛擬測(cè)量和電學(xué)性能參數(shù)提取。該軟件的電學(xué)分析組件增加了電阻和電容提取功能，有助于理解工藝和設(shè)計(jì)靈敏度。該軟件提供了 3D 建模和驗(yàn)證電學(xué)性能的快捷平臺(tái)。SEMulator3D 中使用了有預(yù)測(cè)性的工藝模型和能精確匹配實(shí)際晶圓的 3D 結(jié)構(gòu)，比其它孤立解決方案中使用的理想化幾何結(jié)構(gòu)，更能精確地反映所制造的器件，從而具有更高的精度。 DRAM 演示該演示展現(xiàn)了該平臺(tái)如何根據(jù)刻蝕設(shè)備的性能參數(shù)（如材料的刻蝕選擇比和氣流流向通量分布）的變化對(duì)器件電學(xué)性能進(jìn)行建模，形象地說(shuō)明了虛擬制造的案例。簡(jiǎn)單的 DRAM 器件案例研究側(cè)重于對(duì)柵極刻蝕行為和刻蝕特征的研究，通過(guò)對(duì)其做合理設(shè)定來(lái)滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的電學(xué)性能和良率目標(biāo)。
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