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2005年2月末から開催されたSPIE Microlithographyにおける多くの論文発表に見られるように、DFM(Design-for-Manufacturing)はもはや単なるキャッチフレーズではなく、この業界に浸透した方法論になっている。しかし包括的な定義づけは難しい。主にDFMはサブ解像度のリソグラフィ技術を適用するために必要なレイアウト変更のことであると考える人が多い。だが実際には、もっと広義の意味で使われている。
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SPIE Microlithographyで米IBM社のLars Liebmann氏らは、「DFMは設計ルール、装置および方法を一つにしたものでなければならない。これらがチップ設計に影響を与え、集積回路におけるウェーハ上の物理的な三次元構造を決定付ける。歩留まりの改善を迅速に行うことにより、設計からデバイス製造までの全体の流れの収益性を最適化することが可能になる」と述べている。さらに続けて、リソグラフィ/RET(Resolution Enhancement Technique)技術を中心としたDFMを、歩留まり/製造技術を中心としたDFMと組み合わせて、設計からデバイス製造までの全体の流れを改善するDFMにするべきであると同氏らは説明する。歩留まり/製造技術を中心としたDFMには設計ルールの変更も含まれており、歩留まり低下の原因となっているランダム欠陥に対して強いレイアウトに改善していく。
SPIEの他の論文で米Cadence社のLouis Scheffer氏は、チップ面積を小さくさくしていくという従来の取り組みに替わり、CADを使って歩留まりが最大となるように製造の負担を軽減すべきだと述べている。Scheffer氏はDFMに関して最も重要な点を4つ挙げている。それは点欠陥密度、ビア歩留まり、リソグラフィ工程のウィンドウおよびセルの歩留まりである。点欠陥の場合、線幅と線間幅の違いにより点欠陥に影響される確率も違ってくる。ビアではカット部に対するメタルの重ね合わせやカット部の数が、ビアの歩留まりに大きく影響する。セルの場合制約を多く受けるため、高性能セルでは歩留まりが低くなる一方で、歩留まりが高いセルでは、速度が遅く、面積が大きくあるいは消費電力が大きいなどの問題が起こりやすい。リソグラフィ工程のウィンドウは、隣接のパターンの方が他と比べてパターンを形成しやすい。
最も難しいことは個々に最適化を図ってもそれらが相互に影響しあうことだ。Scheffer氏は、ビア周辺のオーバーラップを多くしただけで、メタル配線のライン/スペースに影響をするという例を挙げた。これはランダム欠陥に悪影響を及ぼすが、リソグラフィの歩留まりが改善するか悪化するかは分からない。
独Infineon Technologies社のThomas Roessler氏とJög Thiele氏は、ウェーハ上のパターンの構造完全性をみるため、製品レイアウトのパターン解析を行った。同氏らは製品レイアウトのパターン解析を行うと、貴重な情報が得られることを力説した。単一のプロセスウィンドウやCD制御、OPC(Optical Proximity Correction)モデルの精度などについて、画像処理された情報を通して製品レイアウトと製造プロセスの両面から体系的に改善を行うことが可能になるというのだ。
SPIEで発表された論文の中には、RETによって発生したCDのばらつきやパターン転写精度の低下を補うために、どのようにOPCを使いこなすかに着目したものがあった。OPCは近接効果に起因したレイアウトの歪みを補整するのに必要である。設計の最適化やプロセスばらつきのモデリングに対して従来のやり方は、ワースト設計に基づいたものであった。このため、過度に悲観的なシミュレーション結果をもたらし、設計目標に合わせることが非常に難しくさせていた。
この問題を解決するため、米AMD社のLuigi Capodieci氏は、米ミシガン大学のJie Yang氏とDennis Sylvester氏と共同で、配線済みの全チップレイアウトから、OPCの残留誤差を抜き出す手法を開発した。これにより、実際のCD値(Siに校正されている)を導き出して、それをタイミング解析に用いることが出来る。全自動のフローで、重要なゲートのタグ付けやOPC実行後のレイアウトへの注釈、回路全体のネットリストから選択的な抽出などの組み合わせを使用している。
最後に、米Telos Venture Partners社、米Photronics社、米Cypress Semiconductor社および米HPL Technologies社から成るグループが、「Think SPICE again!」なる手法を提案した。この手法ではDFMモデルが、装置メーカーと歩留まり管理グループにより作られる。一方で、設計目的モデルの内容を製造チーム側が作成する。設計目的モデルは、動きを説明するものであって、製造過程の実測値を説明するものではない。このモデルが根付いていけば、設計の自動解決方法が確立される。設計者は製造前に、電子回路の抜き取りや解析、シミュレーションができるようになるだろう。
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