通過失效分類、良率預測和工藝窗口優化實現良率預測和提升

 

器(qi)件(jian)的(de)良(liang)率(lv)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)依(yi)賴(lai)於(yu)適(shi)當(dang)的(de)工(gong)藝(yi)規(gui)格(ge)設(she)定(ding)和(he)對(dui)製(zhi)造(zao)環(huan)節(jie)的(de)誤(wu)差(cha)控(kong)製(zhi)，在(zai)單(dan)元(yuan)尺(chi)寸(cun)更(geng)小(xiao)的(de)先(xian)進(jin)節(jie)點(dian)上(shang)就(jiu)更(geng)是(shi)如(ru)此(ci)。過(guo)去(qu)為(wei)了(le)識(shi)別(bie)和(he)防(fang)止(zhi)工(gong)藝(yi)失(shi)效(xiao)，必(bi)須(xu)要(yao)通(tong)過(guo)大(da)量(liang)晶(jing)圓(yuan)的(de)製(zhi)造(zao)和(he)測(ce)試(shi)來(lai)收(shou)集(ji)數(shu)據(ju)
，然(ran)後(hou)對(dui)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)相(xiang)關(guan)性(xing)分(fen)析(xi)
，整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)費(fei)時(shi)且(qie)昂(ang)貴(gui)。如今半導體虛擬製造工具（例如SEMulator3D®）的出現改變了這一現狀

，讓我們可以在“虛擬”環huan境jing下xia完wan成cheng以yi上shang實shi驗yan。甚shen至zhi在zai矽gui材cai料liao中zhong進jin行xing工gong藝yi實shi驗yan之zhi前qian
，虛xu擬ni製zhi造zao就jiu可ke以yi用yong於yu了le解jie工gong藝yi之zhi間jian的de相xiang互hu影ying響xiang和he工gong藝yi步bu驟zhou靈ling敏min度du以yi實shi現xian最zui大da化hua良liang率lv。本ben文wen將jiang通tong過guo一yi個ge簡jian單dan示shi例li來lai演yan示shi如ru何he通tong過guo虛xu擬ni製zhi造zao來lai提ti升sheng7nm節點特定結構的良率
，其中使用到的技術包括失效分類、良率預測和工藝窗口優化。

 

良率提升與失效分類

 

A．失效分類定義

 

邊緣定位誤差是導致後段製程良率損失的主要失效模式[1]。下麵用簡單實例說明，假設M1由金屬A（MA）和金屬B（MB）組成【通常由LELE（光刻-刻蝕-光刻-刻蝕）
，或自對準雙重圖形化技術（SADP）工藝產生】，而接觸孔（VC）被設計連接到MB。

 

金屬關鍵尺寸CD（或SADP工藝中的心軸CD）或VCCD或金屬至VC的套準精度存在工藝誤差

，會引起因通孔和金屬層之間產生邊緣定位誤差而導致的良率損失。

 

如下失效分類分別對應不同的CD和套準誤差組合（見圖1）：

 

1.高接觸電阻（HR）：VC和MB接觸麵積過小

 

2.VC-MA漏電（VML）：VC至MA的距離過小

 

3.MA-MB漏電（MML）：MA至MB的距離過小

 

4.VC-MB開路（VMO）：VC未接觸MB
，兩者之間沒有重疊

 

5.VC-MA短路（VMS）：VC接觸MA，兩者之間有部分重疊