新创公司实现IC变量表征

众多从事面向制造设计(DFM)的初创公司纷纷承诺,要帮助设计人员获得最大良率并管理工艺变化,但这一切都以芯片厂商能够表征统计参数为前提。初创公司Stratosphere Solutions近来通过知识产权(IP)方法使该问题的解决取得了新的进展,新方法就是在硅晶圆内嵌入测试结构。

Stratosphere Solutions公司由现任公司CTO的Jim Bordelon和CSO Prashant Maniar于2004年联手创建。他们先前都曾在一家良率管理供应商HPL Solutions公司(2005年被Synopsys收购)任职。EDA行业老将Bob Smith最近也卸任InTime软件公司总裁兼CEO的职务,以公司董事会主席兼CEO的身份加盟Stratosphere Solutions。

“作为一家公司,我们的目的是解决参数可变性问题。”Maniar介绍,“我们关注的是裸片内的变化,例如置于裸片内两个不同部位的晶体管,如何因为临近效应、掺杂剂波动或线条边缘粗糙度等原因而表现不同？”

Maniar指出,其它DFM和面向良率设计(DFY)的公司,专注于光刻模拟或化学金属抛光建模。“现在缺少的,是使一切得以成功实现所必需的数据类型。”Maniar表示,“任何人想要借助DFM或DFY成功,都必须从晶圆厂入手。”

为达到这个目的,Stratosphere Solutions同时还推出了一款IP和软件的结合体StratoPro,其中嵌入了晶圆厂可以用来表征工艺变化的测试结构。这家由4人组成的公司还计划推出一个良率建模环境,允许晶圆厂在不泄露商业机密的前提下为设计人员提供全面的良率模型。该产品预计将于今年年底左右推出。

StratoPro有两个版本:一种是标线(reticle)版本,将一个大型测试结构置于晶圆上；另一种是划片槽(scribe line)版本,将测试结构插入划片槽内,晶圆顺着划片槽的两条边线被分割成独立的芯片。尽管充当划片槽的金属最终会被丢弃,但是晶圆厂常常会将测试结构置于划片槽内来避免更多的金属浪费。

对许多无晶圆厂半导体公司而言,划片槽测试构造是获取相关器件性能信息的主要来源,Maniar强调。这些公司能够利用StratoPro的划片槽版本,对代工厂信息与晶圆实测信息进行比较。

今天,许多晶圆厂早已经采用了将测试结构置于晶圆上的做法,但是StratoPro称其“参数有源矩阵(Parametric ActiveMatrix)”技术比其它方案的密度高10倍。传统方案需要一套焊盘(pad)应对每一个晶体管,而StratoPro则采用带一组公共焊盘的可寻址阵列,Smith表示。“因为不需要一组焊盘来连接每个器件,所以在相同区域可以实现的测试架构数要多一个数量级。”他介绍,“因此,StratoPro对加工中实际发生的情况提供了更丰富的数据集。”

CEO Smith:StratoPro提供了更丰富的数据集。

Maniar介绍,StratoPro测试架构实现了一个完全的模拟测试参数集,其中包括IV曲线、阀值电压、驱动电流以及门电压。“你或许无法测量或表征非常低的漏电流,”他说,“原因在于阵列本身可能就有漏电流。”

StratoPro与面向安捷伦测试仪的测试程序一同工作,而Stratosphere目前也正在为吉时利(Keithley)测试仪编写测试程序。

“任何工艺过程都存在随机变异,”Smith表示,“你无法构建一个精确的数学模型。我们所能做的就是深入工艺过程,得到大量数据点并绘制统计曲线,从而观察实际运转状况。我们把工具交给晶圆厂来采集数据并以有效的方式加以利用。”

StratoPro工具现已上市,售价从350,000美元起。对于各晶圆厂而言,使用该工具还需要一些定制化工作,Maniar表示。

作者:葛立伟