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メンター、65nm以下のCMPの配線バラつきを低する設ツールCalibreを啣

メンター・グラフィックスは、配線層のバラつきによってタイミングの変動がjきくなってくる65nm以下のプロセスにおいて、プロセス屬妊丱蕕弔をらすのではなく設屬らプロセスばらつきをらすための設ツールCalibre platformの機Δ啣修掘△修両楮戮らかにした。45nm、32nmと微細化が進むにつれ、CMP(chemical mechanical polishing)による配線の幅や間隔などの加工バラつきはもはや容J囲に収まらなくなってくる。このは加工バラつきを設屬ららそうというlだ。

LSIのH層配線\術では、CMPを使って平Q化を図るが、Cu配線の間隔が広い場所と狭い場所で、削られる量が変わり、配線が里い肇妊ッシングと}ばれる埔蠅丙鑿が見られる。このため、ダミーフィルと}ばれるCu配線を隙間に入れておき、配線密度をほぼk定にしておこうという桔,鮑涼してきた。しかもU入し忘れたために配線厚のバラつきが\加することを嫌うため、やたらとダミーフィルを配してきた。しかし、この桔,任、本来の信テCu配線とダミーフィル配線との間にキャパシタンスが発擇、高]動作やシグナルインテグリティに影xを及ぼす。設通りのタイミングがuられない恐れも出てくる。


Fill Helps Control Performance Variability


90nm度くらいまでなら何とか来のダミーフィルでも棺茲任た。しかし、65nm以下と微細化するにつれ、配線の厚さのバラつきはjきくなる。配線が微細になるにつれ、長さ、幅、厚さともほぼ同じような割合で縮小していかなければならないためである。厚さのバラつきは±10nm以下であるため、65nmプロセスでは9%のばらつきが45nmでは14%に\え、32nmノードでは20%にも達してしまう。厚さがこれだけバラつくと配線B^もバラつく。こうなると設通りのタイミングを満Bできなくなる恐れがある。設し直さなければならなくなる。できるだけバラつきをらしたい。

そこで、メンターが開発したこのCalibre platformに3つの\術を導入し、これからの問に棺茲靴。まずkつはSmartFill。これは空いている所にやたらと入れるのではなく、タイミングといった性Δ亡愀犬垢觸蠅砲世映するという\術である。配線密度や配線パターンの周囲長などによって入れ気籠れる場所を変えるという「賢い(smart)」桔,。

二つ`は、配線厚のバラつき分布を覚化し、最もHくの量を削られた「ホットスポット」を検出する。これにはCalibre CMPシミュレータ、あるいはファウンドリが創るモデルに基づいたシミュレータをWする。このCMPモデルでは、まずCuを削るiのmめ込まれたXの2次元分布、ある時間削った時の分布、さらに削ったときの分布、最終的な分布を2次元のカラー分布で表わすことで最も薄く削りすぎたような場所を検出する。

この後、配線の厚さ分布に基づいてタイミングや電気性のシミュレータにかけ、問がないかどうかをチェックする。そして、問がありそうな場所の密度と厚さに基づき、モデルベースでQしたフィルを{加してみる。これを繰り返し、問ないタイミングと電気性がuられたら、それを最終の配線パターンとする。


CMP and Fill


半導メーカーやファウンドリはQ社Q様のプロセスを使っているため、「プロセスモデルはQ社で作ってもらうことにしている」、と同社プロダクトマーケティングマネジャーのJeff Wilsonは言う。それも配線層ごとにQ社内陲任皸磴Δ海箸Hいという。同じCMPマシンを使うとしても、チューニングしたり、たとえしていなくてもスラリーの径が異なるとか、メッキ条Pが違うとか、プロセス条Pは違うため、モデル作成をQ社にお願いするというわけだ。j}企業の中には、90nmを条P通りに攵凮始しても量桵にCMPの条Pをチューニングして変えていくこともあるという。モデルは常にアップデートしたものにしなければ新の1発完動できない。


Mentor Graphics プロダクトマーケティングマネジャーのJeff Wilson


メンターはこのツールにより、バーチャルCMPモデルを提供していることになる。このCalibre DFMプラットフォームを使って、英国のファブレスCSR社が設した65nmデバイスは1発完動したとWilsonはいう。この場合は、CalibreをファウンドリであるTSMCが使って配線厚のDFMしタイミングシミュレーションを~使し、最終マスクデータをTSMCがこした。CSR社は駘設にまでは関与しないため、RTLデータをTSMCに}渡し、スペックを満たしていることを確認するだけ。GDS IIフォーマットのマスクデータはメンターのツールを使ってTSMCが作成する。

日本のIDMに瓦靴討蓮O社でモデルを作り、メンターのCalibreを使ってこれまではダミーフィルを作ってきた。この新で、これからのLSIにはCMP-awareなダミーパターンを作るのに最適とメンター・グラフィックス・ジャパンのテクニカル・セールス本霙垢Ev淳kはいう。


(2009/04/24 セミコンポータル集室)

ごT見・ご感[
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