Winter 2007 Vol.24 News and Views Providing Leading Electronic Design Automation Solutions 本社〒140ｰ0001 東京都品川区北品川4丁目７番35号御殿山ガーデン営業代表：(03)5488ｰ3030 大阪支店〒532ｰ0004 大阪市淀川区西宮原2丁目1番3号 SORA新大阪21 代表：(06)6399ｰ9521 名古屋支店〒460ｰ0008 名古屋市中区栄4丁目2番29号名古屋広小路プレイス代表：(052)249ｰ2101 ホームページメンター・グラフィックス・ジャパン： www.mentorg.co.jp メンター・グラフィックス米国本社： www.mentor.com サポート・ホットラインウェブフォーム： www.mentor.com/supportnet_ja/newsr.html フリーダイヤル：0120-11-2572 （受付時間9:15∼17:30 土日祝日を除く）電子メール：[email protected] ＊ウェブフォーム受付はその場でシステムに登録されるので迅速、確実です。＊お問合せの際はサイトID、カテゴリ、プロダクト名をお知らせください。＊お問合せフォームなど、詳細は下記ページでご案内しています。 www.mentor.com/japan/support_center.html 「News and Views」の送付中止、宛先の変更は下記編集部までご連絡ください。 TEL ：(03)5488ｰ3035 FAX：(03)5488ｰ3032 E-mail：[email protected] Web site： www.mentorg.co.jp /info/index.html News and Views W i nt e r 2007 Vol.24 ● 発行日 ● 発行人 ● 編集人 2007年1月31日（季刊）メンター・グラフィックス・ジャパン株式会社 News and Views 編集部東京都品川区北品川4丁目７番35号御殿山ガーデン（コーポレート・マーケティング部内） TEL：(03)5488ｰ3035 E-mail：[email protected] ＊ Mentor Graphicsはメンター・グラフィックスの登録商標です。＊記載されている製品名は、メンター・グラフィックスの商標です。 [ F EA T U RE] D e si gn t o Si li c o n ポスト OPC 検証による歩留まり損失リスクの最小化 [ Su c c es s St or y ] Sun Microsystems 0-In テクノロジを 3 百万ゲート規模の設計に利用 News and Views 図1 図 1-a 図2 ∼38nm 97nm OPC前のバイアス処理によりメタル・カバレッジがぎりぎりとなったコンタクト図 1-b 116nm の方法があります。これには、マスク・サインオかったために、サイト配置が不良となったことがこれらの脆弱性を発見することは非常に重要でフの手段としてバーチャル・マニュファクチャリ判明しました。エッジ分割を図1-bのように変更す。設計が確定してしまった後では、これを変更ングをOPCレシピ開発に利用すること、インラすることによりサイト配置が改善され、シミュレすることは非常に困難または不可能であり、そイン監視が必要とされるレイアウト内の脆弱なーションおよびウエハCDはターゲット通り印刷のテクノロジ・ノードを使用している間、継続し領域を見つけ出すこと、そしてオリジナルのレイすることができました。て問題のあるレイアウト／デザインルールとつアウト上でどこが改善可能であるかを設計者にフィードバックすることなどが含まれます。 [FEATURE] Design to Silicon OPCレシピの最適化ポスト OPC 検証による歩留まり損失リスクの最小化 OPCレシピの開発においては、エッジ分割、 Minimizing yield loss risks through post-OPC verification 題に直面しています。それはOPCに不向きなデザインやリソグラフィへの感受性（センシティビティ）の増加、マスクルール制約、最適でないエッジ分割やサイト配置によるOPC 設定ファイルのエラー、OPCアプリケーション適用時の収束性の悪化を招いています。はじめに毎年リソグラフィ・プロセスは進化し、今や解きあって行かねばなりません。この問題を回避ジのチェックを行ってホットスポットを検出するするためには、リソグラフィ設計者／OPCエンことに加えて、適切なゲートCD制御およびコンジニアと設計者の間に緊密なコミュニケーショタクト・カバレッジがされているかどうかを検証ンが確立されていることが重要です。するためのシミュレーションも行われます。これ図3は、バーチャル・マニュファクチャリングサイト配置、繰り返し回数、Edge Placement らのチェックは通常テープアウト前に実施するを使って発見された設計上の問題の例です。左 Error（EPE）の計測結果に基づく修正フィードバ性質のものですが、OPCレシピのさらなる最適の図は、コンタクト配置のエラーの結果、コンタック等に関する決定を行わねばなりません。こ化により改善できる領域を探すため、既存のテクト・カバレッジが達成されなかった例です。これらの設定は、最終的なOPCレシピを作成するストセルおよびレイアウトにも実行しました。のエラーはプロセスで補正可能な範囲を超え前に、いくつかの設計レイアウトを使って評価し、ムーアの法則を維持するため継続的な努力の基で、我々は非常に低いk1 factorの問プロセス・ウィンドウ内でピンチおよびブリッ図2に示す例では、メタル・カバレッジがぎりた、デバイスの機能に回避できないエラーを引最適化する必要があります。これらの要素はすぎりのコンタクトが検出されました。さらに調べき起こしていたはずです。右図の問題箇所は設べて結果としてレイアウトに適用されるOPCのてみると、これはOPC前のバイアス処理の結計者にはわかりにくかったと思われますが、プロ品質を左右するものであり、最終的にはデバイ果、発生していたことがわかり、これを変更するセス自由度が非常に低く、コントラストが不十分スの歩留まりの良否に結びついています。ことにより問題を解決できました。のためCDコントロールが不良となる場所をハイ像度の限界に近づいています。その結果、ウエ Calibre OPCverifyのようなバーチャル・マニハ上により微細なパターンを印刷することは可ュファクチャリング・ツールはこのような場面で失によるコストはレチクル・コストの増大、研究開発期間の長期化、リソグラフィ・ツール能になりましたが、多くの場合プロセス自由度 OPCレシピ品質評価に重要な役割を果たしま関連コストの拡大、そして何よりも製品の市場投入が遅れることによる利益の損失等のが損なわれ、最適でないOPCや設計品質不良す。バーチャル・マニュファクチャリング・ツールバーチャル・マニュファクチャリングを使って設更することが必要でした。この重要な段階にお形で増大します。これを背景に、リソグラフィ・プロセスを正確にシミュレートし、レイアウに対する感受性が高まってきました。これによりにより、ユーザーは様々なプロセス条件に対し計の欠陥を検出すると同時に、リソグラフィ・フいて設計グループとプロセス・グループの意思トに存在する欠陥や弱点を検出することによりシリコン上で製造を開始する前に問題をプロセス自由度が低下し、レチクル・プロセスて、ソフト・ピンチやソフト・ブリッジが発生するレンドリーでない、あるいはOPCに適さない部疎通がうまくいけば、設計問題を早期に解決す解決する、あるいはウエハ製造プロセスにおいてインラインで監視し、検知するためのバのCD制御、スキャナーのフォーカスおよびドー場所を調べることができます。これらは製造プロ分を調べるチャンスでもあります。レイアウトにることにより、良好な製品ライフサイクル実現のーチャル・マニュファクチャリング・ツールに対するニーズが高まっています。ズ制御、塗布現像プロセス等で不可避的に発セスにおいてパターンにハード・ピンチ／ブリッ多少の変更を加えることのできる初期段階で、ための条件が整うことになります。生する変動に対する余裕がますます小さくなっジが起こりやすい場所です。これらの場所を詳プロセスの感受性がますます高まり、歩留まり低下への脆弱性が高まる中、歩留まり損今回は、重大なリソグラフィ欠陥や歩留まり阻害要素を解決し、前述のような半導体製造工程の脆弱性からの損害を最小限にするための、量産製造環境向け検証フローの概要についてご説明します。 Ching-Heng Wang, Qingwei Liu Semiconductor Manufacturing International Corp. (China) Liguo Zhang, Gen-Sheng Gao Mentor Graphics Corp. (China) Travis E Brist, Tom Donnelly, Shumay Shang Mentor Graphics Corp. (USA) 2 ています。そこで、レイアウトに含まれる弱点としく調べることにより、エラーの原因がOPCレ歩留まり損失を最小化するため、バーチャル・シピにあるのか、あるいはリソグラフィ／OPCにマニュファクチャリング手法が必要とされるようフレンドリーでない設計を行ったことによるものになりました。グリッド・ベースのdenseシミュレかを判断することができます。図1に示す例でーションを利用することにより、エッジ分割およは、バーチャル・マニュファクチャリング・シミュびサイト配置に関してsparseシミュレーションでレーションにより、116nmの間隔で設計されての問題が起こることなく、フルチップのシミュレいたデータから15%以上も外れて100nm未満ーション・カバレッジが保証されます。で印刷される場所を検出しました（図1-a）。詳しまず、初回歩留まりを改善するためにいくつかライトしています。このケースでは、製造工程で設計の脆弱性の欠陥発生の可能性が非常に起こりやすく、プ新しいテクノロジ・ノード開発の初期段階は、ロセス制御改善のため設計者がレイアウトを変図3 0.008 0.045 0.043 コンタクトのカバー不足につながる設計プロセス・マージンが非常に小さい設計く調べると、この場所のエッジ分割が最適でな 3 News and Views つながり、その発見と解決には多大なリソース図4 が費やされます。これらのホットスポットをバー Success Story チャル・マニュファクチャリング・プロセスにおいて検出することにより、ウエハ製造プロセスを止めてしまうような歩留まりエラーを削減できます。レイアウトの中で最も感受性の高い部分はどこかということを事前に知っておくことによ検知されたCDエラー最適な条件下ではわずかなピンチングが確認された条件変動時では著しいピンチングが認められるり、リソグラフィ・プロセスにおいてそれらのいくつかをインラインで監視することができました。 Sun Microsystems、メンター・グラフィックスの 0-In テクノロジを 3 百万ゲート規模の設計に利用これらの感受性の高い箇所が良好に印刷されていれば、デバイスのより高い歩留まり確保にお図5 いて大きな自信をもつことができます。 Sun Microsystems社では、大規模かつ複雑なハイエンド・サーバー向けASIC設計をまとめメンター・グラフィックスの0-Inツールを用いて検証しました。バーチャル・マニュファクチャリング環境でのフルチップ・コンター・シミュレーションは必要不今回のサクセス・ストーリーは、その成果を設計検証担当マネージャである「私の目標は設計のコーナーをできる限り多く調べることです。0-In Searchは設計の様々な側面を検討するのに役立ちました。」 Paul Gingras氏の談話を中心にご紹介いたします。可欠なツールとなりました。グリッドベースの denseシミュレーションをレイアウト全体に対し検知されたCDエラー最適な条件下ではほぼ目標値であった条件変動時ではソフト・ブリッジの兆候が認められる Sun Microsystems Design Verification Manager Paul Gingras 氏て行うことでOPCをより良く最適化し、レイアウト毎の設計の違いに対するロバスト性を高めることができました。プロセス開発の初期段階でマスク・サインオフ図4は、ポリCDが最適な条件下でも目標CD は、リソグラフィ・プロセス・グループと設計グル量産テープアウト・フローにおいても、レイアより低くなっており、ゲート領域のすぐ外側で若ープが共同でOPCの困難な、あるいはプロセウトがマスク製造の準備ができているかどうか干のピンチングが発生している場所を示したもス・ウィンドウの小さい構造を見つけるのに役立アサーション・ベース検証によりナーケース動作を解析するためにダイレクテッました。ASIC設計の内部構造を解析することにの最終チェック手段としてバーチャル・マニュフのです。プロセス条件が少しでも変動すればピちました。また、テープアウト・プロセスにおいハイエンド・サーバー向けASIC設計のド・テストで記述するのは非常に難しく、時間がより、ABV技術は機能検証の2つの主要な問題、ァクチャリングを適用しました。プロセス・ウィンンチングはより深刻なものになります。このケても設計をシリコン上で製造する前に重大な問コーナーケースを活性化掛かると判断しました。すなわち観測性の限界と不十分な制御性というドウ全体を通して各種チェックを実行した結果、問題に挑戦しました。ースはデバイスの性能低下につながるものとし題を検出し、解決するためのセーフティ・ネット製造中にデバイス欠陥を引き起こす可能性がて、オーバーレイや露光時／現像時のプロセスとなりました。この工程ではより深刻でないホッエンタープライズ向けコンピューティング・ソ「我々が直面とした大きな問題の１つに、従来高い領域を発見しました。この種のエラー（ハー条件をモニタするため、分類されている箇所のトスポットについても検出され、これらを製造工リューションで世界をリードする企業であるSun のシミュレーションが持つランダムな側面をどの 0-Inツールは、CheckerWareライブラリを使 1つです。程で監視することができたため、製造プロセス Microsystems（以下Sun）が製造するワークスように改善していったらよいか、ということがありうことにより、ASIC設計内部の観測性を改善しド、および深刻なソフト・ピッチ／ブリッジ、大きなゲートCDエラー、コンタクト／ビアの深刻な危険なホットスポット・エラーとして見つかったの成功に対する自信を高めることができました。テーションおよびハイエンド・サーバーは、クラました。」 Gingras氏はこのように語っていまました。チェッカとは、統計情報収集とコーナーカバー不足等）は、レイアウト上で解決しなけれもうひとつの例を図5に示します。この例では、プロセス開発と量産フローにバーチャル・マニス最高レベルの通信帯域幅、最小レベルのレす。「テープアウトする前にデザインに対するカケース解析用ロジックを加えたアサーションでばマスク製造に進めないような重大なエラーで最適な露光条件ではCDは目標にほぼ近いものュファクチャリングを導入することによる効果は、イテンシを特長としています。Sunの設計検証担バレッジを改善する必要があったのです。」Sun す。これらのチェッカを使うことにより開発者はす。新しいテクノロジ・ノード適用の初期段階なでしたが、プロセス・ウィンドウ全体でチェックし初期歩留まりの改善と、タイム・トゥ・マーケット当マネージャであるPaul Gingras氏は、いくつは新しい遅延制限モジュールを含む、設計のホ設計インタフェースの検証と文書化、並びに業らば、これらのエラーは通常OPCレシピの変更たところ、この部分にブリッジの危険性があるこの短縮であり、これらはどちらも変化の速い半導かの非常に大規模かつ複雑なコンポーネントをットスポットの解析に0-InのAssertion-Based 界でも最も厳しい指標を使用したテストスイーで解決できますが、より深刻なケースでは設計とが検知されました。この傾向は後にウエハ・レ体産業で競合力を維持するために必須の要素搭載した、ハイエンド・サーバー向けの大規模 Verification（ABV）Suiteが使えないかと考えトの評価が行えます。チェッカはRTLで記述さ自体の変更が必要となります。OPCレシピが成ベルでも確認されました。実際にはブリッジは発であると言えるでしょう。 ASICの検証を担当していました。ました。れているため、使用されている特定のテストベ熟するにつれ、この種のエラーは発生しにくくな生しませんでしたが、最適なプロセス条件外でります。これよりも典型的なタイプのエラーは、テープアウトおよびマスク製造プロセスを止める必要は著しい間隔の狭まりが見られ、この部分がブリッジの発生しやすい傾向にあることが実証されました。のないホットスポットです。これらは、プロセス変ホットスポット検出は、プロセス変動に対する動に対する感受性が高い部分であり、ウエハ製許容度が小さくなり、デバイスの機能に与える造工程でインライン監視を行うことによって、不影響がより大きい最先端テクノロジ・ノードでは、可避的に発生するプロセス変動によるデバイスますます重要になりつつあります。1つのホット故障の可能性を低減する必要があります。スポットが、ランダムな歩留まりエラーの発生に 4 ンチ並びに検証言語に依存しません。このASICは設計サイクルの最後にデバイス参考文献 1. Olivier Toublan, “Verification Requirements for 45nm and 65nm Optical Proximity Correction”, Proc. Interface 2005 2. Chris Spence, “Full-chip lithography simulation and design analysis: how OPC is changing IC design”, Proc. SPIE, Vol. 5751, 2005. 3. Chi-Yuan Hung, “Model-based DRC for design and process integration”, Proc. SPIE Vol. 5992, 2005 内のトランザクションの流れを制御するための複雑な遅延制限用モジュールが追加されました。 0-Inを使ったチェックにより有効なアサーション手法を実現この新しいロジックは設計に含まれる他の多く Sunの開発チームは、RTLシミュレータを市のモジュールと接続され、複雑な調停スキーム販のテストベンチおよびカバレッジ・ツールと組を採用していました。この時点で、既に設計は3 み合わせた、高度な設計・検証手法を適用して百万ゲート規模に達しており、I/Oピンも800をいました。0-InのABV Suiteはこれらのツール超えていました。Sunは、全ての発生しうるコーにはない、重要な機能を付け加えることになり 0-In付属の豊富なCheckerWareライブラリを使って設計に対する仮定条件を設定することにより、ASIC設計者は最小限の指定で最大限の設計チェックを実施することができました。「0-Inが非常によくフィットした大きな理由は、設計にステートメントを挿入する、あるいは設計 5 News and Views Success Story SupportNet Information 製品のサポートサイト www.mentor.com/japan/ 意図を表現したアサーションを設定する等の点ナミック・フォーマル検証技術、すなわちシミュレ氏は語ります。「コントロール・ステータス・レジにおいて弊社の既存手法に合致していたためでーションとフォーマル・テクニックの組み合わせスタとして上限が定義してあり、しきい値に達すす。」Gingras氏はこのように述べています。「設により設計を解析し、コーナーケースにストレスると減速を始めるようになっていました。しかし計部門のマネージャーと私がチェッカを使用すテストを行い、ダイレクテッド・テストや疑似ランそのしきい値を超えてしまっていたのです。結果ライセンス・レポートのページが日本語になりました。このページでは、お客様の所る工程スケジュールを作成し終えた頃には、エダム・テストでは見逃されてしまうバグを検出し的にそのしきい値を超えてどんどん進んでしまっ有している製品およびライセンス・コードをリスト表示したり、リストをExcelフォーマッンジニアはそれらを既に設計で利用していまします。フォーマル解析により既存のシミュレーシていました。この問題は従来のテスト手法ではトで保存することができます。た。エンジニアは説明書を少し見ただけで、こョン・テストを「増幅」させることにより、0-In 発見されませんでしたが、0-In Searchは問題ライセンス・レポートのページにアクセスするには、日本語 S u p p o r t N e t れらのチェッカを使った設計を非常に短時間に Searchはテストを追加記述することなく、より徹があることを即座に検知しました。チェッカを関 www.mentor.com/japanのページ左下のマイサポートより「ライセンスの確認とダウン作成してしまいました。」底した設計検証を行うことができます。連づけておくことで 0-In Searchは設計のそのロード」をクリックし、表示されるライセンスのページから「ライセンス・レポート」をクリ側面を解析することができたのです。」ックしてください。または、以下のURLにアクセスしてください。ライセンス・レポートのページが日本語になりました「我々はまた、0-In の提供する直接推定の遅延制限モジュールはその複雑性により検証 full_caseおよびparallel_caseチェッカもフルにホットスポットであることが判明したため、検証活用しました。」Gingas氏はプロジェクトを振りチームはフォーマル検証の適用を決めました。遅返ってこのように語りました。0-In Checkによ延制限モジュールに含まれる特定の複雑なロジ「ハードウェア検証グループのマネージャーでり自動的に挿入されたcaseチェッカによって、ックを検証するためにダイレクテッド・テストを記ある私は、常に上司から『テープアウトできる default caseが case/endcaseブロック外にあ述する代わりに、Sunの設計チームはロジックか?』と聞かれます。0-InのABV Suiteの素晴らし SupportNet日本語検索では、日本語の技術情報（TechNote）の他、PDFドキュメンることによる設計エラーを検出しました。設計者内にチェッカを配置し、0-In Searchを使って既い点は、私の自信を本当に高めてくれたことでトに記載された内容も検索することができます。それらを包括的に検索するには、『情報はまた、req_ack、one_hot、maximum、value、存のシミュレーション・テストを「増幅」することす。ダイナミック・フォーマル検証は私のテストのタイプ』のオプションで「すべての情報」を選択してください。また『製品選択』のオプ arbiter等のチェッカを使って、設計に関する様々ができます。ベンチに盛り込まれた知識を拡大し、これまでションで特定の製品を選択することによって検索結果をさらに絞り込むことができます。 http://www.mentor.com/ebase/index_jpn.html ABVによりテープアウトの信頼性を向上この手法を使うことにより、 0-In Searchは底して追及してくれます。これは私にとって大き discardカウンタのコントロール・ロジックに含まな自信となり、上司のオフィスに入り気分良く跡は従来難しい作業でした。しかし、0-In Check れるごくわずかなエラーによって、カウンタ・ロジ『準備できます！』と言えるのです。」Gingras氏ではエラーをその原因箇所で検出することによックが突然リセットされる問題を引き起こすことるデバッグが可能です。「システム検証を行ったをつきとめました。このエラーにより破棄されることのある担当者なら誰しもが認識していることべきであった一部のトランザクションがそのままですが、欠陥を切り分けるのは非常に難しい作処理されていたのです。この問題は0-In Search 業です。」Gingras氏はこのように説明していまのオーバーフロー・チェッカにより、Sunの検証す。「欠陥を見つけてもそれは実際の問題の7000 チームが記述したテストの1つを「増幅」するこサイクル後である場合もあります。チェッカーがとにより検出されました。このエラーはシミュレ有効になっていて、設計内に配置されていれば、ーションで観測することは根本的に不可能であエラーが実際に起こった場所にかなり近いとこったはずです。なぜならば唯一の影響は不適切ランダム・テストベンチで見逃されるろでそれをとらえることができます。」な帯域幅調整によるシステム・スループットの悪コーナーケースの活性化を可能にはこのように語ります。ロジックのエラーを検出ば、すべてのトランザクションは成功するにも関 0-In製品の主な機能 ● ● 「0-In Search は設計のタイムアウト・ロジッを高めることができます。.0-In Searchはダイクに含まれるエラーも発見しました。」とGingras 6 SupportNet日本語検索からアクセスできる日本語技術情報は、現在約8500件登録されており、今後も随時追加されていきます。この機会に是非新しいSupportNet日本語検索をお試しください。 http://www.mentor.com/japan/member/search 0-In Searchはダイレクテッド／疑似 SupportNet には是非すべてのユーザー様をご登録くださいし、テストベンチを「増幅」 ● 果になっていたでしょう。を直接実行することにより設計のコントロール性 CheckerWareチェッカにより検証の難しいロジックの観測性を向上 ● わらず、最終的なパフォーマンスは低いという結 0-In Searchを使ってコーナーケースの動作キーワードを入力 ᭤ すべての情報はPDFの内容も含む ᭤ 特定の製品に絞り込みが可能 ᭤ 化のみだからです。この問題が検出されなけれ 0-In Searchはコーナーケース・ ᭣ ライセンス・レポートはこちらカバーされていなかった設計の様々な側面を徹な重要アサーションを指定しました。設計エラーが見つかった場合、その原因の追 SupportNet 日本語検索をご活用ください 0-In Searchは設計サイクル早期に SupportNetのユーザ・アカウントは、御社の複数のお客様にご登録頂くことができます。SupportNet バグを発見し、タイム・トゥ・マーケッでは、技術情報の検索機能の他、最新リリースのダウンロードの機能などをご提供しております。ご登トを改善録の際は、お客様のリスト（サイトID、アルファベットの氏名、電子メールアドレス、電話番号）を弊社 0-Inツールは設計のテープアウトにサポート・ホットライン [email protected] 宛てにお送りいただくか、または、以下のページを向けた高い信頼性を提供ご参照の上ご登録ください。 http://www.mentor.com/japan/signup.html 7