III. Back-end
2. Tóm tắt nội dung các bước trong PD flow
2.6. Design for manufacturing (DFM)
Định nghĩa về DFM
- Design for manufacturing (DFM) đề cập đến các hành động được thực hiện trong giai đoạn PD của quá trình phát triển vi mạch để đảm bảo rằng thiết kế có thể được sản xuất chính xác.
- Ở phạm vi lớn hơn, hầu hết các lỗi trong quá trình sản xuất vi mạch là do các bước của quy trình vượt quá khả năng chịu đựng, tức là sự thay đổi level của macro hoặc các hạt bụi ngẫu nhiên làm gián đoạn quá trình quang khắc (lithography) qua lớp mặt nạ hoặc được nhúng trong một lớp của tấm wafer. Qui trình phản hồi kiểm sốt và phịng sạch có hiệu quả trong việc kiểm soát hai cơ chế này tương ứng và tạo ra năng suất cao.
- Tuy nhiên, khi chuyển từ nút 90nm qua 65nm, 40nm, 32nm, 28nm, 20nm và 16/14nm, ngành công nghiệp đã mong đợi rằng sẽ chuyển đổi sang kỹ thuật quang khắc (lithography) EUV để tận dụng các bước sóng ngắn hơn cho quy trình này. Nhưng do sự chậm trễ trong việc triển khai công nghệ EUV, ngành công nghiệp này vẫn đang sử dụng công nghệ dựa trên chiếu ánh sáng có bước sóng 193nm.
- Hiệu ứng nhiễu xạ trở nên đáng kể khi ánh sáng tương tác với các vật thể và khe tiếp cận các kích thước của bước sóng ánh sáng. Sản xuất chất bán dẫn đã vượt xa ngưỡng đó. Từ 130nm đến 65nm, các cơng nghệ nâng cao độ phân giải, bao gồm hiệu chỉnh tiệm cận quang học (cịn được gọi là kỹ thuật quang khắc có tính tốn), có thể xử lý các biến dạng do hiệu ứng nhiễu xạ gây ra. Điều này liên quan đến việc lập mơ hình các biến dạng ánh sáng dự kiến và thực hiện các thay đổi đối với mặt nạ để sửa chúng sao cho kết quả phơi sáng trên tấm wafer là đúng như dự kiến.
- Thật không may cho các nhà thiết kế vi mạch, ở bước RET không thể sửa chữa tất cả các vấn đề một khi bạn đi vào các nút nhỏ nhất. Do đó, các xưởng đúc IC đã phải thêm các
73 quy tắc thiết kế và các nhà thiết kế cần thực hiện các thay đổi thiết kế, loại bỏ hoặc sửa đổi các tính năng trong bố cục mà khơng thể sản xuất chính xác. Tại mỗi nút, các quy tắc DFM trở nên phức tạp hơn và phạm vi ảnh hưởng sẽ mở rộng theo phạm vi. Ví dụ, ở cơng nghệ 20nm, các quy tắc quản lý các hình khối thường được đặt trong một bố cục để cải thiện độ đồng nhất của kim loại trên khuôn trở nên phức tạp hơn nhiều.
DFM Scoring
- DFM không phải là một kỹ thuật hay tool đơn lẻ - nó thực sự là để giải quyết nhiều vấn đề sản xuất và các ràng buộc trong chính q trình thiết kế. Thực hiện DFM cuối cùng tập trung vào việc cải thiện năng suất và ngăn ngừa các khuyết tật có thể xuất hiện sau khi sản phẩm được giao cho khách hàng.
- Thật khơng may, chúng cũng có nghĩa là thực hiện nhiều cơng việc hơn, có nghĩa là chi phí kỹ thuật nhiều hơn và thời gian trì hỗn để tiếp thị đến khách hàng. Các nhà thiết kế cần một cách để biết khi nào “đủ là đủ”.
- Đó là mục đích của DFM Scoring, là một phương pháp sử dụng một tập hợp các phép đo của layout vật lý để xác định xem thiết kế có đủ tốt để đạt được lợi nhuận chấp nhận được hay không, hay việc dành thêm thời gian và nỗ lực để giải quyết một số vấn đề quan trọng nhất về DFM còn tồn tại trong thiết kế để cải thiện năng suất.
- Các phương pháp này có xu hướng được định hướng bởi nhà máy sản xuất chip, bởi vì chúng dựa trên các rule thiết kế do nhà máy quy định, dựa trên kinh nghiệm và dữ liệu của họ từ các chip thử nghiệm và chip sản xuất tại mỗi công nghệ khác nhau.