DE19827935A1 - Simulationsgerät und -verfahren für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen - Google Patents

Simulationsgerät und -verfahren für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen

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DE19827935A1
DE19827935A1 DE19827935A DE19827935A DE19827935A1 DE 19827935 A1 DE19827935 A1 DE 19827935A1 DE 19827935 A DE19827935 A DE 19827935A DE 19827935 A DE19827935 A DE 19827935A DE 19827935 A1 DE19827935 A1 DE 19827935A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Simulationsgerät und -verfahren für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 bzw. 4. Ein derartiges Gerät bzw. Verfahren dient zum Abschätzen und Analysieren von Betriebseigenschaften einer integrierten Halbleiter­ schaltung, die durch Verbinden derartiger Schaltungsvorrichtungen wie beispielsweise eines Transistors mit einem Halbleitersubstrat gebildet ist.
Eine herkömmliche integrierte Halbleiterschaltung stellt eine Halbleitervorrich­ tung dar, in welcher elektronische Schaltungen wie eine Matrix aufgebaut sind, indem notwendige Komponenten, wie beispielsweise ein Transistor, eine Diode, ein Widerstand und ein Kondensator auf ein Siliciumsubstrat, einen sogenann­ ten Wafer, gebracht und diese Komponenten miteinander verbunden werden. Beispielsweise besteht bei einem Herstellungsprozeß für eine integrierte Halb­ leiterschaltung durch Ausbilden von Metall-Oxid-Halbleiter-(MOS-)Transistoren auf der gesamten Oberfläche eines Wafers in der Form einer Matrix eine Schwankung in allen Abmessungsdaten einschließlich Gatelänge, Oxidfilmdicke und implantierter Ionenzahl (im folgenden werden diese auf der Herstellung beruhenden Prozeßfaktoren als Prozeßparameter bezeichnet) eines MOS- Transistors, der durch Anwenden vorbestimmter Verarbeitungsarten auf der Oberfläche des Wafers gebildet ist.
Ein Simulationsgerät und Simulationssoftware sind entwickelt, um die Schwankung in den Werten von Vorrichtungseigenschaften eines MOS-Tran­ sistors, der in der Oberfläche eines Wafers gebildet ist, abzuschätzen und zu analysieren (wobei der Eigenschaftswert für die Vorrichtung in diesem Fall eine am Gateteil des Transistors liegende Spannung ist, so daß ein Drainstrom mit einem gewissen Wert zu fließen beginnt; eine derartige Spannung wird im folgen­ den als Schwellenwertspannung Vth bezeichnet), und um darüber hinaus die Verteilung des elektrischen Stromes zu überprüfen.
Daher berechnet (simuliert) diese Art eines Simulationsgerätes eine Schwankung in Eigenschaftswerten der Vorrichtung (die Schwankung in Schwellenwert­ spannungen Vth) von MOS-Transistoren, die mit sich verändernden Meßdaten bei jedem Prozeßparameter, wie beispielsweise Gatelänge, Oxidfilmdicke und implantierter Anzahl von Ionen, hergestellt sind, und sie stellt die Berechnung in normalen Verteilungskurven dar. Wenn dadurch ein MOS-Transistor auf der Oberfläche eines Wafers mit einer Schwankung in den Meßdaten von Prozeß­ parametern gebildet wird, liest ein Benutzer die Vorrichtungseigenschaftswerte des Transistors aus dem so erhaltenen Graph aus.
Das obige Simulationsgerät kann die Schwankung in Vorrichtungseigenschafts­ werten in der Form einer Tabelle oder eines Graphen anzeigen, wenn ein MOS- Transistor auf der Oberfläche eines Wafers gebildet wird und jeder Prozeßpara­ meter gemäß einer normalen Verteilung schwankt. Jedoch hat dieses Gerät weder eine Funktion zum Anzeigen der Verteilung der Schwankung in jedem Prozeßparameter gemäß Schwankungsmeßdaten der Prozeßparameter unter einem Herstellungsprozeß noch eine Funktion zum bildlichen Anzeigen der Verteilung der Schwankung in den Vorrichtungseigenschaftswerten auf der Oberfläche des tatsächlichen Wafers.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Simulationsgerät und -ver­ fahren für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen zu schaffen, bei denen Betriebseigenschaften einer integrierten Halbleiterschaltung bildlich als eine Verteilung auf einem Halbleitersubstrat für eine genaue Abschätzung und Analyse angezeigt werden, ohne tatsächlich die integrierte Halbleiterschaltung herzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Simulationsgerät bzw. -verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 4 vor.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Simulationsgerät und -verfahren für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen mit den folgenden Merkmalen: Zum Simulieren der Fluktuation in Vorrichtungseigenschaftswerten einer Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungen, die auf einem Halbleitersubstrat gebildet sind, indem eine Vielzahl von Verarbeitungen auf das Halbleitersubstrat angewandt wird, werden Simulationsdaten zum Ausführen der Simulation gemäß Meßdaten für eine Vielzahl von vorbestimmten Teilen auf dem Halbleiter­ substrat nach der Verarbeitung erzeugt; Vorrichtungseigenschaftswerte der inte­ grierten Halbleiterschaltung werden aufgrund der Simulationsdaten berechnet; die Verteilung der Schwankung in den Vorrichtungseigenschaftswerten auf dem Halbleitersubstrat wird bildlich angezeigt.
Durch Anzeigen der Schwankung in den Vorrichtungseigenschaftswerten, die erzeugt sind, wenn eine integrierte Halbleiterschaltung auf einem Halbleiter­ substrat gemäß den Simulationsdaten gebildet wird, die gemäß Meßdaten für vorbestimmte Teile nach Anwenden verschiedener Arten von Verarbeitungen auf das Substrat als eine Verteilung auf dem Halbleitersubstrat erzeugt sind, ist es möglich, die Verteilung der Schwankung in den Vorrichtungseigenschaftswerten der integrierten Halbleiterschaltung auf dem Halbleitersubstrat anzuzeigen, um leicht visuell erkannt zu werden.
Wie oben erläutert wurde, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Simulationsgerät für Halbleitervorrichtungseigenschaften für eine genaue Abschätzung und Analyse der Betriebseigenschaften einer integrierten Halb­ leiterschaltung zu realisieren, indem bildlich die Verteilung der Betriebseigen­ schaften auf dem Halbleitersubstrat angezeigt wird, ohne tatsächlich die inte­ grierte Halbleiterschaltung herzustellen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Simulations­ gerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm, das Meßpunkte auf der Ober­ fläche eines Wafers veranschaulicht,
Fig. 3 ein schematisches Diagramm, das eine Verteilung auf der Oberfläche eines Wafers veranschaulicht, wobei Simu­ lationsergebnisse dargestellt sind,
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das den Verarbeitungsablauf eines Simulationsgerätes zeigt,
Fig. 5A und 5H schematische Diagramme, die Schirminhalte von Initiali­ sierungsdaten D1 zeigen,
Fig. 6A und 6H schematische Diagramme, die Schirminhalte von Meßdaten D3 veranschaulichen, und
Fig. 7 ein schematisches Diagramm, das Schirminhalte von Simulationsdaten D4 zeigt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgen­ den anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
In Fig. 1 ist ein Simulationsgerät 1 gemäß der vorliegenden Erfindung insgesamt dargestellt. Zum Abschätzen und Analysieren der Schwankung oder Fluktuation in Schwellenwertspannungen Vth einer Vielzahl von MOS-Transistoren, die in der Gestalt einer Matrix auf der Oberfläche eines Wafers gebildet sind, stellt das Simulationsgerät 1 zuerst Meßdaten (in diesem Fall die implantierte Anzahl der Ionen und die Gatelänge) über ein (nicht gezeigtes) Tastenfeld eines Personalcomputers 2 ein (diese Einstellung wird im folgenden als Initialisierung bezeichnet) und überträgt die so eingestellten Initialisierungsdaten D1 zu einem Eingabe- und Einstellabschnitt 3, der Meßdaten für jeden zu verwendenden Prozeßparameter einstellt.
Der Eingabe- und Einstellabschnitt 3 setzt die Initialisierungsdaten D1 in ein vorbestimmtes Format um und überträgt die Ergebnisse zu einem Datenbasis­ management- und Steuersystem 4 als Initialisierungsdaten D2. Das Datenbasis­ management- und Steuersystem 4 umfaßt einen internen Speicher und eine Zentraleinheit (CPU), die allgemein das Simulationsgerät 1 insgesamt steuert. Das System 4 speichert Meßdaten D3 für jeden Prozeßparameter an einer Viel­ zahl von Meßpunkten auf der Oberfläche eines in Fig. 2 gezeigten Wafers (in diesem Fall 49 Punkte) in einem vorbestimmten Speicherbereich des internen Speichers vorab als eine vorbestimmte Datei.
Das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 liest die Meßdaten D3 für vorbestimmte Teile, die an 49 Meßpunkten auf der Oberfläche eines Wafers gemessen sind, für jeden Prozeßparameter aus der vorbestimmten Datei des internen Speichers gemäß den Initialisierungsdaten D2 und überträgt die Daten D3 zu einem Simulationsdaten-Erzeugungsabschnitt 5. Wenn der Simulations­ daten-Erzeugungsabschnitt 5 ein Steuersignal S1 von dem Personalcomputer 2 empfängt, indem beispielweise ein Benutzer eine Ausführungstaste drückt, erzeugt er automatisch Simulationsdaten D4 entsprechend allen 49 Meßpunkten gemäß den eingestellten Meßdaten D3 und überträgt die Daten D4 zu einem Simulatorvorlagedaten-Übertragungsabschnitt 6.
Der Simulatorvorlagedaten-Übertragungsabschnitt 6 überträgt die Simulations­ daten D4 zu einem Simulator 7 gemäß einem Steuersignal S2, das von dem Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 gesandt ist. In diesem Fall prüft das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 den durch den Simulator 7 ausgeführten Simulationszustand, und speist, wenn der Simulator 7 zum Ausführen der nächsten Simulation bereit ist, das Steuersignal S2 zu dem Simulatorvorlagedaten-Übertragungsabschnitt 6.
Der Simulator 7 wird mit einem Prozeßsimulator 7A und einem Vorrichtungs­ simulator 7B gebildet, der die Schwankung in der implantierten Anzahl von Ionen (dies wird auch als Dosis bezeichnet) und die Schwankung in Gatelängen auf der Oberfläche eines Wafers berechnet, indem die Simulationsdaten D4 verwendet werden, die für jeden Prozeßparameter durch den Prozeßsimulator 7A erzeugt sind, und indem dadurch Simulationen ausgeführt werden, und er über­ trägt diese Simulationsergebnisse zu dem Datenbasismanagement- und Steuer­ system 4 als Simulationsergebnisdaten D5.
Darüber hinaus führt der Simulator 7 eine Simulation durch Verwenden der Simulationsdaten D4 aus, die für jeden Prozeßparameter durch den Vorrich­ tungssimulator 7B erzeugt sind, und berechnet dadurch die Schwankung in den Vorrichtungseigenschaftswerten eines MOS-Transistors, der auf der Oberfläche eines Wafers gebildet ist und überträgt diese Simulationsergebnisse zu dem Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 als Simulationsergebnisdaten D6.
Das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 speichert die Simula­ tionsergebnisdaten D5 und D6 in einem vorbestimmten Bereich eines (nicht gezeigten) internen Speichers und überträgt die Daten D5 und D6 zu einem Aus­ gabe/Anzeigeabschnitt 8. Der Ausgabe/Anzeigeabschnitt 8 setzt die Simula­ tionsergebnisdaten D5 und D6 in ein vorbestimmtes Format zum Anzeigen der Daten D5 und D6 auf der Anzeige des Personalcomputers 2 um und überträgt die formatierten Daten D5 und D6 zu dem Personalcomputer 2 als Anzeigedaten D7 und D8.
Der Personalcomputer 2 zeigt die Simulationsergebnisse bildlich (in diesem Fall die Schwankung in Dosen und Gatelängen auf der Oberfläche eines Wafers) auf der Anzeige als eine Verteilung auf der Oberfläche eines Wafers gemäß den Anzeigedaten D7 an, und er zeigt bildlich Simulationsergebnisse (in diesem Fall die Schwankung in Schwellenwertspannungen Vth eines auf der Oberfläche ei­ nes Wafers gebildeten MOS-Transistors) auf der Anzeige als eine Verteilung auf der Oberfläche eines Wafers gemäß den Anzeigedaten D8 an. Fig. 3 zeigt einen Fall einer bildlichen Anzeige der Verteilung der Schwankung in Schwellenwert­ spannungen Vth auf der Oberfläche eines Wafers.
In dem Fall der Simulationsergebnisse, die bildlich auf der Anzeige des Perso­ nalcomputers 2 angezeigt sind, wird die Verteilung der Schwankung in Schwel­ lenwertspannungen Vth, die an dem Gateteil eines MOS-Transistors anliegen, der auf der Oberfläche eines Wafers gebildet ist, in verschiedenen Farben für jede der Flächen angezeigt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Beispielsweise beträgt der Maximalwert der Schwellenwertspannungen Vth auf der Oberfläche eines Wafers 0,561693 V und der Minimalwert von diesen beträgt 0,506523 V.
Darüber hinaus liegt eine Schwellenwertspannung Vth zwischen 0,561693 V (Maximalwert) und 0,550659 V an der inneren Umfangsseite einer Fläche A, die durch eine kontinuierliche Linie auf der Oberfläche eines Wafers begrenzt ist, und eine Schwellenwertspannung Vth zwischen 0,550659 V und 0,539625 V liegt an der inneren Umfangsseite der Fläche B, die durch eine Strichlinie begrenzt ist. Folglich werden ähnlich herab bis zu dem Mindestwert die Schwellenwertspannungen Vth in Flächen oder Bereichen klassifiziert und in verschiedenen Farben angezeigt. Darüber hinaus stellt "AVERAGE: 0,526408" ("Mittelwert: 0,526408") den Mittelwert der Schwellenwertspannung Vth dar, und "ST.DEVI: 0,0138851" stellt die Größe der Schwankung in den Schwellen­ wertspannungen Vth, die sogenannte Standardabweichung, dar.
Indem dadurch die Flächen oder Bereiche erkannt werden, die durch Farbe auf der Oberfläche eines Wafers klassifiziert werden, die bildlich auf einer Anzeige angezeigt sind, kann ein Benutzer leicht die Verteilung der Schwankung in den Schwellenwertspannungen Vth eines MOS-Transistors erkennen, der auf der Oberfläche eines Wafers ausgebildet ist.
Praktisch führt das Simulationsgerät 1 eine Simulation für jede der Kombina­ tionen der Meßdaten D3 durch, in welchen Prozeßparameter (Dosen und Gate­ längen) auf der Oberfläche eines Wafers oder den Oberflächen einer Vielzahl von Wafern schwanken, um die Einflüsse der Dosen und Gatelängen auf die Ober­ fläche eines Wafers korrekt für Simulationsergebnisse zu berücksichtigen, um so in der Lage zu sein, die Schwankung in Vorrichtungseigenschaftswerten gemäß jedem Simulationsergebnis abzuschätzen.
In diesem Fall wird die Verteilung der Schwankung in den Vorrichtungseigen­ schaftswerten auf der Oberfläche eines Wafers durch die "Eigentümlichkeit" jedes Herstellungssystems zur Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung verursacht und jedes Herstellungssystem hat ein eigenes Muster an Eigentüm­ lichkeit. Das Simulationsgerät 1 kann Vorrichtungseigenschaftswerte der herzu­ stellenden integrierten Halbleiterschaltung für jedes Herstellungssystem berech­ nen und abschätzen, indem die Meßdaten D3, die sich von einem Herstellungs­ gerät zu einem anderen verändern können, in dem internen Speicher gesammelt und abgespeichert werden.
Im folgenden wird die Prozedur zum Anzeigen eines Simulationsergebnisses durch das Simulationsgerät anhand des Flußdiagrammes von Fig. 4 beschrie­ ben. Das heißt, das Simulationsgerät beginnt einen Startschritt in RT1 und startet dann einen Schritt SP1. In Schritt SP1 entscheidet das Simulationsgerät 1 durch das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4, ob die Initiali­ sierungsdaten D1 zum Einstellen, welcher Typ von Meßdaten D3 zur Ausführung einer Simulation zu verwenden ist, durch einen Benutzer über das Tastenfeld des Personalcomputers 2 eingegeben sind.
Das negative Ergebnis zeigt in diesem Fall, daß die Initialisierungsdaten D1 durch einen Benutzer nicht eingegeben sind, und daher startet das Datenbasis­ management- und Steuersystem 4 erneut den Schritt SP1, um die obige Verarbei­ tung zu wiederholen, bis die Initialisierungsdaten D1 eingegeben sind. Das Bestätigungsergebnis in Schritt SP1 zeigt andererseits, daß die Initialisierungs­ daten D1 durch einen Benutzer eingegeben sind. Dann startet das Datenbasis­ management- und Steuersystem 4 einen Schritt SP2.
Inhalte der Initialisierungsdaten D1 sind unten anhand der Fig. 5A und 5B be­ schrieben. Die Initialisierungdaten D1 zeigen, wie in Fig. 5A gezeigt ist, einen Herstellungsprozeß für Ionenimplantation durch "IMPL(Implant)", zeigen das Einwirken der Verarbeitung zum Implantieren von Bor in einen Wafer bei "20 keV" durch "DOPANT=B" und "ENERGY=20", zeigen die Daten, in welchen Dosen (implantierte Anzahl von Ionen) schwanken, durch "DEVI=DOSE" ("DEVI" steht für Abweichung), und zeigen schließlich durch "FILE=WafData.imp", daß die Meßdaten D3 einschließlich einer Dosisschwankung für 49 Meßpunkte in einer Datei gespeichert sind, die als "WafData.imp." bezeichnet ist.
Die Initialislerungsdaten D1 zeigen darüber hinaus, wie in Fig. 5B gezeigt ist, durch "MASK 1.0 2.5", daß das Gate eines MOS-Transistors in einem Bereich von zweidimensionalen Positionen von 1.0 bis 2.5 (d. h., die Gatelänge kommt zu 2.5-1.0 = 1.5) vorliegt, zeigen durch "PROP=GATE" ("PROP" steht für Eigenschaft), daß ein zu messendes Objekt ein Gate ist, das mittels einer Gatemaske gebildet ist, zeigen Daten, in welchen Gatelängen schwanken durch "DEVI=LENGTH" ("Abweichung=Länge") und zeigen schließlich durch "FILE=­ WafData.gate", daß Meßdaten D3 einschließlich einer Gatelängen-Schwankung für 49 Meßpunkte in einer Datei gespeichert sind, die als "WafData.gate" bezeichnet ist.
Dann liest in Schritt SP2 das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 die Meßdaten D3 für Dosen und Gatelängen an 49 Meßpunkten, die zuvor in dem internen Speicher durch die CPU gespeichert sind, gemäß den Initialisierungs­ daten D1 aus. Sodann überträgt das System 4 die Daten 1 zu dem Simulations­ datenerzeugungsabschnitt 5 und startet den Schritt SP3. Im folgenden werden die Inhalte der Meßdaten D3, d. h., die Daten, die in der "WafData.imp"-Datei und in der "WafData.gate"-Datei gespeichert sind, anhand der Fig. 6A und 6B beschrieben.
Wie in Fig. 6A gezeigt ist, zeigen die in der "WafData.imp"-Datei gespeicherten Daten die Meßergebnisse von Dosen an 49 Meßpunkten auf der Oberfläche eines Wafers. Beispielsweise gibt der Dosismeßwert am Meßpunkt 1 1,203e13 Atome/cm2 an, und der Dosismeßwert an Meßpunkt 49 gibt 1,013e13 Atome/cm2 an. Darüber hinaus zeigen die in der "WafData.gate"-Datei gespeicherten Daten, wie in Fig. 6B gezeigt ist, Meßergebnisse von Gatelängen an 49 Meßpunkten auf der Oberfläche eines Wafers an. Beispielsweise gibt der Gatelängenmeßwert an dem Meßpunkt 1 1,5535 µm an, und der Gatelängenmeßwert an dem Meßpunkt 49 gibt 1,6078 µm an.
In Schritt SP3 erzeugt das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 auto­ matisch die Simulationsdaten D4 zum Ausführen einer Simulation gemäß den Meßdaten D3 durch den Simulationsdaten-Erzeugungsabschnitt 5 und startet dann Schritt SP4. Im folgenden werden die Inhalte der Simulationsdaten D4 anhand der Fig. 7 beschrieben.
Beispielsweise zeigen die Anzeigen "IMPL", "DOPANT=B", "ENERGY=20" und "DOSE=1,203e13" in Fig. 7, daß die Dosis (implantierte Anzahl von Ionen) bei Implantation von Bor bei 20 keV" den Wert 1.203e13 Atome/cm2 hat, und "MASK 1.0 2.5535" zeigt, daß die Gatelänge (2,5535-1,0 =) 1,5535 µm beträgt. Diese Daten werden an dem Meßpunkt 1 gemessen. Somit umfassen die Simula­ tionsdaten D4 alle Daten, die automatisch für jeden der Meßpunkte 1 bis 49 erzeugt sind.
In Schritt SP4 liefert das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 die Simu­ lationsdaten D4 zu dem Simulator 7 über den Simulatorvorlagedaten-Über­ tragungsabschnitt 6 und startet dann einen Schritt SP5. In Schritt SP5 läßt das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 den Simulator 7 eine Prozeßsimu­ lation und eine Vorrichtungssimulation gemäß den Simulationsdaten D4 aus­ führen und startet sodann einen Schritt SP6.
In Schritt SP6 speichert das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4 die Simulationsergebnisdaten D5 und D6, die Ergebnisse des Ausführens von Simu­ lationen durch den Prozeßsimulator 7A und den Vorrichtungssimulator 7B des Simulators 7 zeigen, in dem internen Speicher, setzt die Simulationsergebnisda­ ten D5 und D6 in ein vorbestimmtes Format über den Ausgabe/Anzeigeabschnitt 8 und überträgt die umgesetzten Daten zu dem Personalcomputer 2 als Anzeige­ daten D7 und D8. Dadurch zeigt der Personalcomputer 2 bildlich die Verteilung der Schwankung in Dosen auf der Oberfläche eines Wafers, die Verteilung der Schwankung in Gatelängen und die Verteilung der Schwankung in Vorrich­ tungseigenschaftswerten auf der Oberfläche eines Wafers auf der Anzeige an und startet sodann Schritt SP7, um die Verarbeitung abzuschließen.
In der obigen Struktur liest das Simulationsgerät 1 die Meßdaten D3 für Dosen und Gatelängen an 49 Meßpunkten auf der Oberfläche eines Wafers aus dem internen Speicher des Datenbasismanagement- und Steuersystems 4 durch Initialisierung zum Einstellen eines Typs der Meßdaten D3, die für eine Simula­ tion zu verwenden sind, über den Eingabe- und Einstellabschnitt 3 und erzeugt die Simulationsdaten D4 durch den Simulationsdaten-Erzeugungsabschnitt 5.
Das heißt, das Simulationsgerät 1 kann die Meßdaten D3 aus dem internen Speicher des Datenbasismanagement- und Steuersystems 4 lesen und die Simu­ lationsdaten D4 durch den Simulationsdaten-Erzeugungsabschnitt 5 erzeugen, indem lediglich eine Initialisierung ausgeführt wird. Dadurch ist es möglich, die Arbeit für einen Benutzer zum Eingeben von Meßdatenwerten D3 nacheinander wegzulassen, die Betreibbarkeit zu verbessern und die Verarbeitungszelt zu ver­ mindern.
Sodann kann das Simulationsgerät 1 die Simulationsergebnisdaten D5 und D6 durch Ausführen von Simulationen mittels des Simulators 7 (des Prozeßsimula­ tors 7A und des Vorrichtungssimulators 7B) gemäß den Simulationsdaten D4 erhalten und bildlich die Schwankung in Vorrichtungseigenschaftswerten auf­ grund der Schwankung in Dosen und derjenigen von Gatelängen gemäß den Simulationsergebnisdaten D5 und D6 als eine Verteilung auf der Oberfläche eines Wafers anzeigen.
Somit kann das Simulationsgerät 1 sehr sichtbar und wirksam die Schwankung In Vorrichtungseigenschaftswerten einer auf der Oberfläche eines Wafers gebil­ deten integrierten Halbleiterschaltung anzeigen, indem diese durch Farbe für jeden Bereich bzw. jede Fläche als eine Verteilung auf der Oberfläche eines Wafers klassifiziert und diese bildlich auf einer Anzeige angezeigt wird, was von einem herkömmlichen Fall einer Anzeige eines Graphen in der Form einer nor­ malen Verteilung verschieden ist. Damit kann ein Benutzer momentan die Schwankung in Schwellenwertspannungen auf der Oberfläche eines Wafers durch Bestätigen der Anzeige des Personalcomputers 2 erkennen.
Gemäß der obigen Struktur kann das Simulationsgerät 1 leicht den Betriebs­ eigenschaftseinfluß der Schwankung in den Meßdaten D3 von allen Prozeßpara­ metern unter dem Herstellungsprozeß auf der Oberfläche eines Wafers auf Vor­ richtungseigenschaftswerte einer integrierten Halbleiterschaltung simulieren und darüber hinaus gut sichtbar das Simulationsergebnis als die Verteilung einer Schwankung in Vorrichtungseigenschaftswerten einer integrierten Halb­ leiterschaltung anzeigen, die auf der Oberfläche eines Wafers gebildet ist.
Somit kann ein Benutzer die Verteilung der Schwankung in dem Vorrichtungs­ eigenschaftswert auf der Oberfläche eines Wafers bestätigen und dadurch eine integrierte Halbleiterschaltung gemäß dem genauen Simulationsergebnis, das durch das Simulationsgerät 1 ausgeführt ist, auslegen. Daher ist es möglich, einen Testprozeß zum Durchführen einer Simulation wegzulassen, Zeit von Aus­ legung bis Herstellung einzusparen und stark die Kosten zu reduzieren.
Für das obige Ausführungsbeispiel wird ein Fall, in welchem 49 Punkte auf vorbestimmten Teilen nach Verarbeitung gemessen werden, und in welchem die erhaltenen Meßdaten D3 in dem internen Speicher des Datenbasismanagement- und Steuersystems 4 als eine Datei gespeichert werden, beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obigen Fall begrenzt. Es ist auch mög­ lich, die Meßdaten, die durch Messen an 81 Punkten auf der Oberfläche eines Wafers erhalten sind, an jedem vorbestimmten Teil in dem internen Speicher des Datenbasismanagement- und Steuersystems 4 als eine Datei abzuspeichern. Somit ist es durch Steigern der Anzahl der Meßpunkte möglich, genauer die Verteilung der Vorrichtungseigenschaftswerte auf der Oberfläche eines Wafers anzuzeigen.
Darüber hinaus wird für das obige Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben, in welchem die Verteilung der Schwankung in Schwellenwertspannungen Vth auf der Oberfläche eines Wafers bildlich auf der Anzeige des Personalcomputers 2 angezeigt wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obigen Fall begrenzt. Es ist auch möglich, die Daten einschließlich der Schwankungen in Dosen, Gatelängen und Schwellenwertspannungen Vth für jeden Meßpunkt (1-49) als eine Tabelle anzuzeigen, die durch Digitalisieren der Daten gebildet ist, so daß ein Benutzer leicht die Daten erkennen kann.
Darüber hinaus ist für das obige Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben, in welchem eine Dosis und eine Gatelänge als die Meßdaten D3 verwendet werden, die gelesen werden, um initialisiert zu sein. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obigen Fall begrenzt. Es ist auch möglich, die Meßdaten D3 für andere verschiedene Prozeßparameter einschließlich einer Oxidfilmdicke zu ver­ wenden. Dadurch ist es möglich, die Schwankung in gesättigten Strömen Ids und Schwing- oder Unsicherheitswerte S zusätzlich zu Schwellenwertspannun­ gen Vth anzuzeigen, die als Vorrichtungseigenschaftswerte für eine Verteilung auf der Oberfläche eines Wafers dienen.
Weiterhin ist in dem obigen Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben, in welchem das Datenbasismanagement- und Steuersystem 4, das eine CPU und einen internen Speicher hat, als eine Datenbasiseinrichtung verwendet wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obigen Fall begrenzt. Es ist auch möglich, eine Datenbasiseinrichtung zu verwenden, die ein anderes Spei­ chermedium, wie beispielsweise eine Hartplatte anstelle des internen Speichers benutzt.
Weiterhin ist das obige Ausführungsbeispiel für einen Fall beschrieben, in welchem eine Eingabe- und Einstelleinrichtung verwendet wird, die durch das Tastenfeld und den Eingabe- und Einstellabschnitt 3 des Personalcomputers 2 gebildet ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obigen Fall begrenzt. Es ist auch möglich, andere verschiedene Eingabe- und Einstellein­ richtungen zum Eingeben und Einstellen der Initialisierungsdaten D1 zu verwenden, indem direkt die Anzeige des Personalcomputers 2 berührt wird, solange die Initialisierungsdaten D1 eingegeben und eingestellt werden können.
Darüber hinaus ist für das obige Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben, bei dem eine Anzeigeeinrichtung verwendet wird, die durch den Ausgabe/Eingabe­ abschnitt 8 und die Anzeige des Personalcomputers 2 gebildet ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obigen Fall begrenzt. Es ist auch möglich, andere verschiedene Anzeigeeinrichtungen zu verwenden, solange die Schwan­ kung in Vorrichtungseigenschaftswerten einer integrierten Halbleiterschaltung bildlich als eine Verteilung auf der Oberfläche eines Wafers dargestellt werden kann.

Claims (6)

1. Simulationsgerät für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen zum Simulieren der Schwankung in Vorrichtungseigenschaftswerten einer Vielzahl von integrierten Schaltungen, die auf einem Halbleitersubstrat gebildet sind, durch Einwirken einer Vielzahl von Verarbeitungen auf das Halbleitersubstrat, gekennzeichnet durch:
eine Simulationsdatenerzeugungseinrichtung (5) zum Erzeugen von Simu­ lationsdaten zum Ausführen einer Simulation gemäß den Meßdaten einer Viel­ zahl von vorbestimmten Teilen auf dem Halbleitersubstrat nach einer Verarbei­ tung,
eine Simulationseinrichtung (7) zum Berechnen der Vorrichtungseigen­ schaftswerte der integrierten Halbleiterschaltungen gemäß den Simulations­ daten, und
eine Anzeigeeinrichtung (8) zum Anzeigen der Schwankung in den Vor­ richtungseigenschaftswerten als eine Verteilung auf dem Halbleitersubstrat.
2. Simulationsgerät für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Simulationsdatenerzeugungseinrichtung (5) Simulationsdaten gemäß den Meßdaten, die aus einer Datenbasiseinrichtung ausgelesen sind, welche die Meßdaten für die vorbestimmten Teile speichert, erzeugt, indem die vorbestimm­ ten Teile durch eine Eingabe- und Einstelleinrichtung (3) eingestellt werden.
3. Simulationsgerät für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Simulationseinrichtung (7) die Schwankung in den Meßdaten gemäß den Simulationsdaten berechnet und
die Anzeigeeinrichtung (8) die Schwankung in den Meßdaten als eine Ver­ teilung auf dem Halbleitersubstrat anzeigt.
4. Verfahren zum Simulieren von Eigenschaften von Halbleitervorrichtun­ gen, um die Schwankung in Vorrichtungseigenschaftswerten einer Vielzahl von integrierten Halbleiterschaltungen zu simulieren, die auf einem Halbleiter­ substrat ausgebildet sind, indem eine Vielzahl von Verarbeitungen auf das Halb­ leitersubstrat zur Einwirkung gebracht wird, gekennzeichnet durch die folgen­ den Schritte:
einen ersten Schritt zum Erzeugen von Simulationsdaten zum Ausführen einer Simulation gemäß den Meßdaten an einer Vielzahl von vorbestimmten Teilen auf dem Halbleitersubstrat nach einer Verarbeitung;
einen zweiten Schritt zum Berechnen der Vorrichtungseigenschaftswerte der integrierten Halbleiterschaltungen gemäß den Simulationsdaten; und
einen dritten Schritt zum Anzeigen der Schwankung in den Vorrichtungs­ eigenschaftswerten als eine Verteilung auf dem Halbleitersubstrat.
5. Verfahren zum Simulieren von Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt Simulationsdaten gemäß den Meßdaten erzeugt werden, die aus einer Datenbasiseinrichtung gelesen sind, die die Meßdaten für vor­ bestimmte Teile speichert, indem die vorbestimmten Teile über eine Eingabe- und Einstelleinrichtung (3) eingestellt werden.
6. Verfahren zum Simulieren von Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
im zweiten Schritt die Schwankung in den Meßdaten gemäß den Simu­ lationsdaten berechnet wird und
im dritten Schritt die Schwankung in den Meßdaten als eine Verteilung in dem Halbleitersubstrat angezeigt wird.
DE19827935A 1997-06-25 1998-06-23 Simulationsgerät und -verfahren für Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen Withdrawn DE19827935A1 (de)

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