JP2001338007A - 回路シミュレーションのためのパラメータ抽出方法及びパラメータ抽出装置、並びに回路シミュレーションシステム - Google Patents
回路シミュレーションのためのパラメータ抽出方法及びパラメータ抽出装置、並びに回路シミュレーションシステムInfo
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Abstract
子の製造ばらつきを考慮し、回路シミュレーションの精
度を向上させる。 【解決手段】 製造ラインにおいて電子回路を含むウエ
ハからインラインデータをモニタリングし、回路シミュ
レーションのためのパラメータを抽出するパラメータ抽
出方法及び装置である。インライン測定部10はウエハ
中に形成されたモニター装置から電圧対電流特性の測定
データを測定し第1のデータベースメモリ21に保存す
る。各抽出部11−15により第1のデータベースメモ
リ21に保存されたデータに基づいて抽出されたアクテ
ィブ素子の構造パラメータ、ACパラメータ及びDCパ
ラメータと、パッシブ素子の素子パラメータと、寄生素
子の素子パラメータとが第2のデータベースメモリ22
に保存され、これに基づいてパラメータセット生成部1
6は電子回路を統計的に解析して回路シミュレーション
に必要な特定のパラメータのセットを生成する。
Description
おけるモニタリング技術と回路シミュレーションへのモ
ニタリングデータの活用技術に関するものであって、回
路シミュレーションのためのパラメータ抽出方法及びパ
ラメータ抽出装置、並びに回路シミュレーションシステ
ムに関する。
うとき、プロセスからデザインルールを提供してもらっ
て初めて実際のシリコンチップで動作するICやLSI
が設計できる。デザインルールには電子回路のレイアウ
トを行うためのレイアウトルールのほかに回路シミュレ
ーションを行うためのSPICEパラメータが含まれ
る。設計者は設計時に製造ばらつきを考慮して回路動作
にマージンを持たせた設計を行うが、製造ばらつきの情
報はプロセス側から供給されるSPICEパラメータが
持っている。具体的には、例えば製造ばらつきのセンタ
ー値をあらわす「ティピカル(Typical)パラメー
タ」、回路動作が遅い方向にシフトすることが予想され
る「スロー(Slow)パラメータ」、回路動作が速い方向
にシフトすることが予想される「ファースト(Fast)パ
ラメータ」の三種類を1セットとして用意したものがあ
る。設計者はすべてのパラメータで回路シミュレーショ
ンを行い動作確認を行う。
表そうと、複数のSPICEパラメータを抽出しておい
て統計的に処理して抽出する、「ワーストケースモデ
ル」と呼ばれるパラメータセットの生成法も提案されて
用いられている(例えば、従来技術文献1「P. Touhy e
t al.,”Realistic Worst-Case Parameters for Circu
it Simulation”,IEE Proceedings,Vol.134,PtI, N
o.5, Oct. 1987, pp.137-140」参照。)。
「Slow−Typ−Fastパラメータ」と同様に、
設計者はすべてのパラメータを用いて、回路シミュレー
ションを行い動作確認をする。ただし、「ワーストケー
スモデル」は、多数のパラメータセットができるため、
回路シミュレーションに時間がかかるという欠点がある
ため、米国特許第5,790,436号特許明細書で
は、電子回路を構成する“要素回路”の回路シミュレー
ションをした後、その結果から「ベストケース(Best-c
ase)」「ワーストケース(Worst-Case)」のパラメー
タを生成してシミュレーション回数を減らす工夫がなさ
れている。
出することにも非常に時間を要するので、例えば、従来
技術文献2「安田ほか,”多変量解析を用いたWors
tCase MOSFET Model Parame
ter決定方法の開発”,電子情報通信学会技術報告,
SDM96−122,pp.27−33,1996年1
1月」や従来技術文献3「D. Auvergne et al., "A sta
tistical method for the analysis of CMOS process f
luctuation on dynamic performance", IEEE1997 Inter
national Conference on Microelectronics Test Struc
tures, Vol.10, March 1997」では、パラメータ抽出が
不要なインラインモニター値を活用したパラメータセッ
トの生成方法などが提案されている。
は、製造ライン中であるという意味であり、インライン
データとは、複数のプロセスを含む半導体素子の製造ラ
インでの(すなわち、製造中に)デバイス特性をモニタ
リングしたときの得られたデータをいう。
Iにおいて、特にデジタル回路の特性を決定付けている
のはトランジスタなどの能動素子と、配線等の寄生素子
(受動素子)である。その影響の度合いは、ほとんど同
程度、又は場合によっては寄生素子の方が大きくなって
きている。また、LSIやULSIに搭載されるアナロ
グ回路や、純粋なリニアICのようなアナログICにお
いては、受動素子は重要な機能素子であり、同時に配線
が持つ寄生容量や抵抗も機能素子として働いてしまうの
で回路設計においてはそれらに繊細な注意を払う。これ
らの寄生素子もトランジスタなどの能動素子と同様に製
造ばらつきの影響を受け、回路特性の変動要因となるの
である。
メータに取り込んできた従来例は、トランジスタなどの
能動素子のパラメータを扱ったものばかりであり、寄生
素子などを取り扱った例はほとんどなかった。従って、
十分、製造ばらつきを考慮した精度の良い回路シミュレ
ーションができなかった。
子回路を構成する素子だけでなく、寄生素子の製造ばら
つきを考慮し、回路シミュレーションの精度を向上する
ことができる、回路シミュレーションのためのパラメー
タ抽出方法及びパラメータ抽出装置、並びに回路シミュ
レーションシステムを提供することにある。
載の回路シミュレーションのためのパラメータ抽出方法
は、製造ラインにおいて電子回路を含むウエハから、上
記電子回路の特性データであるインラインデータをモニ
タリングし、回路シミュレーションのためのパラメータ
を抽出するパラメータ抽出方法において、上記ウエハ中
に形成されたモニター装置から電圧対電流特性の測定デ
ータを測定するステップと、上記測定データを第1のデ
ータベースメモリに保存するステップと、上記第1のデ
ータベースメモリに保存されたデータに基づいてアクテ
ィブ素子の構造パラメータを抽出するステップと、上記
第1のデータベースメモリに保存されたデータに基づい
てアクティブ素子のACパラメータを抽出するステップ
と、上記第1のデータベースメモリに保存されたデータ
と、上記抽出された構造パラメータ及びACパラメータ
とに基づいてアクティブ素子のDCパラメータを抽出す
るステップと、上記第1のデータベースメモリに保存さ
れたデータに基づいてパッシブ素子の抵抗パラメータ及
び容量パラメータを含む素子パラメータを抽出するステ
ップと、上記第1のデータベースメモリに保存されたデ
ータに基づいて寄生素子の抵抗パラメータ及び容量パラ
メータを含む素子パラメータを抽出するステップと、上
記抽出されたアクティブ素子の構造パラメータ、ACパ
ラメータ及びDCパラメータと、上記抽出されたパッシ
ブ素子の素子パラメータと、上記抽出された寄生素子の
素子パラメータとを、第2のデータベースメモリに保存
するステップと、上記第2のデータベースメモリのデー
タに基づいて保存されたデータを統計的に解析して回路
シミュレーションに必要な特定のパラメータのセットを
生成するステップとを含むことを特徴とする。
は、請求項1記載のパラメータ抽出方法において、上記
測定データを測定するステップは、上記アクティブ素子
の構造パラメータを抽出するための第1のモニター装置
と、上記アクティブ素子のACパラメータを抽出するた
めの第2のモニター装置と、上記アクティブ素子のDC
パラメータを抽出するための第3のモニター装置と、パ
ッシブ素子と寄生素子の抵抗パラメータを抽出するため
の第4のモニター装置と、パッシブ素子と寄生素子の容
量パラメータを抽出するための第5のモニター装置を、
同一のウエハのスクライブラインに形成し、もしくは、
同一ウエハのモニター装置専用領域に形成するステップ
を含むことを特徴とする。
法は、請求項2記載のパラメータ抽出方法において、上
記第2のモニター装置は、実質的に50%のデューティ
を有する三角波又は正弦波のクロック信号に基づいて、
(50+Δ)%のデューティを有する第1のクロック信
号と、(50−Δ)%のデューティを有する第2のクロ
ック信号とを発生する信号発生回路と、それぞれ少なく
とも2個のトランジスタから構成され、上記第1と第2
のクロック信号が対応して入力される第1と第2のイン
バータ回路と、上記第1のインバータ回路の各トランジ
スタのドレインに接続された被容量測定体と、上記第2
のインバータ回路の各トランジスタのドレインに接続さ
れた基準容量測定体とを備え、上記Δは、上記被容量測
定体と上記基準容量測定体とを用いて上記アクティブ素
子のACパラメータと、パッシブ素子や寄生素子の容量
パラメータを抽出できるように設定されたことを特徴と
する。
は、請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載のパラ
メータ抽出方法において、上記パッシブ素子の素子パラ
メータを抽出するステップと、上記寄生素子の素子パラ
メータを抽出するステップは、上記パッシブ素子又は上
記寄生素子の容量パラメータを抽出するときに、上記第
1のデータベースメモリのデータに基づいて当該素子の
容量値を計算し、計算された容量値に基づいて、層間膜
厚を一定にしてプロセスの変動分を誘電率のパラメータ
として設定するパラメータ抽出方法と、当該素子の仕上
がり寸法を一定にしてプロセスの変動分を誘電率のパラ
メータとして設定するパラメータ抽出方法とを用いて、
当該素子の容量パラメータを抽出することを特徴とす
る。
法は、請求項1乃至4のうちのいずれか1つに記載のパ
ラメータ抽出方法において、上記回路シミュレーション
に必要な特定のパラメータのセットを生成するステップ
は、ワーストケースモデルのパラメータセットを生成す
ることを特徴とする。
ーションのためのパラメータ抽出装置は、製造ラインに
おいて電子回路を含むウエハから、上記電子回路の特性
データであるインラインデータをモニタリングし、回路
シミュレーションのためのパラメータを抽出するパラメ
ータ抽出装置において、上記ウエハ中に形成されたモニ
ター装置から電圧対電流特性の測定データを測定する手
段と、上記測定データを保存する第1のデータベースメ
モリと、上記第1のデータベースメモリに保存されたデ
ータに基づいてアクティブ素子の構造パラメータを抽出
する手段と、上記第1のデータベースメモリに保存され
たデータに基づいてアクティブ素子のACパラメータを
抽出する手段と、上記第1のデータベースメモリに保存
されたデータと、上記抽出された構造パラメータ及びA
Cパラメータとに基づいてアクティブ素子のDCパラメ
ータを抽出する手段と、上記第1のデータベースメモリ
に保存されたデータに基づいてパッシブ素子の抵抗パラ
メータ及び容量パラメータを含む素子パラメータを抽出
する手段と、上記第1のデータベースメモリに保存され
たデータに基づいて寄生素子の抵抗パラメータ及び容量
パラメータを含む素子パラメータを抽出する手段と、上
記抽出されたアクティブ素子の構造パラメータ、ACパ
ラメータ及びDCパラメータと、上記抽出されたパッシ
ブ素子の素子パラメータと、上記抽出された寄生素子の
素子パラメータとを保存する第2のデータベースメモリ
と、上記第2のデータベースメモリのデータに基づいて
保存されたデータを統計的に解析して回路シミュレーシ
ョンに必要な特定のパラメータのセットを生成する手段
とを備えたことを特徴とする。
は、請求項6記載のパラメータ抽出装置において、上記
測定データを測定する手段は、上記アクティブ素子の構
造パラメータを抽出するための第1のモニター装置と、
上記アクティブ素子のACパラメータを抽出するための
第2のモニター装置と、上記アクティブ素子のDCパラ
メータを抽出するための第3のモニター装置と、パッシ
ブ素子と寄生素子の抵抗パラメータを抽出するための第
4のモニター装置と、パッシブ素子と寄生素子の容量パ
ラメータを抽出するための第5のモニター装置を備え、
上記第1と第2と第3のモニター装置は、同一のウエハ
のスクライブラインに形成し、もしくは、同一ウエハの
モニター装置専用領域に形成されたことを特徴とする。
置は、請求項7記載のパラメータ抽出装置において、上
記第2のモニター装置は、実質的に50%のデューティ
を有する三角波又は正弦波のクロック信号に基づいて、
(50+Δ)%のデューティを有する第1のクロック信
号と、(50−Δ)%のデューティを有する第2のクロ
ック信号とを発生する信号発生回路と、それぞれ少なく
とも2個のトランジスタから構成され、上記第1と第2
のクロック信号が対応して入力される第1と第2のイン
バータ回路と、上記第1のインバータ回路の各トランジ
スタのドレインに接続された被容量測定体と、上記第2
のインバータ回路の各トランジスタのドレインに接続さ
れた基準容量測定体とを備え、上記Δは、上記被容量測
定体と上記基準容量測定体とを用いて上記アクティブ素
子のACパラメータと、パッシブ素子や寄生素子の容量
パラメータを抽出できるように設定されたことを特徴と
する。
は、請求項6乃至8のうちのいずれか1つに記載のパラ
メータ抽出装置において、上記パッシブ素子の素子パラ
メータを抽出する手段と、上記寄生素子の素子パラメー
タを抽出する手段は、上記パッシブ素子又は上記寄生素
子の容量パラメータを抽出するときに、上記第1のデー
タベースメモリのデータに基づいて当該素子の容量値を
計算し、計算された容量値に基づいて、層間膜厚を一定
にしてプロセスの変動分を誘電率のパラメータとして設
定するパラメータ抽出方法と、当該素子の仕上がり寸法
を一定にしてプロセスの変動分を誘電率のパラメータと
して設定するパラメータ抽出方法とを用いて、当該素子
の容量パラメータを抽出することを特徴とする。
ムは、電子回路のレイアウトデータから回路シミュレー
ションのためのネットリストを抽出するネットリスト抽
出装置と、請求項6乃至9のうちのいずれか1つに記載
のパラメータ抽出装置と、上記ネットリスト抽出装置に
よって抽出されたネットリストと、上記パラメータ抽出
装置によって生成されたパラメータのセットを用いて、
回路シミュレーションを行う回路シミュレーション処理
装置とを備えたことを特徴とする。
る実施形態について説明する。
路シミュレーションシステムの構成を示すブロック図で
あり、図2は、図1のパラメータ抽出装置101の構成
を示すブロック図である。図1において、この実施形態
に係る回路シミュレーションシステムは、ウエハ20上
の電子回路のレイアウトデータから回路シミュレーショ
ン用のネットリストを抽出するネットリスト抽出装置1
00と、トランジスタのような回路を構成する素子だけ
でなく、抵抗や静電容量(以下、容量という。)、また
寄生素子の製造ばらつきを考慮したパラメータを抽出す
るパラメータ抽出装置101と、上記ネットリストとパ
ラメータセットを用いて回路シミュレーションを行う回
路シミュレーション処理装置102とを備えて構成され
る。ここで、特に、図2において、パッシブ素子パラメ
ータ抽出部14と、寄生素子パラメータ抽出部15とを
備えたことを特徴としている。
は、製造ラインにおいてLSIなどの半導体装置であ
る、電子回路を含むウエハ20から、上記電子回路の特
性データであるインラインデータをモニタリングし、回
路シミュレーションのためのパラメータを抽出するもの
である。
形成された後述するモニター装置から電圧対電流特性の
測定データを測定して、上記測定データを第1のデータ
ベースメモリ21に保存する。次いで、構造パラメータ
抽出部11は、第1のデータベースメモリ21に保存さ
れたデータに基づいてアクティブ素子の構造パラメータ
を抽出し、ACパラメータ抽出部12は、第1のデータ
ベースメモリ21に保存されたデータに基づいてアクテ
ィブ素子のACパラメータを抽出し、DCパラメータ抽
出部13は、第1のデータベースメモリ21に保存され
たデータと、上記抽出された構造パラメータ及びACパ
ラメータとに基づいてアクティブ素子のDCパラメータ
を抽出する。そして、パッシブ素子パラメータ抽出部1
4は、第1のデータベースメモリ21に保存されたデー
タに基づいてパッシブ素子の抵抗パラメータ及び容量パ
ラメータを含む素子パラメータを抽出し、寄生素子パラ
メータ抽出部15は、第1のデータベースメモリ21に
保存されたデータに基づいて寄生素子の抵抗パラメータ
及び容量パラメータを含む素子パラメータを抽出する。
さらに、上記各抽出部11−15により抽出されたアク
ティブ素子の構造パラメータ、ACパラメータ及びDC
パラメータと、パッシブ素子の素子パラメータと、寄生
素子の素子パラメータとは第2のデータベースメモリ2
2に保存される。そして、パラメータセット生成部16
は、第2のデータベースメモリ22のデータに基づいて
保存されたデータを統計的に解析して回路シミュレーシ
ョンに必要な特定のパラメータのセットを生成して、第
3のデータベースメモリ23に保存する。
11−15と、パラメータセット生成部16とは、少な
くとも、例えばディジタル計算機などの中央演算制御回
路(CPU)を含み、各処理を実行する。
によって実行されるパラメータ抽出処理を示すフローチ
ャートである。
て、ウエハ20中に形成されたモニター装置から電圧対
電流特性の測定データを測定し、ステップS2では、上
記測定データを第1のデータベースメモリ21に保存す
る。次いで、ステップS3では、第1のデータベースメ
モリ21に保存されたデータに基づいてアクティブ素子
の構造パラメータを抽出し、ステップS4では、第1の
データベースメモリ21に保存されたデータに基づいて
アクティブ素子のACパラメータを抽出し、ステップS
5では、第1のデータベースメモリ21に保存されたデ
ータと、上記抽出された構造パラメータ及びACパラメ
ータとに基づいてアクティブ素子のDCパラメータを抽
出する。そして、ステップS6では、第1のデータベー
スメモリ21に保存されたデータに基づいてパッシブ素
子の抵抗パラメータ及び容量パラメータを含む素子パラ
メータを抽出し、ステップS7では、第1のデータベー
スメモリ21に保存されたデータに基づいて寄生素子の
抵抗パラメータ及び容量パラメータを含む素子パラメー
タを抽出する。さらに、ステップS8では、上記抽出さ
れたアクティブ素子の構造パラメータ、ACパラメータ
及びDCパラメータと、上記抽出されたパッシブ素子の
素子パラメータと、上記抽出された寄生素子の素子パラ
メータとを、第2のデータベースメモリ22に保存し、
ステップS9では、第2のデータベースメモリ22のデ
ータに基づいて保存されたデータを統計的に解析して回
路シミュレーションに必要な特定のパラメータのセット
を生成して当該パラメータ抽出処理を終了する。
の中に形成したモニター装置から電圧対電流特性を測定
するインライン測定部10は、構造パラメータを抽出す
るためのモニター装置、ACパラメータを抽出するため
のモニター装置、DCパラメータを抽出するためのモニ
ター装置と、パッシブ素子と寄生素子の抵抗パラメータ
を抽出するための第4のモニター装置と、パッシブ素子
と寄生素子の容量パラメータを抽出するための第5のモ
ニター装置を、同一のウエハ20のスクライブライン
か、同一ウエハのモニター装置専用領域に生成したこと
を特徴としている。ここで、スクライブラインとは、ウ
エハ20を複数のチップにスクライブするときの境界線
となる部分の領域をいう。すなわち、1枚のウエハ20
から回路シミュレーションに必要なすべてのパラメータ
を抽出できるようにすることで、あるウエハ20の電子
回路が不良な動作をしたときにそのウエハ20のパラメ
ータを用いたシミュレーションができ解析、検証が容易
となる。
モニター装置の一例の構成を示す回路図である。図4で
は、本実施形態に係るACパラメータの抽出方法を示し
ている。従来、上述したような同一のウエハのスクライ
ブラインのような限られた領域でACパラメータ抽出は
非常に困難であった。そこで、本発明に係る実施形態に
おいては、チェミング・フー(Chenming Hu)らの公知
のCBCM法(例えば、従来技術文献4「Chenming Hu
et al.,”An On-Chip、 Attofarad Interconnect Charge
-Based Capacitance Measurement (CBCM) Technique”,
IEEE Technical Digest of International Electron D
evices Meeting, 1996」参照。)の原理を活用して以下
に示すようなモニター回路31でウエハのスクライブラ
イン上に配置できる構成とした。
クロック信号発生器30は、実質的に50%のデューテ
ィを有する三角波又は正弦波のクロック信号を、モニタ
ー回路31内の各FETトランジスタ(以下、トランジ
スタという。)のゲートに出力する。モニター回路31
は、信号発生回路32と、2個のインバータ回路33
a,33bと、被容量測定体34と、基準容量測定体3
5とを備えて、例えば、ウエハ20のスクライブライン
上に形成される。信号発生回路31は、4個のトランジ
スタを備えて構成され、上記クロック信号に応答して、
(50+Δ)%のデューティを有する第1のクロック信
号と、(50−Δ)%のデューティを有する第2のクロ
ック信号とを発生してインバータ回路33a,33bに
出力する。ここで、Δは、被容量測定体34と基準容量
測定体35とを用いて、公知のCBCM法を用いて、上
記アクティブ素子のACパラメータを抽出できるように
設定され、Δは好ましくは2から48の範囲で設定さ
れ、より好ましくは、5から15までの範囲であり、さ
らにより好ましくは10に設定される。なお、図4にお
いて、Wはトランジスタのゲート幅であり、Lはそのゲ
ート長である。
ャンネルトランジスタと、Nチャンネルトランジスタと
を備えて構成され、上記第1のクロック信号は、2つの
インバータ回路33a,33bの各Pチャンネルトラン
ジスタのゲートに入力される一方、上記第2のクロック
信号は、2つのインバータ回路33a,33bの各Nチ
ャンネルトランジスタのゲートに入力される。そして、
インバータ回路33aの2個のトランジスタの互いに接
続されたドレインからインバータ回路33aの出力信号
が出力され、被容量測定体34に印加される。また、イ
ンバータ回路33bの2個のトランジスタの互いに接続
されたドレインからインバータ回路33bの出力信号が
出力され、基準容量測定体35に印加される。本実施形
態においてはトランジスタのゲート容量を測定する例を
示しているので、被容量測定体34及び基準容量測定体
35はそれぞれ、トランジスタを用いて形成されたキャ
パシタである。配線などの寄生容量を測定する場合は被
容量測定体34及び基準容量測定体35はそれぞれ、配
線となる。
1を用いて、かつ公知のCBCM法を用いてVdd1及
びVdd2に流れる電流を測定することにより、容量パ
ラメータを測定する。
の50%からずれた第1と第2のクロック信号を生成す
る信号発生回路32は、図4に示すように、トランジス
タのβ比の異なるインバータ回路を2段用いて構成して
いる。この実施形態においては、モニター回路32への
入力信号を、三角波又は正弦波のクロック信号としたこ
とで、インラインでの測定機器の制限がなくし、かつ、
デューティの50%からずれた第1と第2のクロック信
号をβ比の異なるインバータ回路を2段用いて生成する
ことにより、モニター回路31を、ウエハのスクライブ
ラインに配置できる大きさで形成できるようにしたこと
を特徴としている。
てパッシブ素子及び寄生素子の容量パラメータに対して
製造ばらつきの情報を付加する方法を説明するためのウ
エハ20上の配線例を示す断面図である。すなわち、図
5では、抵抗や容量などのパッシブ素子の容量パラメー
タや、配線などの寄生素子の容量パラメータへの製造ば
らつきの情報の持たせる方法について図示している。
上に、配線が無い配線無し層41と、配線がある配線有
り層42とが順次積層して形成されている。具体的な製
造ばらつきとしては、層間絶縁膜である配線無し層41
の膜厚Tの変動によるものや、メタル配線51,52の
エッチング仕上がり幅Lmのばらつきによる寸法変動に
よるものや、誘電率変動によるものなどがある。
ュレータ装置においては、線幅の寸法パラメータはある
が、膜厚Tのように縦方向や誘電率のパラメータは準備
されていない。
メタル配線51と設置導体40との間のキャパシタの容
量Caと、配線有り層42における2個のメタル配線5
1,52間のキャパシタの容量Cbを表すために、次式
で表されるようなモデル式を導入した。なお、メタル配
線51と52の間の距離(スペース)はSとする。
ベースメモリ21のデータから、アクティブ素子や寄生
素子の容量値を計算しその容量値から、層間膜厚Tを一
定にして層間膜厚などのプロセスの変動分を誘電率εa
のパラメータAに持たすパラメータ抽出方法と、素子の
仕上がり寸法Lmを一定にして仕上がり寸法などのプロ
セスの変動分を誘電率εbのパラメータBに持たすパラ
メータ抽出方法とを用いて容量パラメータを抽出するこ
ととした。なお、図5の例では、線幅Lmの変動がスペ
ースSの変動に対応しその結果カップリング容量Cbが
変動する例を示している。そのために、本実施形態で
は、配線無し層41と配線有り層42に分け、配線無し
層41の誘電率εaと配線有り層42の誘電率εbという
考え方を導入し、測定した容量値Ca及びCbからパラ
メータA及びBを抽出する。
ータは第2のデータベースメモリ22に蓄積される。そ
こで次のステップとして、統計的に解析し回路シミュレ
ーションに必要な特定のパラメータセット、すなわちワ
ーストケースモデルのパラメータセットを生成する。具
体的な方法としては、多変量解析の主成分分析が良く知
られており、本実施形態においても、主成分分析でワー
ストケースモデルのパラメータセットを生成した。この
パラメータセットには、上述したようにトランジスタの
ような回路を構成する素子だけでなく、抵抗や容量、ま
た寄生素子のパラメータも含まれているため、このパラ
メータセットも用いれば当初目的とした高精度の回路シ
ミュレーションが可能となる。
のレイアウトデータから回路シミュレーション用のネッ
トリストを抽出するネットリスト抽出装置100では、
図5で示した容量をパラメータA及びBを出力できるモ
デルが導入され、それを用いる回路シミュレータも同様
に、容量パラメータA及びBを扱えるモデルが導入され
ていることが特徴である。また、図1の回路シミュレー
ションシステムにおいては、ネットリスト抽出装置10
0は、ウエハ20の電子回路のレイアウトから寄生容量
等の情報の入ったネットリストを抽出する一方、パラメ
ータ抽出装置101は、プロセスの変動分を誘電率のパ
ラメータに持たすパラメータ抽出を行い、さらに、回路
シミュレーション処理装置102は、プロセスの変動分
を誘電率のパラメータに持たしたモデルを有しているこ
とを特徴としている。
ば、製造ラインにおいてウエハ20からインラインデー
タをモニタリングするインラインパラメータを抽出する
パラメータ抽出装置101と、レイアウトデータから回
路シミュレーション用のネットリストを抽出するネット
リスト抽出装置100と、回路シミュレーション処理装
置102とを備える。従って、ウエハの電子回路を構成
する素子だけでなく、寄生素子も製造ばらつきを反映し
たパラメータセットの中に記述し、回路シミュレーショ
ンで扱えるようにして製造ばらつきを考慮したシミュレ
ーションが可能となったので、製造ばらつきを考慮して
回路動作にマージンを持たせる回路設計の精度を大幅に
向上させることができる。
造ラインにおいてウエハからインラインデータをモニタ
リングするインラインパラメータを抽出するパラメータ
抽出装置と、レイアウトデータから回路シミュレーショ
ン用のネットリストを抽出するネットリスト抽出装置
と、回路シミュレーション処理装置とを備え、ウエハの
電子回路を構成する素子だけでなく、寄生素子も製造ば
らつきを反映したパラメータセットの中に記述し、回路
シミュレーションで扱えるようにして製造ばらつきを考
慮したシミュレーションが可能となったので、製造ばら
つきを考慮して回路動作にマージンを持たせる回路設計
の精度を大幅に向上させることができる。
ーションシステムの構成を示すブロック図である。
すブロック図である。
行されるパラメータ抽出処理を示すフローチャートであ
る。
置の一例の構成を示す回路図である。
素子及び寄生素子の容量パラメータに対して製造ばらつ
きの情報を付加する方法を説明するためのウエハ20上
の配線例を示す断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 製造ラインにおいて電子回路を含むウエ
ハから、上記電子回路の特性データであるインラインデ
ータをモニタリングし、回路シミュレーションのための
パラメータを抽出するパラメータ抽出方法において、 上記ウエハ中に形成されたモニター装置から電圧対電流
特性の測定データを測定するステップと、 上記測定データを第1のデータベースメモリに保存する
ステップと、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいてアクティブ素子の構造パラメータを抽出するステ
ップと、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいてアクティブ素子のACパラメータを抽出するステ
ップと、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータと、
上記抽出された構造パラメータ及びACパラメータとに
基づいてアクティブ素子のDCパラメータを抽出するス
テップと、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいてパッシブ素子の抵抗パラメータ及び容量パラメー
タを含む素子パラメータを抽出するステップと、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいて寄生素子の抵抗パラメータ及び容量パラメータを
含む素子パラメータを抽出するステップと、 上記抽出されたアクティブ素子の構造パラメータ、AC
パラメータ及びDCパラメータと、上記抽出されたパッ
シブ素子の素子パラメータと、上記抽出された寄生素子
の素子パラメータとを、第2のデータベースメモリに保
存するステップと、 上記第2のデータベースメモリのデータに基づいて保存
されたデータを統計的に解析して回路シミュレーション
に必要な特定のパラメータのセットを生成するステップ
とを含むことを特徴とする回路シミュレーションのため
のパラメータ抽出方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のパラメータ抽出方法にお
いて、 上記測定データを測定するステップは、上記アクティブ
素子の構造パラメータを抽出するための第1のモニター
装置と、上記アクティブ素子のACパラメータを抽出す
るための第2のモニター装置と、上記アクティブ素子の
DCパラメータを抽出するための第3のモニター装置と
パッシブ素子と寄生素子の抵抗パラメータを抽出するた
めの第4のモニター装置と、パッシブ素子と寄生素子の
容量パラメータを抽出するための第5のモニター装置
を、同一のウエハのスクライブラインに形成し、もしく
は、同一ウエハのモニター装置専用領域に形成するステ
ップを含むことを特徴とするパラメータ抽出方法。 - 【請求項3】 請求項2記載のパラメータ抽出方法にお
いて、 上記第2のモニター装置は、 実質的に50%のデューティを有する三角波又は正弦波
のクロック信号に基づいて、(50+Δ)%のデューテ
ィを有する第1のクロック信号と、(50−Δ)%のデ
ューティを有する第2のクロック信号とを発生する信号
発生回路と、 それぞれ少なくとも2個のトランジスタから構成され、
上記第1と第2のクロック信号が対応して入力される第
1と第2のインバータ回路と、 上記第1のインバータ回路の各トランジスタのドレイン
に接続された被容量測定体と、 上記第2のインバータ回路の各トランジスタのドレイン
に接続された基準容量測定体とを備え、 上記Δは、上記被容量測定体と上記基準容量測定体とを
用いて上記アクティブ素子のACパラメータと、パッシ
ブ素子や寄生素子の容量パラメータを抽出できるように
設定されたことを特徴とするパラメータ抽出方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のうちのいずれか1つに
記載のパラメータ抽出方法において、上記パッシブ素子
の素子パラメータを抽出するステップと、上記寄生素子
の素子パラメータを抽出するステップは、上記パッシブ
素子又は上記寄生素子の容量パラメータを抽出するとき
に、上記第1のデータベースメモリのデータに基づいて
当該素子の容量値を計算し、計算された容量値に基づい
て、層間膜厚を一定にしてプロセスの変動分を誘電率の
パラメータとして設定するパラメータ抽出方法と、当該
素子の仕上がり寸法を一定にしてプロセスの変動分を誘
電率のパラメータとして設定するパラメータ抽出方法と
を用いて、当該素子の容量パラメータを抽出することを
特徴とするパラメータ抽出方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のうちのいずれか1つに
記載のパラメータ抽出方法において、 上記回路シミュレーションに必要な特定のパラメータの
セットを生成するステップは、ワーストケースモデルの
パラメータセットを生成することを特徴とするインライ
ンパラメータ抽出方法。 - 【請求項6】 製造ラインにおいて電子回路を含むウエ
ハから、上記電子回路の特性データであるインラインデ
ータをモニタリングし、回路シミュレーションのための
パラメータを抽出するパラメータ抽出装置において、 上記ウエハ中に形成されたモニター装置から電圧対電流
特性の測定データを測定する手段と、 上記測定データを保存する第1のデータベースメモリ
と、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいてアクティブ素子の構造パラメータを抽出する手段
と、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいてアクティブ素子のACパラメータを抽出する手段
と、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータと、
上記抽出された構造パラメータ及びACパラメータとに
基づいてアクティブ素子のDCパラメータを抽出する手
段と、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいてパッシブ素子の抵抗パラメータ及び容量パラメー
タを含む素子パラメータを抽出する手段と、 上記第1のデータベースメモリに保存されたデータに基
づいて寄生素子の抵抗パラメータ及び容量パラメータを
含む素子パラメータを抽出する手段と、 上記抽出されたアクティブ素子の構造パラメータ、AC
パラメータ及びDCパラメータと、上記抽出されたパッ
シブ素子の素子パラメータと、上記抽出された寄生素子
の素子パラメータとを保存する第2のデータベースメモ
リと、 上記第2のデータベースメモリのデータに基づいて保存
されたデータを統計的に解析して回路シミュレーション
に必要な特定のパラメータのセットを生成する手段とを
備えたことを特徴とする回路シミュレーションのための
パラメータ抽出装置。 - 【請求項7】 請求項6記載のパラメータ抽出装置にお
いて、 上記測定データを測定する手段は、上記アクティブ素子
の構造パラメータを抽出するための第1のモニター装置
と、上記アクティブ素子のACパラメータを抽出するた
めの第2のモニター装置と、上記アクティブ素子のDC
パラメータを抽出するための第3のモニター装置と、パ
ッシブ素子と寄生素子の抵抗パラメータを抽出するため
の第4のモニター装置と、パッシブ素子と寄生素子の容
量パラメータを抽出するための第5のモニター装置を備
え、上記第1と第2と第3のモニター装置は、同一のウ
エハのスクライブラインに形成し、もしくは、同一ウエ
ハのモニター装置専用領域に形成されたことを特徴とす
るパラメータ抽出装置。 - 【請求項8】 請求項7記載のパラメータ抽出装置にお
いて、 上記第2のモニター装置は、 実質的に50%のデューティを有する三角波又は正弦波
のクロック信号に基づいて、(50+Δ)%のデューテ
ィを有する第1のクロック信号と、(50−Δ)%のデ
ューティを有する第2のクロック信号とを発生する信号
発生回路と、 それぞれ少なくとも2個のトランジスタから構成され、
上記第1と第2のクロック信号が対応して入力される第
1と第2のインバータ回路と、 上記第1のインバータ回路の各トランジスタのドレイン
に接続された被容量測定体と、 上記第2のインバータ回路の各トランジスタのドレイン
に接続された基準容量測定体とを備え、 上記Δは、上記被容量測定体と上記基準容量測定体とを
用いて上記アクティブ素子のACパラメータと、パッシ
ブ素子や寄生素子の容量パラメータを抽出できるように
設定されたことを特徴とするパラメータ抽出装置。 - 【請求項9】 請求項6乃至8のうちのいずれか1つに
記載のパラメータ抽出装置において、 上記パッシブ素子の素子パラメータを抽出する手段と、
上記寄生素子の素子パラメータを抽出する手段は、上記
パッシブ素子又は上記寄生素子の容量パラメータを抽出
するときに、上記第1のデータベースメモリのデータに
基づいて当該素子の容量値を計算し、計算された容量値
に基づいて、層間膜厚を一定にしてプロセスの変動分を
誘電率のパラメータとして設定するパラメータ抽出方法
と、当該素子の仕上がり寸法を一定にしてプロセスの変
動分を誘電率のパラメータとして設定するパラメータ抽
出方法とを用いて、当該素子の容量パラメータを抽出す
ることを特徴とするパラメータ抽出装置。 - 【請求項10】 電子回路のレイアウトデータから回路
シミュレーションのためのネットリストを抽出するネッ
トリスト抽出装置と、 請求項6乃至9のうちのいずれか1つに記載のパラメー
タ抽出装置と、 上記ネットリスト抽出装置によって抽出されたネットリ
ストと、上記パラメータ抽出装置によって生成されたパ
ラメータのセットを用いて、回路シミュレーションを行
う回路シミュレーション処理装置とを備えたことを特徴
とする回路シミュレーションシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000160106A JP4060516B2 (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 回路シミュレーションのためのパラメータ抽出方法及びパラメータ抽出装置、並びに回路シミュレーションシステム |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001338007A true JP2001338007A (ja) | 2001-12-07 |
JP4060516B2 JP4060516B2 (ja) | 2008-03-12 |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4060516B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6737870B2 (en) | 2002-06-07 | 2004-05-18 | Renesas Technology Corp. | Capacitance measurement method |
JP2005190262A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路の設計方法 |
KR101356406B1 (ko) | 2012-05-22 | 2014-01-27 | 브로드콤 코포레이션 | 웨이퍼 수준 패키지 저항 감시 방법 |
US8856719B2 (en) | 2011-09-30 | 2014-10-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for circuit simulation |
-
2000
- 2000-05-30 JP JP2000160106A patent/JP4060516B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2005190262A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路の設計方法 |
US8856719B2 (en) | 2011-09-30 | 2014-10-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for circuit simulation |
KR101356406B1 (ko) | 2012-05-22 | 2014-01-27 | 브로드콤 코포레이션 | 웨이퍼 수준 패키지 저항 감시 방법 |
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