JP2002064199A - Optimum condition deciding method for device simulation parameter and optimum condition assisting device - Google Patents
Optimum condition deciding method for device simulation parameter and optimum condition assisting deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスシ
ミュレーション技術に関し、高精度のデバイスシミュレ
ーション結果を得るためのデバイスシミュレーションパ
ラメータの最適条件決定方法、及びその最適条件を決定
するために用いられる最適条件支援装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device simulation technology, and more particularly to a method for determining optimum conditions of device simulation parameters for obtaining a highly accurate device simulation result, and an optimum condition support used for determining the optimum conditions. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の半導体デバイスの微細化に伴っ
て、デバイスシミュレーション技術が必要不可欠のもの
となり、そのためデバイスシミュレーション精度の向上
が望まれている。デバイスシミュレータは半導体内部に
おける電気的な性質を中心に様々な物理現象をモデル化
し、そのモデルに基づいて計算しており、これらのモデ
ルを構成している変数をデバイスシミュレーションパラ
メータと呼んでいる。そしてデバイスシミュレーション
結果を可能な限り実測値に近づける、つまりデバイスシ
ミュレーション精度を向上するためには、複数のデバイ
スシミュレーションパラメータの値を適切な値に設定し
なければならない。2. Description of the Related Art With the recent miniaturization of semiconductor devices, device simulation technology has become indispensable. Therefore, improvement in device simulation accuracy has been desired. The device simulator models various physical phenomena centering on the electrical properties inside the semiconductor and calculates based on the models, and variables constituting these models are called device simulation parameters. Then, in order to make the device simulation result as close as possible to the actually measured value, that is, to improve the device simulation accuracy, it is necessary to set a plurality of device simulation parameter values to appropriate values.
【0003】そこで従来は、デバイスシミュレーション
利用者の勘と経験に従って、各半導体デバイスのシミュ
レーション実行毎に複数のデバイスシミュレーションパ
ラメータを個々独立に調整・制御し、最適状態の組み合
わせを作ることによって、デバイスシミュレーションパ
ラメータの最適条件を実現するという最適化手法が採ら
れていた。Conventionally, a plurality of device simulation parameters are independently adjusted and controlled each time a simulation of each semiconductor device is executed according to the intuition and experience of a device simulation user, and a combination of optimum states is created, thereby achieving a device simulation. An optimization method of realizing the optimum condition of the parameter has been adopted.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、デバイスシ
ミュレーションパラメータの値の設定作業は、デバイス
シミュレーションパラメータ数、対応する半導体デバイ
ス構造が夫々複数存在することから大変困難な作業であ
る。そのため従来技術である利用者の勘と経験に従う方
法では、デバイスシミュレーション実行時に毎回デバイ
スシミュレーションパラメータの値を設定するという試
行錯誤的な手法であるため、膨大な時間と労力を要す
る。However, setting the values of the device simulation parameters is a very difficult task because there are a plurality of device simulation parameters and a plurality of corresponding semiconductor device structures. Therefore, the conventional method based on the intuition and experience of the user is a trial-and-error method in which the value of the device simulation parameter is set every time the device simulation is executed, and thus requires a great deal of time and effort.
【0005】又、微細化に伴いモデルも複雑化している
ため、デバイスシミュレーションパラメータの値を設定
することは容易ではない。[0005] Further, since the model is complicated with miniaturization, it is not easy to set values of device simulation parameters.
【0006】更に従来の手法に従うと、デバイスシミュ
レーションパラメータの最適化へのアプローチに客観性
がないので、確度の高い最適条件の設定がなされていた
とは言い難い。Further, according to the conventional method, since the approach to optimizing the device simulation parameters is not objective, it is difficult to say that optimal conditions have been set with high accuracy.
【0007】そこで、本発明はこのような課題に鑑みて
なされたものであり、半導体デバイスシミュレーション
精度向上において合理的且つ確度の高いデバイスシミュ
レーションパラメータの最適条件決定方法と、かかる最
適条件を決定するための最適条件支援装置を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and a method for determining optimum conditions for device simulation parameters, which is rational and highly accurate in improving the accuracy of semiconductor device simulation, and for determining such optimum conditions. It is an object of the present invention to provide an optimum condition support device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、半導体デバイスシミュレーション
の、半導体内部における物理現象をモデル化しているデ
バイスシミュレーションパラメータの最適条件決定方法
において、前記デバイスシミュレーションパラメータを
制御因子とし、前記各制御因子毎に、所定水準数の水準
に対応するデバイスシミュレーションパラメータの値、
モデル式を設定し、前記制御因子について相互に異なっ
た水準組合わせを有する複数の前記デバイスシミュレー
ションパラメータを適用し、複数半導体デバイス構造に
対するデバイスシミュレーション実行のための実験計画
を作成し、前記実験計画に基づきデバイスシミュレーシ
ョンを行うことによりシミュレーション結果を得て、複
数の前記半導体デバイス構造におけるシミュレーション
結果に対応した実際の特性を予め決められた信号因子に
対応付け、前記各信号因子である複数の実際の特性のデ
ータ及び、複数の前記半導体デバイス構造情報に基づい
て、制御因子毎のSN比と水準別SN比平均値を求め、
前記水準別SN比平均値が最大となるときの水準を前記
制御因子毎に調べると共に、その水準に対応する前記デ
バイスシミュレーションパラメータの条件を該制御因子
毎の最適条件と決定することを特徴とした。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for determining optimum conditions for device simulation parameters for modeling a physical phenomenon inside a semiconductor in a semiconductor device simulation. Parameters as control factors, for each of the control factors, device simulation parameter values corresponding to a predetermined number of levels;
Setting a model formula, applying a plurality of the device simulation parameters having mutually different level combinations for the control factors, creating an experiment plan for performing a device simulation on a plurality of semiconductor device structures, and A simulation result is obtained by performing a device simulation based on the plurality of semiconductor devices, and actual characteristics corresponding to the simulation results in the plurality of semiconductor device structures are associated with predetermined signal factors. And the S / N ratio for each control factor and the S / N ratio average value for each level based on the plurality of semiconductor device structure information,
The level at which the average SN ratio for each level is the maximum is examined for each of the control factors, and the condition of the device simulation parameter corresponding to the level is determined as the optimum condition for each of the control factors. .
【0009】又、半導体デバイスシミュレーションの、
半導体内部における物理現象をモデル化しているデバイ
スシミュレーションパラメータの最適条件決定方法にお
いて、前記デバイスシミュレーションパラメータを制御
因子とし、前記各制御因子毎に、所定水準数の水準に対
応するデバイスシミュレーションパラメータの値、モデ
ル式を設定し、前記制御因子について相互に異なった水
準組合わせを有する複数の前記デバイスシミュレーショ
ンパラメータを適用し、複数半導体デバイス構造に対す
るデバイスシミュレーション実行のための実験計画を作
成し、前記実験計画に基づきデバイスシミュレーション
を行うことによりシミュレーション結果を得て、複数の
前記半導体デバイス構造におけるシミュレーション結果
に対応した実際の特性を予め決められた信号因子に対応
付けて、前記各信号因子である複数の実際の特性のデー
タ及び、複数の前記半導体デバイス構造情報に基づい
て、制御因子毎のSN比と水準別SN比平均値、及び感
度と水準別感度平均値を求め、前記水準別SN比平均値
が最大となるときの水準を前記制御因子毎に調べると共
に、前記水準別感度平均値がゼロとなるときの水準を前
記制御因子毎に調べて、それらの水準に対応する前記デ
バイスシミュレーションパラメータの条件を該制御因子
毎の最適条件と決定することを特徴とした。[0009] In the semiconductor device simulation,
In the method for determining optimum conditions of device simulation parameters modeling a physical phenomenon inside a semiconductor, the device simulation parameters are used as control factors, and for each of the control factors, values of device simulation parameters corresponding to a predetermined number of levels, Setting a model formula, applying a plurality of the device simulation parameters having mutually different level combinations for the control factors, creating an experiment plan for performing a device simulation on a plurality of semiconductor device structures, and A simulation result is obtained by performing a device simulation based on the plurality of semiconductor device structures, and actual characteristics corresponding to the simulation results in the plurality of semiconductor device structures are associated with predetermined signal factors, and the respective signal characteristics are obtained. Based on a plurality of actual characteristic data as factors and a plurality of the semiconductor device structure information, an SN ratio and an S / N average value for each control factor and a sensitivity and an average sensitivity value for each level are obtained for each control factor. In addition to examining the level when the different SN ratio average value is the maximum for each control factor, examining the level when the level-specific sensitivity average value is zero for each control factor, the level corresponding to those levels It is characterized in that the condition of the device simulation parameter is determined as the optimum condition for each control factor.
【0010】又、半導体デバイスシミュレーションの、
半導体内部における物理現象をモデル化しているデバイ
スシミュレーションパラメータの最適条件決定方法にお
いて、前記デバイスシミュレーションパラメータを制御
因子とし、前記各制御因子毎に、所定水準数の水準に対
応するデバイスシミュレーションパラメータの値、モデ
ル式を設定し、前記制御因子について相互に異なった水
準組合わせを有する複数の前記デバイスシミュレーショ
ンパラメータを適用したデバイスシミュレーション実行
のための予備実験用の実験計画を作成し、前記実験計画
に基づき、複数半導体デバイス構造に対するデバイスシ
ミュレーションを行うことによりシミュレーション結果
を得て、前記複数の半導体デバイス構造におけるシミュ
レーション結果に対応した実際の特性を、予め決められ
た信号因子に対応付けて、前記各信号因子である複数の
半導体デバイス構造の実際の特性のデータに基づいて、
制御因子毎のSN比と水準別SN比平均値、及び感度と
水準別感度平均値を求め、前記水準別SN比平均値が最
大となるときの水準を前記制御因子毎に調べると共に、
前記水準別感度平均値がゼロとなるときの水準を前記制
御因子毎に調べて、それらの水準に対応する前記デバイ
スシミュレーションパラメータの条件を制御因子毎のデ
バイスシミュレーションパラメータの最適条件と決定す
ることで、多量の前記デバイスシミュレーションパラメ
ータより影響度の高いデバイスシミュレーションパラメ
ータを絞り込みを行い、前記予備実験により得られたデ
バイスシミュレーションパラメータの最適条件を新たな
制御因子とし、前記新たな各制御因子毎に、所定水準数
の水準に対応するデバイスシミュレーションパラメータ
の値、モデル式を設定し、前記新たな制御因子について
相互に異なった水準組合わせを有する複数の前記デバイ
スシミュレーションパラメータを適用したデバイスシミ
ュレーション実行のための実験計画を作成し、複数の前
記半導体デバイス構造に対するデバイスシミュレーショ
ンを行うことによりシミュレーション結果を得て、前記
複数の半導体デバイス構造におけるシミュレーション結
果に対応した実際の特性を、予め決められた信号因子に
対応付けて、前記各信号因子である複数の実際の特性の
データ及び、複数の前記半導体デバイス構造情報に基づ
いて、制御因子毎のSN比と水準別SN比平均値、及び
感度と水準別感度平均値を求め、前記水準別SN比平均
値が最大となるときの水準を前記制御因子毎に調べると
共に、前記水準別感度平均値がゼロとなるときの水準を
前記制御因子毎に調べて、それらの水準に対応する前記
デバイスシミュレーションパラメータの条件を該制御因
子毎の最適条件と決定することを特徴とした。[0010] Further, in the semiconductor device simulation,
In the method for determining optimum conditions of device simulation parameters modeling a physical phenomenon inside a semiconductor, the device simulation parameters are used as control factors, and for each of the control factors, values of device simulation parameters corresponding to a predetermined number of levels, Set a model formula, create an experimental plan for a preliminary experiment for device simulation execution applying a plurality of the device simulation parameters having different level combinations for the control factors, based on the experimental plan, A simulation result is obtained by performing a device simulation on a plurality of semiconductor device structures, and an actual characteristic corresponding to the simulation result on the plurality of semiconductor device structures corresponds to a predetermined signal factor. Only, based the actual characteristics of the data of a plurality of semiconductor device structures is the signal factor,
The SN ratio for each control factor and the average SN ratio for each level, and the sensitivity and the average sensitivity for each level are determined, and the level when the average SN ratio for each level is maximized is examined for each control factor,
By examining the level at which the average sensitivity value for each level is zero for each of the control factors, and determining the conditions of the device simulation parameters corresponding to those levels as the optimum conditions of the device simulation parameters for each control factor. A plurality of device simulation parameters having a higher influence than the device simulation parameters are narrowed down, and the optimum conditions of the device simulation parameters obtained by the preliminary experiment are set as new control factors, and a predetermined control factor is set for each of the new control factors. Setting device simulation parameter values and model formulas corresponding to the number of levels, and executing device simulation using the plurality of device simulation parameters having different combinations of levels for the new control factor And a simulation result is obtained by performing a device simulation on the plurality of semiconductor device structures, and an actual characteristic corresponding to the simulation result on the plurality of semiconductor device structures is determined by a predetermined signal factor. The SN ratio and the SN ratio average value for each control factor, and the sensitivity and the level for each control factor, based on the data of the plurality of actual characteristics as the signal factors and the plurality of pieces of semiconductor device structure information. A sensitivity average value is obtained, and a level when the level-specific SN ratio average value is maximized is checked for each control factor, and a level when the level-specific sensitivity average value is zero is checked for each control factor. And determining the conditions of the device simulation parameters corresponding to those levels as optimal conditions for each control factor. And the.
【0011】又、半導体デバイスシミュレーションの、
半導体内部における物理現象をモデル化しているデバイ
スシミュレーションパラメータの最適条件を決定するた
めの最適条件支援装置において、前記デバイスシミュレ
ーションパラメータの制御因子の情報データと、各制御
因子に設定されたデバイスシミュレーションパラメータ
の値を示す水準毎の情報データが入力されると、これら
の情報データを格納する第1の記憶部と、複数の実験及
び前記制御因子に対応する水準の情報データが入力され
ると、これらの情報データを格納する第2の記憶部と、
前記実験により得られたシミュレーション結果と、信号
因子に対応して測定された実際の特性の情報データが入
力されると、これらの情報データを格納する第3の記憶
部と、前記第1の記憶部と第2の記憶部及び第3の記憶
部に格納された前記情報データに基づいて統計演算を行
うことにより、前記実験毎のSN比と水準別SN比平均
値、及び感度と水準別感度平均値を算出して出力する統
計演算部とを具備することを特徴とした。[0011] Further, in the semiconductor device simulation,
In an optimum condition support apparatus for determining an optimum condition of a device simulation parameter modeling a physical phenomenon in a semiconductor, information data of a control factor of the device simulation parameter and information of a device simulation parameter set for each control factor are provided. When information data for each level indicating a value is input, a first storage unit that stores the information data, and when information data of a level corresponding to a plurality of experiments and the control factors are input, these are stored. A second storage unit for storing information data,
When a simulation result obtained by the experiment and information data of actual characteristics measured corresponding to a signal factor are input, a third storage unit for storing the information data, and the first storage And performing a statistical operation based on the information data stored in the second storage unit and the third storage unit, thereby obtaining an S / N ratio and an average S / N ratio for each experiment, and a sensitivity and a sensitivity for each level. A statistical operation unit for calculating and outputting an average value.
【0012】[0012]
【作用】このようなデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法によれば、半導体デバイスシミュ
レータにおける多量の調整・制御項目(制御因子及び水
準)について制御因子の情報データと各制御因子に設定
されたデバイスシミュレーションパラメータの値を示す
水準毎の情報データについての統計処理を行うことで、
SN比と水準別SN比平均値、及び感度と水準別感度平
均値が求まる。そして、水準別SN比平均値が最大とな
るとき又は水準別感度平均値がゼロとなるときの水準を
前記制御因子毎に調べ、その水準に対応するデバイスシ
ミュレーションパラメータの条件を該制御因子毎の最適
製造条件とするので、多量の調整・制御項目の中から確
度の高いデバイスシミュレーションパラメータの最適条
件を迅速且つ容易に決めることが可能となる。又、最適
化へのアプローチに客観性があるので、得られたデバイ
スシミュレーションパラメータの最適条件を用いてデバ
イスシミュレーションを実行することで、半導体デバイ
スシミュレーション精度の向上となり、更なる高品位の
LSIの開発等を行うことを可能にする。According to the method for determining the optimum conditions of the device simulation parameters, the information data of the control factors and the device simulation set for each control factor for a large number of adjustment / control items (control factors and levels) in the semiconductor device simulator. By performing statistical processing on information data for each level indicating the value of the parameter,
The SN ratio and the average SN ratio for each level, and the sensitivity and the average sensitivity for each level are obtained. Then, when the average SN ratio for each level is maximum or when the average sensitivity for each level is zero, the level is checked for each control factor, and the condition of the device simulation parameter corresponding to that level is determined for each control factor. Since the optimum manufacturing conditions are set, it is possible to quickly and easily determine the optimum conditions for the device simulation parameters with high accuracy from a large number of adjustment / control items. In addition, since the approach to optimization has objectivity, by executing a device simulation using the optimum conditions of the obtained device simulation parameters, the accuracy of semiconductor device simulation is improved, and the development of a further high-quality LSI is improved. And so on.
【0013】又、前記最適条件支援装置は、半導体デバ
イスシミュレータにおける多量の調整・制御項目(制御
因子及び水準)についの情報データに基づいて、複雑な
統計処理を実行するので、デバイスシミュレーションパ
ラメータの最適条件を決定するための処理の簡便化に効
果を発揮する。Further, the above-mentioned optimal condition support apparatus executes complicated statistical processing based on information data on a large amount of adjustment / control items (control factors and levels) in a semiconductor device simulator. This is effective in simplifying the processing for determining the conditions.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】最初に本発明のデバイスシミュレ
ーションパラメータの最適条件決定方法の原理を説明す
る。尚、かかる方法を処理過程毎に順序だてて説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the method for determining optimum conditions for device simulation parameters according to the present invention will be described. Note that this method will be described in order for each processing step.
【0015】(過程1)まず、デバイスシミュレーショ
ン精度を向上させるために必要なデバイスシミュレーシ
ョンパラメータ(以下、パラメータという)の中より、こ
れから求めようとする半導体デバイス構造の電気的特性
に影響を与えるであろうパラメータを採用する。(Step 1) First, from among device simulation parameters (hereinafter referred to as parameters) necessary for improving the device simulation accuracy, the electrical characteristics of the semiconductor device structure to be obtained are influenced. Adopt brazing parameters.
【0016】(過程2)次に過程1で決定した複数のパ
ラメータ(説明上、n個のパラメータをα1〜α nとす
る)の夫々について調整・制御すべき項目、即ち最適化
に影響を与える複数の要因(以下、制御因子という)A〜
Nを決め、更に各制御因子A〜Nについて複数mの調整
・制御条件(以下、水準という)を設定することにより、
図1に示すような制御因子の選択とその水準の関係を示
す表を作成する。尚、全ての制御因子の水準をmと同様
にする必要はなく、例えばm=2又はm=3程度にす
る。(Step 2) Next, the plurality of parameters determined in Step 1
Parameters (for the sake of explanation, let n parameters be α1~ Α nToss
Items to be adjusted and controlled for each of
Factors affecting the A (hereinafter referred to as control factors) A ~
N is determined, and a plurality of m adjustments are made for each of the control factors A to N.
・ By setting control conditions (hereinafter referred to as levels)
Fig. 1 shows the relationship between the selection of control factors and their levels as shown in Fig. 1.
Create a table. Note that the levels of all control factors are the same as m.
It is not necessary to set m = 2 or m = 3, for example.
You.
【0017】例えば、パラメータα1がキャリア間散乱
を考慮した移動度関係のパラメータであれば、制御因子
Aの水準1に該当する内容A1を具体的な移動度関係の
パラメータの内容(例えば10) 、水準2に該当する内容
A2を具体的な移動度関係のパラメータの内容(例えば2
0)、以下第mの水準まで同様に設定する。又、パラメー
タα2が垂直電界を考慮した移動度関係のパラメータで
ある場合、制御因子Bの水準1に該当する内容B1を具
体的な速度を表す数値、水準2に該当する内容B2を具
体的な移動度関係のパラメータの内容、以下第mの水準
まで同様に設定する。但し、制御因子Nの夫々の水準に
該当する内容N1〜Nmについてはシミュレーション結果
の精度に明瞭な差が得られるように設定する。更に、ひ
とつの制御因子について複数のパラメータ(例えばα1、
α2)とそれらに対応する水準の内容を設定してもよい。
例えば、キャリア間散乱を考慮した移動度関係のパラメ
ータIと同じくパラメータIIは水準の設定が関連してた
なら、それら両方を一つの制御因子として、夫々の水準
の内容を具体的に設定するようにしてもよい。そして、
残余のパラメータα3〜αnについても同様に制御因子と
それらに対応する水準毎の内容を設定する。For example, if the parameter α 1 is a parameter related to mobility in consideration of inter-carrier scattering, the content A1 corresponding to the level 1 of the control factor A is changed to a specific parameter related to mobility (for example, 10). , The contents A2 corresponding to the level 2 are replaced with the contents of specific mobility-related parameters (for example, 2
0), and similarly set up to the m-th level. Further, if the parameter alpha 2 is a parameter of the mobility relationship in consideration of the vertical electric field, specific numerical values representing a specific speed, the contents B2 corresponding to level 2 content B1 corresponding to the level 1 of the control factor B The contents of the parameters related to the mobility are set in the same manner up to the m-th level. However, the contents N 1 to N m corresponding to the respective levels of the control factor N are set so that a clear difference can be obtained in the accuracy of the simulation result. Further, a plurality of parameters (for example, α 1 ,
α 2 ) and the corresponding level contents may be set.
For example, if the parameter II is related to the setting of the level as well as the parameter I relating to the mobility in consideration of the inter-carrier scattering, both of them should be used as one control factor and the content of each level should be set specifically. It may be. And
For the remaining parameters α 3 to α n , control factors and their corresponding levels are set in the same manner.
【0018】(過程3)次に、過程1及び過程2によっ
て設定された初期情報に基づいて、図2のようなパラメ
ータの最適条件を求めるための実験計画を立てる。例え
ば、第1の実験No.1における制御因子A〜Nに対し
ては水準1を割り付け、第2の実験No.2における制
御因子A〜Nに対しては、水準1と水準2を適宜に割り
付け、残余の実験No.3〜 No.kについては、水準
1ないし水準mの中から適宜に選択して割り付ける等、
実験相互間で水準の組み合わせが異なるように設定す
る。即ち、図2 の直交表に示すように、複数k の実験
No.1〜 No.kと制御因子A 〜Nに関連付けて水準
1〜mを割り付ける。(Step 3) Next, based on the initial information set in steps 1 and 2, an experiment plan for obtaining the optimum conditions of the parameters as shown in FIG. 2 is set. For example, level 1 is assigned to the control factors A to N in the first experiment No. 1, and levels 1 and 2 are appropriately assigned to the control factors A to N in the second experiment No. 2. Assignment and the remaining experiments No. 3 to No. k are appropriately selected and assigned from Level 1 to Level m.
The level combination is set to be different between experiments. That is, as shown in the orthogonal table of FIG. 2, levels 1 to m are assigned in association with a plurality of k experiments No. 1 to No. k and control factors A to N.
【0019】直交表は、各実験が直交するように、各実
験の水準が与えられている。尚、そのための直交表は、
その大きさ(制御因子の数m とその水準)が定まって
おり(例えば、L4,L8,L9,L12,L18……)、選
択した制御因子の数と水準に合わせて直交表を選び出
す。即ち、直交表を選択した時点で、各実験における制
御因子の水準が決定されることとなる。In the orthogonal table, the level of each experiment is given so that each experiment is orthogonal. The orthogonal table for that is:
The size (number m of control factors and its level) is determined (for example, L4, L8, L9, L12, L18...), And an orthogonal table is selected according to the number and level of the selected control factors. That is, at the time when the orthogonal table is selected, the level of the control factor in each experiment is determined.
【0020】(過程4)次に、デバイスシミュレーショ
ンを行うための半導体デバイス構造E1〜 Eqを準備す
る。そして、実験計画の各実験の条件(制御因子及び水
準)に従って各半導体デバイス構造のデバイスシミュレ
ーションを実行する。No.1〜No.kのk回の実験を
行うことによって、一つの半導体デバイス構造に基づい
たシミュレーションでk種類のシミュレーション結果が
得られることになる。更に、一つの半導体デバイス構造
に基づいたシミュレーション結果より、データとして用
いる点をp個準備する。これは最適条件決定における評
価を行う際のサンプルとして取り出す点であり、等間隔
に取り出すと、分かり易くて良い。また、各半導体デバ
イス構造、E1〜 Eq毎の夫々の半導体デバイス構造に
基づいて実際に測定されたデータ(以下、実測値という)
を準備し、実測値を信号因子M11〜 Mqpとして設定す
る。ここで、 E1〜 Eqを異なる半導体デバイス構造と
したが、例えばシミュレーション結果をI−V特性とし
た場合の異なったゲート電圧としても良い。(Step 4) Next, semiconductor device structures E 1 to E q for performing a device simulation are prepared. Then, a device simulation of each semiconductor device structure is executed in accordance with the conditions (control factors and levels) of each experiment in the experiment plan. By performing k experiments of No. 1 to No. k, k types of simulation results can be obtained by simulation based on one semiconductor device structure. Further, p points to be used as data are prepared from a simulation result based on one semiconductor device structure. This is a point taken out as a sample at the time of evaluation in determining the optimum condition. Further, data actually measured based on each semiconductor device structure and each semiconductor device structure for each of E 1 to E q (hereinafter, referred to as actual measured values)
Is prepared, and the measured values are set as signal factors M 11 to M qp . Here, E 1 to E q have different semiconductor device structures. However, for example, different gate voltages may be used in the case where the simulation results are IV characteristics.
【0021】また、実測値に関してもシミュレーション
結果と同じサンプル点を各半導体デバイス構造E1〜 E
qそれぞれにおいてp個取り出す。シミュレーション結
果と実測値を比較するので、サンプルとなる点は同じ点
でなければならない。Also, with respect to the actually measured values, the same sample points as in the simulation results are used for the respective semiconductor device structures E 1 to E
Take p out of each q . Since the simulation results are compared with the measured values, the sample points must be the same.
【0022】これで一つの実験ナンバーにつき、 y11
〜 yqp 、つまりp×q個のシミュレーション結果が得
られることになる。そして実測値である信号因子M11〜
Mq pと半導体デバイス構造E1〜 Eqに対応するシミュ
レーション結果y11〜 yqpを対応付けるのである。こ
れを示したのが図3である。Thus, for one experiment number, y 11
Qy qp , that is, p × q simulation results are obtained. Then, the signal factors M 11 to
Simulation results corresponding to M q p and the semiconductor device structure E 1 ~ E q is the associating y 11 ~ y qp. This is shown in FIG.
【0023】このように複数の半導体デバイス構造に対
して、制御すべき複数のパラメータの条件を設定してデ
バイスシミュレーションを行うことで、パラメータによ
る影響を定量的に知ることができる。更に信号因子とし
て実測値を設定することで、各半導体デバイス構造に基
づいたシミュレーション結果の目標を設定したことにな
り、本手法は目標値に対してシミュレーション結果のバ
ラツキ情報を有することとなる。As described above, by setting conditions of a plurality of parameters to be controlled for a plurality of semiconductor device structures and performing a device simulation, it is possible to quantitatively know the influence of the parameters. Further, by setting actual measurement values as signal factors, a target of a simulation result based on each semiconductor device structure is set, and the present method has variation information of the simulation result with respect to the target value.
【0024】(過程5)次に、図3に示した実験毎のシ
ミュレーション結果y11〜 yqpについて統計処理を行
うことにより、実験毎のSN比を求める。図3に示した
実験No.1 の実測値y11〜 yqpについての統計処理
を代表して述べると、まず、次式(1)に図3の実測値y
11〜 yqp を適用することによって、実験No.1 につ
いての全変動STを求める。(Step 5) Next, the S / N ratio for each experiment is obtained by performing statistical processing on the simulation results y 11 to y qp for each experiment shown in FIG. Statistic processing on the measured values y 11 to y qp of Experiment No. 1 shown in FIG. 3 will be described as a representative. First, the following equation (1) shows the measured value y 11 of FIG.
By applying the 11 ~ y qp, obtaining the total variation S T for experiments No.1.
【0025】[0025]
【数1】 (Equation 1)
【0026】更に、次式(2)に基づいて実験No.1につ
いての繰返し数(有効除数とも呼ぶ)rを求める。Further, a repetition number (also referred to as an effective divisor) r for Experiment No. 1 is obtained based on the following equation (2).
【0027】[0027]
【数2】 (Equation 2)
【0028】ここで、qは図3に示した半導体デバイス
構造の数である。Here, q is the number of the semiconductor device structures shown in FIG.
【0029】更に、次式(3)に基づいて実験No.1につ
いての信号の比例項の変動「回帰変動」SXを求める。Further, the variation “regression variation” S X of the proportional term of the signal for Experiment No. 1 is determined based on the following equation (3).
【0030】[0030]
【数3】 (Equation 3)
【0031】更に、次式(4)及び(5)に基づいて得られる
値Seと、Ve を次式(6)に代入することによって、実験
No.1 についての特性値、即ちSN 比η1 *を求め
る。Further, by substituting the value S e obtained based on the following equations (4) and (5) and V e into the following equation (6), the characteristic value for Experiment No. 1, ie, the SN ratio Find η 1 * .
【0032】[0032]
【数4】 (Equation 4)
【0033】[0033]
【数5】 (Equation 5)
【0034】[0034]
【数6】 (Equation 6)
【0035】そして、前記式(1)〜(6)の演算処理を残余
の実験No.2〜 No.kについても行うことにより、
実験No.2〜No.kに対応するSN比η2 *〜ηk *を
求める。したがって、図2 に示すように、各実験No.
1〜No.k毎の全てのSN比η1 *〜ηk *を求めること
となる。Then, the arithmetic processing of the above equations (1) to (6) is performed for the remaining experiments No. 2 to No. k.
The SN ratios η 2 * to η k * corresponding to Experiment Nos. 2 to No. k are determined. Therefore, as shown in FIG.
All the SN ratios η 1 * to η k * for each of No. 1 to No. k are obtained.
【0036】(過程6)次に、このようにして求められ
たSN比η1 *〜ηk *に基づいて制御因子A〜N毎に水
準別平均値(以下、水準別SN比平均値という)μA1、
μA2、…、μAm、μB1、μB2、、…、μBm 、…、μN
1、μN2、…、μNm を求める。例えば、図2において、
制御因子Aの水準1を用いている実験ナンバーは、N
o.1、No.2、No.3、・・・、No.6であり、夫々
のSN比はη1 *、η2 *、η3 *、・・・、η 6 *であるから、
制御因子Aの水準1に係わる水準別SN比平均値μA1
は、μA1=(η1 *+η2 *+η3 *+…+η6 *)/ζA1 と
なる。尚、ζA1は該当する制御因子Aにおいて水準1を
用いて行った実験の数であり、例えば、図2の場合は制
御因子Aで水準1を用いて行った実験はNo.1〜No.
6なので、ζA1の値は6個となる。同様に水準別SN比
平均値μA2を求めると、制御因子Aにおいて水準2を用
いて行った実験ナンバーが、No.7〜No.12であ
る。従って、水準別SN比平均値μA2は夫々の実験ナン
バーにおけるSN比η7 *、η8 *、・・・、η12 *を用いて、
μA2 =(η7 *+η8 *+…+η12 *)/ζA2となる尚、ζ
A2は該当する制御因子Aにおいて水準2を用いて行った
実験の数であり、例えば、図2の場合は制御因子Aで水
準2を用いて行った実験はNo.7〜No.12なので、
ζA2の値は6個となる。更に制御因子Bに関しても同様
であり、水準別SN比平均値μB1は、図2の制御因子B
において水準1を用いて行った実験ナンバーを調べ、そ
の実験ナンバーのSN比を用いて計算することができ
る。(Step 6) Next,
SN ratio η1 *~ Ηk *Water for each of the control factors A to N based on
Average value according to quasi (hereinafter referred to as average SN ratio according to level) μA1,
μA2,…, μAm, μB1, μB2,…, μBm,…, μN
Calculate 1, μN2, ..., μNm. For example, in FIG.
The experiment number using level 1 of the control factor A is N
o.1, No. 2, No. 3,..., No. 6, respectively
SN ratio is η1 *, ΗTwo *, ΗThree *, ..., η 6 *Because
SN ratio average value μA1 for each level related to level 1 of control factor A
Is μA1 = (η1 *+ ΗTwo *+ ΗThree *+ ... + η6 *) / ΖA1 and
Become. ΖA1 is the level 1 for the corresponding control factor A.
This is the number of experiments performed, for example, in the case of FIG.
The experiments performed using control factor A and level 1 were No. 1 to No.
Since it is 6, the value of ζA1 is six. Similarly, SN ratio by level
When the average value μA2 is obtained, level 2 is used for control factor A.
No. 7 to No. 12
You. Therefore, the average SN ratio μA2 for each level is
SN ratio η at the bar7 *, Η8 *, ..., η12 *Using,
μA2 = (η7 *+ Η8 *+ ... + η12 *) / ΖA2
A2 was performed using level 2 for the relevant control factor A
The number of experiments. For example, in the case of FIG.
Experiments performed using quasi 2 were No. 7 to No. 12, so
The value of 値 A2 is six. The same applies to control factor B.
The average SN ratio μB1 for each level is the control factor B in FIG.
Check the number of the experiment performed using level 1 in
Can be calculated using the SN ratio of the experiment number
You.
【0037】このようにして夫々の制御因子A 〜Nの
各水準毎の水準別SN比平均値を求める。そして、これ
らの水準別SN比平均値μA1、μA2 、・・・、μAm、μB
1、μB2 、・・・、μBm 、・・・、μB1、μB2、・・・、μBm
を、図4の表(以下、補助表という)で示すように、制御
因子A〜Nと水準1〜mに対応させて関連付ける。これ
らの水準別SN比平均値μA1、μA2、・・・、μAm 、μB
1、μB2 、・・・、μBm、・・・、μN1、μN2 、・・・、μNm
は、夫々の制御因子A〜N毎の最適条件を求めるための
客観的根拠を示すものである。例えば、図4の補助表中
の制御因子Aについての水準別SN比平均値μA1、μA
2、・・・、μAm の中で、μA1 が最大値になったとすれ
ば、制御因子Aについては水準1の内容A1が制御因子
A、つまりパラメータα1の最適条件であることを示し
ている。又、制御因子Bに対応する水準別平均値μB1,
μB2、…、μBmの中で、μB2が最大値となったとすれ
ば、制御因子Bについては水準2の内容B2が最適条件
であることを示す。そして、残余の制御因子C〜Nにつ
いても同様に、最大の水準別SN比平均値に該当する水
準の内容がパラメータの最適条件を示す。In this way, the average SN ratio for each level of each of the control factors A to N is obtained. .., ΜAm, μB
1, μB2, ..., μBm, ..., μB1, μB2, ..., μBm
Are associated with the control factors A to N in correspondence with the levels 1 to m, as shown in the table of FIG. ..., ΜAm, μB
1, μB2, ..., μBm, ..., μN1, μN2, ..., μNm
Indicates an objective basis for obtaining the optimum condition for each of the control factors A to N. For example, the average SN ratios μA1 and μA of the control factors A in the auxiliary table of FIG.
2, ..., in MyuAm, shows that if μA1 becomes maximum, the contents A1 level 1 for controlling factor A is the optimum condition of the control factor A, i.e. the parameter alpha 1 . Also, the average value μB1 for each level corresponding to the control factor B,
If μB2 has the maximum value among μB2,..., μBm, it indicates that the content B2 of level 2 is the optimum condition for the control factor B. Similarly, for the remaining control factors C to N, the content of the level corresponding to the maximum average SN ratio for each level indicates the optimum condition of the parameter.
【0038】このように、制御因子A〜N毎の最適の水
準に基づいて図2中の水準A1〜Nmを参照することによ
り、パラメータα1〜αn及び制御因子A〜Nの最適条件
を決定することができる。[0038] Thus, by referring to the level A1~Nm in FIG based on the optimum level of each control factor A to N, the optimum conditions of the parameters alpha 1 to? N and the control factor A to N Can be determined.
【0039】更に、夫々の制御因子における水準間で水
準別SN 比平均値に大きな差がなければ、その該当す
る制御因子についてはデバイスシミュレーション精度に
影響を与えるような重要なファクターではないことを示
す。よって、更なる最適化のための実験や解析を行う場
合には、このような重要でない制御因子については除去
し、重要な制御因子を絞り込んでいくための客観的な判
断資料ともなる。Furthermore, if there is no large difference in the average value of the S / N ratio for each level between the levels of the respective control factors, it indicates that the relevant control factor is not an important factor affecting the accuracy of device simulation. . Therefore, when an experiment or analysis for further optimization is performed, such an unimportant control factor is removed, and it becomes an objective judgment data for narrowing down the important control factor.
【0040】(過程7)過程1〜過程6は、多量にある
パラメータの中から特にシミュレーション結果に影響を
与えるパラメータを得るための予備実験に相当する。従
って、更に詳しく各パラメータの最適条件を決定するた
めの処理(以下、予備実験に対して絞込み実験という)
を行う。(Step 7) Steps 1 to 6 correspond to preliminary experiments for obtaining parameters which particularly affect the simulation result from a large number of parameters. Therefore, a process for determining the optimum condition of each parameter in more detail (hereinafter referred to as a narrowed-down experiment with respect to a preliminary experiment)
I do.
【0041】まず、過程6で求めた夫々の制御因子にお
ける夫々の水準間で水準別平均値に大きな差がないもの
は、シミュレーション結果に影響を与えるような重要な
ファクターではないので除くこととし、かかる制御因子
に関するパラメータの条件(値)は現行の条件を適用する
等の既知の条件にする一方、シミュレーション結果に大
きく寄与する制御因子だけを選択する。これにより、最
適条件の絞り込みを実現する。First, if there is no significant difference in the average value for each level among the respective levels of the respective control factors obtained in the process 6, they are not important factors affecting the simulation result, and are therefore excluded. The conditions (values) of the parameters relating to such control factors are known conditions such as the application of the current conditions, while only the control factors that greatly contribute to the simulation result are selected. Thereby, the narrowing down of the optimum condition is realized.
【0042】例えば、制御因子A〜Nの内のC〜Hが重
要なファクターであれば、図5に示すように、制御因子
C〜Hと水準1〜mの関係を決める。尚、図5は図1に
相当するものであり、夫々の制御因子C〜Hに対応する
新たな水準1〜mの内容C1、・・・、Cm、・・・、H1、・・
・、Hmも図1と同様に設定される。For example, if C to H of the control factors A to N are important factors, the relationship between the control factors C to H and the levels 1 to m is determined as shown in FIG. FIG. 5 corresponds to FIG. 1, and contents C1,..., Cm,..., H1,... Of new levels 1 to m corresponding to the respective control factors C to H.
, Hm are also set in the same manner as in FIG.
【0043】(過程8)次に、多量の調整・制御項目
(デバイスシミュレーションパラメータ)中からシミュレ
ーション結果に特に影響を与えるような重要なファクタ
ーを用いた実験計画を立てる。尚、重要なファクターが
既にわかっていて、絞り込む必要がないくらい少数の場
合は、以下の実施例から実験を始めても構わない。図1
の実験計画と同様に、複数nの実験No.1 〜 No.n
と制御因子C〜Hに対応付けて水準1〜mを割り付ける
ことにより、図6の直交表に示すような実験計画を作成
する。(Step 8) Next, a large number of adjustment / control items
From the (device simulation parameters), make an experiment plan using important factors that particularly affect the simulation results. When the important factors are already known and the number is so small that there is no need to narrow down, the experiment may be started from the following example. FIG.
In the same manner as in the experiment plan, a plurality of experiments No. 1 to No. n
By assigning the levels 1 to m in association with and the control factors C to H, an experiment plan as shown in the orthogonal table of FIG. 6 is created.
【0044】例えば、図6に示すように、第1の実験N
o.1における制御因子C〜Hに対しては水準1を割り
付け、第2の実験No.2における制御因子C〜Hに対
しては、水準1と水準2を適宜に割り付け、残余の実験
No.3〜 No.nについては、水準1ないし水準mの
中から適宜に選択して割り付ける等、実験相互間で水準
の組み合わせが異なるように設定する。直交表は、各実
験が直交するように、各実験の水準が与えられている。
即ち、直交表を選択した時点で、各実験における制御因
子の水準が決定されることとなる。For example, as shown in FIG.
Level 1 is assigned to the control factors C to H in o.1, Levels 1 and 2 are appropriately assigned to the control factors C to H in the second experiment No. 2, and the remaining experiment Nos. .3 to No. n are set so that the combination of levels differs between experiments, such as by appropriately selecting and allocating from levels 1 to m. In the orthogonal table, the level of each experiment is given so that each experiment is orthogonal.
That is, at the time when the orthogonal table is selected, the level of the control factor in each experiment is determined.
【0045】(過程9)次に、図6の実験計画の各実験
の条件(制御因子及び水準)に従って実験No.1 〜
No.nを実施することで、n回のデバイスシミュレー
ションを実行することになる。そして、実測値である信
号因子と半導体デバイス構造に対応するシミュレーショ
ン結果を対応付ける。(Step 9) Next, in accordance with the conditions (control factors and levels) of each experiment in the experiment plan of FIG.
By executing No. n, n device simulations are executed. Then, the signal factor, which is an actually measured value, is associated with the simulation result corresponding to the semiconductor device structure.
【0046】(過程10)次に、シミュレーション結果
について前記式(1)〜(6)を適用した統計処理を行うこ
とにより、図6の右欄に示すような実験毎のSN比η1
〜ηnを求め、更に、これらのSN比η1 〜ηnに基づい
て各制御因子C 〜H における水準1〜m毎のSN比の
水準別SN比平均値σC1、σC2、・・・、σCm、・・・、σH
1、σH2、・・・、σHmを求める。(Step 10) Next, by performing statistical processing on the simulation results using the above equations (1) to (6), the SN ratio η 1 for each experiment as shown in the right column of FIG. 6 is obtained.
Seeking ~Ita n, further levels by SN ratio average value of the SN ratio for each level 1~m in each control factor C to H based on these SN ratio η 1 ~η n σC1, σC2, ···, σCm, ..., σH
1, σH2, ..., σHm are determined.
【0047】更に、夫々の実験毎のシミュレーション結
果に基づいて次式(7)の演算処理を行うことにより、各
実験毎の感度S1 〜Snを求め、更に、これらの感度S1
〜Snに基づいて各制御因子C 〜H における水準1
〜m 毎の感度の水準別平均値(以下、水準別感度平均
値という)δC1、δC2、・・・、δCm、・・・、δH1、δH2、
・・・、δHmを求める。[0047] Further, based on a simulation result for each respective experiment by performing arithmetic processing of the following equation (7), determined the sensitivity S 1 to S n of each experiment, further, these sensitivity S 1
Level 1 at each control factor C H based on ~ S n
MC1, δC2,..., ΔCm,..., ΔH1, δH2,
..., δHm is obtained.
【0048】[0048]
【数7】 (Equation 7)
【0049】そして、これらの水準別SN 比平均値と
水準別感度平均値を、図7に示すように、制御因子C
〜H と水準とに対応付ける。The average value of the S / N ratio and the average value of the sensitivity for each level are calculated as shown in FIG.
~ H and the level.
【0050】(過程11)次に、このようにして求めら
れた水準別SN比平均値の大きい水準と水準別感度平均
値が最もゼロに近い水準とを各制御因子毎に調べ、図5
を参照することにより、各制御因子についての水準内容
をパラメータの最適条件とする。最適条件を決定する
際、水準別SN比平均値及び水準別感度平均値を夫々グ
ラフにすると分かり易い。(Step 11) Next, the level of the average SN ratio for each level obtained in this way and the level of the average sensitivity per level closest to zero are examined for each control factor.
, The level content of each control factor is set as the optimal condition of the parameter. When deciding the optimum condition, it is easy to understand if the average SN ratio for each level and the average sensitivity for each level are graphed.
【0051】(過程12)次に、本発明が確度の高いパ
ラメータの最適条件決定方法であることを説明する。即
ち、これらの制御因子毎の水準が果たして最適条件であ
るか否かを検証することとする。(Step 12) Next, the fact that the present invention is a method for determining optimum conditions for parameters with high accuracy will be described. That is, it is verified whether or not the levels of these control factors are the optimal conditions.
【0052】過程11で求めた水準別SN比平均値の
内、各制御因子について最大値となる水準をパラメータ
の最適条件と決定したとし、仮に制御因子Cについては
水準3、制御因子Dについては水準1、制御因子Eにつ
いては水準2、制御因子Fについては水準1、制御因子
Gについては水準3、制御因子Hについては水準3がパ
ラメータの最適条件であると決めることができたとす
る。尚、かかる最適条件をC3 D1 E2 F1 G3
H3と表すこととする。これらの制御因子の内、因子
D、F、Gのそれぞれにおいて水準別SN比平均値の水
準間の変動が他の因子よりも大きいとする。この場合、
因子C〜Hの6因子のうち半分の3因子を選び出してい
るが、このように全因子の約半分程度の因子を選ぶと良
い。It is assumed that the level having the maximum value for each control factor among the average values of the SN ratios for each level obtained in step 11 is determined as the optimum condition of the parameter. It is assumed that the optimum conditions of the parameters can be determined to be level 1, level 2 for the control factor E, level 1 for the control factor F, level 3 for the control factor G, and level 3 for the control factor H. Note that such optimum conditions are defined as C3 D1 E2 F1 G3
It is represented as H3. Among these control factors, it is assumed that the variation between the levels of the average SN ratio for each level in each of the factors D, F, and G is larger than the other factors. in this case,
Although three half factors are selected out of the six factors C to H, it is preferable to select approximately half of all factors.
【0053】そして、かかる制御因子Dの水準1の水準
別SN比平均値σD1、Fの水準1の水準別SN比平均値
σF1、Gの水準3の水準別SN比平均値σG3に基づいて
工程平均σAVを推定すると、σAV =(σD1−T)+(σ
F1−T)+(σG3−T)+T となる。また、最適条件に対
し、現在適用しているパラメータの条件(現行条件)に関
しても、最適条件の場合と同様の方法で工程平均σAV’
を求める。ここで、Tは一つの因子の水準別SN比平均
値を全水準分足し算し、それを水準数で割ったものであ
り、どの因子について計算しても同じ値になる。σAVと
σAV’の差をとることで、現行条件に代えて最適条件を
適用した場合に得られるであろう利得(改善度)を得るこ
とができる。工程平均の推定によって得られた利得をΔ
ηg(=σAV−σAV’)とする。Based on the average SN ratio σD1 for each level of the control factor D at level 1, the average SN ratio σF1 for each level of F at level 1, and the average SN ratio σG3 for each level of G at level 3, When the average σAV is estimated, σAV = (σD1−T) + (σ
F1−T) + (σG3−T) + T. In addition, with respect to the condition of the currently applied parameter (current condition) with respect to the optimal condition, the process average σAV ′ is obtained in the same manner as in the case of the optimal condition.
Ask for. Here, T is a value obtained by adding the SN ratio average value for each level of one factor for all levels and dividing the sum by the number of levels. By taking the difference between σAV and σAV ′, it is possible to obtain a gain (improvement degree) that would be obtained when the optimum condition was applied instead of the current condition. The gain obtained by estimating the process average is Δ
ηg (= σAV-σAV ').
【0054】(過程13)過程11で決定したパラメー
タの最適条件C3 D1 E2 F1 G3 H3を用いて
デバイスシミュレーションを実行し(確認実験という)、
シミュレーション結果を得る。更に、パラメータの現行
条件を用いてデバイスシミュレーションを行い、シミュ
レーション結果を得る。得られたシミュレーション結果
より、前記式(1)〜(6)を適用して、最適条件を用いた場
合のSN比ηb及び現行条件を用いた場合のSN比ηcを
求める。そして、利得Δη=ηb−ηc を計算する。(Step 13) A device simulation is performed using the optimum conditions C3 D1 E2 F1 G3 H3 of the parameters determined in the step 11 (referred to as confirmation experiments).
Obtain simulation results. Further, a device simulation is performed using the current conditions of the parameters, and a simulation result is obtained. From the obtained simulation results, the above-described equations (1) to (6) are applied to determine the SN ratio ηb when using the optimum conditions and the SN ratio ηc when using the current conditions. Then, the gain Δη = ηb−ηc is calculated.
【0055】このとき、推定で得られた利得Δηgと実
際に最適条件及び現行条件を用いたシミュレーション結
果より得られた利得Δηの値が近いほど、最適条件が確
度の高いものであるということになる。具体的にはΔη
=Δηg ±30%程度であれば良い。At this time, the closer the gain Δηg obtained by the estimation and the value of the gain Δη actually obtained from the simulation result using the optimum condition and the current condition are, the higher the accuracy of the optimum condition is. Become. Specifically, Δη
= Δηg ± 30%.
【0056】このように、過程1 〜過程11に従って
説明した本発明のパラメータの最適条件決定方法によれ
ば、極めて多くの被調整・制御項目(制御因子及び水
準)の中から確度の高いパラメータの最適条件を容易に
得ることができる。更に、過程12〜過程13に従っ
て、利得が再現したか否かを調べることで、より信頼性
のあるパラメータの最適条件を得ることができる。又、
最適化へのアプローチに客観性があるので、得られたパ
ラメータの最適条件を用いたデバイスシミュレータを活
用することで、更に高品位のLSI開発等を行うことが
できる。As described above, according to the parameter optimum condition determining method of the present invention described in accordance with the steps 1 to 11, the parameter of a highly accurate parameter can be selected from an extremely large number of adjusted / controlled items (control factors and levels). Optimum conditions can be easily obtained. Further, by examining whether or not the gain has been reproduced in accordance with steps 12 and 13, it is possible to obtain a more reliable parameter optimum condition. or,
Since the approach to optimization has objectivity, it is possible to develop a higher-quality LSI by utilizing a device simulator using the optimum conditions of the obtained parameters.
【0057】次に、かかる本発明の原理を適用した具体
的な実施例を説明する。尚、発明の原理説明に合わせて
処理過程順に説明し、原理説明の“過程x”に対して具
体例の説明では“過程x*”と表す。Next, a specific embodiment to which the principle of the present invention is applied will be described. The process will be described in the order of processing in accordance with the description of the principle of the invention, and "process x" in the description of the specific example will be referred to as "process x *" in the description of the principle.
【0058】(過程1*)半導体デバイスのVd−Id
特性を求めるためのデバイスシミュレーションを行うこ
とを前提にして説明する。シミュレーション結果(Vd
−Id特性)に影響を与えるようなパラメータとして、
垂直電界を考慮した移動度モデルにおけるパラメータ
I、垂直電界を考慮した移動度モデルにおけるパラメー
タII、垂直電界を考慮した移動度モデルにおけるパラメ
ータIII、垂直電界を考慮した移動度モデルにおけるパ
ラメータIV、垂直電界を考慮した移動度モデルにおける
パラメータV、垂直電界を考慮した移動度モデルにおけ
るパラメータVI、垂直電界を考慮した移動度モデルにお
けるパラメータVIIの7つのパラメータを制御因子と
し、対応する水準数を3とした。(Step 1 *) Vd-Id of semiconductor device
The description will be made on the assumption that a device simulation for obtaining characteristics is performed. Simulation results (Vd
−Id characteristic),
Parameters in mobility model considering vertical electric field
I, parameter II in the mobility model considering the vertical electric field, parameter III in the mobility model considering the vertical electric field, parameter IV in the mobility model considering the vertical electric field, parameter V in the mobility model considering the vertical electric field, Seven parameters, i.e., parameter VI in the mobility model considering the vertical electric field and parameter VII in the mobility model considering the vertical electric field, were used as control factors, and the corresponding number of levels was 3.
【0059】(過程2*)次に、制御因子Aを垂直電界
を考慮した移動度モデルにおけるパラメータIとし、制
御因子Aについての第2水準をそのパラメータの現在用
いている値A2(現行値)とし、それを基に少し大きくし
た値A3を第3水準、少し小さくした値A1を第1水準と
した。(Step 2 *) Next, the control factor A is set as a parameter I in the mobility model taking the vertical electric field into consideration, and the second level of the control factor A is used as the parameter currently used value A2 (current value). Based on this, the value A3, which was slightly increased, was set as the third level, and the value A1, which was slightly reduced, was set as the first level.
【0060】同様に制御因子Bを垂直電界を考慮した移
動度モデルにおけるパラメータIIとし、制御因子Bにつ
いての第2水準をそのパラメータの現在用いている値B
2(現行値)とし、それを基に少し大きくした値B3を第3
水準、少し小さくした値B1を第1水準とした。Similarly, the control factor B is set as a parameter II in the mobility model considering the vertical electric field, and the second level of the control factor B is set to the value B of the parameter currently used.
2 (current value) and a slightly larger value B3 based on it
The value of the level B1, which was slightly reduced, was set as the first level.
【0061】又、制御因子Cを垂直電界を考慮した移動
度モデルにおけるパラメータIII、制御因子Dを垂直電
界を考慮した移動度モデルにおけるパラメータIVとし、
制御因子Eを垂直電界を考慮した移動度モデルにおける
パラメータVとし、制御因子Fを垂直電界を考慮した移
動度モデルにおけるパラメータVIとし、制御因子Gを垂
直電界を考慮した移動度モデルにおけるパラメータVII
とし、夫々の制御因子において、水準を図8に示すよう
に決定した。The control factor C is a parameter III in the mobility model considering the vertical electric field, and the control factor D is a parameter IV in the mobility model considering the vertical electric field.
The control factor E is a parameter V in the mobility model considering the vertical electric field, the control factor F is a parameter VI in the mobility model considering the vertical electric field, and the control factor G is a parameter VII in the mobility model considering the vertical electric field.
The level was determined for each control factor as shown in FIG.
【0062】(過程3*)次に、図2に示すような予備
実験のための実験計画を作成した。この具体例では、図
9の直交表に示すように18種類の実験を行うことと
し、実験No.1〜No.18と制御因子A〜Gに対応し
た水準1〜3を割り付けた。尚、この具体例では、7つ
の制御因子全てにおいて水準数を3としたかったので、
図9の直交表で最も左側の列の実験計画を示す水準数2
の制御因子は用いていない。(Step 3 *) Next, an experimental plan for a preliminary experiment as shown in FIG. 2 was prepared. In this specific example, as shown in the orthogonal table of FIG. 9, 18 types of experiments were performed, and levels Nos. 1 to 3 corresponding to experiments No. 1 to No. 18 and control factors A to G were assigned. In this specific example, since the number of levels was set to 3 in all seven control factors,
Level number 2 indicating the experimental design in the leftmost column in the orthogonal array of FIG. 9
Are not used.
【0063】(過程4*)次にデバイスシミュレーショ
ンを行うための半導体デバイス構造を準備する。半導体
デバイス構造E1は、“ゲート長Iである半導体デバイ
ス”。半導体デバイス構造E2は、“ゲート長がIIであ
る半導体デバイス”。(Step 4 *) Next, a semiconductor device structure for performing a device simulation is prepared. The semiconductor device structure E 1 is “a semiconductor device having a gate length I”. The semiconductor device structure E 2 is “a semiconductor device having a gate length of II”.
【0064】このようにデバイスシミュレーションの対
象となる半導体デバイス構造をE1〜 E6まで決定し
た。As described above, the semiconductor device structures to be subjected to the device simulation are determined from E 1 to E 6 .
【0065】そして、一つの半導体デバイス構造のデバ
イスシミュレーションを、図9に示す18回の実験N
o.1〜No.18の条件の下で実行する。シミュレーシ
ョン結果はVd−Id特性であり、だいたい図10のよ
うな曲線を描くので、横軸方向(ドレイン電圧)を20分
割したサンプル点を各評価対象(y11〜 yqp)とした。
また、異なる半導体デバイス構造E1〜 Eqによって得
られる特性も異なるので、図10に示したようなE1〜
Eqの関係になる。ここで、 E1〜 Eqをそれぞれゲー
トに与える電圧の違い(E1はゲート電圧5[V]、 E2は
ゲート電圧4[V]、…)とすると、図11のような関係に
なり、データの採り方や評価手順は同様である。過程4
で用いた記号を使って説明すると、半導体デバイス構造
はq=6個、サンプルとして取り出した点はp=20で
ある。従って、具体例における信号因子はp×q=6×
20=120個であり、それに対応するシミュレーショ
ン結果も120個ということになる。実験ナンバー毎の
シミュレーション結果は、図12のようになった。A device simulation of one semiconductor device structure was performed in 18 experiments N shown in FIG.
It is executed under the conditions of o.1 to No.18. Simulation results are Vd-Id characteristics, since a curve, such as approximately 10, the horizontal axis direction (drain voltage) 20 divided sampling points were each evaluated (y 11 ~ y qp).
Further, since the characteristics obtained by the different semiconductor device structures E 1 to E q are different, E 1 to E 5 shown in FIG.
Eq . Here, assuming that a difference between voltages applied to the gates of E 1 to E q (E 1 is a gate voltage of 5 [V], E 2 is a gate voltage of 4 [V],...), A relationship as shown in FIG. 11 is obtained. The data collection method and evaluation procedure are the same. Step 4
Explaining using the symbols used in the above, q = 6 semiconductor device structures, and p = 20 points taken out as samples. Therefore, the signal factor in the specific example is p × q = 6 ×
20 = 120, and the corresponding simulation result is also 120. The simulation results for each experiment number are as shown in FIG.
【0066】(過程5*)次に、図12に示した実験毎
のシミュレーション結果及び実測値について統計処理を
行うことにより各実験毎のSN比η1 *〜ηk *を求め
た。実験No.1の実験結果についての処理を代表して
述べると、まず前記式(1)を適用して次式(8)の演算処理
を行うことによって、実験No.1についての全変動ST1
を求めた。(Process 5 *) Next, the S / N ratios η 1 * to η k * for each experiment were obtained by performing statistical processing on the simulation results and actual measurement values for each experiment shown in FIG. As a representative example of the processing for the experimental result of Experiment No. 1, first, by applying the above-described Equation (1) and performing the arithmetic processing of the following Equation (8), the total variation S T1 of Experiment No. 1 is obtained.
I asked.
【0067】 ST1= 2.87E-62 + 6.80E-62 + … + 1.69E-52 + 8.69E-62 + 2.83E-52 + … + 7.65E-52 + … + 2.07E-52 + 7.62E-52 + … + 3.79E-42 = 1.8282E-8 ・・・(8)[0067] S T1 = 2.87E-6 2 + 6.80E-6 2 + ... + 1.69E-5 2 + 8.69E-6 2 + 2.83E-5 2 + ... + 7.65E-5 2 + ... + 2.07E -5 2 + 7.62E-5 2 +… + 3.79E-4 2 = 1.8282E-8 ・ ・ ・ (8)
【0068】次に前記式(2)を適用して次式(9)の演算を
行うことにより、実験No.1の繰り返し数r1を求め
た。Next, the number of repetitions r 1 of Experiment No. 1 was obtained by performing the calculation of the following expression (9) by applying the above expression (2).
【0069】 r1 = 2.79E-62 + 6.73E-62 + … + 1.60E-52 + 8.77E-62 + 2.98E-52 + … + 8.01E-52 + … + 2.11E-52 + 7.96E-52 + … + 4.04E-42 = 1.20971E-8 ・・・(9)R 1 = 2.79E-6 2 + 6.73E-6 2 +... + 1.60E-5 2 + 8.77E-6 2 + 2.98E-5 2 +... + 8.01E-5 2 +... + 2.11E -5 2 + 7.96E-5 2 + ... + 4.04E-4 2 = 1.20971E-8 (9)
【0070】次に前記式(3)を適用して次式(10)の演算
を行うことにより実験No.1についてのSX1を求めると
共に、前記式(4)を適用して次式(11)の演算を行うこと
により実験No.1についてのSe1を求め、更に前記式
(5)を適用して次式(12)の演算を行うことによりVe1を
求めた。Next, S X1 for Experiment No. 1 is obtained by performing the calculation of the following equation (10) by applying the above equation (3), and applying the above equation (4) by applying the above equation (4). )) To obtain S e1 for Experiment No. 1, and further calculate
V e1 was obtained by performing the calculation of the following equation (12) by applying (5).
【0071】 SX1 = (2.87E-6×2.79E-6 + 6.80E-6×6.73E-6 + ・・・ + 1.69E-5×1.60E-5 + 8.69E-6×8.77E-6 + 2.83E-5×2.98E-5 + ・・・ + 7.65E-5×8.01E-5 + 2.07E-5×2.11E-5 + 7.62E-5×7.96E-5 + ・・・ + 3.79E-4×4.04E-4)2 / 1.20971E-8 = 1.79538E-8 ・・・(10)S X1 = (2.87E-6 × 2.79E-6 + 6.80E-6 × 6.73E-6 + ... + 1.69E-5 × 1.60E-5 + 8.69E-6 × 8.77E-6 + 2.83E-5 x 2.98E-5 + ... + 7.65E-5 x 8.01E-5 + 2.07E-5 x 2.11E-5 + 7.62E-5 x 7.96E-5 + ... + 3.79 E-4 × 4.04E-4) 2 / 1.20971E-8 = 1.79538E-8 ・ ・ ・ (10)
【0072】 [0072]
【0073】 [0073]
【0074】そして、前記式(6)を適用して次式(13)の
演算を行うことにより、実験No.1についてのSN比
η1 *を求めた。Then, the SN ratio η 1 * for Experiment No. 1 was obtained by performing the calculation of the following expression (13) by applying the expression (6).
【0075】 η1 * = 10×Log{(1.79538E-8 − 2.73798E-12)/ 1.20971E-8 / 2.73798E-12} = 117.96・・・(13)Η 1 * = 10 × Log {(1.79538E-8 − 2.73798E-12) /1.20971E-8/2.73798E-12} = 117.96 (13)
【0076】更に、残余の実験No.2〜No.18につ
いても同様の演算を行うことにより、夫々のSN比η2 *
〜η18 * を求めた。従って、図13の右欄に示すよう
に、実験No.1〜No.18毎のSN比η1 *〜η18 * が
求まった。Further, the same calculation is performed for the remaining experiments No. 2 to No. 18 to obtain the respective SN ratios η 2 *
~ Η 18 * was determined. Therefore, as shown in the right column of FIG. 13, the SN ratios η 1 * to η 18 * for each of Experiments No. 1 to No. 18 were obtained.
【0077】(過程6*)次に、SN比η1 *〜η18 *に基
づいて制御因子A〜G毎の水準別SN比平均値を求め
た。図13に示す制御因子Aの水準1に対応する水準別
SN比平均値μA1の演算を代表して述べれば、制御因子
Aにおいて水準1を用いた実験は、No.1、 No.2、
No.3、 No.10、 No.11、 No.12の6個
であるので、次式(14)に示すように、これらの実験に対
応するSN比η1 *、η2 *、η3 *、η 10 *、η11 *、η12 *
の平均値を求めることにより水準別SN比平均値μA1を
求める。(Step 6 *) Next, the SN ratio η1 *~ Η18 *Based on
The average SN ratio by level for each of the control factors A to G
Was. For each level corresponding to level 1 of control factor A shown in FIG.
As a representative of the calculation of the SN ratio average value μA1, the control factor
Experiments using level 1 in A were No. 1, No. 2,
No.3, No.10, No.11, No.12
Therefore, as shown in the following equation (14),
Corresponding SN ratio η1 *, ΗTwo *, ΗThree *, Η Ten *, Η11 *, Η12 *
By calculating the average of the
Ask.
【0078】 μA1 = (117.96 + 113.85 + 109.23 + 112.4 + 113.19 + 111.75)/ 6 = 113.0633 ・・・(14)ΜA1 = (117.96 + 113.85 + 109.23 + 112.4 + 113.19 + 111.75) /6=113.0633 (14)
【0079】そして、制御因子Aの水準2及び水準3に
ついての水準別平均値μA2、μA3と、残余の制御因子B
〜Gの各水準1〜水準3について水準別平均値μB1、
…、μB3、…、μG1、…、μG3も同様に演算することに
よって、図14に示すような制御因子A〜G毎の水準別
平均値を求め、これらの水準別平均値からパラメータの
最適条件を判定した。Then, the averages μA2 and μA3 for the levels 2 and 3 of the control factor A and the remaining control factors B
Average value μB1 by level for each level 1 to level 3
, ΜB3,..., ΜG1,..., ΜG3 are similarly calculated to obtain average values for each level of control factors A to G as shown in FIG. Was determined.
【0080】図15は、最適製造条件を視覚的に判定し
易いようにするために、図14の補助表を制御因子A〜
G毎に組分けして、各水準1〜3毎の水準別SN比平均
値をグラフ化したものである。FIG. 15 shows the auxiliary table of FIG. 14 in which the control factors A to
The graph is a graph of the average S / N ratio for each of the levels 1 to 3 for each G.
【0081】図15から明らかなように、制御因子Aに
ついては水準2のときのSN比が最大なので、制御因子
Aについては水準2が最適条件であることを示し、制御
因子Bについては水準1、制御因子Cについては水準
2、制御因子Dについては水準1、制御因子Eについて
は水準1、制御因子Fについては水準1、制御因子Gに
ついては水準2が最適条件であることを知ることができ
る。即ち、図8の水準内容A2、B1、C2、D1、E
1、F1、G2を適用することが半導体デバイス構造E
1〜 E6のデバイスシミュレーションを行う際の、パラ
メータの最適条件となる。As is clear from FIG. 15, since the SN ratio at the level 2 for the control factor A is the maximum, it is shown that the level 2 is the optimum condition for the control factor A, and the level 1 for the control factor B. It is known that the optimum conditions are level 2 for control factor C, level 1 for control factor D, level 1 for control factor E, level 1 for control factor F, and level 2 for control factor G. it can. That is, the level contents A2, B1, C2, D1, E of FIG.
1, F1 and G2 can be applied to the semiconductor device structure E
When performing a device simulation of 1 ~ E 6, the optimal condition parameters.
【0082】(過程7*)次に、過程1〜過程6で求ま
った結果より、シミュレーション結果(Vd−Id特
性)に特に大きな影響を与える制御因子を選択し、更に
詳しくパラメータの最適条件を決定していく。(Step 7 *) Next, from the results obtained in Steps 1 to 6, a control factor which particularly has a large effect on the simulation result (Vd-Id characteristic) is selected, and the optimum conditions for the parameters are determined in more detail. I will do it.
【0083】まず、図15より夫々の制御因子における
水準別平均値の水準間に大きな差があるものが、シミュ
レーション結果に大きな影響を与えるファクターと判断
できる。従って、図15から制御因子A(垂直電界を考
慮した移動度モデルにおけるパラメータI)、制御因子B
(垂直電界を考慮した移動度モデルにおけるパラメータI
I)、制御因子E(垂直電界を考慮した移動度モデルにお
けるパラメータV)、制御因子G(垂直電界を考慮した移
動度モデルにおけるパラメータVII)の4つのファクター
が重要であると判定できた。First, it can be determined from FIG. 15 that a factor having a large difference between the levels of the average values for each level in each control factor is a factor having a large effect on the simulation result. Therefore, from FIG. 15, the control factor A (the parameter I in the mobility model considering the vertical electric field) and the control factor B
(Parameter I in mobility model considering vertical electric field
It was determined that four factors of I), control factor E (parameter V in the mobility model considering the vertical electric field), and control factor G (parameter VII in the mobility model considering the vertical electric field) were important.
【0084】制御因子Aについては、A2近傍のSN比
が大きいことより、A2近傍を中心に水準を新たに決定
した。制御因子Bについては、B1のSN比が最も大き
いことより、B1近傍の水準を新たに設定した。制御因
子Eについては、E1のSN比が大きいのでE1近傍の
水準を新たに設定した。制御因子Gについては、G2の
SN比が最も大きいのでG2近傍の水準を新たに設定し
た。図16に新しく設定した制御因子及びその水準を示
した。As for the control factor A, the level was newly determined mainly around A2 because the SN ratio near A2 was large. As for the control factor B, a level near B1 was newly set because the SN ratio of B1 was the largest. As for the control factor E, a level near E1 was newly set because the SN ratio of E1 was large. Regarding the control factor G, a level near G2 was newly set because the SN ratio of G2 was the largest. FIG. 16 shows newly set control factors and their levels.
【0085】(過程8*)次に、図17に示す実験計画
を作成した。まず、予備実験で準備した半導体デバイス
構造E1〜 E6を準備した。1回の半導体デバイス構造
に対して9回のデバイスシミュレーションを実行するこ
とによって、9種類の異なるパラメータの条件を用いた
デバイスシミュレーションを行うこととし、図16の制
御因子A、B、E、G及び3水準に基づいて、実験N
o.1〜No.9と制御因子A、B、E、G に対応する
水準1〜3を割付けた。そして、図17の実験計画の実
験毎の条件(制御因子及び水準)に従って、6種類の半
導体デバイス構造に対するデバイスシミュレーションを
実行した。(Step 8 *) Next, an experiment plan shown in FIG. 17 was created. First, the semiconductor device structures E 1 to E 6 prepared in the preliminary experiment were prepared. By performing nine device simulations for one semiconductor device structure, device simulation using nine different parameter conditions is performed, and the control factors A, B, E, G, and Experiment N based on three levels
o.1 to No. 9 and levels 1 to 3 corresponding to control factors A, B, E, and G were assigned. Then, device simulations for six types of semiconductor device structures were executed according to the conditions (control factors and levels) for each experiment in the experiment plan of FIG.
【0086】(過程9*)次に実験計画に基づいて実行
したシミュレーション結果を、信号因子M1〜 M 20と半
導体デバイス構造E1〜 E6に対応付け、それを図18
に示した。また、シミュレーション結果において、評価
対象となるサンプル点は図10に示した予備実験の場合
と同様に20点とし、信号因子とする実測値に関しても
同様の20点を評価対象とした。(Step 9 *) Next, execution is performed based on the experimental plan.
The simulation result obtained is converted to a signal factor M1~ M 20And half
Conductor device structure E1~ E6In FIG.
It was shown to. In the simulation results,
The target sample point is the case of the preliminary experiment shown in FIG.
20 points in the same way as for
The same 20 points were evaluated.
【0087】(過程10*)次に、前記式(1)〜(7)を適
用した統計処理を行うことにより、図19に示すような
実験毎のSN比ηと感度Sを求め、更にこれらのSN比
ηと感度Sについて、図20に示すような水準別SN比
平均値と水準別感度平均値を求めた。例えば、図18に
示した実験No.1についてのシミュレーション結果に
基づく統計処理を代表して説明するものとすると、ま
ず、前記式(1)を適用した次式(15)の演算により、2乗和
ST1を求める。(Step 10 *) Next, by performing statistical processing applying the above-mentioned equations (1) to (7), the SN ratio η and sensitivity S for each experiment as shown in FIG. With respect to the S / N ratio η and the sensitivity S, the average S / N ratio for each level and the average sensitivity for each level as shown in FIG. 20 were obtained. For example, assuming that the statistical processing based on the simulation result of the experiment No. 1 shown in FIG. 18 is described as a representative, first, a square of the following equation (15) to which the above equation (1) is applied is given. Find the sum ST1 .
【0088】 ST1= 2.81E-62 + 6.74E-62 + … + 1.65E-52 + 8.48E-62 + 2.95E-52 + … + 7.78E-52 + … + 2.08E-52 + 7.79E-52 + … + 3.86E-42 = 1.8997E-8 ・・・(15)[0088] S T1 = 2.81E-6 2 + 6.74E-6 2 + ... + 1.65E-5 2 + 8.48E-6 2 + 2.95E-5 2 + ... + 7.78E-5 2 + ... + 2.08E -5 2 + 7.79E-5 2 +… + 3.86E-4 2 = 1.8997E-8 ・ ・ ・ (15)
【0089】次に、前記式(2)を適用した次式(16)の演
算により、繰り返し数r1を求める。Next, the repetition number r 1 is obtained by the calculation of the following equation (16) to which the above equation (2) is applied.
【0090】 r1 = 2.79E-62 + 6.73E-62 + … + 1.60E-52 + 8.77E-62 + 2.98E-52 + … + 8.01E-52 + … + 2.11E-52 + 7.96E-52 + … + 4.04E-42 = 1.20971E-8 ・・・(16)R 1 = 2.79E-6 2 + 6.73E-6 2 +... + 1.60E-5 2 + 8.77E-6 2 + 2.98E-5 2 +... + 8.01E-5 2 +... + 2.11E -5 2 + 7.96E-5 2 + ... + 4.04E-4 2 = 1.20971E-8 (16)
【0091】次に、前記式(3)〜(5)を適用した次式(17)
〜(19)の演算により、SX1、Se1、Ve1を求める。Next, the following equation (17) applying the above equations (3) to (5)
S X1 , S e1 , and V e1 are obtained by the calculations in (19).
【0092】 SX1 = (2.81E-6×2.79E-6 + 6.74E-6×6.73E-6 + ・・・ + 1.65E-5×1.60E-5 + 8.48E-6×8.77E-6 + 2.95E-5×2.98E-5 + ・・・ + 7.78E-5×8.01E-5 + 2.08E-5×2.11E-5 + 7.79E-5×7.96E-5 + ・・・ + 3.86E-4×4.04E-4)2 / 1.20971E-8 = 1.82515E-8 ・・・(17) S X1 = (2.81E-6 × 2.79E-6 + 6.74E-6 × 6.73E-6 + ・ ・ ・ + 1.65E-5 × 1.60E-5 + 8.48E-6 × 8.77E-6 + 2.95E-5 x 2.98E-5 + ... + 7.78E-5 x 8.01E-5 + 2.08E-5 x 2.11E-5 + 7.79E-5 x 7.96E-5 + ... + 3.86 E-4 × 4.04E-4) 2 / 1.20971E-8 = 1.82515E-8 ・ ・ ・ (17)
【0093】 [0093]
【0094】 [0094]
【0095】更に、前記式(6)を適用した次式(20)の演
算と、前記式(7)を適用した次式(21)の演算により、S
N比η1と感度S1を求めた。Further, the calculation of the following equation (20) applying the above equation (6) and the following equation (21) applying the above equation (7) yields S
The N ratio η 1 and the sensitivity S 1 were determined.
【0096】 η1 = 10×Log{(1.82515E-8 − 6.2647E-12)/ 1.20971E-8 / 6.2647E-12} = 113.8157 ・・・(20) Η 1 = 10 × Log {(1.82515E-8 − 6.2647E-12) /1.20971E-8/6.2647E-12} = 113.8157 (20)
【0097】 S1 = 10×Log{(0.07455E-8 − 6.2647E-12)/ 1.20971E-8} = 1.7845・・・(21)S 1 = 10 × Log {(0.07455E-8−6.2647E-12) /1.20971E-8} = 1.7845 (21)
【0098】そして、残余の実験No.2〜No.9につ
いてのSN比η2〜η9と感度S2〜S9についても同様に
統計処理によって求め、最終的に図19の右欄に示すよ
うに、実験毎のSN比と感度を求めた。The SN ratios η 2 to η 9 and the sensitivities S 2 to S 9 of the remaining experiments No. 2 to No. 9 were similarly obtained by statistical processing, and finally shown in the right column of FIG. Thus, the SN ratio and sensitivity for each experiment were determined.
【0099】次に、これらのSN比η1〜η9に基づいて
制御因子A、B、E、G毎の水準別SN比平均値σを求
めると共に、感度S1〜S9に基づいて制御因子A、B、
E、G毎の水準別感度平均値δを求めた。Next, based on the SN ratios η 1 to η 9 , the average SN ratio σ for each of the control factors A, B, E, and G is determined, and the control is performed based on the sensitivities S 1 to S 9. Factors A, B,
The average sensitivity value δ for each level of E and G was determined.
【0100】制御因子Aについての水準1の水準別SN
比平均値σA1を代表して述べれば、図17において、制
御因子Aの水準1 に対応する実験は、No.1、No.
2、No.3 の場合であるので、σA1 =(113.8157 +
109.2988+116.6034)/3 =(η1+η2+η3)/3 =
113.239 となる。一方、制御因子Aについての水準1の
水準別感度平均値δA1を代表すれば、δA1=(S1+S2
+S3)/3 = 1.29517 となる。そして、残余の水準別
SN比平均値と水準別感度平均値も同様に求めることに
よって、図20に示すような結果を得た。[0100] Level 1 SN for control factor A
As a representative of the ratio average value σA1, in FIG. 17, the experiments corresponding to level 1 of the control factor A are No. 1 and No.
2, No. 3, so σA1 = (113.8157+
109.2988 + 116.6034) / 3 = (η 1 + η 2 + η 3 ) / 3 =
113.239. On the other hand, if the sensitivity average δA1 of the level 1 for the control factor A is represented, δA1 = (S 1 + S 2
+ S 3 ) /3=1.29517. Then, the residual SNR average value for each level and the sensitivity average value for each level were obtained in the same manner, and the result as shown in FIG. 20 was obtained.
【0101】図21は、図20の補助表に示す水準別S
N比平均値を制御因子A、B、E、G毎に組分けして、
各水準1 〜3 毎にグラフ化したものである。又、図2
2は、図20の補助表に示す水準別感度平均値を制御因
子A、B、E、G毎に組分けして、各水準1〜3毎にグ
ラフ化したものである。FIG. 21 is a table showing the levels of S shown in the auxiliary table of FIG.
The N ratio averages are grouped for each of the control factors A, B, E, and G,
This is a graph for each level 1 to 3. Also, FIG.
2 is a graph obtained by classifying the average sensitivity values by level shown in the auxiliary table of FIG. 20 for each of the control factors A, B, E, and G, and for each of the levels 1 to 3.
【0102】(過程11*)次に、このようにして求め
られた水準別SN比平均値の内、各制御因子について最
大値となる水準を最適製造条件と決定した。従って、図
20〜図22から明らかなように、制御因子Aについて
は水準3、制御因子Bについては水準3、制御因子Eに
ついては水準1、制御因子Gについては水準2が最適条
件であると決めることができた。尚、かかる最適条件を
A3 B3 E1 G2と表すこととする。(Step 11 *) Next, among the average values of the S / N ratios obtained by the levels thus obtained, the level having the maximum value for each control factor was determined as the optimum manufacturing condition. Therefore, as is clear from FIGS. 20 to 22, the optimum conditions are level 3 for the control factor A, level 3 for the control factor B, level 1 for the control factor E, and level 2 for the control factor G. I was able to decide. Note that such an optimum condition is represented as A3 B3 E1 G2.
【0103】(過程12*)次に、本発明が確度の高い
最適製造条件決定方法であることを説明する。即ち、こ
れらの制御因子毎の水準が果たして最適条件であるか否
かを検証することとする。(Step 12 *) Next, the fact that the present invention is a method for determining optimum manufacturing conditions with high accuracy will be described. That is, it is verified whether or not the levels of these control factors are the optimal conditions.
【0104】これらの制御因子の内、SN比の変動の大
きい制御因子として制御因子AとBの2つを選択する。
かかる制御因子Aの水準3の水準別SN 比平均値σA3
と制御因子Bの水準3の水準別平均値σB3に基づいて工
程平均σAVを推定すると、σAV =σA3+σB3−T = 1
14.604 + 115.691 - 112.82345 = 117.472(db)とな
る。また、最適条件に対し、制御因子B、Gの現行条件
の水準を用いた場合の工程平均σAV*を推定する。制御
因子B、Gの全因子において第2水準が現行条件である
ので、σAV =σA2 +σB2−T = 110.627 + 110.307
- 112.82345 = 108.111(db)となる。従って、推定によ
る利得Δηgは、Δηg = 117.472 −108.111 = 9.361
(db)となる。尚、T = 112.82345 は全ての実験(9
回の実験)におけるηの平均値である。Among these control factors, two control factors A and B are selected as control factors having large fluctuations in the SN ratio.
Average SN ratio value σA3 for each level of level 3 of control factor A
When the process average σAV is estimated based on the average value σB3 of the control factor B and the level 3 of the control factor B, σAV = σA3 + σB3−T = 1
14.604 + 115.691-112.82345 = 117.472 (db). In addition, the process average σAV * when the levels of the current control factors B and G are used for the optimal condition is estimated. Since the second level is the current condition for all of the control factors B and G, σAV = σA2 + σB2-T = 110.627 + 110.307
-112.82345 = 108.111 (db). Therefore, the estimated gain Δηg is Δηg = 117.472−108.111 = 9.361.
(db). In addition, T = 112.82345 was used for all experiments (9
Is the average value of η in one experiment).
【0105】(過程13*)次に、過程11*で決定した
制御因子(パラメータ)の最適条件を用いて、前記半導
体デバイス構造E1〜 E6のデバイスシミュレーション
を実行し、シミュレーション結果を得る。同時に、現行
条件を用いてのデバイスシミュレーションも実行し、シ
ミュレーション結果を得る。前記式(1)〜(6)を適用し
て、最適条件でのシミュレーション結果のSN比ηb
と、現行条件でのシミュレーション結果のSN比ηcを
求めたところ、ηb=118.054 (db)、ηc=108.903(db)
となり、利得Δη= 118.054−108.903 = 9.151(db)と
なった。(Step 13 *) Next, using the optimum conditions of the control factors (parameters) determined in the step 11 *, a device simulation of the semiconductor device structures E 1 to E 6 is executed to obtain a simulation result. At the same time, a device simulation using the current conditions is also performed, and a simulation result is obtained. By applying the equations (1) to (6), the SN ratio ηb of the simulation result under optimal conditions
When the SN ratio ηc of the simulation result under the current condition was obtained, ηb = 118.054 (db), ηc = 108.903 (db)
And the gain Δη = 118.054−108.903 = 9.151 (db).
【0106】ここで、推定利得Δη*と確認実験によっ
て算出された利得Δηを比較すると、非常に近い値にな
っていることが確認できた。即ち、本発明が確度の高い
パラメータの最適条件決定方法であることが立証され
た。Here, when the estimated gain Δη * was compared with the gain Δη calculated by the confirmation experiment, it was confirmed that the values were very close. That is, it has been proved that the present invention is a method for determining an optimum condition of a parameter with high accuracy.
【0107】次にパラメータの最適条件を決定するため
の最適条件支援装置の一実施例を図24に基づいて説明
する。Next, an embodiment of an optimum condition support device for determining an optimum condition of a parameter will be described with reference to FIG.
【0108】この最適条件支援装置は、マイクロコンピ
ュータシステムで構成されており、操作者は、システム
の中央制御部1 に接続されたキーボード等の入力装置
2から種々のデータを入力することができ、中央制御部
1がその入力データについて演算処理してその演算結果
をディスプレイ等の出力装置3に出力する構成となって
いる。中央制御部1には、第1、第2、第3、第4の記
憶部4、5、6、7と統計演算部8を備えている。第1
の記憶部4は、操作者が入力装置2を介して図1に示す
ようなパラメータα1 〜αn と制御因子A〜N、水準1
〜m及び水準内容A1〜Nmの情報データを入力すると、
これらの情報データを図2 の直交表に相当するファイ
リング処理を行って記憶する。第2 の記憶部5 は、操
作者が入力装置2を介して図2に示すような実験No.
1〜 No.k及び制御因子A 〜N に対応する水準の
情報データを入力すると、これらの情報データを図2の
直交表に相当するファイリング処理を行って記憶する。
第3の記憶部6は、操作者が入力装置2を介して図3に
示すような半導体デバイス構造E1〜 Eqと信号因子M
11〜 Mqpを入力すると共に、実験毎の実測値Y11〜 Y
pq の情報データを入力すると、これらの情報データを
図2の直交表に相当するファイリング処理を行って記憶
する。This optimum condition support device is constituted by a microcomputer system, and an operator can input various data from an input device 2 such as a keyboard connected to a central control unit 1 of the system. The central control unit 1 is configured to perform arithmetic processing on the input data and output the arithmetic result to an output device 3 such as a display. The central control unit 1 includes first, second, third, and fourth storage units 4, 5, 6, and 7, and a statistical operation unit 8. First
The storage unit 4 stores parameters α1 to αn, control factors A to N, and level 1 as shown in FIG.
~ M and the information data of the level contents A1 ~ Nm,
These information data are subjected to filing processing corresponding to the orthogonal table in FIG. 2 and stored. The second storage unit 5 stores an experiment No. as shown in FIG.
1 to No. 1; When information data of a level corresponding to k and control factors A to N are input, the information data is subjected to filing processing corresponding to the orthogonal table of FIG. 2 and stored.
Third storage unit 6, the operator semiconductor device structure E 1 as shown in FIG. 3 via the input device 2 ~ E q and a signal factor M
11 to M qp and the measured values Y 11 to Y for each experiment.
When the information data of pq is input, the information data is subjected to filing processing corresponding to the orthogonal table of FIG. 2 and stored.
【0109】統計演算部8は、第1〜第3の記憶部4〜
6に記憶された情報データに基づいて前記式(1)〜(7)
に示した統計演算処理を行い、図2の右欄に示すような
実験毎のSN比と図6の右欄に示すような実験毎の感度
を求めると共に、更にこれらのSN比と感度のデータか
ら図4及び図7に示すような水準別SN比平均値と水準
別感度平均値を求めて、これらの演算結果のデータを第
4の記憶部7へ転送する。第4の記憶部7は、統計演算
部8から転送された上記演算結果のデータを図4及び図
7に示すような補助表に相当するファイリング処理を行
って記憶する。The statistical operation section 8 includes first to third storage sections 4 to
(1) to (7) based on the information data stored in
2 and the sensitivity for each experiment as shown in the right column of FIG. 2 and the sensitivity for each experiment as shown in the right column of FIG. Then, the average value of the SN ratio for each level and the average value of the sensitivity for each level as shown in FIGS. 4 and 7 are obtained, and the data of the calculation results are transferred to the fourth storage unit 7. The fourth storage unit 7 performs a filing process corresponding to an auxiliary table as shown in FIGS. 4 and 7 and stores the data of the calculation result transferred from the statistical calculation unit 8.
【0110】そして、操作者が入力装置2を介して第1
〜第4の記憶部4〜7に記憶されているデータの出力を
指令すると、出力装置3がこれらのデータを上記直交表
の形式や、図21と図22 に示すようなグラフの形式
で出力する。Then, the operator inputs the first
When the output of the data stored in the fourth storage units 4 to 7 is commanded, the output device 3 outputs these data in the form of the orthogonal table or in the form of a graph as shown in FIGS. I do.
【0111】このように、この最適条件支援装置は、膨
大な情報データについての統計処理を行って最適製造条
件を示す結果を出力するので、半導体デバイスシミュレ
ーションの分野に携わる技術者に極めて有効な手段を提
供することができると共に、半導体デバイスシミュレー
ション精度の向上に大きく貢献するものである。As described above, the optimum condition support apparatus performs a statistical process on a huge amount of information data and outputs a result indicating the optimum manufacturing conditions. Therefore, the optimum condition support apparatus is an extremely effective means for engineers involved in the field of semiconductor device simulation. And can greatly contribute to the improvement of semiconductor device simulation accuracy.
【0112】[0112]
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を説明すれば、以下の
通りである。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be described as follows.
【0113】本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法によれば、デバイスシミュレー
ションにおけるデバイスシミュレーションパラメータは
多量の調整・制御項目(制御因子及び水準)であって、こ
れらについての情報データについての統計処理を行うこ
とで、SN比と水準別SN比平均値、及び感度と水準別
感度平均値を求め、そして水準別SN比平均値が最大、
水準別感度平均値がゼロに近くなるときの水準を前記制
御因子毎に調べてその水準に対応するパラメータの条件
を該制御因子毎の最適条件とするようにしたので、多量
の調整・制御項目の中から確度の高い最適条件を迅速且
つ容易に決めることが可能となる。又、最適化へのアプ
ローチに客観性があるので、得られたデバイスシミュレ
ーションパラメータの最適条件を用いてデバイスシミュ
レーションを実行することで、デバイスシミュレーショ
ン精度の向上につながり、更なる高品位のLSIの開発
等を行うことを可能にする等の極めて優れた効果を発揮
するものである。According to the method for determining optimum conditions for device simulation parameters of the present invention, device simulation parameters in device simulation are a large amount of adjustment / control items (control factors and levels), and statistical processing of information data for these is performed. By performing, the SN ratio and the SN ratio average value by level, and the sensitivity and the sensitivity average value by level are obtained, and the SN ratio average value by level is maximum,
Since the level when the average sensitivity per level is close to zero is checked for each control factor and the condition of the parameter corresponding to that level is set as the optimum condition for each control factor, a large number of adjustment / control items , It is possible to quickly and easily determine an optimum condition with high accuracy. In addition, since the approach to optimization has objectivity, executing device simulation using the obtained optimal conditions of the device simulation parameters leads to improvement of device simulation accuracy, and development of higher quality LSI. And the like, and so forth, and so forth, which exhibit extremely excellent effects.
【図1】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法の原理を説明するための説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the principle of a method for determining an optimum condition of a device simulation parameter according to the present invention.
【図2】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法の原理を説明するための説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the principle of a method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention.
【図3】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法の原理を説明するための説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the principle of the method for determining an optimum condition of a device simulation parameter according to the present invention.
【図4】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法の原理を説明するための説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the principle of the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention.
【図5】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法の原理を説明するための説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the principle of the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention.
【図6】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法の原理を説明するための説明図で
ある。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the principle of the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention.
【図7】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法の原理を説明するための説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the principle of the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention.
【図8】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するため
の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters of the present invention is applied.
【図9】 本発明のデバイスシミュレーションパラメー
タの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するため
の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters of the present invention is applied.
【図10】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a specific example in which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters of the present invention is applied.
【図11】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図12】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition of a device simulation parameter according to the present invention is applied.
【図13】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram for describing a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters of the present invention is applied.
【図14】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図15】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters of the present invention is applied.
【図16】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図17】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図18】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters of the present invention is applied.
【図19】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters of the present invention is applied.
【図20】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図21】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図22】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図23】 本発明のデバイスシミュレーションパラメ
ータの最適条件決定方法を適用した具体例を説明するた
めの説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram for explaining a specific example to which the method for determining an optimum condition for device simulation parameters according to the present invention is applied.
【図24】 最適条件支援装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an optimum condition support device.
【符号の説明】 1…中央制御部 2…入力装置 3…出力装置 4…第1の記憶部 5…第2の記憶部 6…第3の記憶部 7…第4の記憶部 8…統計演算部[Description of Signs] 1 Central control unit 2 Input device 3 Output device 4 First storage unit 5 Second storage unit 6 Third storage unit 7 Fourth storage unit 8 Statistical calculation Department
Claims (4)
導体内部における物理現象をモデル化しているデバイス
シミュレーションパラメータの最適条件決定方法におい
て、 前記デバイスシミュレーションパラメータを制御因子と
し、 前記各制御因子毎に、所定水準数の水準に対応する前記
デバイスシミュレーションパラメータの値、モデル式を
設定し、 前記制御因子について相互に異なった水準組合わせを有
する複数の前記デバイスシミュレーションパラメータを
適用し、複数の半導体デバイス構造に対するシミュレー
ション実行のための実験計画を作成し、 前記実験計画に基づきデバイスシミュレーションを行う
ことによりシミュレーション結果を得て、 複数の前記半導体デバイス構造におけるシミュレーショ
ン結果に対応した実際の特性を予め決められた信号因子
に対応付け、 前記各信号因子である複数の実際の特性のデータ及び、
複数の前記半導体デバイス構造情報に基づいて、制御因
子毎のSN比と水準別SN比平均値を求め、前記水準別
SN比平均値が最大となるときの水準を前記制御因子毎
に調べると共に、その水準に対応する前記デバイスシミ
ュレーションパラメータの条件を該制御因子毎のデバイ
スシミュレーションパラメータの最適値と決定すること
を特徴とするデバイスシミュレーションパラメータの最
適条件決定方法。1. A method for determining an optimum condition of a device simulation parameter for modeling a physical phenomenon in a semiconductor in a semiconductor device simulation, wherein the device simulation parameter is a control factor, and each control factor has a predetermined number of levels. Setting a value of the device simulation parameter corresponding to a level, a model formula, applying a plurality of the device simulation parameters having different level combinations for the control factors, and executing a simulation on a plurality of semiconductor device structures. A simulation result is obtained by performing a device simulation based on the experiment plan, and actual characteristics corresponding to the simulation results in the plurality of semiconductor device structures are prepared. Correspondence to a predetermined signal factors, the data of a plurality of actual characteristics the a respective signal factor and,
Based on the plurality of semiconductor device structure information, the SN ratio for each control factor and the average SN ratio for each level are obtained, and the level when the average SN ratio for each level is maximized is examined for each control factor, Determining a condition of the device simulation parameter corresponding to the level as an optimum value of the device simulation parameter for each control factor.
導体内部における物理現象をモデル化しているデバイス
シミュレーションパラメータの最適条件決定方法におい
て、 前記デバイスシミュレーションパラメータを制御因子と
し、 前記各制御因子毎に、所定水準数の水準に対応する前記
デバイスシミュレーションパラメータの値、モデル式を
設定し、 前記制御因子について相互に異なった水準組合わせを有
する複数の前記デバイスシミュレーションパラメータを
適用し、複数半導体デバイス構造に対するシミュレーシ
ョン実行のための実験計画を作成し、 前記実験計画に基づきデバイスシミュレーションを行う
ことによりシミュレーション結果を得て、 複数の前記半導体デバイス構造におけるシミュレーショ
ン結果に対応した実際の特性を予め決められた信号因子
に対応付けて、 前記各信号因子である複数の実際の特性のデータ及び、
複数の前記半導体デバイス構造情報に基づいて、制御因
子毎のSN比と水準別SN比平均値、及び感度と水準別
感度平均値を求め、 前記水準別SN比平均値が最大となるときの水準を前記
制御因子毎に調べると共に、前記水準別感度平均値がゼ
ロとなるときの水準を前記制御因子毎に調べて、それら
の水準に対応する前記デバイスシミュレーションパラメ
ータの条件を該制御因子毎のデバイスシミュレーション
パラメータの最適値と決定することを特徴とするデバイ
スシミュレーションパラメータの最適条件決定方法。2. A method for determining optimum conditions of device simulation parameters for modeling a physical phenomenon inside a semiconductor in a semiconductor device simulation, wherein the device simulation parameters are control factors, and a predetermined number of levels are set for each of the control factors. Setting a value of the device simulation parameter corresponding to a level, a model formula, applying a plurality of the device simulation parameters having mutually different level combinations for the control factors, and executing a simulation for a plurality of semiconductor device structures. An experiment plan is created, and a simulation result is obtained by performing a device simulation based on the experiment plan, and actual characteristics corresponding to the simulation results in the plurality of semiconductor device structures are obtained. In association with the predetermined signal factors, the data of a plurality of actual characteristics the a respective signal factor and,
Based on a plurality of the semiconductor device structure information, an SN ratio and an average SN ratio for each level, and a sensitivity and an average sensitivity value for each level are obtained for each control factor, and the level at which the average SN ratio for each level is maximum. Is checked for each of the control factors, and the level at which the average sensitivity per level is zero is checked for each of the control factors, and the conditions of the device simulation parameters corresponding to those levels are determined for the device for each of the control factors. A method for determining an optimum condition of a device simulation parameter, which is determined as an optimum value of a simulation parameter.
導体内部における物理現象をモデル化しているデバイス
シミュレーションパラメータの最適条件決定方法におい
て、 前記デバイスシミュレーションパラメータを制御因子と
し、 前記各制御因子毎に、所定水準数の水準に対応する前記
デバイスシミュレーションパラメータの値、モデル式を
設定し、 前記制御因子について相互に異なった水準組合わせを有
する複数の前記デバイスシミュレーションパラメータを
適用したデバイスシミュレーション実行のための予備実
験用の実験計画を作成し、 前記実験計画に基づき、複数半導体デバイス構造に対す
るデバイスシミュレーションを行うことによりシミュレ
ーション結果を得て、 前記複数の半導体デバイス構造におけるシミュレーショ
ン結果に対応した実際の特性を、予め決められた信号因
子に対応付けて、 前記各信号因子である複数の半導体デバイス構造の実際
の特性のデータに基づいて、制御因子毎のSN比と水準
別SN比平均値、及び感度と水準別感度平均値を求め、 前記水準別SN比平均値が最大となるときの水準を前記
制御因子毎に調べると共に、前記水準別感度平均値がゼ
ロとなるときの水準を前記制御因子毎に調べて、 それらの水準に対応する前記デバイスシミュレーション
パラメータの条件を制御因子毎のデバイスシミュレーシ
ョンパラメータの最適条件と決定することで、多量の前
記デバイスシミュレーションパラメータの組み合わせの
中から、より影響度の高いデバイスシミュレーションパ
ラメータを絞り込みを行い、 前記予備実験により得られたデバイスシミュレーション
パラメータの最適条件を新たな制御因子とし、 前記新たな各制御因子毎に、所定水準数の水準に対応す
るデバイスシミュレーションパラメータの値、モデル式
を設定し、 前記新たな制御因子について相互に異なった水準組合わ
せを有する複数の前記デバイスシミュレーションパラメ
ータを適用したデバイスシミュレーション実行のための
実験計画を作成し、 複数の前記半導体デバイス構造に対するデバイスシミュ
レーションを行うことによりシミュレーション結果を得
て、 前記複数の半導体デバイス構造におけるシミュレーショ
ン結果に対応した実際の特性を、予め決められた信号因
子に対応付けて、 前記各信号因子である複数の実際の特性のデータ及び、
複数の前記半導体デバイス構造情報に基づいて、制御因
子毎のSN比と水準別SN比平均値、及び感度と水準別
感度平均値を求め、 前記水準別SN比平均値が最大となるときの水準を前記
制御因子毎に調べると共に、前記水準別感度平均値がゼ
ロとなるときの水準を前記制御因子毎に調べて、それら
の水準に対応する前記デバイスシミュレーションパラメ
ータの条件を該制御因子毎のデバイスシミュレーション
パラメータの最適値と決定することを特徴とするデバイ
スシミュレーションパラメータの最適条件決定方法。3. A method for determining an optimum condition of a device simulation parameter for modeling a physical phenomenon inside a semiconductor in a semiconductor device simulation, wherein the device simulation parameter is a control factor, and a predetermined number of levels are set for each of the control factors. An experiment for a preliminary experiment for executing a device simulation applying a plurality of the device simulation parameters having different level combinations with respect to the control factors, by setting a value of the device simulation parameter corresponding to a level and a model formula. A plan is created, and a simulation result is obtained by performing a device simulation for a plurality of semiconductor device structures based on the experiment plan, and a simulation result is obtained for the plurality of semiconductor device structures. Is associated with a predetermined signal factor, and based on data of the actual characteristics of the plurality of semiconductor device structures as the signal factors, the SN ratio for each control factor and the SN for each level are determined. A ratio average value, and a sensitivity and a sensitivity average value for each level are obtained, and the level when the SN ratio average value for each level is maximized is checked for each of the control factors. By examining the level for each of the control factors and determining the conditions of the device simulation parameters corresponding to those levels as the optimal conditions of the device simulation parameters for each control factor, a large number of combinations of the device simulation parameters can be obtained. The device simulation parameters having a higher influence were narrowed down, and the device Optimum conditions of the simulation parameters are set as new control factors. For each of the new control factors, device simulation parameter values and model expressions corresponding to a predetermined number of levels are set. A simulation result is obtained by creating an experiment plan for executing a device simulation applying the plurality of device simulation parameters having the combination of levels, and performing a device simulation on the plurality of semiconductor device structures; The actual characteristics corresponding to the simulation result in the device structure are associated with a predetermined signal factor, and data of a plurality of actual characteristics as the respective signal factors,
Based on a plurality of the semiconductor device structure information, an SN ratio and an average SN ratio for each level, and a sensitivity and an average sensitivity value for each level are obtained for each control factor, and the level at which the average SN ratio for each level is maximum. Is checked for each of the control factors, and the level at which the average sensitivity per level is zero is checked for each of the control factors, and the conditions of the device simulation parameters corresponding to those levels are determined for the device for each of the control factors. A method for determining an optimum condition of a device simulation parameter, which is determined as an optimum value of a simulation parameter.
導体内部における物理現象をモデル化しているデバイス
シミュレーションパラメータの最適条件を決定するため
の最適条件支援装置において、 前記デバイスシミュレーションパラメータの制御因子の
情報データと、各制御因子に設定されたデバイスシミュ
レーションパラメータの値を示す水準毎の情報データが
入力されると、これらの情報データを格納する第1の記
憶部と、 複数の実験及び前記制御因子に対応する水準の情報デー
タが入力されると、これらの情報データを格納する第2
の記憶部と、 前記実験により得られたシミュレーション結果と、信号
因子に対応して測定された実際の特性の情報データが入
力されると、これらの情報データを格納する第3の記憶
部と、 前記第1の記憶部と第2の記憶部及び第3の記憶部に格
納された前記情報データに基づいて統計演算を行うこと
により、前記実験毎のSN比と水準別SN比平均値、及
び感度と水準別感度平均値を算出して出力する統計演算
部と、を具備することを特徴とする最適条件支援装置。4. An optimum condition support apparatus for determining an optimum condition of a device simulation parameter modeling a physical phenomenon in a semiconductor in a semiconductor device simulation, comprising: information data of a control factor of the device simulation parameter; When information data for each level indicating the value of the device simulation parameter set in the control factor is input, a first storage unit for storing the information data includes a plurality of experiments and a level corresponding to the control factor. When the information data is input, a second storage for storing the information data is performed.
When a simulation result obtained by the experiment and information data of actual characteristics measured corresponding to a signal factor are input, a third storage unit that stores these information data, By performing a statistical operation based on the information data stored in the first storage unit, the second storage unit, and the third storage unit, the S / N ratio for each experiment and the S / N ratio average value for each level, and A statistical operation unit for calculating and outputting a sensitivity and a sensitivity average value for each level;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000247648A JP2002064199A (en) | 2000-08-17 | 2000-08-17 | Optimum condition deciding method for device simulation parameter and optimum condition assisting device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7349750B2 (en) | 2005-07-06 | 2008-03-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for optimizing an industrial product, system for optimizing an industrial product and method for manufacturing an industrial product |
JP2010092470A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-22 | Cadence Design Systems Inc | Method implemented by machine for implementing compact manufacturing model during various stages of electronic circuit design |
-
2000
- 2000-08-17 JP JP2000247648A patent/JP2002064199A/en not_active Withdrawn
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US7584011B2 (en) | 2005-07-06 | 2009-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for optimizing an industrial product, system for optimizing an industrial product and method for manufacturing an industrial product |
JP2010092470A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-22 | Cadence Design Systems Inc | Method implemented by machine for implementing compact manufacturing model during various stages of electronic circuit design |
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