超深亚微米集成电路互连线几何变异提取方法

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1、高盼盼笔鱼亚微米集成电路互连线几何变异提取方法超深亚微米集成电路互连线几何变异提取方法高盼盼，叶兵(合肥工业大学安徽合肥230O09)摘要：硅片上互连线几何变异提取对于超深亚微米工艺节点下集成电路可制造性设计研究开发极其关键。这里基于电阻和电容等电学测试结构相应的数学计算公式，阐述进行互连线几何变异提取的方法，分析所采用的测试结构与计算公式的可行性，讨论误差来源，提出仿真工作与测试芯片设计原则。目的在于解决工艺建模与寄生参数建模过程中电阻和电容变异之间紧密的空间相关性，从而易于建立用于集成电路参数成品

2、率评估计算的可制造性设计模型。关键词：互连线；几何变异提取；可制造性设计；参数成品率；测试结构中图分类号：TN71O文献标识码：A文章编号：1004—373X(2009)16—022—03MethodologyforUltraDeepSub——microIntegratedCircuitInterconnectGeometricVariationExtractionGAOPanpan．YEBing(HefeiUniversityofTechnology，Hefei，230009，China)Abstr

3、act：Interconnectgeometricvariationextractionisakeyfactorfortheintegratedcircuitdesignformanufacturabilityresearchanddevelopment，underultradeepsub—microprocessnodes．Basedonresistanceandcapacitanceteststructuresandthecorrespondingequations，amethodologyfor

4、interconnectgeometricvariationisdemonstrated，thefeasibility，errorsandthetipsfortestchipdesigningandsimulationworkareanalysedanddiscussed．Keywords：interconnect；geometricvariationextraction；designformanufacturab-1ity；parametricyield；teststructure0引言1测试结构和

5、方法描述随着集成电路工艺达到超深亚微米与纳米节点，可为了解决电阻与电容相互制约造成的困难，并确制造性设计成为摩尔定律延续的关键[1]。亚波长光保精确性和现实性，文章提出两类测试结构。以下是关刻、化学机械抛光等工艺引起晶体管与互连线几何尺寸于测试结构和方法的详细描述。变异[3．4]，导致诸如导通电流J。、关断电流Dff、阈值电1．1电阻测试结构方法描述压、厂等关键的晶体管特性参数及互连线电阻与电容偏电阻测试结构方法采用十字交叉结构测量平方电离设计值]，EDA工具无法提供精确的仿真模型供集阻Rs，采用蜿蜒

6、结构测量R，如图1所示。蜿蜒结构成电路设计者使用。工艺引起的变异对数字集成电路的金属线设计为较长，通过摆放若干组焊盘，可以获取的影响不太明显，但是对模拟、射频集成电路的性能影多组测量值，进而获取单位长度金属线电阻的平均值。响很大_7]。并且硅片上晶体管与互连线几何尺寸变异集成电路行业中习惯用平方电阻Rs和导线长度L表威胁集成电路电路性能，降低参数成品率[83。旨在解决示电阻值，R是反映制造工艺水平的参数。平方电阻此类问题的研究工作在半导体业内正在进行_g。Rs由公式(1)口得出：1，提取工艺引起的互连

7、线几何变异的传统方法是：通Rs一一×V34(1)lII厶』12过电学测试结构，测量电阻和电容等寄生参数，进而反式中：V。是施加到焊盘3和4间的电压值，J是焊盘推互连线几何尺寸。但是互连线的寄生电阻和寄生电1与2间测得的电流值。用蜿蜒结构的左面部分举例，容是共存的，一方减小，另一方会增加[7]，这会造成很大焊盘11和12间施加电压，在焊盘12和22间测得的困难。文章中方法分别测量互连线电阻与电容参数，电流s。长度为L的金属线电阻如公式(2)：目的在于克服传统方法的困难，旨在用于集成电路可制造性设计研究。

8、RL—Vs／Is(2)式(3)是计算金属线电阻的理论方法，其中wM代表金收稿日期：2009—03—12属线宽度的测量值：22《现代电子技术)2009年第16期总第303期集成电路司中e是绝缘层的介电常数。由于工艺变异，硅片上测试RL—Rs×(3)ryM结构的实际几何尺寸为w。，和So，也就是要测量的将式(1)和式(2)带人式(3)，替换Rs与R，得到式(4)：电学几何尺寸。C一1．15e(W／H)+2．80e(丁／H)。船(6)wMs×击=×××L(4)