第1章 绪论 1
1.1技术趋势：延续摩尔定律 1
1.1.1器件的改进 3
1.1.2材料科学的贡献 6
1.1.3深亚波长光刻 9
1.2可制造性设计 13
1.2.1 DFM的经济价值 13
1.2.2偏差 15
1.2.3对基于模型的DFM方法的需求 20
1.3可靠性设计 20
1.4小结 21
参考文献 22
第2章 半导体制造 25
2.1概述 25
2.2图形生成工艺 26
2.2.1光刻 26
2.2.2刻蚀技术 30
2.3光学图形生成 33
2.3.1照明系统 33
2.3.2衍射 36
2.3.3成像透镜系统 39
2.3.4曝光系统 42
2.3.5空间像与缩小成像 43
2.3.6光刻胶图形生成 44
2.3.7部分相干 46
2.4光刻建模 48
2.4.1唯象建模 49
2.4.2光刻胶的完全物理建模 51
2.5小结 52
参考文献 53
第3章 工艺和器件偏差：分析与建模 55
3.1概述 55
3.2栅极长度偏差 61
3.2.1光刻导致的图形化偏差 61
3.2.2线边缘粗糙度：理论与特性 72
3.3栅极宽度偏差 75
3.4原子的波动 77
3.5金属和电介质厚度偏差 79
3.6应力引起的偏差 83
3.7小结 86
参考文献 86
第4章 面向制造的物理设计 91
4.1概述 91
4.2光刻工艺窗口的控制 96
4.3分辨率增强技术 100
4.3.1光学邻近效应修正 101
4.3.2亚分辨率辅助图形 105
4.3.3相移掩膜 106
4.3.4离轴照明 110
4.4 DFM的物理设计 112
4.4.1几何设计规则 113
4.4.2受限设计规则 113
4.4.3基于模型的规则检查和适印性验证 114
4.4.4面向可制造性的标准单元设计 117
4.4.5减小天线效应 122
4.4.6 DFM的布局与布线 123
4.5高级光刻技术 126
4.5.1双重图形光刻 127
4.5.2逆向光刻 133
4.5.3其他高级技术 136
4.6小结 137
参考文献 137
第5章 计量、制造缺陷以及缺陷提取 141
5.1概述 141
5.2工艺所致的缺陷 144
5.2.1误差来源的分类 145
5.2.2缺陷的相互作用及其电效应 147
5.2.3粒子缺陷建模 149
5.2.4改善关键区域的版图方法 156
5.3图形所致缺陷 157
5.3.1图形所致缺陷类型 158
5.3.2图形密度问题 159
5.3.3图形化缺陷建模的统计学方法 160
5.3.4减少图形化缺陷的版图方法 165
5.4计量方法 167
5.4.1测量的精度和容限 168
5.4.2 CD计量 169
5.4.3覆盖计量 174
5.4.4其他在线测量 177
5.4.5原位计量 178
5.5失效分析技术 178
5.5.1无损测试技术 180
5.5.2有损测试技术 182
5.6小结 183
参考文献 183
第6章 缺陷影响的建模以及成品率提高技术 187
6.1概述 187
6.2缺陷对电路行为影响的建模 188
6.2.1缺陷和故障的关系 190
6.2.2缺陷-故障模型的作用 191
6.2.3测试流程 199
6.3成品率提高 200
6.3.1容错技术 202
6.3.2避错技术 213
6.4小结 217
参考文献 217
第7章 物理设计和可靠性 221
7.1概述 221
7.2电迁移 224
7.3热载流子效应 227
7.3.1热载流子注入机制 228
7.3.2器件损坏特性 230
7.3.3经时介电击穿 231
7.3.4缓解HCI引起的退化 231
7.4负偏压温度不稳定性 233
7.4.1反应-扩散模型 233
7.4.2静态和动态NBTI 234
7.4.3设计技术 236
7.5静电放电 237
7.6软错误 239
7.6.1软错误的类型 239
7.6.2软错误率 240
7.6.3面向可靠性的SER缓解与修正 240
7.7可靠性筛选与测试 240
7.8小结 241
参考文献 242
第8章 可制造性设计：工具和方法学 245
8.1概述 245
8.2 IC设计流程中的DFx 246
8.2.1标准单元设计 247
8.2.2库特征化 248
8.2.3布局、布线与虚拟填充 249
8.2.4验证、掩膜综合与检测 250
8.2.5工艺和器件仿真 251
8.3电气DFM 251
8.4统计设计与投资回报率 252
8.5优化工具的DFM 254
8.6面向DFM的可靠性分析 257
8.7未来技术节点的DFx 257
8.8结束语 259
参考文献 259