Mise en place d'une nouvelle méthode de conception orientée DFM

Implementation of a new DFM design methodology

• Auteur / Autrice : Laurent Remy
• Direction : Michel Portal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nano-électronique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences - Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP) (Marseille, Toulon)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Productivité

Conception et construction

Composants électroniques

Résumé

La première partie de manuscrit présente un état de l’art des différentes visions du DFM au sein du processus de conception industriel. Une nouvelle méthode de conception orientée DFM baptisée le DFM² est définie, se basant principalement sur l’intensification des interactions entre la conception et la fabrication. L’étape de conception de cellules se place au coeur de ces interactions afin d’appliquer les améliorations DFM en amont de la conception du circuit. La suite de l’étude présente des résultats visant à s’affranchir de la variabilité observée lors de la fabrication, concernant des domaines comme la planéité ou la lithographie à la fois pour le FEOL et le BEOL. Une étude statistique sur l’étape de métallisation est ensuite proposée, visant à modéliser l’impact de la géométrie du motif des dispositifs de remplissage métalliques sur les performances électriques des circuits. Les résultats permettent de définir de nouvelles conditions de simulation afin de prendre en compte cet effet dès la conception des cellules. Enfin, un outil d’aide à la conception de cellules (DUTY) est proposé. Son objectif est en premier lieu d’accompagner les concepteurs dans la mise en place du DFM² en leur proposant des améliorations DFM basées principalement sur les résultats obtenus précédemment. De plus, son but à long terme est de corréler les modifications DFM réalisées avec les améliorations de rendement attendues.

The first part of this thesis presents a state of the art of different DFM approaches in the industrial production flow. A new DFM design methodology is defined. It is called DFM², and it is mainly based on the intensification of interactions between design and process. The cell design is the center of these interactions in order to apply DFM optimizations before the circuit conception. The following of the study presents results about the decrease of the design dependence versus process variations in many domains, such as planarity or lithography for both FEOL and BEOL. A statistical study about the metallization step is then proposed, in order to model the impact of metal filling patterns on electrical performances of circuits. The results obtained allow defining new simulations corners in order to take into account this effect at the cell design step. Finally, an aided-cell design tool (DUTY) is proposed. Its goal is to help designers to adopt DFM² methodology by proposing DFM optimizations, mainly based on previous obtained results. Furthermore, the goal of DUTY is to correlate DFM modifications with yield optimization.