Flexible data input, output, append, merge, and split options with histogram, 2D & 3D scatter plot, and response surface model display options

Statistical Parameter and Yield Analysis

Spayn™은 모델 파라미터 추출 시퀀스, 전기적 테스트 루틴 및 회로 테스트 측정의 변동을 분석하는 통계 모델링 툴입니다. Spayn은 소자 및 회로 성능의 차이와 공정 변동과의 관계를 파악하는 데 도움이 됩니다.

 

주요 특징

  • 워스트-케이스 및 코너 SPICE 모델을 자동으로 생성
  • 고급 주요 요인 분석(PFA: Principal Factor Analysis)/주성분 분석(PCA: Principal Component Analysis) 기법을 사용
  • 파라미터·그룹 간의 관계를 정립
  • 통계적 공정 관리, 프로세스 모니터링 및 수율 분석을 실행
  • 고기능 웨이퍼 맵에서 웨이퍼, 다이 간 격차를 표시
  • 고속 SmartSpice API와 완벽하게 통합하여 통계적인 회로 설계를 실현
  • 입력, 출력, 추가, 병합, 분할 등의 유연한 데이터 조작 옵션 및 히스토그램, 2D/3D 산포도, 응답 표면 모델(Response Surface Model)등의 표시 옵션을 탑재
  • 고객과 타사 기업의 소중한 지적 재산을 보호하고 실바고의 강력한 암호화 기술을 이용 가능

 

Spayn의 대상

Spayn은 반도체 산업에 특화된 통계 해석 소프트웨어 패키지입니다. 주요 용도는 다음 두가지 입니다:

  • 특성화
  • 프로세스 관리/분석

아날로그 또는 디지털 회로 성능의 변화는 대부분 제조 시에 생기는 프로세스의 격차에 기인합니다. 제품 품질의 향상에는 통계적 관리가 필수적입니다.

Spayn은 모델 파라미터 추출 시퀀스, 전기적 테스트 루틴 및 회로 테스트 측정의 변동을 분석하는 데 최적인 통계 모델링 툴입니다.

Spayn은 파라매트릭 데이터에 대한 통계 분석을 수행하고 회로 설계 및 공정 파라미터와의 복잡한 관계를 파악하는 데 도움이 됩니다.

Spayn 사용자

  • 파라미터 추출 및 회로 시뮬레이터 기술 지원 담당자
  • 소자 모델링 엔지니어
  • 회로 설계자
  • 공정 개발/통합 엔지니어

Spayn의 적용

Spayn은 통계학 전문 지식과 사용자에 의한 프로그램 작성이 필요하지 않은 뛰어난 사용성을 실현하고 있습니다. 독자적으로 사용하거나 회로 시뮬레이터와 함께 사용할 수 있습니다.

Spayn의 사용 범위는 SPICE 파라미터 추출, 공정 개발 및 통합, 생산 수율 분석에서 회로 설계에 이르기까지 다양합니다.

Spayn은 간단하고 강력하고 저렴한 통계적 모델링 및 프로세스 관리를 위한 툴입니다.

다양한 측정을 통해 수집된 데이터는 스프레드시트 형식으로 표시됩니다.

 

데이터베이스 필터 기능

Spayn은 워크스테이션의 메모리와 프로세서의 처리 능력이 허용 가능한 대규모 특성, 파라미터, 샘플을 처리할 수 있습니다. 스프레드 시트로 이루어진 작업 실행에는 많은 시간이 소요됩니다. Spayn은 강력한 필터 기능을 통해 샘플을 선택하고 사용하는 데이터 세트 수를 줄일 수 있습니다. "Filter by Attributes"는 데이터 세트의 특성에 의한 필터의 정의합니다. "Filter by Attributes"로 파라미터의 한계 값을 설정하고, 데이터 세트 수를 줄입니다.

스프레드 시트 형식이 있어도 모든 데이터 처리에는 큰 노력이 필요합니다. 이를 통해 Spayn은 필터 기능으로 샘플을 정확하게 선택하여 사용하는 데이터 세트 수를 줄일 수 있습니다. 필터 기능은 속성 레벨 또는 파라미터 레벨에서 실행합니다.
우선, "Filter by Attributes"로 데이터베이스 식별 선택 키를 설정합니다. 그 다음 "Filter by Parameters"로 임계치를 설정하고 조건에 맞는 데이터 세트 수를 줄입니다.


   
강력한 특성 필터: 다양한 필터 조건을 선택할 수 있습니다. 파라미터 필터: 강력한 필터로 데이터 세트의 정의를 요약할 수 있습니다. 한계값 계산, 히스토그램 플롯, 자동 필터 등 필터 작성에 도움이 되는 기능을 제공합니다.

 

통계 분석, 데이터 관리, 시각화

Spayn은 Utmost IVSPICE 모델링 소프트웨어에서 생성한 SPICE 모델 라이브러리, TCAD 통합 환경의 Virtual Wafer Fab 및 RS / 1, CSV, Microsoft Excel 등의 포맷에 대응하고 있습니다. Spayn은 데이터 세트에 대한 검색, 병합, 추가, 분할 등을 초고속으로 실행할 수 있는 기타 툴에는 없는 특별한 기능을 제공합니다. 또한 범용 통계 분석 기능이 많이 탑재되어 있으며, Gaussian 분포, 지수 분포, 대수 정규 분포 및 Gamma 분포 등의 고찰을 지원합니다.

분산형 차트에서는 최소 제곱을 사용하여 파라미터 간의 관계를 분석하고 선형, 대수, 포물선, 역 쌍곡선, 지수, 거듭 제곱, 제곱 제곱근, 또는 3차 다항식에 편입시킬 수 있습니다. 그 다음 결과로 생긴 오차, ANOVA 정보 및 상관 계수를 생성할 수 있습니다. Golden Device 기능을 사용하여 비 유사성에 따라 데이터 세트 컬렉션에서 평균에 가장 가까운 관측 결과를 산출할 수 있습니다.

   
회귀 결과 반응 표면 모델이 TonyPlot 화면에 표시되어 있습니다. 임의로 선택한 3개의 파라미터 간의 관련성을 3차원으로 표시할 수 있습니다.
   
파라미터의 +σ, +2σ, +3σ 분포를 나타내는 타원 등 농도 선 그래프로 표시되어 있습니다. 세 가지 선택 파라미터 간의 관계를 3D로 보여줍니다.

 

다중 선형 회귀 분석 기능은 선택된 하나의 파라미터 및 사용자 정의의 다른 파라미터 세트와 연관식을 생성할 수 있습니다. 또한 산포도 상의 임의의 점에 대응하는 SPICE 모델을 생성할 수 있습니다. SmartSpice와의 연결 및 사용자 정의의 넷리스트 기능인 SPICE 모델 카드에 대해 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다.

분석을 위해 선택된 파라미터의 상관 행렬입니다. 중요한 상관 관계가 적색으로 강조되어 있습니다.

 

PCA(주성분 분석)과 PFA(주요 인자 분석)

Spayn은 주요 파라미터와 주요 요인을 파악하고 데이터를 자동으로 구분합니다. 이 때, 동일한 불확실성 원인으로 제어되는 파라미터가 같은 그룹에 들어갑니다. 각 파라미터 그룹에 대해 분석을 실행하면 프로세스 입력 파라미터, 프로세스 모니터링 파라미터, 디바이스, 파라미터, 회로 파라미터 및 제조 파라미터 간 그룹 내의 관계를 확인할 수 있습니다.

다음과 같은 분석 기능을 사용할 수 있습니다.

  • 고급 PCA / PFA
  • 주요 파라미터 지정
  • VARIMAX / QUARTIMAX 회전
  • 성분 및 인자를 사용한 히스토그램 또는 산포도
  • PCA 파라미터 가중치 / 감도 분석
  • Spayn 고유의 사용자 정의에 의한 지배적 파라미터의 선택 및 계산식

   
PCA/PFA 기능은 지배적 파라미터를 사용자 정의에 의해 또는 자동으로 식별하고 선형/비선형 방정식을 생성할 수 있습니다. 강력한 PFA 기능과 내장 SPICE 모델식을 조합하여 탁월한 통계 모델링 기능을 제공합니다.

 

워스트 케이스와 코너 SPICE 모델의 생성

Spayn은 관련성이 없는 지배적 파라미터 또는 주요 요인과 분석 대상인 각 파라미터를 연관식을 생성합니다. 이러한 독립 변수에 내장된 SPICE 모델식을 이용하여 수동 또는 자동으로 교란하여 실제적인 '코너'및 '워스트 케이스' 모델을 생성할 수 있습니다.

   
사용자 정의, 몬테카를로(왼쪽 그림), 코너(오른쪽 그림) 워스트 케이스 등의 시뮬레이션은, 고속 SmartSpice를 이용하여 실행할 수 있습니다. 하나의 소자부터 매우 복잡한 회로까지 시뮬레이션이 가능하고, 다양한 유형의 분석을 할 수 있습니다.

 

SPC 및 수율 분석

Spayn은 IC 제조 프로세스의 기초적인 통계적 특성을 파악하고 이들이 소자 성능에 미치는 영향을 계산하는 데 사용할 수 있습니다.

SPC 차트는 Shewhart 평균, 범위, 표준 편차 등을 특성에 따라 그룹화 된 파라미터와 함께 플롯하고 저장합니다.

Spayn은 수율을 관리하기 위해 제조 공정에서 모니터링이 필요한 최소 수의 주요 요인을 지정하여 효율적인 PM 전략을 결정하는 데 도움이 됩니다. PM 차트를 사용하여 이러한 파라미터를 참조 할 수 있습니다.

내장된 SPICE에서 생성한 SPICE 모델을 사용하여 PM 차트 화면에서 직접 시뮬레이션을 실행 할 수 있습니다.
웨이퍼 맵에는 파라미터 및 기타 측정 데이터와 다이(die) 위치에 대한 분포가 동시에 표시됩니다.
공정 관리 한계(이탈값)에서 벗어난 데이터 포인트가 사각형으로 표시되어 있습니다.

GoldenDevice 기능은 비 유사성에 따라 데이터베이스 중 평균값에 가장 가까운 관측 결과(= 주어진 데이터베이스를 가장 잘 정의하는 측정 소자)을 계산합니다.

계산된 3개의 Golden Device 근접값과 속성이 표시되어 있습니다.
실바코 인덕터 PDK 플로우에서의 Spayn

 

Rev. 070313_09