ICデザイン
IC設計
集積回路（Integrated Circuit, IC）は、多くの電子部品（トランジスタ、抵抗、コンデンサなど）を微細化および配置技術を通じて一つのシリコン基板に統合し、チップが非常に小さな面積で高速計算、データ処理、または制御機能を実現できるようにします。
IC設計は、製品の機能、性能要件、消費電力目標、製造プロセスの仕様に基づいて、回路アーキテクチャ、論理動作、物理レイアウトを構築し、最終的にウェーハ製造に使用できる設計ファイル（例：GDS）を出力するプロセスです。半導体プロセスが7nm、5nm、3nm、さらにはそれ以上の先進ノードに進むにつれて、また、異種統合、Chiplet、2.5D/3D IC、先進パッケージング技術の急速な成熟に伴い、IC設計の範囲はもはや回路ロジック自体に限らず、同時に考慮しなければならなくなっています：
1.材料と構造のプロセスの実現可能性
2.メタル層、誘電層のスタッキングと配線密度
3.シグナルインテグリティ（SI）、パワーインテグリティ（PI）と熱設計（Thermal）
4.パッケージングとシステム統合が性能と寿命に与える影響
5.長期の信頼性と使用環境下での性能劣化
したがって、IC設計は性能、消費電力、サイズ、コスト、信頼性の間でバランスを取る必要があり、チップが製造とパッケージングに入った後も期待される電気的特性と動作を維持できることを確保する必要があります。
応用事例
応用事例
適用サービス項目
| サービスカテゴリ | 分析/テスト | 確認可能な/位置特定可能な内容 | MA-tekが技術を提供 |
|---|---|---|---|
| 材料と構造分析（MA） | チップの構造が設計およびプロセスの要件を満たしているかどうかを検証する | 金属層の厚さ、誘電層の形状、配線密度、ビア/コンタクト構造、界面品質 | TEM、STEM、FIB、SEM、EDS、EELS |
|
失効分析 （FA） |
開路、短路または異常な電気的な原因を特定する | via void、クラック、金属移動、電気漏れ、界面分離、パッケージングによる応力の影響 | OBIRCH、TIVA、X-ray、SAM、Decap、Passive Probe |
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信頼性検証 (RA) |
使用環境におけるチップの寿命と安定性を評価する | 金属マイグレーション、誘電層破壊、熱劣化、機械的疲労、パッケージ熱応力の影響 | HTOL、EM、TDDB、BTI、TC、HAST、HTS |
よくある質問
Q1. なぜテープアウト後の歩留まりが予想と一致しないのですか？
A . 設計モデル、プロセス条件と材料特性の間に、差異が存在する可能性があり、それが金属層、誘電層、または接点構造に開路、短絡、または漏れ電流の現象を引き起こすことがあります。異常の原因を特定するためには、チップ内部構造と界面状態に対して正確な位置決めと分析を行う必要があります。
Q2. なぜチップのパッケージング後、電気的性能が設計段階と異なるのですか？
A . パッケージ後のRDL、バンプ、アンダーフィル、はんだ条件と熱分布は、チップ内部の応力、信号遅延、電源の完全性を変える可能性があり、測定値が設計段階と異なる場合があります。したがって、パッケージ前後の構造の違いを比較する必要があり、パッケージ材料やプロセスによってインターフェースの劣化や配線構造に影響が出ているかを確認します。
Q3. チップの長期使用後の性能低下、原因をどのように確認しますか？
A . チップの性能低下は、金属移動、誘電体の劣化、熱サイクル疲労、界面応力の蓄積などに関連しています。加速寿命試験を通じて劣化プロセスを定量化し、前後の構造を比較して低下メカニズムを確立する必要があります。
Q4. 異なるプロセスファウンドリやプロセスバージョンを切り替える際、どのように性能の差異を避けることができますか？
A . 材料の出所、加工パラメータ、設備条件の違いは、特に先進的なプロセスや多地点のサプライチェーンの協力時に、電気的な不一致を引き起こす可能性があります。構造と電気的な一貫性の検証を通じて、工場間/ロット間の再現性を確保する必要があります。
Q5. サンプル量が少ない場合でも、分析は可能ですか？
A . できます。ほとんどの重要な分析技術は、微小領域の定点サンプリングをサポートしており、大量のサンプルを必要とせずに構造と失敗の特定を完了できます。
