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多重曝光中的颜色优化注意事项

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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2019-8-9 09:51:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    在先进工艺节点中,要实现最佳性能和良率,需要超越设计规则的最低要求来优化版图。任何多重曝光版图都有多种能通过多重曝光设计规则检查 (DRC) 的着色配置。但是,选择最佳着色方案可以提高制造良率和设计性能裕量。了解 Calibre Multi-Patterning 自动着色解决方案及其内置的分析功能如何大幅简化选择最佳着色方案的工作,无论版图如何复杂。


    简介对于 20 纳米及以下的先进工艺节点,多重曝光 (MP) 的出现是保障制造成功的关键因素。超紫外 (EUV) 光刻的延迟到来似乎预示着摩尔定律的终结。但是,尽管各种形式的双重、三重甚至四重曝光已经使该行业一路推进到 7 nm(到目前为止),但 MP 的使用给设计和工艺工程师增加了额外的约束和作业。在从设计到掩膜的流程中的某一点,必须将版图分解为多个掩膜层或颜色,后者是其通常的叫法。这种分解至少需要确保至少存在一种“合法”着色方案的设计约束。设计人员花费了大量时间来调试和解决 MP 检查违规问题以满足此要求。但在实践中,通过多重曝光检查的设计几乎总是有许多不同的合法着色方案,而不止一种。对于需要 MP 的原始少数工艺节点,所有这些可能的合法着色选择都被认为是平等的。然而,随着技术继续发展到更先进的节点,情况已不再如此。事实上,某一合法着色选择在制造成功和芯片性能方面可能比另一个选择“优越”得多。本文将研究在确定版图中多种可能着色选择中的较佳选择时,工艺工程师现在认为重要的其他问题。若不考虑和优化这些问题,可能导致制造良率降低,设计的性能裕量缩小。颜色密度平衡要确定不同合法着色方案中哪个更好,工艺工程师提出的第一个问题涉及定义掩膜分配所用的每种颜色的相对比率。最终,版图中的每种不同颜色都被布置在单独的掩膜上。每个掩膜均通过光刻操作来处理,图形被蚀刻到先前沉积的层中。所有掩膜处理完毕之后,必须让所有形状看起来像是全部一次生成的,这意味着它们与原始绘制的形状相比,具有非常相似的工艺偏差和变化。为确保工艺偏差和变化的一致性最高,每个掩膜的总面积以及形状在掩膜表面的分布必须非常相似。例如,如果一个掩膜包含 1000 个形状,且形状全部聚集在一个角落中,而另一个掩膜有 1000 万个形状且分布均匀,则对于这两个掩膜,形状的工艺偏差会非常不同。图 1 显示了标准单元库基本设计之类的因素如何对设计中的颜色比率造成负面影响的例子。根据库中轨道的数量,将电源轨的颜色强制为某种配对颜色。第一种情况下,将电源轨强制为相对的颜色。第二种情况下,将电源轨强制为相同的颜色。电源轨通常比单元内的布线轨道宽得多,所以它们构成标准单元设计块内的多边形区域的一大部分。

    QQ截图20190809095038.jpg

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