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切割或不切割?这是双重图案问题

双重模式(DP)的设计挑战对这些客户开始转移到20 NM技术节点的客户来说是巨大的。

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大卫•阿贝克隆比

双重模式(DP)的设计挑战对这些客户开始转移到20 NM技术节点的客户来说是巨大的。当然,大部分恐惧和恐惧都是因为它是学习的新东西,以及进入未知可以灌输的风险感。无论涉及的情绪如何,DP都会对物理布局进行新限制,这些限制将在设计过程中不明显导致调试的新错误。与DP关联的最常见类型的DRC误差称为奇数循环违规。

图1展示了三个构成奇环违反的多边形,因为每个多边形都与其他多边形中的一个非常接近,所以它们需要在相反的颜色上进行双重图案。红色的“环”标记向设计人员表示错误。奇循环违规的挑战在于,不可能通过简单的双图案颜色分配来纠正所有三个违规,如着色示例所示。所有的着色选项都会导致一个冲突,即两个多边形拥有相同的颜色,而它们本来应该是相反的。

图1:奇循环DP违例的例子和潜在的基于空间的修复解决方案

图1:奇循环DP违例的例子和潜在的基于空间的修复解决方案

使用基本的DP着色,唯一修复奇循环违反的方法是增加任何两个多边形对之间的间距,如图所示。当然,增加空间可能会导致其他层的涟漪效应,最终可能会增加布局的大小。

修复奇循环违反的另一种解决方案是在布局[1]中引入剪切。切割的概念是将奇数圈中的一个多边形分割成两部分,并赋予其中一部分一种颜色,另一部分另一种颜色。这就把3个奇数循环变成了4个偶数循环。图2显示了一个典型的3个多边形的奇数循环,以及3种可能的切割解决方案,将其转变为4个偶数循环,消除了DP间隔的违反。

图2:将奇数周期变为奇数周期变为偶数周期为4的切割解的例子

图2:将奇数周期变为奇数周期变为偶数周期为4的切割解的例子

与其中一个多边形分成两件,现在颜色可以以“法律”方式交替,使得一半在掩模0和半面上的一半上。分割多边形的最终形状仍然是一个连续的在晶片上的形状,但在光刻和蚀刻操作期间将简单地形成两部分。

然而,在多边形中引入切割会在[2]的制造中造成问题。首先,在这些技术节点上,绘制的形状在制造时并不完全复制在硅上。即使采用先进的光学加工校正(OPC)技术,光刻线末端的“圆角”也会使尖角变得弯曲。这种效果意味着,在图2所示的切割处,两个部分不会相交成两个直边图案。相反,每个“线端”都是圆的,它们会在一个点上相遇,在线路上造成额外的阻力,如果没有重叠,则会形成一个缺口。由于这个原因,这两个多边形必须在切割位置重叠,以允许平版圆角和不对准,并仍然以一个连续的多边形结束。每一种颜色在裁剪位置的重叠称为“缝线”。图3展示了这些平版印刷的问题,以及一针如何解决它们。

图3:用缝合和不拼接切割的光刻处理效果

图3:用缝合和不拼接切割的光刻处理效果

一个适当的缝合切口可以提供一种方法,在不增加空间和增加设计面积的情况下修复奇数循环违反DP设计。然而,对于在设计中可以放置的裁剪和缝线有一些限制。添加的针不能引入新的DRC违反。换句话说,从原始单个多边形创建的两个多边形必须同时满足所有DRC要求。图4显示了所有DRC约束如何限制合法缝合线的候选位置的示例。

图4:在布局中限制合法切口/缝线位置的缝合约束示例

图4:在布局中限制合法切口/缝线位置的缝合约束示例

手动找出哪里可以缝针,哪里不能缝针是一项艰巨的任务。这一过程的自动化是必不可少的,并将在支持该方法的铸造厂交付的DRC/DP平台的签名中提供给设计师。图5显示了一个20nm金属布局的例子,通过Calibre®Multi-Patterning检查DP奇周期违规。图中顶部的设计包含两个奇数周期违规(用红色环标记)。橙色警告环识别与奇环相关的偶数环,如果在橙色环接触红色环的任何地方尝试基于间隔的修复,奇环将成为新的奇环错误的一部分。用户可以尝试通过增加任何位置的空间来修复这些错误,当红色的圆环穿过多边形之间的间隙并且没有接触到橙色的圆环时。在顶部的布局中,您可以看到左边的错误只有一个间距位置可以用于固定,而右边的错误有两个间距位置可以用于固定。Calibre Multi-Patterning的自动裁剪和缝合功能产生底部布局。你可以看到正确的错误被修正使用圈切割/针。虽然左边的错误没有一个合法的位置来放置一个切割/缝线来修复它,圈切割/缝线已经被添加,以消除一个警告环,并允许用户的第二个基于空间的修复解决方案。

图5:20nm金属布局奇数周期违反和解决方案提供拼接。

图5:20nm金属布局奇数周期违反和解决方案提供拼接。

一些代工厂已经决定支持在DP设计中使用自动和/或人工切割/缝合,以提供设计密度和最小化错误,而其他代工厂已经决定不支持切割/缝合,以最小化设计和制造的复杂性。

你对这两种方法有什么看法?省下的面积值得这么复杂吗?请在本博客的评论中告诉我。在我的下一篇博客中,我将着眼于dp -无色与双色设计流程的设计方法的另一个区别。

引用:

[1]坤媛;j se杨;潘,D.Z。,“双重图案化布局分解同时冲突和缝合最小化”集成电路与系统的计算机辅助设计,IEEE汇刊, vol.29,不。2, pp.185-196, 2010年2月
doi: 10.1109 / TCAD.2009.2035577
URL:http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5395742&isnumber=5395722

[2] Vincent Wiaux, Staf Verhaegen, Shaunee Cheng, Fumio Iwamoto, Patrick Jaenen, Mireille Maenhoudt, Takashi Matsuda, Sergei Postnikov and Geert Vandenberghe,“双图案的拆分和设计指南”,Proc. SPIE 6924, 692409 (2008)
doi: 10.1117/12.774104
http://spiedigitallibrary.org/proceedings/resource/2/psisdg/6924/1/692409_1



1评论

Bhavana Valaboju 说:

谢谢你!这的确提供了很多信息。

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