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剪切蒙版sai(剪切蒙版案例)

作者:IMEC 的JAE UK LEE、RYOUNG HAN KIM 和西门子EDA 的REHAB KOTB ALI DAVID ABERCROMBIE

半导体行业开始使用多重图案化技术来制造20 纳米工艺节点的IC。当我们达到7 nm 时,引入了自对准多重图案化(SAMP) 技术的使用。在之前的文章中,我们探讨并比较了三种SAMP 技术,包括自对准双重图案化(SADP)、自对准四重图案化(SAQP) 和自对准光刻(SALELE)。由于SADP 和SAQP 制造工艺需要走线(金属线)和切割(也称为块)掩模,因此它们的使用也带来了新的设计和验证挑战。

剪切蒙版sai(剪切蒙版案例)

然后,我们详细介绍布局分解难题和创建轨道(线)掩模的自动化解决方案。现在,我们通过探索和解释创建切割掩模的过程来完成我们的SAMP 入门系列,该切割掩模用于定义金属目标形状的线端并在金属目标形状之间提供适当的电气隔离。

剪贴蒙版形状的放置和分解规则

为金属层生成切割掩模是一个艰巨的过程,因为切割形状是添加在金属目标形状之间的间隙中的。然而,在添加金属形状时,即使设计者尚无法确定最终切割位置,也必须遵守切割形状之间的所有设计要求。听起来不可能,不是吗?幸运的是,设计团队可以使用一些自动化解决方案来创建满足铸造要求的合法切割掩模,然后还有一些。

让我们从基础开始。如图1 所示,切割形状有其自身复杂的设计约束,包括切割宽度、最小/最大切割长度、最小尖端到尖端、侧面到侧面、切割形状之间的角到角间隔、最小通过次数孔座距离以及切割形状之间的最小金属面积。生成剪切蒙版时必须考虑与这些约束相关的所有设计规则。

图1 切割形状有其自身复杂的设计限制。来源:西门子EDA

除了这些常见的设计规则之外,铸造厂通常还提供其他规则来增强切割掩模形状的可印刷性,例如N 体规则,这是一种特殊的规则,将三个或更多切割形状的簇限制为间距。例如,基本设计规则可能规定两个切割形状之间的最小间距必须大于50 nm。然而,如果掩模包含三个或四个相邻的切割形状,则铸造的N-Body 规则可能要求形成簇的任何两个切割形状的间隔大于60 nm,因此这组特定的切割形状必须放置在位置符合标准的。具有更严格的N 体约束。

当存在可选(并且最好有)间距要求时,设计规则合规性变得更加复杂。当然,并不完全需要可选的间距约束,但设计人员知道,满足这些约束将增强这些位置处切割形状的制造稳健性,从而提高产量。面临的挑战是在不违反任何必需的约束的情况下满足尽可能多的可选间距约束。不用说,确保完全符合所有必需和可选的设计约束是很难手动实现的(图2)。

图2 设计者还必须遵守铸造规则并尽可能满足可选约束。来源:西门子EDA

自动切割掩模分解

电子设计自动化(EDA) 多图案工具不仅可以自动化分解过程,还可以帮助工程师了解和调试绘制的目标形状无法更快、更准确地正确生成剪切蒙版的情况。 IMEC 和西门子EDA 启动了一个合作项目,使用代表EDA 工具功能的calibre 多模式工具来定义和描述自动化分解过程。

Calibre 多重图案化工具可帮助设计人员自动考虑切口形状之间的最小金属面积,自动生成符合所有切口宽度和最小切口长度约束以及切口之间以及切口与过孔之间的所有间距约束的合法切口。面具。即使设计包含一些最小的金属区域违规,该工具也会尝试修复它们,同时保持所有其他约束。

图3 显示了实际设计的最终切割掩模形状。切口放置在金属目标形状之间,可以根据需要进行调整,以确保不存在间距或最小面积违规。例如,一组相邻切口被放置在符合最小边到边、尖端到尖端和角到角间距约束以及N体约束的布置中。

图3 在设计中生成切割形状时应用设计约束。来源:西门子EDA

在顶行中,设计目标非常短,不满足最小面积约束。通过将切口移离目标位置以延长切口形状之间的金属长度并满足最小面积限制,可以解决此错误。将切割形状放置在左下角,以保持切割形状之间虚拟金属形状的最小面积要求。在顶部中间,切口远离目标形状以保持切口形状和通孔之间的最小间距。

解决切割形状之间的间距冲突

添加切口掩模形状的最简单方法是将其放置在金属线的每一端,以创建所需的电气隔离。然而,这在实际布局中通常是不可行的,如图4 所示。在每条线的末尾添加剪切形状会生成具有非法宽度、非法形状或生成的剪切形状之间的间距违规的剪切形状。

图4 将切割形状放置在每条线的末尾会产生多个形状和间距冲突。来源:西门子EDA

为了解决这些问题,使用三种技术来寻找合法的解决方案:剪切下降、剪切合并和剪切滑动(图5)。

图5 通过采用自动刀具下料、刀具滑动和刀具合并,间距约束误差大大减小。来源:西门子EDA

切成滴状

无需在每根电线的末端添加切割形状来创建所需的电气隔离。在两条金属线之间添加一个切口形状就足够了。然而,仅添加一种切口形状可能会导致线端延伸更长,从而影响设计性能。使用Calibre 多重图案化工具的设计人员可以指定最大末端延伸限制,以确保该工具仅丢弃不违反此配置的最大末端延伸设置的切割。

剪切和合并

合并来自不同轨迹的切割以形成更长的切割可以克服切割之间的间距限制。可以限制所得切割形状的最大长度以满足铸造要求。

切面光滑

产生合法剪切蒙版形状的最后一种方法是将剪切滑离线端。滑动在两个条件下完成: 1) 滑动切口不得导致超过工具中配置的最大线端延伸; 2) 滑动切口不得与其他切口形状产生间距冲突。

切缝滑动的主要目的是找到满足所有约束条件的切缝形状的合法位置。

编辑:hfy

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