为SAMP流程创建和分解符合DRC的设计

文章:Jae Uk Lee,Ryoung Han Kim,IMEC和David Abercrombie,Rehab Kotb Ali,Siemens EDA

创建和分解符合DRC标准设计的自我对齐的多图案化进程不是一个微不足道的物质。

半导体工业开始使用多图案技术来制造20-NM过程节点的IC。当我们到达7 nm时,介绍了使用自对准的多图案化(SAMP)技术。在以前的文章中,我们已经探索并比较了三种SAMP技术,包括自对准双图案(SADP),自我对齐的四元图案(SAQP),和自对准的LITHO-蚀刻LITHO蚀刻(salele)。由于SADP和SAQP制造工艺需要轨道(金属线)和切割(也称为块)掩码,因此它们的使用也创造了新的设计和验证挑战。

然后我们详细说明了布局分解挑战和自动化解决方案用于创建轨道(金属线)掩模。现在,我们通过探索和解释制造切割面罩的过程来完成我们的SAMP介绍性系列,该方法用于定义金属目标形状的线端并提供金属目标形状之间的适当电隔离。

切割掩模形状放置和分解规则

为金属层产生切割面罩是一种苛刻的过程,因为切割形状被添加在金属目标形状之间的间隙中。但是,即使设计人员还无法看到最终切割需要放置,必须在添加金属形状时观察到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,有自动化解决方案设计团队可以用来创造法律切割面具,符合铸造厂要求,然后是一些。

让我们从基础开始。如图所示图1,切割形状具有自己的复杂设计约束,包括切割宽度,最小/最大切割长度,最小尖端到尖端,侧向侧,切开形状之间的角落间距,最小通过外壳距离,以及最小切割形状之间的金属区域。生成切割掩模时必须考虑这些约束的所有相关的设计规则。

注释图显示了切割形状的设计约束 图1切割形状有自己的复杂设计约束。来源:西门子eda.

除了这些常见的设计规则之外,铸造厂还提供了额外的规则,以增强切割掩模形状的可印刷性,例如n-body规则,这些规则是限制三种或更多种切割形状集群中的间距的特殊规则。例如,基本设计规则可以说明两种切割形状之间的最小间距必须大于50 nm。但是,如果掩模包含三个或四个相邻的切割形状,则铸造n身体规则可能需要在形成该聚集的任何两种切割形状之间的间隔超过60nm,因此必须将该特定的切割形状组符合要求具有更严格的n-obdic约束。

设计规则合规性在有可选的是具有间距要求时更加复杂。当然,不需要可选的间距约束,但设计人员知道满足它们将增强这些位置的切割形状的制造稳健性,这可以提高产量。挑战是满足尽可能多的可选间隔约束,而无需违反任何所需的约束。不用说,确保遵守所有所需和可选的设计约束是手动实现的非常困难的(图2)。

铺设铸造规则的注释图 图2设计师还必须符合铸造规则,并尽可能满足可选的约束。资料来源:西门子EDA

自动切割掩模分解

电子设计自动化(EDA)多图案化工具不仅自动化分解过程,而且可以更快,更准确地了解和调试绘制目标形状不会启用正确切割掩模生成的情况。IMEC和Siemens EDA进行了一个协作项目来定义和描述自动分解过程,使用口径多图案作为EDA工具功能代表的工具。

口径多图案化工具可帮助设计人员自动生成满足所有切割宽度和最小切割长度约束的合法切割面罩,以及在切割形状之间的最小金属区域考虑到切割和孔之间的所有间隔约束。即使设计包含一些最小的金属区域违规,刀具也试图在维护所有其他限制的同时修复它们。

图3.显示为真实设计生成的切割掩模形状。将切割放置在金属目标形状之间的位置,根据需要调节放置,以确保没有间隔或最小区域违规。例如,将相邻切口的簇放置在符合最小侧向侧,尖端到尖端和角落间隔约束的布置中,以及N-Bond约束。

生成切割形状时设计约束的注释图 图3.在设计中产生切割形状时应用设计约束。资料来源:西门子EDA

在顶行中,设计目标非常短,不满足最小区域约束。通过将切口远离目标移动,将该误差延长切割形状与最小区域约束之间的金属长度来固定。在左下角,放置切割形状以保持切割形状之间的虚拟金属形状的最小面积要求。在顶部中间,切割远离目标形状,以保持切割形状和通孔之间的最小间距。

解决切割形状之间的间距违规行为

添加切割掩模形状的最简单方法是将它们放置在每个金属线端以产生所需的电气隔离。但是,它通常在真实布局中是不可行的,如图所示图4.。在每个线端添加切割形状会产生具有非法宽度,非法形状或产生的切割形状之间的非法形状或间距违规的切割形状。

剪切形状放置的注释图 图4.在每个线端放置切割形状可以产生多种形状和间距违规。资料来源:西门子EDA

为了解决这些问题,使用三种技术来寻找法律解决方案:削减掉落,切割合并,切割滑动(图5.)。

削减,切割滑动和切割合并的注释图 图5.通过使用自动切割掉落,切割滑动和切割合并,间隔约束误差显着降低。资料来源:西门子EDA

削减

在每条线端添加切割形状并不是必需的,以创建所需的电气隔离。在两个金属线之间添加一个切割形状可以足够。但是,只增加一个切割形状可能导致长线端延伸,这会影响设计性能。使用口径多图案工具的设计人员可以指定最大线路结束扩展约束,以确保工具仅删除不会违反此配置的最大线末端扩展设置的剪切。

切割合并

从不同轨道合并切割以形成较长的切割,可以克服切割之间的间距约束。产生的切割形状的最大长度可以被限制以满足铸造厂要求。

切滑动

生成法律切割掩模形状的最后一个方法是将切割从线端滑动。滑动是在两个条件下完成的:1)滑动切割不能导致在工具中配置的最大线末端扩展,而2)滑动剪裁不能与其他切割形状产生间距违规。

削减滑动的主要目标是找到满足所有约束的切割形状的法律展示。

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