[發(fā)明專利]一種基于分代求解的導(dǎo)向自組裝芯片通孔設(shè)計分組與拆分方法

在審

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• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114970434A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張濤;李思坤;周恒宇;王向朝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G06F30/39
• 分類號: G06F30/39
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種基于分代求解的導(dǎo)向自組裝芯片通孔設(shè)計分組與拆分方法，通過應(yīng)用分代求解和圖論算法，針對未進行處理的芯片通孔設(shè)計進行處理，將設(shè)計中的通孔進行分組拆分；形成一種可平衡染色數(shù)與分組數(shù)的快速處理方法。本發(fā)明可以形成一種可平衡染色數(shù)與分組數(shù)的快速處理方法，能夠在短時間內(nèi)對大規(guī)模版圖進行分組與拆分。

技術(shù)鄰域

本發(fā)明涉及光刻分辨率增強技術(shù)，特別涉及應(yīng)用導(dǎo)向自組裝技術(shù)加工的通孔圖形分組與拆分方法。

背景技術(shù)

光刻是極大規(guī)模集成電路制造的關(guān)鍵技術(shù)。光刻分辨決定集成電路的特征尺寸。導(dǎo)向自組裝(DSA)技術(shù)是下一代材料驅(qū)動型分辨率增強技術(shù)的熱門候選技術(shù)之一，被半導(dǎo)體行業(yè)視為下一代光刻技術(shù)。DSA技術(shù)涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括芯片設(shè)計圖的分組與拆分、模板制造、微相分離結(jié)構(gòu)控制等。芯片設(shè)計圖的分組與拆分是DSA工藝實施的第一步。該技術(shù)的主要作用是將傳統(tǒng)芯片設(shè)計轉(zhuǎn)化為可應(yīng)用于DSA的設(shè)計，是DSA技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵步驟之一。

DSA技術(shù)加工的周期性結(jié)構(gòu)尺寸統(tǒng)一性強，線條邊緣粗糙度與線條寬度粗糙度低，在集成電路制造中具有巨大潛力，但是目前技術(shù)中難以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的精確控制，且目前主流技術(shù)缺陷率約為1～10/cm²遠高于邏輯電路大規(guī)模量產(chǎn)要求的0.01/cm²。綜上優(yōu)劣勢，DSA技術(shù)被首先應(yīng)用于通孔層的加工。遵循DSA的技術(shù)要求，需要先用傳統(tǒng)光刻技術(shù)加工引導(dǎo)模板，由于材料與工藝的限制，間距在一定范圍內(nèi)的通孔才可以被分配到同一個引導(dǎo)模板中，此外同一模板中的通孔數(shù)量也因良率限制在三個以內(nèi)。此外如果只采用193nm光刻技術(shù)加工模板，模板方向只能是水平或豎直，形狀只能是線形。在上述設(shè)計規(guī)則要求下，首先需要將通孔進行分組，形成引導(dǎo)模板，再將不同通孔的引導(dǎo)模板分配到不同的掩模上，最終達到將原始設(shè)計圖轉(zhuǎn)換成多塊掩模上的無沖突引導(dǎo)模板設(shè)計圖。

通孔的分組與拆分方法是保證DSA技術(shù)實施的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前已經(jīng)有多種技術(shù)方案。例如，基于整數(shù)線性規(guī)劃的方法(在先技術(shù)1，BadrY，TorresA，Gupta.MaskAssignment and Synthesis of DSA-MP Hybrid Lithography for sub-7nm Contacts/Vias.Proc.of52nd ACM/EDAC/IEEE Design Automation Conference(DAC).IEEE，2015；1-6)，基于最大基數(shù)匹配(在先技術(shù)2.BadrY，TorresA，Gupta.Mask Assignment andSynthesis of DSA-MP Hybrid Lithography for sub-7nm Contacts/Vias.Proc.of 52ndACM/EDAC/IEEE Design Automation Conference(DAC).IEEE，2015；1-6)，基于樹求解的方法(在先技術(shù)3.Karageorgos，I.et al.，2016.Design method and algorithms fordirected self-assembly aware via layout decomposition in sub-7nmcircuits.Journal of micro/nanolithography，MEMS，and MOEMS，15(4)，p.043506.)，基于極大獨立子集(在先技術(shù)4.KuangJ，Ye J，Young E F.Y.Simultaneous TemplateOptimization and Mask Assignment for DSA with Multiple Patterning.Proc.ofIEEE/ACM Asia and South Pacific Design Automation Conference(ASP-DAC).IEEE，2016；75-82)，基于查表的方法(在先技術(shù)5.KuangJ，Ye J，Young E F.Y.SimultaneousTemplate 0ptimization and Mask Assignment for DSA with MultiplePatterning.Proc.of IEEE/ACM Asia and South Pacific Design AutomationConference(ASP-DAC).IEEE，2016，75-82)等。在先技術(shù)1利用數(shù)學(xué)建模以及線性規(guī)劃的方式進行求解，求解復(fù)雜度很高，不適用于大規(guī)模版圖；在先技術(shù)3通過遍歷所有可能的分組組成的解的集合尋找最優(yōu)解，復(fù)雜度很高，不適用于大規(guī)模版圖；在先技術(shù)4首先窮舉出所有相容邊的組合，對每一個相容邊集合調(diào)用奇數(shù)度頂點求解器，最后選擇成本最低的解作為最終解，由于相容邊的數(shù)量隨版圖規(guī)模指數(shù)增長，該方法同樣也不適用于大規(guī)模版圖。在先技術(shù)5是對頂點數(shù)不大于7的所有可能子圖建立一個最優(yōu)解庫，對于沖突子圖中在庫里的部分，通過查表解決，不在庫里的部分采用啟發(fā)式方法解決，但對于大于7的所有可能子圖建庫復(fù)雜度太高，該方法同樣不適用于大規(guī)模版圖。