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公布日期
2020-10-16 公布专利
2020-10-13 公布专利
2020-10-09 公布专利
2020-10-02 公布专利
2020-09-29 公布专利
2020-09-25 公布专利
2020-09-22 公布专利
2020-09-18 公布专利
2020-09-15 公布专利
2020-09-11 公布专利
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[发明专利]一种三重曝光光刻工艺的版图图案分解方法有效

技术领域

发明属半导体光刻工艺可制造性设计领域,具体涉及一种三重曝光光刻工艺的版图图案分解方法,该方法中将密集的版图图案分配到三张不同的掩膜版上,能满足半导体光刻工艺要求。

背景技术

现有技术公开了光刻工艺是集成电路制造过程中的关键工艺之一。随着集成电路特征尺寸不断缩小,版图图案密度不断增加,但光刻所用光源的波长并未显著减小,曝光解析度并未显著提升,由此导致在同一掩膜版上,图案冲突(conflict)数量不断增加。所述图案冲突定义为两个版图图案相隔距离小于某一特定值,这一特定值称为冲突距离。研究显示,多重曝光光刻技术(Multiple Patterning Lithography)是解决图案冲突的有效途径之一。

多重曝光光刻工艺是将版图图案分解到多张不同的掩膜版上,通过多次曝光和刻蚀的迭代过程,最终形成完整的硅片图案。如何将GDSII设计版图图案分配到多张不同的掩膜版上,使得在同一张掩膜版上的图案冲突最少,是多重曝光版图分配方法的关键;同时,为了减少冲突数量,同一版图图案可能会被分割并分配到不同的掩膜版上,同一图案上的分割点称为缝合点(stitch);实践显示,缝合点过多,会导致芯片成品率下降。

在20/22纳米工艺技术节点中,双重曝光光刻工艺(Double Patteming Lithography)已得到广泛应用。在双重曝光光刻工艺中,分配到两张掩膜版上的图案通常使用曝光-刻蚀-曝光-刻蚀工艺(LithoEtch-Litho-Etch,LELE)或曝光-冻结-曝光-刻蚀工艺(Litho-Freeze-Litho-Etch,LFLE)进行制造。但在14/16纳米工艺技术节点,随着集成电路特征尺寸的进一步缩小,版图图案更加密集,很难将原始版图图案分解在两张掩膜版上且不产生图案冲突,为此引入三重曝光光刻(Triple Patterning Lithography,TPL)工艺。在三重曝光工艺中,通常使用曝光-刻蚀-曝光-刻蚀-曝光-刻蚀(Litho-Etch-Litho-Etch-Litho-Etch,LELELE)工艺进行生产,但是,如何将版图图案分配到三张不同的掩膜版上并保证图案冲突数量最少,是在利用三重曝光光刻工艺生产之前,必须进行的关键步骤之一。

图1和图2是针对某一版图图案进行双重曝光和三重曝光图案分解的结果,其中假设三个图案之间均存在冲突,图1为双重曝光分解后的结果,其中显示,分解后图案101和图案102之间仍存在冲突;但在图2中,经过三重曝光版图分配后,三个图案被分配到三张不同的掩膜版,冲突全部消除,满足制造要求,由此可见,三重曝光工艺更容易消除图案冲突。

多重曝光版图图案分配问题通常被转化为多着色问题。对版图图案着不同的颜色,即意味着分配到不同的掩膜版。针对双重曝光,本领域已有较为成熟的双着色算法,具体包括基于整数线性规划(Integer Linear Programming,ILP)方法[1,2]和图论算法等[3-5]。如何解决三重曝光版图图案分配,乃是本领域研究人员所关注的问题,本申请的发明人拟提供一种方法实现简单,容易实现高效率的解决三重曝光版图图案分配的方法。

与本发明相关的现有技术有:

[1]A.Kahng,C.Park,X.Xu,and H.Yao,“Layout decomposition for double patterning lithography,”in Computer-Aided Design,2008.ICCAD2008.IEEE/ACM International Conference on.2008,pp.465-472.

[2]K.Yuan,J.-S.Yang,and D.Pan,“Double patteming layout decomposition for simultaneous conflict and stitch minimization,”Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems,IEEE Transaction on,vol.29,no.2,pp.185-196,feb.2010.

[3]J.-S.Yang,K.Lu,M.Cho,K.Yuan,and D.Pan,“A new graph-theoretic multi-objective layout decomposition framework for double patteming lithography,”in Design Automation Conference(ASP-DAC),201015th Asia and South Pacific,jan.2010,pp.637-644.

[4]Y Xu and C.Chu,“A matching based decomposer for double patteming lithography,”inProceedings ofthe19th international symposium on Physical Design,2010,pp.121-126.

[5]W.-S.Luk and H.Huang,“Fast and lossless graph division method for layout decomposition using SPQR-tree,”in Computer-Aided Design(ICCAD),2010IEEE/ACM International Conference on,2010,pp.112-115.

[6]K.D.Gourley and D.M.Green,“Polygon-to-rectangle conversion algorithm.”IEEE COMP.GRAPHICS&APPLIC.,vol.3,no.1,pp.31-32,1983.

[7]Michael Shamos,Dan Hoey,“Geometric intersection problems,”in Proceedings of17thAnnual Symposium on Foundations of Computer Science,1976,pp.208-215.

[8]B.Yu,K.Yuan,B.Zhang,D.Ding,and D.Z.Pan,“Layout decom-position for triple patterning lithography,”in Computer-Aided Design(ICCAD),2011IEEE/ACM International Conference on,2011,pp.1-8.

[9]S.-Y.Fang,Y.-W.Chang,and W.-Y.Chen,“A novel layout decomposition algorithm for triple patteming lithography,”in Proceedings of the49th Annual Design Automation Conference,2012,pp.1185-1190.

发明内容

本发明的目的是提供一种三重曝光光刻工艺的版图图案分解方法,尤其涉及一种反复迭代应用已有双重曝光图案分配方法进行三重曝光版图图案分配的方法。该方法中将密集的版图图案分配到三张不同的掩膜版上,能满足半导体光刻工艺要求。

本发明中,利用已有双重曝光图案分配方法,解决三重曝光版图图案分配的方法;其基本技术方案是:首先,采用矩形扩展的方法构建冲突图;然后,对图的顶点进行均匀地随机三着色以获得初始解;每轮优化分别依次固定一种颜色,对剩余二种颜色的冲突子图利用双重曝光图案分配方法进行双着色优化,重复迭代优化过程,直到当前最优解若干次未发生更新;最后,大量重复上述过程,并从中挑选最优的三着色结果作为输出。利用本发明的方法,对顶点进行三着色,实现版图图案的掩膜版分配,进而通过三重曝光工艺,能实现制造复杂高密度的版图图案的目的。

具体的,本发明的一种三重曝光光刻工艺的版图图案分解方法,其特征是,利用双重曝光图案分配方法,解决三重曝光版图图案分配的方法,其流程如图3.a所示:其中

(1)输入参数,包括:版图文件、冲突距离b、迭代次数ns、连续无更新次数t、冲突边权重系数wc和缝合边权重系数wS

(2)输出结果:版图图案的三着色结果,即版图图案的三重曝光分配方案;

其包括步骤:

步骤1:构建冲突图;

步骤2:对冲突图顶点进行三着色优化:随机产生三着色初始解;每轮优化分别依次固定一种颜色,对剩余二种颜色的冲突子图利用双重曝光图案分配方法进行双着色优化,重复迭代优化过程,直到当前最优解若干次未发生更新;

步骤3:反复调用步骤2达ns次,并从中挑选最优的三着色结果作为输出,结束。

申请号: 201310347294.0 申请日: 2013-08-09
公开/公告号: CN104346490B 公开/公告日: 2017-10-10
申请/专利权人: 复旦大学
发明/设计人: 曾璇;陆伟成;周海;严昌浩;张业
主分类号: G06F17/50
分类号: G06F17/50;G06F9/44
搜索关键词: 一种 三重 曝光 光刻 工艺 版图 图案 分解 方法
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