優(yōu)化可制造性設(shè)計（dfm）的方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種優(yōu)化DFM模擬的方法。該方法包括接收具有特征的集成電路(IC)設(shè)計數(shù)據(jù)，接收具有一個參數(shù)或多個參數(shù)的工藝數(shù)據(jù)，執(zhí)行DFM模擬，以及優(yōu)化DFM模擬。執(zhí)行DFM模擬包括使用IC設(shè)計數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)來生成模擬輸出數(shù)據(jù)。優(yōu)化DFM模擬包括通過DFM模擬來生成參數(shù)或多個參數(shù)的性能指數(shù)。優(yōu)化DFM模擬包括在外部循環(huán)、中間循環(huán)和內(nèi)部循環(huán)中調(diào)整參數(shù)或多個參數(shù)。優(yōu)化DFM模擬還包括在參數(shù)或多個參數(shù)的范圍以上定位參數(shù)或多個參數(shù)的性能指數(shù)的最低點。本發(fā)明還提供了一種優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)的方法。
【專利說明】優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了迅速的發(fā)展。IC材料和技術(shù)的技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生出多代1C，每個新一代IC都具有比前一代更小但更復(fù)雜的電路。在IC的發(fā)展過程中，通常增大了功能密度(即，每個芯片區(qū)域的互連器件數(shù)量)，而減小了幾何尺寸(即，使用制造工藝可以產(chǎn)生的最小部件)。這種按比例縮小的工藝的優(yōu)點在于提高了生產(chǎn)效率并且降低了相關(guān)費用。這種按比例縮小也增加了 IC的加工和制造的復(fù)雜性，并且為了實現(xiàn)這些發(fā)展，IC的加工和制造也需要類似的發(fā)展。
[0003]例如，隨著臨界尺寸(CD)的縮小，相應(yīng)地增大了用于更多集成功能的IC的復(fù)雜性，在先進的節(jié)點上制造半導(dǎo)體器件在經(jīng)濟上存在越來越多的風(fēng)險。因此，能夠探測出潛在故障(諸如，處在晶圓上的幾何布局的印刷圖案中的開口或橋接)的早期預(yù)警是十分重要的?？芍圃煨栽O(shè)計(DFM)模擬是一種在設(shè)計階段中早期發(fā)現(xiàn)潛在的故障的軟件工具設(shè)計。DFM模擬的精確性對確保早期預(yù)警的預(yù)測結(jié)果是否具有重大影響而言是決定性的。因此，需要一種改進DFM模擬的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)模擬的方法，所述方法包括:接收具有特征的集成電路(IC)設(shè)計數(shù)據(jù)；接收具有參數(shù)的工藝數(shù)據(jù)；執(zhí)行所述DFM模擬；以及優(yōu)化所述DFM模擬。
[0005]在所述方法中，進一步包括:使用被處理晶圓接收測量數(shù)據(jù)。
[0006]在所述方法中，執(zhí)行所述DFM模擬包括:使用所述IC設(shè)計數(shù)據(jù)和所述工藝數(shù)據(jù)來生成模擬輸出數(shù)據(jù)。
[0007]在所述方法中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:通過所述DFM模擬來生成所述參數(shù)的性能指數(shù)。
[0008]在所述方法中，生成所述參數(shù)的性能指數(shù)包括:找到模擬輸出數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)之間的差別。
[0009]在所述方法中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:在外部循環(huán)上調(diào)整所述參數(shù)。
[0010]在所述方法中，進一步包括:在中間循環(huán)上調(diào)整所述參數(shù)的階躍。
[0011]在所述方法中，進一步包括:在內(nèi)部循環(huán)上調(diào)整所述參數(shù)的所述階躍的等級。
[0012]在所述方法中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:定位所述參數(shù)在參數(shù)范圍上的性能指數(shù)的最低點。
[0013]在所述方法中，執(zhí)行所述DFM模擬包括:以相繼順序、并行順序或兩種順序的組合來執(zhí)行所述DFM模擬。[0014]在所述方法中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:以相繼順序、并行順序或兩種順序的組合來優(yōu)化所述DFM模擬。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)模擬的方法，所述方法包括:接收具有特征的集成電路(IC)設(shè)計數(shù)據(jù)；接收具有參數(shù)的工藝數(shù)據(jù)，其中，所述參數(shù)包括階躍，并且所述階躍進一步包括等級；通過使用所述IC設(shè)計數(shù)據(jù)和所述工藝數(shù)據(jù)執(zhí)行所述DFM模擬來生成輸出數(shù)據(jù)；使用被處理晶圓來接收測量數(shù)據(jù)；以及優(yōu)化所述DFM模擬，其中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:通過比較所述輸出數(shù)據(jù)和所述測量數(shù)據(jù)來生成所述參數(shù)的性能指數(shù)。
[0016]在所述方法中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:通過調(diào)整所述工藝數(shù)據(jù)的所述參數(shù)來生成所述參數(shù)的性能指數(shù)。
[0017]在所述方法中，進一步包括:定位所述性能指數(shù)的最低點。
[0018]在所述方法中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:以相繼順序、并行順序或以兩種順序的組合來進行優(yōu)化。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)模擬的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；計算系統(tǒng)，被配置成與所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接，其中，所述計算系統(tǒng)被配置成使用參數(shù)來執(zhí)行所述DFM模擬并且通過定位所述參數(shù)的性能指數(shù)的最低點來優(yōu)化所述DFM模擬；以及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，被配置成與所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接。
[0020]在所述系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括:存儲IC設(shè)計數(shù)據(jù)的集成電路(IC)設(shè)計數(shù)據(jù)單元、存儲包括參數(shù)設(shè)定的工藝數(shù)據(jù)的工藝數(shù)據(jù)單元、存儲測量數(shù)據(jù)的測量數(shù)據(jù)單元以及存儲輸出數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)單元。
[0021]在所述系統(tǒng)中，所述計算系統(tǒng)包括至少一個DFM工具和至少一個優(yōu)化工具。
[0022]在所述系統(tǒng)中，所述DFM工具被配置成使用所述IC設(shè)計數(shù)據(jù)和具有參數(shù)設(shè)定集合的所述工藝數(shù)據(jù)并生成所述輸出數(shù)據(jù)來執(zhí)行所述DFM模擬。
[0023]在所述系統(tǒng)中，所述優(yōu)化工具被配置成使用所述輸出數(shù)據(jù)和所述測量數(shù)據(jù)生成所述參數(shù)的性能指數(shù)，并且定位所述參數(shù)的性能指數(shù)的最低點，從而優(yōu)化所述工藝數(shù)據(jù)的所述參數(shù)設(shè)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各種部件沒有被按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的可制造性設(shè)計(DFM)模擬的校正方法的流程圖；
[0026]圖2示出了在根據(jù)一個或多個實施例的方法中監(jiān)控層的校正步驟順序；
[0027]圖3示出了根據(jù)一個或多個實施例的基于可制造性設(shè)計(DFM)模擬的密度分布實例；
[0028]圖4-圖5示出了為了實現(xiàn)一個或多個實施例基于DFM模擬而優(yōu)化參數(shù)的實例；
[0029]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例優(yōu)化DFM模擬的系統(tǒng)的框圖?！揪唧w實施方式】
[0030]以下公開提供了多種不同實施例或?qū)嵗糜趯崿F(xiàn)本發(fā)明的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實例并且不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。另外，本發(fā)明可以在多個實例中重復(fù)參考符號和/或字符。這種重復(fù)用于簡化和清楚，并且其本身不表示所述多個實施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0031]現(xiàn)參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的用于校正可制造性設(shè)計(DFM)工具的方法100的流程圖。方法100包括以兩個操作為開始，諸如，操作105和操作110。方法100以操作105為開始，在該操作中從設(shè)計者或顧客的電路文檔中提供或接受IC設(shè)計布局?jǐn)?shù)據(jù)(或IC設(shè)計布局圖案)。設(shè)計者可以是獨立的設(shè)計公司或可以是根據(jù)IC設(shè)計布局來制造IC器件的半導(dǎo)體加工設(shè)施的部分。在多個實施例中，半導(dǎo)體加工設(shè)施能夠制造光刻掩模、半導(dǎo)體晶圓或這兩者。IC設(shè)計布局包括多種設(shè)計用于IC產(chǎn)品并且基于IC產(chǎn)品的規(guī)格的幾何圖案。
[0032]IC設(shè)計布局存在于具有幾何圖案信息的一個或多個數(shù)據(jù)文檔中。在一個實例中，IC設(shè)計布局顯示為“gds”格式。設(shè)計者(基于被制造的產(chǎn)品的規(guī)格)實現(xiàn)適合的設(shè)計步驟來實施IC設(shè)計布局。設(shè)計步驟可以包括邏輯設(shè)計、物理設(shè)計和/或布局布線。如實例那樣，IC設(shè)計布局的部分包括:將形成在半導(dǎo)體襯底(諸如，硅晶圓)之中和之上的多個IC部件(也稱為主部件)(諸如，有源區(qū)域、柵電極、源極和漏極、金屬線、層間互連的通孔，以及接合焊盤用的開口)以及多個設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上方的材料層。IC設(shè)計布局可以包括特定輔助特征，諸如，成像效應(yīng)、處理增強和/或掩模識別信息。
[0033]如圖1所示，方法100還開始于操作110，在該操作中接收了工藝數(shù)據(jù)。該工藝數(shù)據(jù)包括工藝的物理模塊，處理工具參數(shù)設(shè)定、工藝配方設(shè)定數(shù)據(jù)和其他模塊參數(shù)。工藝數(shù)據(jù)包括多種將被校正或再校正的參數(shù)。在一個實施例中，該工藝包括在襯底上沉積氧化硅膜。在襯底上沉積氧化硅膜的工藝數(shù)據(jù)的參數(shù)包括氧化硅的厚度、沉積速率、沉積時間、沉積溫度以及化學(xué)成分。在另一個實施例中，工藝包括化學(xué)機械拋光(CMP)工藝。CMP的工藝數(shù)據(jù)的參數(shù)包括拋光速率、拋光壓力、拋光時間、目標(biāo)厚度以及相關(guān)階躍高度(st印height)。在其他實施例中，工藝包括在襯底上形成圖案。在襯底上形成圖案的工藝包括:在襯底上涂布光刻膠膜，將涂布在襯底上的光刻膠薄膜曝光，將曝光的光刻膠膜顯影，從而在襯底上形成光刻膠圖案，以及蝕刻光刻膠圖案從而在襯底上形成圖案。涂布光刻膠膜的工藝數(shù)據(jù)的參數(shù)包括光刻膠膜的厚度、旋涂速度以及軟烘焙溫度。曝光光刻膠膜的工藝數(shù)據(jù)的參數(shù)包括透鏡照明孔徑、透鏡離焦偏置、曝光劑量、以及校準(zhǔn)策略。顯影曝光的光刻膠膜的工藝數(shù)據(jù)的參數(shù)包括曝光后烘焙溫度和時間以及顯影浸置時間。蝕刻工藝數(shù)據(jù)的參數(shù)包括蝕刻劑化學(xué)成分、射頻(RF)功率和電壓、偏置電壓以及蝕刻率和時間。在又一個實施例中，該工藝包括形成金屬層和通孔作為互連件。金屬層和通孔的工藝數(shù)據(jù)參數(shù)包括金屬層和通孔的數(shù)量和類型，以及分開金屬互連件的絕緣層的性能。
[0034]方法100進行到操作120，從而使用帶有參數(shù)設(shè)定組的IC設(shè)計布局?jǐn)?shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)來在DFM工具上執(zhí)行DFM模擬。DFM工具包括操作計算機和運行DFM模擬的計算機和軟件。方法100進行到步驟130，從而生成輸出數(shù)據(jù)。該輸出數(shù)據(jù)包括所有的模擬結(jié)果，例如，在模擬時在給定的參數(shù)設(shè)定(例如，曝光劑量，蝕刻速率和時間，或膜沉積時間)的組所用的DFM工具上生成的部件的校正過的臨界尺寸(CD)或沉積在晶圓上的膜的校正過的厚度。 [0035]方法100進行到操作140，從而優(yōu)化DFM模擬。在操作140中，方法100還包括接收在操作150中獲得的測量數(shù)據(jù)。該測量數(shù)據(jù)包括來自被處理晶圓的實際尺寸。該晶圓被工藝和/或工具上的操作單元的處理。測量數(shù)據(jù)可以包括晶圓上的部件的實際的臨界尺寸(CD)或沉積在晶圓上的膜的實際厚度。在一些實施例中，為了普遍的跨計算平臺可移植性，操作130中的輸出數(shù)據(jù)和步驟150中的測量數(shù)據(jù)可以被轉(zhuǎn)換成通用的格式，例如，ASCII格式或CSV格式。
[0036]如圖1所示，使用優(yōu)化工具來執(zhí)行操作140中的優(yōu)化模擬。該優(yōu)化工具被構(gòu)建在計算平臺上，例如，在MS-Windows或Linux上。優(yōu)化工具可以使用另一個計算平臺或與DFM工具共享公共計算平臺。操作140中的優(yōu)化模擬包括集成三個子操作，諸如，評估模擬輸出數(shù)據(jù)和晶圓上的測量數(shù)據(jù)，基于該評估做出決定以及基于該決定調(diào)整DFM工具的參數(shù)設(shè)定。在一些實施例中，經(jīng)過調(diào)整的參數(shù)設(shè)定也被稱為校正參數(shù)設(shè)定。該校正參數(shù)設(shè)定被再次傳送給操作105來為工藝數(shù)據(jù)設(shè)定新參數(shù)設(shè)定組。帶有新參數(shù)設(shè)定組的工藝數(shù)據(jù)被傳送給操作120，從而使用新參數(shù)設(shè)定來執(zhí)行DFM模擬。在操作130中，使用校正參數(shù)設(shè)定生成新輸出數(shù)據(jù)。新輸出數(shù)據(jù)被傳送給操作140用來優(yōu)化模擬。新參數(shù)設(shè)定組被重新校正。可以多次執(zhí)行該循環(huán)，直到參數(shù)設(shè)定得到了良好的調(diào)整和優(yōu)化，并且生成了令人滿意的DFM模擬輸出數(shù)據(jù)為止?？梢栽诜椒?00之前、期間和之后提供額外的操作，并且對于方法100的其他實施例而言，所述的一些操作可以被替換、刪除、或移動。
[0037]在一個實施例中，DFM工具和優(yōu)化工具可以存在于相同的計算平臺上，例如，LINUX。監(jiān)控機構(gòu)使整個校正工藝一體化并且對數(shù)據(jù)流進行控制，兩個工具充當(dāng)了功能提供者。在另一個實施例中，DFM工具和優(yōu)化工具被構(gòu)建在不同的計算平臺上，例如，DFM工具在MS-WIND0W上，而優(yōu)化工具在LINUX上。監(jiān)控循環(huán)被構(gòu)造用于橫跨不同平臺地管理分配計算服務(wù)和數(shù)據(jù)。
[0038]現(xiàn)參考圖2，示出了根據(jù)一個或多個實施例的在方法100中的監(jiān)控層的校正步驟的順序200。順序200包括外部循環(huán)220、中間循環(huán)240以及內(nèi)部循環(huán)260。外部循環(huán)220包括多個參數(shù)k, k= {1...η},用于每次校正。中間循環(huán)240包括多個階躍m, m = {ml,m2...}，用于每個參數(shù)k。內(nèi)部循環(huán)260包括多個分辨率網(wǎng)格等級(參數(shù)設(shè)定的最小增量變化)n, n= {nl, η2...,用于每個階躍m。在一些實施例中，每個參數(shù)k被分成m個階躍用于中級校正。每個階躍m被分成η個網(wǎng)格用于精細(xì)校正。優(yōu)化工具的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被構(gòu)建成能夠在相繼校正的一個參數(shù)中或并行校正的多個參數(shù)中實現(xiàn)對外部循環(huán)220、中間循環(huán)240和內(nèi)部循環(huán)260三層的校正。對與配方階躍(recipe step)、分辨率網(wǎng)格和其他重要的因素的精確數(shù)量相關(guān)的監(jiān)控結(jié)構(gòu)的其他實例而言，可以添加更多嵌入式循環(huán)。
[0039]在本發(fā)明的實施例中，介紹了 DFM模擬的性能指數(shù)Ι(Φ ;ω)。DFM模擬的性能指數(shù)被定義為:
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)模擬的方法，所述方法包括: 接收具有特征的集成電路(IC)設(shè)計數(shù)據(jù)； 接收具有參數(shù)的工藝數(shù)據(jù)； 執(zhí)行所述DFM模擬；以及 優(yōu)化所述DFM模擬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括:使用被處理晶圓接收測量數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行所述DFM模擬包括:使用所述IC設(shè)計數(shù)據(jù)和所述工藝數(shù)據(jù)來生成模擬輸出數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:通過所述DFM模擬來生成所述參數(shù)的性能指數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，生成所述參數(shù)的性能指數(shù)包括:找到模擬輸出數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)之間的差別。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:在外部循環(huán)上調(diào)整所述參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括:在中間循環(huán)上調(diào)整所述參數(shù)的階躍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括:在內(nèi)部循環(huán)上調(diào)整所述參數(shù)的所述階躍的等級。
9.一種優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)模擬的方法，所述方法包括: 接收具有特征的集成電路(IC)設(shè)計數(shù)據(jù)； 接收具有參數(shù)的工藝數(shù)據(jù)，其中，所述參數(shù)包括階躍，并且所述階躍進一步包括等級； 通過使用所述IC設(shè)計數(shù)據(jù)和所述工藝數(shù)據(jù)執(zhí)行所述DFM模擬來生成輸出數(shù)據(jù)； 使用被處理晶圓來接收測量數(shù)據(jù)；以及 優(yōu)化所述DFM模擬，其中，優(yōu)化所述DFM模擬包括:通過比較所述輸出數(shù)據(jù)和所述測量數(shù)據(jù)來生成所述參數(shù)的性能指數(shù)。
10.一種用于優(yōu)化可制造性設(shè)計(DFM)模擬的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)； 計算系統(tǒng)，被配置成與所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接，其中，所述計算系統(tǒng)被配置成使用參數(shù)來執(zhí)行所述DFM模擬并且通過定位所述參數(shù)的性能指數(shù)的最低點來優(yōu)化所述DFM模擬；以及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，被配置成與所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接。
【文檔編號】G06F17/50GK103577624SQ201310022708
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】許強, 鄭彥威, 曾衍迪, 牟忠一, 林進祥 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司