TW201915793A

TW201915793A - 電路佈局著色方法

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Publication number: TW201915793A
Application number: TW106140715A
Authority: TW
Inventors: 江嘉評; 池明輝; 許志瑋; 吳秉杰; 張雅婷; 王琮瑜; 鄭文立; 鄞暉恩; 黃文俊; 劉如淦; 高蔡勝
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-04-16
Also published as: US20220335192A1; US20190095569A1; TWI748005B; US20210019464A1; US20200050725A1; US11790145B2; US11392742B2; CN109582991A; US10509881B2; US10796055B2; US20230367942A1

Abstract

本揭露之實施例提供了一種著色方法，藉由座標對多重圖案化技術(MPT)相容的佈局設計中，G0鏈接網路的節點進行排序及預著色，在一實施例中，一種方法識別一電路佈局中的目標網路，每一目標網路具有表示電路圖案的二或多個鏈接節點，並且每一目標網路係呈現在一虛擬X-Y座標平面中，將一第一特徵分配給每一目標網路中的一第一節點，使用一基於座標的方法確定該第一節點，以及以交替的方式將該第一特徵及一第二特徵分配給每一目標網路中的其餘節點，使每一目標網路中任意兩個緊鄰的鏈接節點具有不同特徵。

Description

電路佈局著色方法

本揭露係有關於一種電路佈局著色方法，特別是有關於雙重或多重圖案化技術電路佈局的著色方法。

積體電路晶片係由包括設計階段及隨後的製造階段的流程所製造。在設計階段中，積體電路晶片(integrated chip，IC)的佈局(layout)係生成為一電子檔案。該佈局包括幾何形狀，其對應於將在晶片上所製造的結構。在製造階段中，該佈局係形成在一半導體工件上。

傳統的微影工具可以實現的解析度限於45奈米(nm)半間距(half pitch)。為了繼續使用現有的微影工具以解析更小的空間，已經開發了雙重圖案化方法。雙重圖案化方法涉及將目標電路圖案分割(例如，分割或分離)為兩個分開的圖案。接著使用兩個獨立的光罩，先後在一基板的單層上，分別地形成兩個分離的圖案。通過將一佈局拆分成多個不同的光罩，合成圖案中的最小線間距係減小的，且同時保有良好的解析度。

為了使用雙重圖案化方法，目標電路圖案必須是相容雙重圖案化的，這表示目標電路圖案能夠被分解成兩個分離的圖案，而每一圖案可以使用傳統微影工具，在單層光阻中形成。為了便於可視化，分配給用於曝光相同層的相同或不同光罩之圖案，通常以不同的顏色繪製。然而，這種顏色分配過程已經被觀察到可能是有問題的。舉例而言，在電路圖案的分解處理期間，用於形成第一分解圖案的第一光罩在電子設計自動化(Electronic Design Automation，EDA)佈局工具中，隨機地以第一顏色表示(例如，黑色)，而用於形成第二分解圖案的第二光罩在電路設計工具中，可能以第二不同顏色表示(例如，灰色)。然而，在相同電路圖案的下一個分解處理期間，用於形成第一分解圖案的第一光罩在電路設計工具中，隨機地以第二顏色表示(例如，灰色)，而用於形成第二分解圖案的第二光罩在EDA佈局工具中，可能以第一顏色表示(例如黑色)。換句話說，即使分析相同的電路圖案，EDA佈局工具也可能不時地產生不同的著色結果(即，不同的光罩分配)。

由於設計改變或由不同客戶/晶片設計者適用不同的資料庫層級，著色結果可能因晶片而異。基於相同原因，著色結果也可能在同一晶片內因位置而異。著色結果的不一致，會導致半導體元件製造的不確定性。

本發明根據一些實施例提供一種電路佈局著色方法，包括識別一電路佈局中的多個目標網路，每一目標網路具有代表電路圖案的至少二個鏈接節點，並且每一目標網路係呈現在一虛擬X-Y座標平面中；將一第一特徵分配給每一目標網路中的一第一節點；使用一基於座標的方法確定第一節點，以及以交替的方式將第一特徵及一第二特徵分配給每一目標網路中的其餘節點，使每一目標網路中任意兩個緊鄰的鏈接節點具有不同特徵。

100‧‧‧佈局

102、104、106、108、110、112‧‧‧電路圖案

114、116、118、120、122、124‧‧‧節點

126、128、130、132‧‧‧鏈接

200‧‧‧DPT相容佈局設計

202、204、206‧‧‧G0鏈接網路

202a、202b、202c、204a、204b、204c、206a、206b、206c、206d‧‧‧節點

300‧‧‧著色方法

302、304、306、308、310、312‧‧‧操作

400‧‧‧電路佈局

402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413‧‧‧節點

414、416、418、420‧‧‧G0鏈接網路

500‧‧‧電路佈局

502、503、504、505、506、507‧‧‧節點

514、516‧‧‧G0鏈接網路

600‧‧‧電路佈局

600A‧‧‧區域

602‧‧‧第一組線

604‧‧‧第二組線

606、608、610、612、614、616、618‧‧‧方塊

700‧‧‧電路佈局

700A、700B‧‧‧區域

800‧‧‧系統

802‧‧‧設計規則檢查器

804‧‧‧設計資料庫

806‧‧‧電子設計自動化工具

808‧‧‧儲存媒體

810‧‧‧著色指紋資料庫

812‧‧‧程式指令

814‧‧‧光罩分配工具

816‧‧‧光罩分配資料

818‧‧‧非暫態機器可讀取儲存媒體

以下將配合所附圖式詳述本揭露之各面向。應注意的是，依據在業界的標準做法，各種特徵並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本揭露的特徵。

第1A~1D圖描繪在顏色分配之後，具有六個電路圖案佈局其中一部分的四種不同著色結果。

第2A及2B圖描繪根據本揭露之一個實施例的著色方法，應用該方法之前及之後的DPT相容佈局設計的一部分。

第3圖描繪根據本揭露之實施例的示例性著色方法流程圖。

第4A~4D圖係根據第3圖的流程圖，描繪處於不同階段的積體電路晶片1的DPT相容電路佈局之一部分。

第5A~5D圖係根據第3圖的流程圖，描繪在不同階段的積體電路晶片2的DPT相容電路佈局之一部分。

第6圖係根據本揭露的著色方法，描繪已被著色的複數G0鏈接網路的示例性電路佈局的區域。

第7A圖描繪具有與第6圖的區域匹配的G0鏈接網路的電路佈局的區域。

第7B圖描繪該G0鏈接網路在光罩分配後，已被著色。

第8圖描繪可用來實施本揭露的各種實施例之系統。

以下公開許多不同的實施方法或是實施例來實行所提供之標的之不同特徵，以下描述具體的元件及其排列的實施例以闡述本揭露。當然這些實施例僅用以例示，且不該以此限定本揭露的範圍。例如，在說明書中提到第一特徵形成於第二特徵之上，其包括第一特徵與第二特徵是直接接觸的實施例，另外也包括於第一特徵與第二特徵之間另外有其他特徵的實施例，亦即，第一特徵與第二特徵並非直接接觸。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示，這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。

此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如“在...下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。

本揭露提供了一種新穎著色方法，用於電子設計自動化(EDA)佈局工具中，用以調節雙重圖案化技術DPT(Double-Patterning Technology，DPT)相容佈局，使得在分解過程後，所有或目標G0鏈接網路(G0-linked network)係被排序，並遵循預定的著色方法被指定顏色。G0鏈接網路的著色結果從晶片到晶片係一致的或在同一晶片內位置到位置係一致的。與G0鏈接網路相關的獨特著色結果，可以被儲存在系統中，並用作識別和分配相同或重複的G0鏈接網路的光罩的指紋。應該理解的是，在本揭露中討論與DPT相關的各種實施例，係為了便於解釋這些概念。本揭露的方法和概念可應用於具有更多光罩的三重圖案化技術(Triple-Patterning Technology，TPT)或多重圖案化技術(Multiple-Patterning Technology，MPT)。

一種DPT光罩分配方法通常包括：(1)識別佈局是否具有一原生的DPT衝突(native DPT conflict)，其會妨礙佈局分解成要使用的預定數量的光罩；(2)必要時修改佈局，以消除該DPT衝突；以及(3)將佈局中的電路圖案，分配給預定數量的光罩。如下所述，對於使用二或更多個光罩來圖案化單層的DPT，可以系統地實現步驟(1)。

第1A圖顯示具有六個電路圖案102、104、106、108、110及112的佈局100之一部分。初始佈局可以由放置和路線工具(place and route tool)所生成。該佈局可以是計算機輔助設計格式(例如，GDSII)、晶片設計或從一設計資料庫中取得。在一些實施例中，該佈局包括一積體電路之一個層上的所有電路圖案。在其他實施例中，該佈局包括在該積體電路之該層的一區域內之電路圖案的子集。電路圖案可以是線路後端(back end of line，BEOL)的互連層的互連(線路層)圖案或主動元件(線路前端)層圖案。舉例而言，電路圖案可以是任何特徵(部件)，例如“線”、“塊”、“通孔”、“開口”、“孔”、“通道”、“凹陷”、“插頭”等等，適合用以提供可以在一結構內水平及/或垂直延伸的接觸路徑(contact path)。

第1圖所示者為代表多個電路圖案的圖形，其係重疊在該佈局上。該圖形包括分別代表電路圖案102、104、106、108、110及112的四個節點114、116、118、120、122及124。儘管參考了下面的節點，但可以理解的是，該些節點係為電路圖案的集總表示(lumped representations)。該些節點便於繪圖，並且用於使用EDA佈局工具分析和分配電路圖案到各種光罩的目的。因此，該些節點可以是任何形式的多邊形。

對於一既定的IC技術(例如，65nm、45nm、28nm等)，定義相應的最小間隔距離(縮寫為G0)，使得彼此距離比G0距離更近的兩個圖案，不能使用單一光罩以良好的解析度進行圖案化及曝光。任意兩個以小於該最小間隔距離的距離分開的節點，係以鏈接(link)(在此稱為“G0間隔(G0-space)”)表示，這意味著，與這些節點相關聯的圖案太過於接近以至於無法在相同的光罩中。在第1A圖中，節點114及116、節點116及118、節點118及120，以及節點122及124之間的距離小於該最小間隔距離，因此分別以鏈接126、128、130、130及132表示。第1A圖顯示節點114、116、118及120係鏈接在一起，以形成一網路，其在本文中被稱為“G0鏈接網路1”。同樣地，節點122及124被鏈接在一起以形成另一個網路，這裡被稱為“G0鏈接網路2”。

諸如設計規則檢查器(design rule checker，DRC)軟體等適當的軟體，可用於系統化地檢查佈局設計，並顯示佈局設計中之所有G0鏈接網路或G0間隔。EDA佈局工具或任何合適的自動化工具，接著使用該資訊來對該佈局設計中的一或多個節點預先著色，使得與預著色節點相關聯的圖案由相同的光罩形成。例如，在第1A圖的佈局100中，節點114及124可以被預著色成對應於第一光罩的第一顏色(例如，黑色)。在預著色後，分解演算法將以交替的方式將顏色分配給節點116、118、120及122，使得任意兩個緊鄰的鏈接節點被分配不同的顏色。也就是說，節點118將被分配為第一顏色(黑色)，而節點116、120及122被分配為第二顏色(例如，灰色)，其對應於第二光罩。利用這組分配，在每一曝光步驟中所形成的圖案，可以清晰地圖案化。若可以將一佈局中的電路圖案分解，並分配給兩個不同的光罩，則可使得在每一光罩內，沒有一對相鄰圖案彼此比最小間隔距離更接近，故該佈局係相容於雙重圖案化技術(DPT)。相似地，若可將一佈局中的一電路圖案分解，並分配給N個不同的光罩(N>2)，則可使得對於每一光罩沒有一對相鄰圖案彼此比最小間隔距離更接近，那麼該佈局係相容於多重圖案化技術(MPT)。

已經觀察到，儘管在DPT相容佈局中的大多數電路圖案可被分成兩個光罩，但EDA佈局工具可能在預著色階段，有時向相同的節點分配不同的顏色，導致在分解電路圖案之後有著各種著色組合。舉例而言，對於第1A圖的佈局100而言，EDA佈局工具可能分配具有第一顏色(例如，黑色)的節點114及124、具有第二顏色(例如，灰色)的節點114及124、具有第一顏色節點114及122(例如，黑色)或者具有第二顏色(例如，灰色)的節點114及122。分解演算法接著以一交替方式，將顏色分配給預著色節點之間的節點，導致總共四種不同的著色結果(或所謂的解決方案)，如第1A至1D圖所示。如前所討論的，由於設計改變或由不同的客戶端/晶片設計者調整的不同資料庫層次結構，著色結果可能因晶片而異。出於同樣的原因，同一晶片內的著色結果也可能因位置而異。換句話說，即使分析出非常相同的G0鏈接網路，EDA佈局工具也可能產生四種不同的著色結果(即，解決方案)。

不同的著色結果可能導致在各種環境中，對特定的節點(圖案)進行不同的處理。舉例而言，對於第1B圖所示的解決方案而言，節點116、120及124被分配為第二顏色(例如，灰色)，這意味著電路圖案104、108及112係由第二光罩所形成。當電路圖案104、108及112首先形成在一IC的一個層或該層的一區域時，因為電路圖案102、106及110尚未由第一光罩所形成，因此在該IC的該層或該層的區域上不存在其它電路圖案。該G0鏈接網路2的節點124，可以“看到”該IC的該層或該層的區域中的節點116及120。仔細而言，節點124看到鄰近節點124的節點120。在這種情況下，第1B圖中G0鏈接網路2的節點124被稱為“光罩B密集(mask B dense)”環境。

相似地，對於第1C圖中所示的解決方案而言，節點116、120及124被分配為第一顏色(例如，黑色)，這意味著電路圖案104、108及112係由第一光罩所形成。當電路圖案104、108及112首先形成在一IC的一個層或該層的一區域時，因為電路圖案102、106及110尚未由第二光罩所形成，因此在該IC之該層或該層的區域上不存在其它電路圖案。該G0鏈接網路2的節點124可以“看到”該IC的該層或該層的區域中的節點116及120。仔細而言，節點124看到接近節點124的節點120。在這種情況下，第1C圖中G0鏈接網路2的節點124被稱為“光罩A密集”環境。

另一方面，對於第1A圖所示的解決方案而言，節點114、118及124被分配為第一顏色(例如，黑色)，這意味著電路圖案102、106及112係由第一光罩所形成。當電路圖案102、106及112首先形成在一IC的一個層或該層的一區域時，因為電路圖案104、108及110尚未由第二光罩所形成，因此在該IC的該層或該層的區域上不存在其它電路圖案。對於G0鏈接網路2的節點124，它“看不到”該IC的該層或該層的區域中的其他節點，而是看到也在該第一光罩所形成的節點114及118。仔細而言，節點124看不到節點120，否則若節點120處於“光罩A密集”的環境下，其將看到節點120。在這種情況下，第1A圖中的G0鏈接網路2的節點124被稱為“光罩A隔離(mask A isolated)”環境。

相似地，對於第1D圖所示的解決方案而言，節點114、118及124被分配為第二顏色(例如，灰色)，這意味著電路圖案102、106及112係由第二光罩所形成。當電路圖案102、106及112首先形成在一IC的一個層或該層的一區域時，因為電路圖案104、108及110尚未由第一光罩所形成，因此在該IC的該層或該層的區域上不存在其它電路圖案。對於G0鏈接網路2的節點124，它“看不到”該IC的該層或該層的區域中的其他節點，而是看到也在該第二光罩所形成的節點114及118。仔細而言，節點124看不到節點120，否則若節點120處於“光罩B 密集”的環境下，其將看到節點120。在這種情況下，第1D圖中的G0鏈接網路2的節點124被稱為“光罩B隔離”環境。

從第1A~1D圖中可以看出，由於在分解過程中產生不同的著色結果，G0鏈接網路2的節點124可以處於四種不同的環境(即，“光罩A隔離”、“光罩B隔離”、“光罩A密集”及“光罩B密集”)。基於相同的原因，G0鏈接網路2的節點122以及G0鏈接網路1的其他節點，也可以處於隔離及/或密集的環境中。用於形成電路圖案的製程條件，可以在不同的環境中變化。舉例而言，當G0鏈接網路2的節點124處於如第1C圖所示的“光罩A密集”環境中，用於形成圖案112(例如，通孔)的蝕刻劑量，可以不同於若G0鏈接網路2的節點124處於如第1A圖所示的“光罩A隔離”環境中，因為節點120係由與節點124相同的光罩所形成，並且非常接近節點124(即節點124看的到節點120)。在這種情況下，考慮到圖案112及圖案108兩者係同時形成在附近，與在“光罩A隔離”環境中形成的圖案112所使用的量相比，用於形成圖案108及112的蝕刻劑量可以相對較少(即，節點124看不到節點120)。不僅是蝕刻劑量可能在不同的環境中，針對每一節點而變化，所用於形成特定節點的蝕刻劑接收量(etchant receipt)也可能不時地改變，因為設計改變或不同客戶/晶片設計者調整不同的資料庫，該特定節點可能被分配到不同的顏色(不同的光罩)。

不同的著色組合可導致在微影製程中，製程接收量(process receipts)的各種變化，以及半導體元件製造中的不確定性，因為在分解過程期間，著色結果的不一致性，造成每一G0鏈接網路的每一節點可能處於各種環境中。然而，先進節點的製程限制(例如，微影、蝕刻或CMP等)，不能容忍在臨界點或熱區意外的著色組合，這可能包括由臨界尺寸的橋接或收縮所形成的製程弱點區域，可能有很大的機率導致缺陷。這些問題尤在目標區域的G0鏈接網路的數量增加時變得更糟。

本揭露的示例性著色方法可應用於DPT相容佈局(即，佈局中的電路圖案可以被分成兩個光罩，並因此是可著二色的(2-colorable))，用以避免因著色結果的不一致而導致製程問題。第2A及2B圖描繪根據本揭露之一個實施例的著色方法，其應用前及應用後的DPT相容佈局設計200的一部分。在第2A圖中，藉由諸如設計規則檢查器(DRC)軟體等軟體來識別DPT相容佈局設計200中的三個G0鏈接網路202、204及206(“目標網路”)。可以理解的是，為了說明目的，這裡示出三個G0鏈接網路。該DPT相容佈局設計200可具有其他的G0鏈接網路。此外，本揭露的實施例適用於多重圖案化技術(MPT)相容的佈局設計。

第2A圖中所示的每一G0鏈接網路202、204、206包括三個或更多節點。例如，G0鏈接網路202具有節點202a、202b、202c，而G0鏈接網路204具有節點204a、204b、204c，以及G0鏈接網路206具有節點206a、206b、206c、206d。如前所述，節點用以表示電路圖案，其可以是線路後端(back end of line，BEOL)的互連層的互連(線路層)圖案或主動元件(線路前端)層圖案。每一G0鏈接網路202、204、206中的節點係鏈接在一起的，因為對於一既定的IC技術(例如，45nm、20nm、 16nm等)，它們以小於最小間隔距離(即，G0間隔)的距離分隔。對於193nm的微影製程而言，最小間隔距離可以是約70nm至120nm，例如大約100nm。

在G0鏈接網路202、204及206已被識別後，執行該著色方法以預著色每一G0鏈接網路中的節點。該著色方法可由EDA佈局工具或任何適合的自動化工具來執行。在一個實施例中，該著色方法是一基於座標的著色方法，其藉由座標對每一G0鏈接網路202、204、206中的節點進行排序和預著色。舉例而言，可在EDA佈局工具中的虛擬X-Y座標平面中，呈現具有所有G0鏈接網路或感興趣的G0鏈接網路(例如，G0鏈接網路202、204、206)的DPT相容佈局設計200。因此，每一G0鏈接網路中的節點被呈現在該虛擬X-Y座標平面中。在一個實施例中，藉由EDA佈局工具，將每一G0鏈接網路中，最接近Y軸(即，最小X座標的節點)的節點，指定為第一顏色(顏色1)。如果發現G0鏈接網路中的兩個或更多個節點具有相同的X座標，則最接近X軸的節點(即，最小Y座標的節點)將被指定為該第一顏色。換句話說，每一G0鏈接網路中，最小X座標以及最小Y座標的節點將被分配為該第一顏色。

舉例來說，在第2A圖所示的實施例中，G0鏈接網路202具有三個節點202a、202b、202c。節點202a具有座標(x1，y6)，而節點202b具有座標(x1，y4)。雖然節點202a及節點202b具有相同的X座標，但因為節點202b更接近X軸，節點202b將被指定為第一顏色。相似地，G0鏈接網路204具有三個節點204a、204b、204c，節點204a具有座標(x4，y9)，將被指定為第一顏色，因為它比節點204b(x6，y9)及節點204c(x5，y7)最接近Y軸。G0鏈接網路206具有四個節點206a、206b、206c、206d，節點206c具有座標(x6，y3)將被指定為第一顏色，因為它比節點206a(x9，y7)、節點206b(x8，y5)及節點206d(x8，y1)是最接近於Y軸的節點。

在每一G0鏈接網路中的第一節點已被指定為第一顏色後，EDA佈局工具執行分解演算法，以交替的方式將第一和第二顏色分配給每一G0鏈接網路中的其餘節點，使得每一G0鏈接網路中，任意兩個緊鄰的鏈接節點指定不同的顏色。舉例而言，在第2A圖所示的實施例中，G0鏈接網路202的節點202b已被指定為第一顏色，因此節點202a及202c將被指定為第二顏色(顏色2)，如第2B圖所示。相似地，G0鏈接網路204的節點204a已被指定為第一顏色，因此節點204c將被指定為第二顏色，而節點204b將被指定為第一顏色，如第2B圖所示。類似地，G0鏈接網路206的節點206c已被指定為第一顏色，因此節點206b及206d將被指定為第二顏色，且節點206a將被指定為第一顏色，如第2B圖所示。

一旦每一G0鏈接網路中的所有節點都已被著色，則執行光罩分配程序。例如，指定為顏色1的節點將被分配給一第一光罩，而指定顏色2的節點將被分配給一第二光罩，反之亦然。

應被注意的是，雖然本文中討論的著色方法係基於“最小X座標先，接著最小Y座標”規則(即，具有最小X座標及最小Y座標的節點)，向每一G0鏈接網路中的節點指定顏色。然而，本揭露的概念同樣適用於“最小X座標先，接著最大Y座標”規則(即，具有最小X座標及最大Y座標的節點)、“最大X座標先，接著最小Y座標”規則(即，具有最大X座標及最小Y座標的節點)、或者“最大X座標先，接著最大Y座標”規則(即，具有最大X座標及最大Y座標的節點)。只要是一個統一的規則，適用於DPT相容佈局設計中的所有G0鏈接網路，其他規則也可使用。此外，雖然在本揭露中討論的是術語“顏色”，但可以預期，顏色可被任何適合的區別特徵所代替，例如形狀，數字，圖像(icon)，符號等等。

對於那些非DPT相容的佈局設計，例如，違反最小間隔要求(spacing requirement)的G0間隔的總數是奇數(即，奇數循環(odd-cycle loop))，該佈局設計需在應用該著色方法前被改變。在這種情況下，該佈局設計需要被改變，使得G0間隔形成偶數循環(even-cycle loop)，這表示電路圖案可被分成兩個光罩，且可著二色的。迴路係指在形成循環序列的多個節點(或多邊形)間的G0間隔。

第3圖係描繪根據本揭露之實施例的示例性著色方法300流程圖。第4A至4D圖係根據第3圖的流程圖，描繪處於不同階段的積體電路晶片1的DPT相容電路佈局400之一部分。儘管在圖式中，繪示出了各種操作並且描述在此，但並不意味著對於這些步驟的順序或者中間步驟的存在或不存在進行限制。而被描述為依序的操作除非是明確指明，否則僅僅出於解釋的目的，至少部分(如果不是全部)不排除各個步驟實際上以並行或重疊的方式執行的可能性。

著色方法300從操作302開始，其接收一電路佈局，例如第4A圖所示的電路佈局400。初始的電路佈局400可藉由一放置及佈線工具產生。該電路佈局可以是計算機輔助設計格式(例如，GDSII)、晶片設計、或從一設計資料庫中取得。該電路佈局400具有代表多個電路圖案的複數節點402~413。在一些實施例中，節點402~413表示該IC的單一層中的電路圖案。該節點402~413可以是任何形式的多邊形。電路圖案可以是線路後端(BEOL)互連層的互連(線路層)圖案或主動元件(線路前端)層圖案。在一個實施例中，該電路佈局400可包括一IC的一個層上的所有電路圖案。在一個實施例中，該電路佈局可包括該IC的該層之一區域內電路圖案的一子集。

在操作304，根據設計規則，例如間隔規則，檢查電路佈局400，以識別所有具有G0間隔的G0鏈接網路(“目標網路”)。設計規則可以使用設計規則檢查器(DRC)軟體或任何適合的軟體來系統化地檢查，以顯示電路佈局400中所有G0鏈接網路或G0間隔。如前所述，，G0間隔是指節點以小於一既定的IC技術(例如，45nm、20nm、16nm等等)之最小間隔距離的距離來分隔。對於193nm微影製程而言，最小間隔距離可以是大約70nm至大約120nm，例如大約100nm。第4B圖顯示四個G0鏈接網路414、416、418、420已被識別。

在操作306，使每一G0鏈接網路414、416、418、420，受如上述第2A及2B圖的基於座標的著色方法所支配。如前所討論的，該基於座標的著色方法係藉由EDA佈局工具或任何適合的自動化工具執行，以對每一G0鏈接網路414、416、 418、420中的節點進行排序及預著色，使得每一G0鏈接網路中，最接近Y軸(即，具有最小X座標的節點)的節點指定為第一顏色(顏色1)。若G0鏈接網路中的二或更多節點具有相同的X座標，那麼最接近X軸兩個或更多個節點的節點(即，具有最小Y座標的節點)將被指定為該第一顏色。換句話說，每一G0鏈接網路中具有最小X座標及最小Y座標的節點將被分配為該第一顏色。第4C圖顯示每一G0鏈接網路414、416、418、420已使用基於座標的著色方法被排序及預著色。在第4C圖的實施例中，G0鏈接網路414的節點402、G0鏈接網路416的節點406、G0鏈接網路418的節點408以及G0鏈接網路420的節點412已被指定為第一顏色(顏色1)。

在操作308，在每一G0鏈接網路414、416、418、420中的節點已被預著色後，藉由EDA工具執行分解演算法，以交替的方式將顏色分配給每一G0鏈接網路414、416、418、420中的其餘節點，使每一G0鏈接網路414、416、418、420中任意兩個緊鄰的節點，彼此具有不同顏色。第4D圖顯示在該分解過程(decomposition process)後，G0鏈接網路414、416、418、420的顏色分配，其中G0鏈接網路414的節點403及405被指定為第二顏色(顏色2)、節點404被指定為第一種顏色、G0鏈接網路416的節點407被指定為第二顏色、G0鏈接網路418的節點409和411被指定為第二顏色、節點410被指定為第一顏色；以及G0鏈接網路420的節點413被指定為第二顏色。

在操作310，一旦每一G0鏈接網路中的所有節點都已被著色，則執行一光罩分配程序。例如，每一G0鏈接網路 414、416、418、420中，被指定為顏色1的節點(例如，節點402、404、406、408、410、412)將被分配給第一光罩，而被指定為顏色2的節點(例如，節點403、405、407、409、411、413)將被分配給第二光罩，反之亦然。接著，將光罩分配資料輸出至可讀取儲存媒體，以供微影製程使用。

在操作312，一旦光罩分配程序完成，則使用分配的光罩，執行一微影製程，以圖案化半導體基板。

第5A~5D圖係根據第3圖的流程圖，描繪在不同階段的積體電路晶片2的DPT相容電路佈局500之一部分。類似於第4A~4D圖，接收的電路佈局500具有多個用以代表多個電路圖案的節點502~507，如第5A圖所示。節點502~507具有實質上與第4A圖的節點402~413相同的配置。根據設計規則，例如間隔規則，系統地檢查電路佈局500，用以識別出所有具有G0間隔的G0鏈接網路。第5B圖顯示兩個G0鏈接網路514及516已被識別。接著，使每一G0鏈接網路514、516，受如上述第2A及2B圖的基於座標的著色方法所支配。第5C圖顯示每一G0鏈接網路514、516已使用基於座標的著色方法，被排序及預著色。在第5C圖的實施例中，G0鏈接網路514的節點502及G0鏈接網路516的節點506已被指定為第一顏色(顏色1)。

在每一G0鏈接網路514、516中的節點已被預著色後，執行分解演算法，以交替的方式將顏色分配給每一G0鏈接網路514、516中的其餘節點，使每一G0鏈接網路514、516中，任意兩個緊鄰的鏈接節點分配為彼此不同的顏色。第5D圖顯示在分解過程之後，G0鏈接網路514、516的顏色指定，其中G0 鏈接網路514的節點503及505指定為第二顏色(顏色2)、節點504指定為第一顏色，而G0鏈接網路516的節點507指定為第二顏色。

一旦每一G0鏈接網路514、516中的所有節點皆已被著色，則執行光罩分配程序。例如，每一G0鏈接網路514、516中，指定為顏色1的節點(例如，節點502、504、506)，將被分配給第一光罩，而指定為顏色2的節點(例如，節點503、505、507)將被分配給第二光罩，反之亦然。

第4D及5D圖所示的著色結果證明，即使來自不同的電路佈局400、500並且被設計用於不同的積體電路晶片，相同或相似的G0鏈接網路也將具有相同的著色結果/序列。換句話說，在佈局設計中，無論客戶/晶片設計人員採用哪種資料庫，或者已經做出或將要做出多少設計變更，在一或多個DPT相容的佈局設計中，所有G0鏈接網路將具有一致的著色結果/組合。因此，無論G0鏈接網路中的節點係處於密集或隔離的環境中，都可避免半導體元件製造中的不確定性。

此外，既然DPT相容佈局設計中的每一G0鏈接網路的著色結果是可預測的，且從一個位置到另一個位置或從一個晶片到另一個晶片是一致的，因此這種著色唯一性可用來構建著色指紋資料庫，用以即時為重複G0鏈接網路分配光罩。舉例而言，第4D圖所示的G0鏈接網路414、416、418、420的唯一佈置，可作為指紋區域儲存在非暫態機器可讀取儲存媒體中，以用於光罩分配過程。接著，可使用EDA工具、圖案匹配工具或任何適合的圖案識別工具，來搜尋/分析任何IC佈局設計中的形狀。若EDA工具或圖案匹配工具發現一G0鏈接網路，其具有與儲存在機器可讀取儲存媒體中的G0鏈接網路414、416、418、420相同或實質上相似的佈置，則與G0鏈接網路414、416、418、420相關聯的唯一著色組合(即，光罩分配)，將被自動地或手動地分配給新的G0鏈接網路。這麼一來，與指紋區域匹配的圖案，將被分配與指紋區域中的G0鏈接網路相同的著色結果。

第6圖係描繪根據本揭露的示例性著色方法，已被著色的複數G0鏈接網路的示例性電路佈局600的區域600A。電路佈局600的區域600A具有代表各種長度金屬線的第一組線(統一顯示為602)以及代表各種長度金屬線的第二組線(統一顯示為604)。第一組線602已被分配給第一光罩(以灰色表示)，第二組線604已被分配給第二光罩(以白色表示)。電路佈局600的區域600A也具有代表通孔的複數方塊(統一顯示為606)。該等金屬線可以設置在IC中，該等通孔之上及/或之下的不同層上。具有G0間隔的方塊606被鏈接並標識為G0鏈接網路，為了說明目的，其中僅顯示方塊608、610、612、614、616及618。

可以看出，使用上述關於第2A~5D圖的著色方法，每一G0鏈接網路已經被著色(即，被分配給不同的光罩)。在一個實施例中，在區域600A中顯示的一或多個G0鏈接網路以及其唯一的著色組合，可被儲存在機器可讀取儲存媒體中並且被用作指紋，用以將唯一的著色組合識別/分配給出現在不同的電路佈局或相同電路佈局的不同區域中，相同/相似的G0鏈接網路。例如，EDA工具可找到具有與區域600A匹配的相同的G0鏈接網路的電路佈局700(第7A圖)的區域700A。因此，EDA工具可立即將與區域600A相關聯的著色組合，分配給出現在區域700A的G0鏈接網路，使得區域700A的G0鏈接網路具有與區域600A相同的著色組合。EDA工具可繼續將著色方法應用在電路佈局700的區域700B中，G0鏈接網路的其餘部分。第7B圖描繪G0鏈接網路在光罩分配之後已被著色。因此，在用於DPT相容佈局設計的重複G0鏈接網路中，著色指紋資料庫允許即時且一致的著色結果。

第8圖描繪可用來實施本揭露的各種實施例之系統800。系統800包括設計規則檢查器(DRC)802，其可從設計資料庫804中檢查計算機輔助設計格式的電路佈局。如第3圖的操作304所述，DRC 802根據設計規則，例如間隔規則，識別出具有G0間隔的所有G0鏈接網路。系統800還包括電子設計自動化(EDA)工具806及儲存媒體808，其被提供用來儲存EDA工具806使用的輸入資料。EDA工具806從DRC 802接收資料，例如顯示電路佈局中，所有G0鏈接網路或G0間隔的資料。

儲存媒體808可以是非暫態電腦可讀取儲存媒體，例如動態隨機存取記憶體(RAM)、SDRAM、唯讀記憶體(ROM)、EEPROM、硬碟驅動器(HDD)、光碟驅動器(CD-ROM、DVD-ROM或BD-ROM)或快閃記憶體等。輸入資料可包括來自著色指紋資料庫810的資料，該著色指紋資料庫810儲存如第6、7A及7B圖所述的，與G0鏈接網路相關聯的一或多個唯一著色組合(即，光罩指派)。該輸入資料還可包括來自程式指令812的用於執行各種指令的設計資訊或設計規則的資料。例如，該程式指令可包括在非DPT相容佈局設計中，將發現的奇數循環迴路(例如，違反最小間隔要求的G0間隔總數是奇數)改變為偶數循環迴路的指令。

EDA工具806可以是特殊用途電腦，用以在如第2A、2B及3圖所討論的藉由DRC 802所識別的G0鏈接網路中，執行一基於座標的著色方法及分解過程。系統800還包括光罩分配工具814，用以將光罩分配給已著色的G0鏈接網路。如第3圖的操作310所述，光罩分配工具814輸出光罩分配資料816至非暫態機器可讀取儲存媒體818，以供微影製程使用。

本揭露之實施例提供一種新穎的著色方法，其透過座標在DPT相容的佈局設計中，對G0鏈接網路的節點進行排序和預著色。透過“最小X座標先，接著最小Y座標”規則的基礎上，為每一G0鏈接網路的節點指定顏色。EDA佈局工具或任何適合的自動化工具可保證為DPT相容佈局設計中，任意G0鏈接網路產生一致的著色組合，即使它們位於佈局設計的不同區域，或被其他不相似的G0鏈接網路所隔開。特別的是，無論客戶/晶片設計人員採用哪種資料庫，或者已經做出或將要做出多少設計變更，在DPT相容的佈局設計中，所有G0鏈接網路將具有唯一且一致的著色結果。無論IC的哪個區域或哪一(些)層被分析，唯一的著色組合將保持一致。更進一步地，具有唯一著色組合的G0鏈接網路可被用來構建著色指紋資料庫，用於重複的G0鏈接網路即時分配光罩。本發明實施例的著色方法及著色指紋資料庫，可最小化在分解過程中，著色結果的不一致而可能發生的任何製程問題。因此，避免了製造半導體元件的任何不確定性。

本發明根據一些實施例提供一種電路佈局著色方法，包括識別一電路佈局中的多個目標網路，每一目標網路具有代表多個電路圖案的至少二個鏈接節點，並且每一目標網路係呈現在一虛擬X-Y座標平面中；將一第一特徵分配給每一目標網路中的一第一節點；使用一基於座標的方法確定第一節點，以及以交替的方式將第一特徵及一第二特徵分配給每一目標網路中的其餘節點，使每一目標網路中任意兩個緊鄰的鏈接節點具有不同特徵。

在一些實施例中，電路佈局中的電路圖案可分到兩個光罩中，且每一目標網路中任意兩個緊鄰的鏈接節點之間的距離小於一最小間隔距離。

在一些實施例中，最小間隔距離約為70nm至約120nm。

在一些實施例中，第一節點具有最小X座標及最小Y座標。

在一些實施例中，第一節點具有最小X座標及最大Y座標。

在一些實施例中，第一節點具有最大X座標及最小Y座標。

在一些實施例中，第一節點具有最大X座標及最大Y座標。

在一些實施例中，電路佈局著色方法更包括：將一第一光罩分配給被分配該第一區別特徵的節點；將一第二光罩分配給被分配該第二區別特徵的節點；以及使用第一光罩及第二光罩，執行一微影製程，以圖案化一基板。

在一些實施例中，第一特徵及第二特徵係顏色、形狀、數字、圖像、符號等。

本發明亦根據一些其他實施例提供一種電路佈局著色方法，包括接收一多重圖案化技術(MPT)相容的電路佈局，此電路佈局具有複數節點，且每一節點代表一電路圖案；識別以小於一最小間隔距離的距離所分開的節點作為目標網路，這些目標網路係呈現在一虛擬X-Y座標平面中；使用一基於座標的方法，識別每一目標網路中的一第一節點，將一第一顏色分配給每一目標網路的第一節點；以及以交替的方式將第一顏色及一第二顏色分配給這些目標網路中的其餘節點，使每一目標網路中任意兩個緊鄰的節點具有不同顏色。

在一些實施例中，電路佈局著色方法更包括：將一第一光罩分配給被分配第一顏色的節點；將一第二光罩分配給被分配第二顏色的節點；以及使用第一光罩及第二光罩，執行一微影製程，以圖案化一基板。

在一些實施例中，電路佈局著色方法更包括：將具有一唯一著色組合的一或多個目標網路，儲存在一儲存媒體中；在不同的電路佈局或相同電路佈局的不同區域中，識別具有與該儲存的目標網路相同或相似的節點佈置之網路；以及將唯一著色組合分配給已識別的網路。

本發明亦根據一些實施例提供一種電路佈局著色系統，包括一設計規則檢查器，其被配置為檢查一電路佈局並識別在電路佈局中，具有一G0間隔的G0鏈接網路，每一G0鏈接網路具有至少二個代表多個電路圖案的鏈接節點；以及一電腦，其被配置為從設計規則檢查器接收資料，用以使用一基於座標的著色方法，識別每一G0鏈接網路的一第一節點，每一G0鏈接網路係呈現在電腦的一虛擬XY座標平面中，將一第一顏色分配給每一G0鏈接網路中已識別的第一節點，以及以交替的方式將第一顏色及一第二顏色分配給每一G0鏈接網路中的其餘節點，使每一G0鏈接網路中任意兩個緊鄰的鏈接節點具有不同顏色。

在一些實施例中，電路佈局著色系統更包括：一光罩分配工具，被配置為將第一光罩及第二光罩分別分配給被分配第一顏色及第二顏色的節點；以及一非暫態電腦可讀取儲存媒體，被配置為儲存由電腦使用的輸入資料，輸入資料包括一或多個G0鏈接網路，其具有對一或多個G0鏈接網路唯一的一著色組合。

在一些實施例中，基於座標的著色方法用以識別具有最小X座標及最小Y座標、最小X座標及最大Y座標、最大X座標及最小Y座標、或最大X座標及最大Y座標的第一節點。

上述內容概述許多實施例的特徵，因此任何所屬技術領域中具有通常知識者，可更加理解本揭露之各面向。任何所屬技術領域中具有通常知識者，可能無困難地以本揭露為基礎，設計或修改其他製程及結構，以達到與本揭露實施例相同的目的及/或得到相同的優點。任何所屬技術領域中具有通常知識者也應了解，在不脫離本揭露之精神和範圍內做不同改變、代替及修改，如此等效的創造並沒有超出本揭露的精神及範圍。

Claims

一種電路佈局著色方法，包括：識別一電路佈局中的多個目標網路，每一目標網路具有表示電路圖案的至少二個鏈接節點，並且該每一目標網路係呈現在一虛擬X-Y座標平面中；將一第一特徵分配給該每一目標網路中的一第一節點，該第一節點係使用一基於座標的方法所確定；以及以交替的方式將該第一特徵及一第二特徵分配給該每一目標網路中的其餘節點，使該每一目標網路中任意兩個緊鄰的鏈接節點具有不同特徵。