【光刻】设计工艺协同优化 Design Technology Co-optimization (DTCO)

　　当开始一个新技术节点光刻技术研发时，选用何种光刻技术必然和设计图形是相关联的。假设设计是完全随意的，寻找有效的光刻方案将非常困难；及时光刻能实现，其工艺窗口必然很小；考虑另一个极端，为了使光刻工艺容易实现，对设计做非常多的限制，设计工程师将无法完成设计规则的要求。因此，最佳的解决办法是工艺和设计协同优化，彼此协作满足新节点器件的要求[1]。

　　DTCO（designtechnology co-optimization）的核心就是设计工程师与光刻工程师共同协作，寻找最佳的设计和光刻工艺方案。这个方案要既能满足器件性能的要求，又能在Fab里实现[1]。

　　以金属层为例，介绍一种基于标准单元的DTCO方法。在制造掩模之前，评估和优化标准单元能够获得较大的工艺窗口。该方法需要在流片之前增加一个额外的学习周期，但能够有效降低工艺研发的成本。具体流程如图1(a)所示：1）根据上一个节点标准单元库进行等比例微缩，并随机地排列来模拟数字电路物理设计中的布局流程；2）提取关键层进行光学仿真，检测标准单元中的坏点，并对坏点进行修复，进而达到优化标准单元的目的，图1(b)给出了优化标准单元后的工艺窗口（优化前无工艺窗口）；3）流片并进行检测，根据晶圆数据来进一步优化标准单元[2]。

图1 (a)基于标准单元的DTCO方法      　　　　　　  　(b)标准单元优化后的工艺窗口

参考文献：

[1] 韦亚一，超大规模集成电路先进光刻理论与应用，科学出版社，2016.06，373-373

[2] 赵利俊. 利用DTCO技术提高标准单元的可制造性. SPIE会议文章. 2017：101481G