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簡單聊一聊DPT技術-double pattern technology

冬至子 ? 來源:偉醬的芯片后端之路 ? 作者:偉醬的芯片后端之 ? 2023-12-05 14:26 ? 次閱讀

今天想來簡單聊一聊DPT技術-double pattern technology,也就是雙層掩模版技術,在目前先進工藝下,這項技術已經(jīng)應用的很普遍了。

我們知道,在光刻的時候,需要制造出芯片各個層的掩模版mask。就像刻印章一樣,掩模版上留下金屬走線的路徑,把掩模版蓋在wafer上后,光照下來就只能照在wafer沒有被蓋住的空的地方,mask蓋住的地方?jīng)]有收到照射。用這種方法就相應能刻蝕出各個層的金屬走線了。

這只是我一個大致的理解,具體的工藝流程肯定還要復雜的多,這里只是想快速回顧一下mask的作用。

那么,什么是DPT呢?顧名思義,它就是說同一層金屬會設置兩個掩模版,mask1和mask2,在光刻的時候,兩個掩模版輪番上陣,每一個掩模版只有大概一半的金屬走線信息。

為什么要這樣做呢?因為在先進工藝節(jié)點下,光刻的分辨率也是有一定極限的,比如互相平行的兩段金屬線,他們之間的間距必須大于10納米才可以被刻出來,但是我們在其他刻蝕步驟時可以支持到比如3納米,如果全部都按照10納米的間距來制造,就會有一定的面積被浪費掉。

因此人們想了個辦法,我們可以同時制作兩個mask,兩個mask互相偏移5nm,而每個mask還是按10nm的規(guī)則來做。

這樣的話,我們就可以在第0nm、第10nm、第20nm的位置用mask1來刻金屬線,而在第5nm、第15nm、第25nm的位置用mask2來刻金屬線。

這樣子,最終的結果就是我們可以得到間距最小為5nm的金屬層,比只用一個mask足足省下了一半的面積,這就能省下更多成本。

但是,我們不會對每一層都使用DPT技術,一般只會針對M1或M2來用。首先出于經(jīng)濟的考量,多制作一層mask也是有成本的,這種技術一般都要用在刀刃上。越底層的金屬width、pitch越小,單就繞線資源來說是比頂層豐富的。

其次,對于高層金屬可能也不適合用DPT,應為它本身線寬可能會很大,pitch卻并沒有成比例變大,還要考慮一些線會上NDR,在線很寬,pitch相對窄的情況下就沒有條件使用DPT。

對于我們后端來說,應用DPT時,最重要的是要注意net和via的mask屬性。

首先要注意使用DPT的層確實上了mask,一般就看一段shape是不是mask1或者mask2,如果沒有mask,可能在寫出GDS的時候就不會寫這一段shape。

其次要注意最相鄰的兩段shape不能是同一種mask。不過一般來說,只要tool設置正確,這些mask的設置tool都會幫我們自動完成。只是有的時候PV會出問題,回過頭可能要看看是不是DPT沒有上好。

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