[发明专利]用于经修改单元构造以及所产生元件的方法与设备

说明书

技术领域

本揭露相关于半导体布局(layouts)中单元大小确定(cell sizing)。本揭露尤适用于10纳米(nm)技术节点及以上的自对准双图案法(self-aligned double patterning，SADP)的单元构造。

背景技术

所需的元件尺寸及节距已降低至传统单一图案光刻技术(例如193nm波长光刻)无法形成具有所有最终目标图案的特征的单一图案掩模层的点。因此，元件设计者以及制造者开始应用各种需要多重曝光的双图案技术，以定义单一目标图案。两种这样的技术为光刻-蚀刻-光刻-蚀刻(lithography-etch-lithography-etch,LELE)以及SADP。此两种技术在某些方面上相似，都包括将单一整体目标电路图案分开为二个较不密集的目标图案，使用两互锁(interlocking)图案掩模各自列印该二个较不密集的目标图案。举例来说，利用第二图案掩模列印特征，该特征互锁于由第一图案掩模所图案化的特征。相较于LELE，SADP有较佳的覆盖控制，并因此提供更多可行解决方案以用于10nm路径技术及以外。

为了创造该互锁的第一及第二图案掩模，设计规则必须优先确保整体目标图案为可分解的。如本文所使用的，所述「可分解的」可用于表示整体目标图案遵循各种设计规则，其控制间距以及个别元件特征的尺寸。尖端的电子设计自动化(EDA)工具可用于确保，举例来说，根据特征之间的距离，相邻的特征分配至相同或不同图案掩模。藉由分配个别特征(基于其间距和尺寸)至适当的图案掩模，设计规则确保整体目标图案为忠实地复制。

在SADP，由心轴(mandrel)图案所定义的金属线被称作是心轴金属(mandrel metal)。不是由心轴图案所定义的金属线被称作是非心轴金属。在设计术语，心轴金属与非心轴金属之间可表示为「不同颜色」的金属，而心轴金属之间或非心轴金属之间则分别表示为「相同颜色」的金属。强制金属之间最小分离距离的设计规则被分别应用到心轴金属和非心轴金属。举例来说，心轴金属至心轴金属的距离由相同颜色设计规则来检定。相同的，非心轴金属至非心轴金属的距离由相同颜色设计规则来检定。另一方面，心轴金属至非心轴金属分离距离需要由不同颜色设计规则来检定。

SADP施加限制于设计者，因为其要求遵循更复杂的设计规则设置。对于密集高速单元设计这特别是问题，其中，设计者必须要能弹性地设计电源路径(power routing)特征。举例来说，第二金属(M2)电源轨(power rail)，位在相邻非电源M2路径(也表示为M2金属路径或M2层金属路径(M2metal routes or M2layer metal routes))，第二金属电源轨道的宽度为了单元设计被大幅限制。举例来说，在习知的9轨道(9-track)单元构造，基于限制性的SADP设计规则，大于预设金属宽度的M2电源轨将花费四个M2路径轨道，其导致了晶片尺寸的明显降格(degradation)。因此，电路设计者无法基于对于电路的特定的电迁移(electro-migration)(EM)以及IR压降的需求来弹性地调整M2电源轨的宽度。尽管将以M2金属做为参考，仍应考虑到本揭露亦可适用于其他层的金属。

因此对修改单元构造的方法存在一种需求，该方法允许弹性地改变在双图案工艺中金属电源轨的宽度，以及维持路径效率下所产生的元件。

发明内容

本揭露的一种样态为具有经修改单元高度的单元构造，经修改单元高度非单纯定义为轨道或金属间距的整数倍数(integer multiple)。

本揭露的另一种样态为改变尺寸的电源轨，其占据一个单元中的上端或下端轨道。

本揭露的额外样态以及其他特征将叙述在下文的说明，并且在某种程度上对于本领域的技术人士基于查看下文或可从本揭露的实施来学习而为明显。本案揭露的优点可由特别指出于权利要求书中明白且获得。

根据本揭露，一些技术功效将在某种程度上由一种方法达成，方法包括：决定用于集成电路(IC)设计中多个第一路径的第一垂直轨道间距(spacing)，每一个第一路径具有第一宽度，决定IC设计中第二路径的第二垂直轨道间距，第二路径具有第二宽度，以及基于该第一及第二垂直轨道间距，指定单元垂直尺寸。