一种变网格的芯粒排布寻优算法制造技术

本发明专利技术提供一种变网格的芯粒排布寻优算法，本发明专利技术包括如下步骤：S1:建立直角坐标系，该直角坐标系的X、Y轴与晶圆边缘相切；S2：以所述直角坐标系的坐标原点为起点，采用二分法找到Die排布的X方向和Y方向偏移量的最优组合，使所述晶圆上划分出的Die数量最多，得到Die的阵列排布；S3:根据S2得到的Die排布，设定单个曝光单元Shot的X方向和Y方向偏移量，使覆盖所述晶圆所需的Shot数目最少，得到Shot排布；本发明专利技术提供的变网格的芯粒排布寻优算法，计算量远远小于现有的固定网格寻优算法，大大缩短了计算时间，同时加入结果判断，确保结果的准确性。该发明专利技术有效克服了现有技术中寻优计算量大、耗时长、结果不准确等缺点，在半导体制造领域具有较高的实用价值。域具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种变网格的芯粒排布寻优算法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种变网格的芯粒排布寻优算法。

技术介绍

[0002]在半导体制程中，通常涉及到对整个晶圆进行芯粒(Die)阵列排布设计，晶圆的制造成本昂贵，因此我们需要在固定大小的晶圆上划分出尽可能多的Die。在对晶圆进行划分的过程中，一定会用到光刻工艺，完整的光刻工艺包括清洗、涂胶、软烘、曝光、显影、刻蚀、检测等工序，而曝光就是决定最终Die个数的关键步骤。曝光过程就是将掩膜版上的图形转移到晶圆上，因此掩膜版的放置直接决定了最终的Die阵列排布，而掩膜版的放置位置正是通过事先的Die阵列排布设计得到。由于晶圆一般是圆形的，而Die一般是规整的矩形，这就导致在曝光时晶圆边缘一定会出现不完整的Die。因此在曝光前需要进行模拟计算，通过不断改变Die和晶圆的相对位置，保证晶圆上的完整Die最多，即得到最优的Die排布。实际的阵列排布设计中，晶圆往往存在缺陷、标志位、镭刻码等不可用区域，阵列排布设计时需要把这些因素考虑在内。此外，由于曝光系统一次曝光的面积大小是有限的，因此在曝光时需要将一个晶圆划分为多个曝光单元(Shot)分别进行曝光成像，尽可能地减少Shot的数量也是技术人员追求的目标。最终通过Die的设计排布，得到最多的Die及最少的Shot。
[0003]目前常用的阵列排布的算法通常是采用固定网格寻优算法，实质上是通过线性改变偏移量，从而改变Die与晶圆的相对位置关系，计算各种位置关系下的Die个数，并从中挑选出最多Die时对应的位置关系，将寻找最优Die排列的问题转化为寻找最优偏移量的问题，具体步骤如下：如图1所示，建立直角坐标系，该直角坐标系的X、Y轴与晶圆边缘相切，确定单个Die的长宽分别为X0、Y0，将X0、Y0分别等分为若干份，假设等分为100份，那么每一份的长度为X0/100、Y0/100。设定偏移量X offset、Y offset，将偏移量X offset依次设定为X0/100、2X0/100、
……
、X0，将偏移量Y offset依次设定为Y0/100、2Y0/100、
……
、Y0，这样X offset、Y offset的组合设定共有100*100＝10000种。通过遍历这10000种X offset、Y offset的组合设定，计算出这10000种情况下晶圆上能够排布的完整Die的数量，挑选出最多完整Die数量时对应的X offset、Y offset，从而确定掩膜版的放置位置，得到最优的Die阵列排布。
[0004]使用上述固定网格寻优算法存在一些问题，其结果的优劣直接由X0、Y0等分的份数来决定的，因为X0、Y0等分的份数越多，排列组合的情况越多，遍历的情况越多，得到的最优Die阵列排布的概率就越大，但是更多的等分份数必定会使得计算量成倍增加，耗时增多。以8英寸晶圆为例，阵列排布2.06mm*1.64mm的Die时，将Die的长宽X0、Y0都等分为160份，此时得到最优Die阵列排布的耗时90分钟，计算25600次，计算量大且用时较久。此外，这种方法并不能确保结果是最优的，从理论上说，X0、Y0等分的份数无限多时，得到的结果才是最优的，但实际考虑到耗时影响，通常只将Die的长宽X0、Y0等分为100份，这就不能保证得到的结果是最优的。再加上缺陷、标志位、镭刻码等不可用区域的影响，其得到的阵列排布结果就更让人质疑。
[0005]因此，需要提出一种新的Die阵列排布方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种变网格的芯粒排布寻优算法，用于解决现有固定网格寻优算法存在的计算量大、结果不准确、耗时较久等问题。所述晶圆上Die阵列排布的计算方法包括以下步骤：
[0007]S1:建立直角坐标系，该直角坐标系的X、Y轴与晶圆边缘相切。
[0008]S2：以坐标原点为起点，采用二分法找到Die排布的X方向偏移量(X offset)和Y方向偏移量(Y offset)的最优组合，使所述晶圆上划分出的完整Die数量(Die Count)最多，得到Die的阵列排布。
[0009]S3:根据S2得到的Die阵列排布，设定单个曝光单元Shot的X方向偏移量(XRet)和Y方向偏移量(YRet)，使覆盖晶圆所需的Shot数目最少，得到Shot排布。
[0010]具体地，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0011]S2-1：确定单个Die的长宽分别为X0、Y0，将X0、Y0分别等分为若干份p、q，其中p、q为正整数。
[0012]S2-2：将偏移量X offset、Y offset依次设定为X0/p，2X0/p，
……
，X0，将偏移量Y offset依次设定为Y0/q，2Y0/q，
……
，Y0，遍历这p*q种X offset、Y offset的组合设定，计算出这p*q种情况下晶圆上能够排布的Die Count，从中挑选出Die Count大于某一阈值时对应的所有X offset、Y offset的组合设定，将挑选出的X offset、Y offset的组合设定为I级疑似点，将所述阈值设定为I级点阈值。
[0013]S2-3：在S2-2挑选出的I级疑似点的基础上，在每个I级疑似点的周围以“田”字形的形状规则定位出II级点，这些II级点在X和Y方向上相互连接后，形成的网格长宽分别为X0/2p、Y0/2q。计算出II级点对应的Die Count，从中挑选出Die Count大于某一阈值时对应的所有X offset、Y offset的组合设定，将挑选出的X offset、Y offset的组合设定为II级疑似点，将此时阈值设定为II级点阈值。
[0014]S2-4：通过迭代方法依次找到III级疑似点、IV级疑似点、V级疑似点、
……
、k级疑似点。得到的k级疑似点在X和Y方向上相互连接后，形成的网格长宽分别为X0/2
(k-1)
p、Y0/2
(k-1)
q。将得到的Die Count最多的k级疑似点对应的X offset、Y offset的组合，作为最终的最优解，其中k为正整数。
[0015]具体地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
[0016]确定单个Shot内包含的Die数目为m*n个，Shot做偏移的步长为单个Die的长宽。那么Shot沿X轴的偏移有m种情况，Shot沿Y轴有n种情况，将两个方向的所有情况排列组合在一起共有m*n种情况。计算m*n种情况下覆盖晶圆的所需Shot数目，Shot数目最少时对应的偏移量即为最优的Shot排布，其中m、n为正整数。
[0017]可选地，所属步骤S2还包括以下步骤：
[0018]S2-5:在步骤S2-4中通过判断条件找到k级疑似点，当满足判断条件后终止算法，得到的k级疑似点为真实的最优点，终止算法的判断条件为，新一级计算得到的最大Die Count与上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变网格的芯粒排布寻优算法，其特征在于，包括如下步骤：S1:建立直角坐标系，该直角坐标系的X、Y轴与晶圆边缘相切；S2：以所述直角坐标系的坐标原点为起点，采用二分法找到Die排布的X方向偏移量和Y方向偏移量的最优组合，使所述晶圆上划分出的Die数量最多，得到Die的排布。2.根据权利要求1所述的变网格的芯粒排布寻优算法，其特征在于，所述变网格的芯粒排布寻优算法还包括如下步骤：S3:根据S2得到的Die排布，设定单个曝光单元Shot的X方向偏移量和Y方向偏移量，使覆盖所述晶圆所需的Shot数目最少，得到Shot排布。3.根据权利要求2所述的变网格的芯粒排布寻优算法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S2-1：确定单个Die的长宽分别为X0、Y0，将X0、Y0分别等分为若干份p、q；S2-2：将所述Die排布的X方向偏移量依次设定为X0/p，2X0/p，
……
，X0，将所述Die排布的Y方向偏移量依次设定为Y0/q，2Y0/q，
……
，Y0，遍历这p*q种X方向偏移量和Y方向偏移量的组合，计算出这p*q种情况下晶圆上能够排布的Die数量，从中挑选出Die数量大于某一阈值时对应Die排布的X方向偏移量和Y方向偏移量的组合，将挑选出的所述组合设定为I级疑似点，将该步所述阈值设定为I级点阈值，其中p、q为正整数。4.根据权利要求3所述的变网格的芯粒排布寻优算法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下步骤：S2-3：在S2-2挑选出的I级疑似点的基础上，在每个I级疑似点的周围以“田”字形的形状规则定位出II级点，这些II级点在X和Y方向上相互连接后，形成的网格长宽分别为X0/2p、Y0/2q，计算出II级点对应的Die数量，从中挑选出Die数量大于某一阈值时对应Die排布的X方向偏移量和Y方向偏移量的组合，将挑选出的所述组合设定为II级疑似点，将该步所述阈值设定为II级点阈值；S2-4：通过迭代方法依次找到III级疑似点、IV级疑似点、V级疑似点、
……
、k级疑似点，得到的k级疑似点在X和Y方向上相互连接后，形成的网格长宽分别为X0/2
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈真，林光启，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：