裁剪技術

廣義上將英文的“CUT”和“BLK（block）”都統稱為裁剪工藝。 ^[1]  “CUT”裁剪工藝一般用於規則線條結構的裁剪，特別是鰭形結構和柵極結構，使用一個或多個裁剪掩模實現對線條結構的精細裁剪；“BLK”裁剪工藝一般用於凹槽結構的裁剪，例如金屬結構，在凹槽轉移刻蝕之前，使用掩模將某些結構覆蓋，實現對凹槽結構的裁剪。給出了在不同多重圖形成像技術的尺寸邊界，其中所有標註“CUT”、“BLK”均與裁剪工藝相關，在“SALELE”技術中也廣泛使用了裁剪工藝。

按照裁剪技術支持的多重圖形拆分技術，將拆分規則分為基於SADP/SAMP的裁剪規則、基於LELE/LEⁿ的裁剪規則。

面向SADP/SAMP的裁剪技術指，在一個完整的側牆轉移工藝之後，對多餘的側牆進行“覆蓋”或“去除”。裁剪技術是自對準多重圖形成像技術的必須技術，將規則線條結構分割成獨立結構，實現芯片電學功能。

一般地，裁剪掩模圖形可以通過下面公式計算得到：

裁剪掩模結構 = 側牆轉移工藝後的核心結構或側牆結構 – 原始設計結構 （1）

即裁剪掩模結構的設計版圖（未經過可製造性檢查和OPC優化），是側牆轉移工藝之後的多餘結構。其需要注意的問題是：需要提前固化SADP拆分算法（正性拆分算法、負性拆分算法）和工藝方法（正性工藝方法、負性工藝方法），並對裁剪掩模結構進行可製造性檢查和OPC優化。

規則1：最少裁剪掩模約束。裁剪結構圖形應儘可能符合單次光刻成像可製造性要求，或經過簡單拆分之後使用有限個掩模。一般地，對於SADP工藝，裁剪掩模採用一塊掩模，若一塊掩模無法實現圖形成像，就需要對原始設計規則進行檢查，必要時進行修改。對於SAQP和更復雜的SAOP，裁剪結構需要使用至少2層掩模，並使用LELE或LEⁿ技術對裁剪結構進行多重圖形光刻。裁剪掩模數量越多，其對工藝控制越嚴格。因此，在7 nm技術節點，基於193 nm浸沒式光刻的SAQP技術，特別是金屬互連線圖層，以壓縮裁剪掩模數量為約束條件制定裁剪規則，進而約束核心圖層的設計規則。

規則2：工藝可製造性約束。裁剪結構應具有良好的工藝可製造性（工藝良率），包括裁剪圖層的光刻工藝窗口、圖層之間的套刻誤差風險、其他工藝良率風險等。裁剪掩模圖形需進行OPC修正，並檢查OPC修正之後的工藝窗口。裁剪圖形的尺寸和位置偏差對最終成像質量具有非常大的影響，因此還需要檢查由於工藝偏差、套刻誤差等可能帶來的圖層之間的工藝良率風險。其他工藝，例如刻蝕工藝，在某些特定應用下需要被考慮到，例如台積電在7 nm節點鰭型層SAQP工藝之後，使用了兩塊裁剪掩模，以鰭型結構的週期為劃分依據，即單鰭型結構使用一塊裁剪掩模、多鰭型結構（另一種週期）使用另一塊裁剪掩模，以分別使用不同的轉移刻蝕工藝實現最好的刻蝕後圖形質量。規則3：基於裁剪工藝的冗餘結構設計約束。冗餘結構指不具備電路功能的結構，其對於芯片設計和製造均具有非常重要的作用。在先進工藝節點，使用SADP或SAQP工藝需要原始設計結構具有規則的排布特徵（嚴格遵循一維排布特徵），但是對於某些圖層，原始版圖結構存在長短不一的特徵，此時若使用式（1）將導致裁剪圖形很難同時滿足規則1和規則2。因此，增加冗餘結構設計規則，有助於提升SADP、SAQP和裁剪結構的工藝可製造性。