當開始一個新技術節點光刻技術研發時，選用何種光刻技術必然和設計圖形是相關聯的。假設設計是完全隨意的，尋找有效的光刻方案將非常困難；及時光刻能實現，其工藝視窗必然很小；考慮另一個極端，為了使光刻工藝容易實現，對設計做非常多的限制，設計工程師將無法完成設計規則的要求。因此，最佳的解決辦法是工藝和設計協同最佳化，彼此協作滿足新節點器件的要求。
基本介紹
- 中文名：設計工藝協同最佳化
- 外文名：Design Technology Co-optimization
- 英文縮寫：DTCO
協同最佳化的（Design Technology Co-optimization，DTCO） 主要內容包括設計規則（Design Rules）、標準單元（Standard Cell）、工藝檔案 （Technology File）和 Spice 模型。
工藝和設計的協同最佳化體現為：工藝工程師從工藝角度出發，進行光刻方案的探索及最佳化，並提供設計規則和壞點圖形庫給設計工程師，保證在設計階段能夠避免壞點圖形（Hotspots），降低晶片製造的難度。設計工程師從設計角度出發， 根據器件和晶片級別的性能需求，設計相應的版圖並與工藝工程師協同工作，保證在工藝研發初期制定光刻解決方案時將設計端的需求考慮在內。通過設計和工 藝的協同最佳化，最終平衡了性能和可製造性的需求。
當開始一個新技術節點光刻技術研發時，選用何種光刻技術必然和設計圖形是相關聯的。假設設計是完全隨意的，尋找有效的光刻方案將非常困難；及時光刻能實現，其工藝視窗必然很小；考慮另一個極端，為了使光刻工藝容易實現，對設計做非常多的限制，設計工程師將無法完成設計規則的要求。因此，最佳的解決辦法是工藝和設計協同最佳化，彼此協作滿足新節點器件的要求。
DTCO（design technology co-optimization）的核心就是設計工程師與光刻工程師共同協作，尋找最佳的設計和光刻工藝方案。這個方案要既能滿足器件性能的要求，又能在Fab里實現。
以金屬層為例，介紹一種基於標準單元的DTCO方法。在製造掩模之前，評估和最佳化標準單元能夠獲得較大的工藝視窗。該方法需要在流片之前增加一個額外的學習周期，但能夠有效降低工藝研發的成本。具體流程如圖1(a)所示：1）根據上一個節點標準單元庫進行等比例微縮，並隨機地排列來模擬數字電路物理設計中的布局流程；2）提取關鍵層進行光學仿真，檢測標準單元中的壞點，並對壞點進行修復，進而達到最佳化標準單元的目的，圖1(b)給出了最佳化標準單元後的工藝視窗（最佳化前無工藝視窗）；3）流片並進行檢測，根據晶圓數據來進一步最佳化標準單元。
圖1 (a)基於標準單元的DTCO方法 (b)標準單元最佳化後的工藝視窗
