光刻掩膜版图层排布方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请属于光刻掩模版制造技术领域，尤其涉及光刻掩膜版图层排布方法、装置、设备及介质。

背景技术

光刻掩膜版是半导体制造工艺的必需耗材，价格昂贵，生产周期长。设计掩膜版时，需要将芯片设计图的图层按照一定规则排布到掩膜版设计图上，掩膜版的面积有限，一个微电子器件往往需要多块掩膜版。为了节省成本，需要将设计图的图层尽可能紧密的排布到掩膜版上，使面积利用率最大，掩膜版的总数量最小。

可以采用人工的方法设计掩膜版，但人工设计的掩膜版图层排布方案存在以下缺点：为了找出尽量优化的排布方案，需要长时间反复尝试，出错概率高，而且由于不同人员之间技能、经验水平的差距，相同人员工作状态的起伏，给出的排布方案的质量水平差距很大。

发明内容

本申请实施例提供了光刻掩膜版图层排布方法、装置、设备及介质，以快速准确的得到最优光刻掩膜版图层排布方案，减小出错概率。

本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种光刻掩膜版图层排布方法，包括：

获取多个待排布的图层、每个待排布图层的尺寸和光刻掩膜版的尺寸。

对多个待排布的图层进行排序，得到排序结果。

基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层。

基于光刻掩膜版的尺寸、每个光刻掩膜版上的图层和每个待排布图层的尺寸，得到版图利用率。

若版图利用率大于等于预设阈值，则将该版图利用率对应的每个光刻掩膜版上的图层作为目标方案输出。

若版图利用率小于预设阈值，更新排序结果，得到新的排序结果，并跳转至基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层的步骤继续执行。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，对多个待排布的图层进行排序，得到排序结果，具体包括：依次对多个待排布的图层进行标号，得到多个第一标号。对多个第一标号进行随机排序，得到排序结果。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层，具体包括：基于光刻掩膜版的尺寸和每个待排布图层的尺寸，按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布在光刻掩膜版上，得到每个光刻掩膜版上的图层。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布在光刻掩膜版上，具体包括：按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布于光刻掩膜版的预设位置。其中，当一个光刻掩膜版不能排入更多待排布的图层时，创建新的光刻掩膜版继续排布剩下未进行排布的待排布的图层。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于光刻掩膜版的尺寸、每个光刻掩膜版上的图层和每个待排布图层的尺寸，得到版图利用率，具体包括：针对每一个光刻掩膜版，基于该光刻掩膜版上的图层、每个待排布图层的尺寸和光刻掩膜版的尺寸，计算得到该光刻掩膜版的利用率。基于多个光刻掩膜版的利用率，计算得到版图利用率。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，基于多个光刻掩膜版的利用率，计算得到版图利用率，具体包括：计算多个光刻掩膜版的利用率的均值，将均值作为版图利用率。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，更新排序结果，具体包括：通过智能优化算法对排序结果进行修正，得到新的排序结果。或通过调换排序结果中至少两个第一标号的顺序的方式对排序结果进行修正，得到新的排序结果。

第二方面，本申请实施例提供了一种光刻掩膜版图层排布装置，包括：

获取模块，用于获取多个待排布的图层、每个待排布图层的尺寸和光刻掩膜版的尺寸。

排布模块，用于对多个待排布的图层进行排序，得到排序结果；基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层。

计算模块，用于基于光刻掩膜版的尺寸、每个光刻掩膜版上的图层和每个待排布图层的尺寸，得到版图利用率。

结果模块，用于若版图利用率大于等于预设阈值，则将该版图利用率对应的每个光刻掩膜版上的图层作为目标方案输出。若版图利用率小于预设阈值，更新排序结果，得到新的排序结果，并跳转至基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层的步骤继续执行。

第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括：处理器和存储器，该存储器用于存储计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的光刻掩膜版图层排布方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的光刻掩膜版图层排布方法。

可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请以排序结果为优化参数，版图利用率为优化目标，将传统的人工排布方法实现了排布方案的自动化，在版图利用率小于预设阈值，对排序结果进行更新，重新计算版图利用率，最终得到符合预期的目标方案，由于人工排布依赖工作人员职业技能和职业水平，即便是同一个工作人员，针对同一组待排布的图层来说，最终的排布方案也会有差别，而自动化排布则解决了这个问题，相比于人工排布方法，本申请的方法易于实现、稳定性强、耗时短。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的光刻掩膜版图层排布方法的流程示意图；

图2是本申请一实施例提供的图层排布示意图；

图3(a)是本申请一实施例提供的图层排布结果示意图；

图3(b)是本申请另一实施例提供的图层排布结果示意图；

图4(a)是本申请另一实施例提供的待排布图层示意图；

图4(b)是本申请另一实施例提供的待排布图层排布结果示意图；

图5是本申请一实施例提供的光刻掩膜版图层排布装置的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本申请实施例提出了一种光刻掩膜版图层排布方法，该方法实现了图层排布的自动化，减小了出错的概率，缩短了排布方案的设计时间，提高了图层的排布效率。

图1是本申请一实施例提供的光刻掩膜版图层排布方法的流程示意性图，参照图1，对该光刻掩膜版图层排布方法的详述如下：

步骤101，获取多个待排布的图层、每个待排布图层的尺寸和光刻掩膜版的尺寸。

具体的，待排布的图层为已经经过预处理的制作器件设计图的图层，对于多个不同的器件来说，每个器件的设计图均需要经过预处理。

步骤102，对多个待排布的图层进行排序，得到排序结果。基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层。

示例性的，步骤102可以包括：依次对多个待排布的图层进行标号，得到多个第一标号。对多个第一标号进行随机排序，得到排序结果。

示例性的，步骤102可以包括：基于光刻掩膜版的尺寸和每个待排布图层的尺寸，按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布在光刻掩膜版上，得到每个光刻掩膜版上的图层。

具体的，按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布在光刻掩膜版上，可以减小步骤进行时的时间，在该步骤对应的程序执行时，可以减少程序的运行时间，进一步缩短完成整体方法的时间，与传统人工排布相比，更能突出本方案耗时短的优点。

示例性的，步骤102可以包括：按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布于光刻掩膜版的预设位置。其中，当一个光刻掩膜版不能排入更多待排布的图层时，创建新的光刻掩膜版继续排布剩下未进行排布的待排布的图层。

具体的，如图2所示，假设待排布的图层的数量为2个，分别为待排布的图层1和待排布的图层2，假设排序结果为“待排布的图层1，待排布的图层2”，在光刻掩膜版在201上首先排布待排布的图层1，之后在光刻掩膜版在201上排布待排布的图层2时，按照左上优先的原则，会出现两种排布的可能。

如图3(a)和图3(b)所示的两种排布的可能，图3(a)的情况为先上后左的情况，先去计算待排布的图层2横向长度是否小于空白部分横向长度(光刻掩膜版201横向长度与待排布的图层1横向长度之差)，如果小于，则可以放入，即图3(a)的情况。

图3(b)的情况为先左后上的情况，先去计算待排布的图层2纵向长度是否小于空白部分纵向长度(光刻掩膜版201纵向长度与待排布的图层1纵向长度之差)，如果小于，则可以放入，即图3(a)的情况。

在某些具体实施例中，先左后上的形式排布还是先上后左的形式排布，可以通过计算待排布的图层纵(横)向长度和空白部分纵(横)向长度之间的比值，将该比值与预设参数比较的方式来选择，先左后上的形式排布还是先上后左的形式排布。

除此之外，为了保证排布图层的统一性，对待排布的图层进行排布时，不会将待排布的图层的方向进行调换，即不会出现横向的矩形图层纵向排布在光刻掩膜版上的情况，便于后续对光刻掩膜版进行操作。

步骤103，基于光刻掩膜版的尺寸、每个光刻掩膜版上的图层和每个待排布图层的尺寸，得到版图利用率。

示例性的，步骤103可以包括：针对每一个光刻掩膜版，基于该光刻掩膜版上的图层、每个待排布图层的尺寸和光刻掩膜版的尺寸，计算得到该光刻掩膜版的利用率。基于多个光刻掩膜版的利用率，计算得到版图利用率。

利用多个光刻掩膜版的利用率，得到版图利用率，可以综合评价每一个光刻掩膜版的利用情况，筛选出版图利用率较低的方案和版图利用率较高的方案。

示例性的，步骤103可以包括：计算多个光刻掩膜版的利用率的均值，将均值作为版图利用率。

通过计算均值来得到版图利用率，能够更加科学的评价整体的光刻掩膜版的利用情况，每一个光刻掩膜版的利用率均得到了体现，使得整体的利用率(版图利用率)更加直观。

步骤104，若版图利用率大于等于预设阈值，则将该版图利用率对应的每个光刻掩膜版上的图层作为目标方案输出。若版图利用率小于预设阈值，更新排序结果，得到新的排序结果，并跳转至基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层的步骤继续执行。

示例性的，步骤104可以包括：通过智能优化算法对排序结果进行修正，得到新的排序结果。或通过调换排序结果中至少两个第一标号的顺序的方式对排序结果进行修正，得到新的排序结果。

具体的，智能优化算法可以包括模拟退火算法和遗传算法等。模拟退火算法和遗传算法均能快速对之前不满足需求的排序结果进行修正，得到更优的新的排序结果。而通过调换排序结果中至少两个第一标号的顺序的方式对排序结果进行修正，能够最大程度的减小生成新的排序结果的所需时间，进而减小整体流程的所需时间，更快得到满足需求(版图利用率大于等于预设阈值)的目标方案。

具体的，在实际生产生活中，可能存在所有的排序结果对应的版图利用率均不满足预设阈值的情况，此时，将版图利用率最大值对应的每个光刻掩膜版上的图层作为目标方案输出。

上述光刻掩膜版图层排布方法，以排序结果为优化参数，版图利用率为优化目标，将传统的人工排布方法实现了排布方案的自动化，在版图利用率小于预设阈值，对排序结果进行更新，重新计算版图利用率，最终得到符合预期的目标方案，由于人工排布依赖工作人员职业技能和职业水平，即便是同一个工作人员，针对同一组待排布的图层来说，最终的排布方案也会有差别，而自动化排布则解决了这个问题，相比于人工排布方法，本申请的方法易于实现、稳定性强、耗时短。

为了便于理解本申请的方案，如图4(a)所示，共有20个待排布的图层，分别为1-20，其排序结果为：“10，9，13，14，20，16，18，17，3，1，4，6，5，2，11，12，19，7，8，15”，在该实施例中，通过先上后左的形式排布，图4(b)为该实施例每个光刻掩膜版上的图层。之后计算版图利用率，并将版图利用率与预设阈值比对，当大于等于预设阈值，则将该版图利用率对应的每个光刻掩膜版上的图层作为目标方案输出；若版图利用率小于预设阈值，更新排序结果，得到新的排序结果，并跳转至基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层的步骤继续执行。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的光刻掩膜版图层排布方法，图5示出了本申请实施例提供的光刻掩膜版图层排布装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

参见图5，本申请实施例中的光刻掩膜版图层排布装置可以包括获取模块301、排布模块302、计算模块303和结果模块304。

获取模块301，用于获取多个待排布的图层、每个待排布图层的尺寸和光刻掩膜版的尺寸。

排布模块302，用于对多个待排布的图层进行排序，得到排序结果；基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层。

计算模块303，用于基于光刻掩膜版的尺寸、每个光刻掩膜版上的图层和每个待排布图层的尺寸，得到版图利用率。

结果模块304，用于若版图利用率大于等于预设阈值，则将该版图利用率对应的每个光刻掩膜版上的图层作为目标方案输出。若版图利用率小于预设阈值，更新排序结果，得到新的排序结果，并跳转至基于每个待排布图层的尺寸、光刻掩膜版的尺寸和排序结果，得到每个光刻掩膜版上的图层的步骤继续执行。

示例性的，排布模块302包括：

标号单元，用于依次对多个待排布的图层进行标号，得到多个第一标号。

排序单元，用于对多个第一标号进行随机排序，得到排序结果。

排布单元，用于基于光刻掩膜版的尺寸和每个待排布图层的尺寸，按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布在光刻掩膜版上，得到每个光刻掩膜版上的图层。

示例性的，排布单元具体用于：基于光刻掩膜版的尺寸和每个待排布图层的尺寸，按照排序结果的顺序将待排布的图层依次排布于光刻掩膜版的预设位置，在排布完成后得到每个光刻掩膜版上的图层。

其中，当一个光刻掩膜版不能排入更多待排布的图层时，创建新的光刻掩膜版继续排布剩下未进行排布的待排布的图层。

示例性的，计算模块303包括：

计算单元，用于针对每一个光刻掩膜版，基于该光刻掩膜版上的图层、每个待排布图层的尺寸和光刻掩膜版的尺寸，计算得到该光刻掩膜版的利用率。

均值单元，用于基于多个光刻掩膜版的利用率，计算得到版图利用率。

均值单元具体用于：计算多个光刻掩膜版的利用率的均值，将均值作为版图利用率。

示例性的，结果模块304包括：

更新单元，用于通过智能优化算法对排序结果进行修正，得到新的排序结果。或通过调换排序结果中至少两个第一标号的顺序的方式对排序结果进行修正，得到新的排序结果。

需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种终端设备，参见图6，该终端设备400可以包括：至少一个处理器410、存储器420，该存储器420用于存储计算机程序421，所述处理器410用于调用并运行所述存储器420中存储的计算机程序421实现上述任意各个方法实施例中的步骤，例如图1所示实施例中的步骤101至步骤104。或者，处理器410执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示各模块的功能。

示例性的，计算机程序421可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器420中，并由处理器410执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序段，该程序段用于描述计算机程序在终端设备400中的执行过程。

本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如输入输出设备、网络接入设备、总线等。

处理器410可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器420可以是终端设备的内部存储单元，也可以是终端设备的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。所述存储器420用于存储所述计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器420还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。

本申请实施例提供的光刻掩膜版图层排布方法可以应用于计算机、可穿戴设备、车载设备、平板电脑、笔记本电脑、上网本等终端设备上，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述光刻掩膜版图层排布方法各个实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现可实现上述光刻掩膜版图层排布方法各个实施例中的步骤。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。