IC设计中值得了解的小知识（一）

IC 设计中经常碰到一些或熟悉或陌生的概念，时间允许的话总会做些 search 或 research 的工作，希望这些日积月累的小知识能内化为厚积薄发的工作能力。

Reticle

英文 reticle 这个词有网格的意思，最初指光学仪器中用于辅助测量的标线片或刻度线。当迁移至集成电路制造领域时，其网格结构的精确性和重复性用于表达 photomask 就很贴切了。

除了老式的接触式 photomask 采用与 wafer 一比一的尺寸外，目前主流的投影式 photomask 尺寸一般为 104mm x 132 mm。

（图片来源 https://semianalysis.com）

光刻机中的光源通过 photomask，利用相干干涉等光学理论，最终到达 wafer 上光刻胶表面的曝光面积，一般会有四倍的缩减，最终为 26mm x 33 mm。这部分称之为 reticle，很多场合下会和 photomask 这个名词混用。有时候 photomask 特指一个芯片的整套光罩；而 reticle 会指单次曝光下的单层电路图形。

Slit and Scan

Slit 是狭缝的意思，通常就是形成 26 mm 的“曝光高度”。Scan 就是沿着 33 mm “曝光宽度”做扫描。一个 reticle 完成后，wafer 被步进电机移动到下一个待曝光区域，光源再次进行 scan。

（图片来源 https://semianalysis.com）

这里的细节非常的不准确，可能涉及光源、reticle、wafer三方面的相对运动。

（图片来源 https://semianalysis.com）

第一幅 photomask 图片中，可以看到一个 reticle 中包含有 20 个 die 的重复图形，粗看起来没有太多浪费的面积。假如 reticle 区域没有被 die 的图形占满，为了不浪费 wafer 的面积，也就是让 die 和 die 之间以最小间隔生产，那么光刻机在调整上述三个方面相对移动时，移动的复杂度就会增大，次数也会增多，占用产线的时间也会变长，这带来了光刻成本的增加。Foundry 在这方面的成本衡量因素就是接下来介绍的 RUR。

Reticle Utilization Rate

也有些 foundry 叫做 Reticle Usage Rate 或者 Ratio。die 的总面积总是和具体的芯片 feature 有关，die 的高度和宽度有时候也有一定范围内的取舍。总之就是如何在 reticle 里面摆放更多的 die 以避免过低的 RUR，而被 foundry 收取额外的费用。

（图片来源 https://semianalysis.com）

比如上面三个芯片设计，最右边的 RUR 会非常的低，foundry 有可能都不接这样的单子。

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