專利名稱：一種啞金屬填充方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種啞金屬填充方法，特別涉及一種針對(duì)光刻畸變的啞金屬填充方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光是集成電路制造工藝流程的重要步驟，隨著集成電路制造工藝進(jìn)入 65-45nm工藝節(jié)點(diǎn)之后，互連線已經(jīng)成為影響芯片性能和可靠性的決定性因素。由于金屬和絕緣介質(zhì)的硬度的差異，化學(xué)機(jī)械拋光會(huì)引起銅互連線及介質(zhì)層的厚度偏差，而這些偏差又會(huì)給互連線的電學(xué)參數(shù)帶來(lái)負(fù)面影響，進(jìn)而影響到芯片的性能和可靠性。為減小化學(xué)機(jī)械拋光后的芯片表面厚度波動(dòng)而進(jìn)行的冗余 金屬填充。
冗余啞金屬填充，一方面會(huì)造成互連線電容的增長(zhǎng)而給芯片的電特性帶來(lái)負(fù)面影響，這在現(xiàn)有的冗余啞金屬填充過(guò)程中已有所考慮；另一方面由于深納米級(jí)光刻畸變的原因冗余啞金屬填充可能會(huì)給已有金屬互連線的圖形造成畸變引起互連線金屬圖形局部變窄或變寬，使得互連線引起的寄生電阻變大或變小，填充金屬和互連線金屬圖形之間的實(shí)際寄生電容因?yàn)榻饘賵D形之間實(shí)際距離與理想距離之間存在一定的差異而比理想估算的寄生電容偏大或偏小，這種寄生電阻的變化和電容估算的差異會(huì)引起電路性能估算的差已發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種優(yōu)化填充冗余 金屬的填充方法，解決現(xiàn)有填充方法中光刻畸變引起的金屬互連線寄生電阻和寄生電容變化影響電路性能的問(wèn)題。
具體技術(shù)方案由如下步驟實(shí)現(xiàn)
一種啞金屬填充方法，包括如下步驟
A光刻仿真一半導(dǎo)體物理版圖，得到畸變的半導(dǎo)體物理版圖數(shù)據(jù)；
B對(duì)所述畸變的半導(dǎo)體物理版圖數(shù)據(jù)進(jìn)行寄生參數(shù)提取，得到包含寄生元器件的電路網(wǎng)表；
C通過(guò)電路仿真對(duì)所述畸變的半導(dǎo)體物理版圖的電路進(jìn)行瞬態(tài)分析，得到瞬態(tài)分析結(jié)果；
E根據(jù)所述電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限和等效電學(xué)信息，在引入冗余 金屬填充給所述畸變的物理版圖的線網(wǎng)后，計(jì)算所述電路節(jié)點(diǎn)承載的極限寄生電容；
F以所述電路節(jié)點(diǎn)極限寄生電容為上限、多次調(diào)整啞金屬填充方法，優(yōu)化半導(dǎo)體物理版圖的芯片的機(jī)械平整度。
優(yōu)選地，步驟D中所述電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限根據(jù)如式⑴所示計(jì)算
Tdealylimit, η = k/fclk ；
其中，Tdealylimit，η為所述畸變的物理版圖的線網(wǎng)η上的延時(shí)極限；fclk為線網(wǎng)η直接關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘信號(hào)頻率；k為常數(shù)，其取值范圍一般在W.01，0. 10]之間。
優(yōu)選地，所述等效電學(xué)信息包括電路節(jié)點(diǎn)等效寄生電容和電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻。
優(yōu)選地，所述電路節(jié)點(diǎn)等效寄生電容為所有線網(wǎng)的現(xiàn)有寄生電容之和，即包括所述線網(wǎng)的器件連接到所述線網(wǎng)的寄生電容和所述線網(wǎng)互連線之間的寄生電容。
優(yōu)選地，所述線網(wǎng)η的器件連接到所述線網(wǎng)的寄生電容按照如式(2)所示計(jì)算；
Cnet. n, exist, dev = Σ Cnet. η, exist, dev, i
(2)
其中，
i = 1,2,3, ···, Nnet, η, dev_cnum ；
Nnet, η, dev_cnum為線網(wǎng)η上器件引起的寄生電容數(shù)量；
Cnet. n, exist, dev為所述線網(wǎng)η的器件連接到所述線網(wǎng)的寄生電容。
優(yōu)選地，所述線網(wǎng)互互連線之間的寄生電容計(jì)算按照如式(3)所示計(jì)算；
Cnet. n, exist, wire = Σ Cnet. η, exist, wire, i

)^ (3其
i = 1,2,3, ···, Nnet, η, wire_cnum ；
Nnet, η, wire_cnum為所述線網(wǎng)η上互連線引起的寄生電容數(shù)量；
Cnet. n, exist, wir為所述線網(wǎng)η互連線之間的寄生電容。
優(yōu)選地，所述電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻的計(jì)算方法包括如下步驟
A計(jì)算電源到所述線網(wǎng)的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)電源等效電阻；
B計(jì)算地線到線網(wǎng)的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)地等效電阻；
C在所述對(duì)電源等效電阻和所述對(duì)地等效電阻中，選取最大值為所述電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻。
優(yōu)選地，所述線網(wǎng)極限寄生電容按如下式⑷計(jì)算
Cnet, n, extra_limit = Tdealylimit, n/Ron-Cnet. η, exist
其中，
Tdealylimit, η為線網(wǎng)η的延時(shí)極限；
Ron為所述線網(wǎng)等效導(dǎo)通電阻；
Cnet. n, exist為線網(wǎng)η的等效寄生電容；
Cnet, n, extra_limit為冗余啞金屬填充給線網(wǎng)η引入的極限寄生電容。
本發(fā)明通過(guò)光刻仿真、電路網(wǎng)表提取、電路仿真、電路節(jié)點(diǎn)延時(shí)極限、光刻畸變情形下等效電學(xué)參數(shù)計(jì)算、極限寄生電容計(jì)算、約束條件下的 金屬填充實(shí)現(xiàn)了考慮光刻畸變的啞金屬填充，在寄生估算和冗余啞金屬填充過(guò)程中考慮光刻畸變對(duì)寄生電阻和寄生電容的影響，確保冗余 金屬填充引起的寄生電阻和寄生電容變化對(duì)電路設(shè)計(jì)性能的影響在預(yù)定范圍之內(nèi)，最大化地提高電路各部分金屬互連線的平整度，從而提高集成電路設(shè)計(jì)的可制造性。


5
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于電路延時(shí)極限的 金屬填充方法流程圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的根據(jù)電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限和等效電學(xué)信息，確定引入冗余 金屬填充給線網(wǎng)后，每一電路節(jié)點(diǎn)承載的極限寄生電容的流程圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)算電路節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有等效寄生電容流程圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)算電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻流程圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的優(yōu)化調(diào)整 金屬填充方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明如下
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于電路延時(shí)極限的 金屬填充方法，詳述如下
步驟SlOl對(duì)物理版圖進(jìn)行光刻仿真得到實(shí)際光刻之后畸變的物理版圖數(shù)據(jù)；
步驟S102從光刻畸變的物理版圖提取包含寄生元器件的電路網(wǎng)表；
步驟S103通過(guò)電路仿真對(duì)現(xiàn)有物理版圖設(shè)計(jì)下電路進(jìn)行瞬態(tài)分析；
步驟S104對(duì)瞬態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行分析確定每一電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限和電路節(jié)點(diǎn)的等效電學(xué)信息；
步驟S105根據(jù)每一電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限和電路節(jié)點(diǎn)的等效電學(xué)信息確定每一電路節(jié)點(diǎn)可以承載的冗余啞金屬填充給線網(wǎng)引入的極限寄生電容；
步驟S106以可以承載的額外寄生電容為上限作為約束條件、以光刻仿真結(jié)果為基礎(chǔ)估算寄生電容、優(yōu)化填充啞金屬確保化學(xué)機(jī)械拋光的平整性。
本發(fā)明實(shí)施例中，步驟SlOl對(duì)物理版圖進(jìn)行光刻仿真得到實(shí)際光刻之后畸變的物理版圖數(shù)據(jù)在深納米級(jí)集成電路制造過(guò)程中，光刻機(jī)的光波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于集成電路的特征工藝尺寸，光束之間干涉和衍射的作用，造成了光刻之后的實(shí)際金屬互連線圖形與集成電路的物理版圖設(shè)計(jì)的理想金屬互連線圖形存在一定的差異，以原有理想版圖數(shù)據(jù)提取寄生參數(shù)不能反應(yīng)實(shí)際集成電路的金屬互連線寄生效應(yīng)，為了精確地反應(yīng)實(shí)際集成電路的金屬互連線寄生效應(yīng)，必須對(duì)理想的物理版圖數(shù)據(jù)進(jìn)行光刻仿真，得到光刻畸變之后的物理版圖數(shù)據(jù)，然后再對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行寄生參數(shù)提取。光刻仿真可以借助商業(yè)軟件工具，如 KLA-Tencor公司的PR0LITH和Sigma-C公司的S0LID-C，或采用內(nèi)部光刻仿真工具。
本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S102從光刻畸變的物理版圖提取含寄生元器件的電路網(wǎng)表集成電路制造商對(duì)外發(fā)布的工藝設(shè)計(jì)包(Process Design Kit, PDK)內(nèi)包含從物理版圖自動(dòng)提取含寄生元器件的電路網(wǎng)表的執(zhí)行腳本。運(yùn)行商業(yè)化的寄生參數(shù)提取軟件，如 CADENCE公司的ASSURA、SYN0PSYS公司的STAR-RCX、MENTOR公司的CALIBRE、以及其他公司的相關(guān)產(chǎn)品，當(dāng)然也可運(yùn)行內(nèi)部寄生參數(shù)提取軟件，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的腳本命令，最終提取出含寄生元器件的電路網(wǎng)表。輸入數(shù)據(jù)為關(guān)克仿真得到的物理版圖數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)為SPICE格式、 ⑶L格式、或SPEF格式的電路網(wǎng)表。
本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S103過(guò)電路仿真對(duì)現(xiàn)有物理版圖設(shè)計(jì)下的電路進(jìn)行瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析是集成電路電路仿真工具的基本功能之一，瞬態(tài)分析的輸入數(shù)據(jù)包括含寄生元器件的電路網(wǎng)表、測(cè)試激勵(lì)、以及運(yùn)行、測(cè)量和輸出控制命令。含寄生元器件的電路網(wǎng)表由上一步驟中寄生參數(shù)提取軟件對(duì)物理版圖數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算所產(chǎn)生；測(cè)試激勵(lì)由設(shè)計(jì)人員給出；運(yùn)行、測(cè)量和輸出控制命令可以由設(shè)計(jì)人員借助編輯工具或圖形界面工具設(shè)定， 也可由程序?qū)斎氲碾娐肪W(wǎng)表進(jìn)行分析而自動(dòng)生成，特別是電路網(wǎng)表節(jié)點(diǎn)有關(guān)的測(cè)量和輸出控制命令的產(chǎn)生。瞬態(tài)分析可以通過(guò)運(yùn)行商用電路仿真工具，如CADENCE的SPECTRE和 ULTRA-SIM、SYN0PSYS的HSPICE和HSIM，實(shí)現(xiàn)；也可以通過(guò)運(yùn)行內(nèi)部電路分析工具實(shí)現(xiàn)。瞬態(tài)分析由上述仿真工具的運(yùn)行控制命令激活，在瞬態(tài)分析進(jìn)行過(guò)程之中，根據(jù)測(cè)量控制命令和輸出控制命令對(duì)指定節(jié)點(diǎn)的電學(xué)變量值進(jìn)行測(cè)量運(yùn)算，并按要求輸出信息供后續(xù)步驟進(jìn)行計(jì)算和分析。
參見(jiàn)圖2，本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S104對(duì)瞬態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行分析確定每一電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限、光刻畸變情形下電路節(jié)點(diǎn)的等效電學(xué)信息包括
步驟S10401電路節(jié)點(diǎn)延時(shí)極限計(jì)算；
步驟S10402電路節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有等效寄生電容計(jì)算；
步驟S10403電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻計(jì)算。
步驟S10401電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限計(jì)算公式如下Tdealylimit，η = k/fclk,
其中，Tdealylimit, η為線網(wǎng)η上的信號(hào)延時(shí)極限；
fclk為線網(wǎng)η直接關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘信號(hào)頻率；
k為常數(shù)，其取值范圍一般在W.01，0. 10]之間。
為線網(wǎng)η直接關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘信號(hào)頻率fclk的計(jì)算若該線網(wǎng)為時(shí)鐘信號(hào)線網(wǎng)，則 fclk為該時(shí)鐘信號(hào)線網(wǎng)上的信號(hào)頻率，否則在以該節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)，邏輯距離為1的范圍內(nèi)，尋找時(shí)鐘信號(hào)，選取頻率最高的時(shí)鐘信號(hào)其頻率作為fclk ；若未找到時(shí)鐘信號(hào)，在以該節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)，距離為2的范圍內(nèi)，尋找時(shí)鐘信號(hào)，選取頻率最高的時(shí)鐘信號(hào)其頻率作為fclk ；若未找到時(shí)鐘信號(hào)，在以該節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)，距離為3的范圍內(nèi)，尋找時(shí)鐘信號(hào)，選取頻率最高的時(shí)鐘信號(hào)其頻率作為fclk ；以此類推，直至找到時(shí)鐘信號(hào)。
電路節(jié)點(diǎn)的等效電學(xué)信息主要包括該電路節(jié)點(diǎn)寄生電容Cnet，η, extra_limit和為該電路節(jié)點(diǎn)寄生電容Cnet，n, extra_limit充放電的導(dǎo)通電阻Ron。
參見(jiàn)圖3，本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S10402電路節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有等效寄生電容計(jì)算包括
步驟S1030401連接到該線網(wǎng)η的器件本身連接到該線網(wǎng)的寄生電容的計(jì)算；
步驟S1030402其他線網(wǎng)互連線與線網(wǎng)η的互連線之間的寄生電容計(jì)算；
步驟S1040203電路節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有等效寄生電容計(jì)算。
線網(wǎng)η的現(xiàn)有寄生電容Cnet. n, exist為該線網(wǎng)現(xiàn)有寄生電容之和，包括連接到該線網(wǎng)η的器件本身連接到該線網(wǎng)的寄生電容Cnet. n, exist, dev、其他線網(wǎng)互連線與線網(wǎng)η 的互連線之間的寄生電容Cnet. n, exist, wire。
步驟S1040201連接到該線網(wǎng)η的器件本身連接到該線網(wǎng)的寄生電容Cnet. η, exist, dev的計(jì)算讀入寄生參數(shù)提取得到的、包含寄生元器件的電路網(wǎng)表；遍歷線網(wǎng)η連接的器件；從電路仿真輸出文件獲取這些器件上與該線網(wǎng)相連接的寄生電容；對(duì)它們進(jìn)行求禾口，艮口可得至Ij Cnet. n, exist, dev
Cnet. η, exist, dev = Σ Cnet. η, exist, dev, i
其中，
i = 1,2,3, ..., Nnet, n, dev_cnum ；
Nnet, η, dev_cnum為線網(wǎng)η上器件引起的寄生電容數(shù)量。
步驟S1040202其他線網(wǎng)互連線與線網(wǎng)η的互連線之間的寄生電容Cnet.n，exist， wire的計(jì)算讀入寄生參數(shù)提取得到的、包含寄生元器件的電路網(wǎng)表；遍歷線網(wǎng)η上互連線引起的寄生電容；對(duì)它們進(jìn)行求和，即可得到Cnet. n, exist, wire
Cnet. η, exist, wire = Σ Cnet. η, exist, wire, i
其中，
i = 1,2,3, ···, Nnet, η, wire_cnum ；
Nnet, η, wire_cnum為線網(wǎng)η上互連線引起的寄生電容數(shù)量。
步驟S1030203電路節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有等效寄生電容計(jì)算Cnet. n, exist的計(jì)算對(duì)Cnet. n, exist, dev 與 Cnet. η, exist, wire 進(jìn) 亍求禾口，艮口可得至Ij Cnet. n, exist
Cnet. η, exist = Cnet. η, exist, dev+Cnet. η, exist, wire
參見(jiàn)圖4，本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S10303電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻計(jì)算為該電路節(jié)點(diǎn)寄生電容Cnet，η, extra_limit充放電的導(dǎo)通電阻Ron的計(jì)算包括
步驟S1040301計(jì)算電源到線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)電源等效電阻Rp_on ；
步驟S1040302計(jì)算計(jì)算地到線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)電源等效電阻Rn_0n ；
步驟S1040303為該電路節(jié)點(diǎn)寄生電容Cnet，η, extra_limit充放電的導(dǎo)通電阻 Ron。
步驟S1040301計(jì)算電源到線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)電源等效電阻Rp_on 以線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)作為起點(diǎn)，尋找到電源的直流通路；以到電源的直流通路上的器件及其導(dǎo)通狀態(tài)的偏置條件計(jì)算各導(dǎo)通器件的等效導(dǎo)通電導(dǎo)gp_on，i或?qū)娮鑢pon，i ；依據(jù)這些導(dǎo)通器件和相關(guān)互連線寄生電阻的連接關(guān)系建立這些導(dǎo)通電阻和相關(guān)互連線寄生電阻的串并聯(lián)連接關(guān)系；根據(jù)這些等效導(dǎo)通電阻rp_on，i和相關(guān)互連線寄生電阻的串并聯(lián)連接關(guān)系計(jì)算電源到線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)電源等效電阻Rp_on ；
步驟S1040302計(jì)算計(jì)算地到線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)電源等效電阻Rn_0n 以線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)作為起點(diǎn)，尋找到地的直流通路；以到地的直流通路上的器件及其導(dǎo)通狀態(tài)的偏置條件計(jì)算各導(dǎo)通器件的等效導(dǎo)通電導(dǎo)gn_on，i或?qū)娮鑢non，i ；依據(jù)這些導(dǎo)通器件和相關(guān)互連線寄生電阻的連接關(guān)系建立這些導(dǎo)通電阻和相關(guān)互連線寄生電阻的串并聯(lián)連接關(guān)系；根據(jù)這些等效導(dǎo)通電阻rn_0n，i和相關(guān)互連線寄生電阻的串并聯(lián)連接關(guān)系計(jì)算電源到線網(wǎng)η的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)地等效電阻Rn_0n ；
步驟S1040303為該電路節(jié)點(diǎn)寄生電容Cnet，η, extra_limit充放電的導(dǎo)通電阻 Ron 從對(duì)電源等效電阻Rp_on和對(duì)地等效電阻Rn_0n中選取阻值較大的作為線網(wǎng)η電路節(jié)點(diǎn)寄生電容 Cnet, n, extra_limit 充放電的導(dǎo)通電阻 Ron，艮口 Ron = max (Rp_on, Rp_on)。
本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S105根據(jù)每一電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限、關(guān)克畸變情形下電路節(jié)點(diǎn)的等效電學(xué)信息確定每一電路節(jié)點(diǎn)可以承載的冗余 金屬填充給線網(wǎng)引入的極限寄生電容線網(wǎng)η的延時(shí)極限計(jì)算公式如下
Tdealylimit, η = Ron氺(Cnet. η, exist+Cnet, η, extra_limit)
其中，
Tdealylimit, η為線網(wǎng)η的延時(shí)極限；
Ron為線網(wǎng)充放電時(shí)的導(dǎo)通電阻；
Cnet. n, exist為線網(wǎng)η的現(xiàn)有寄生電容；
Cnet, n, extra_limit為冗余啞金屬填充給線網(wǎng)η引入的極限寄生電容。
對(duì)該計(jì)算公式變換得到冗余 金屬填充給線網(wǎng)η引入的極限寄生電容計(jì)算公式
Cnet, n,extra limit = Tdealylimit, n/Ron-Cnet. η, exist
其中，
線網(wǎng)η的延時(shí)極限Tdealylimit，η由上一步驟計(jì)算得到；
線網(wǎng)充放電時(shí)的導(dǎo)通電阻Ron_limit由上一步驟計(jì)算得到；
線網(wǎng)η的現(xiàn)有寄生電容Cnet. n，exist為該線網(wǎng)現(xiàn)有寄生電容之和，包括連接到該線網(wǎng)η的器件本身連接到該線網(wǎng)的寄生電容、其他線網(wǎng)互連線與線網(wǎng)η的互連線之間的寄生電容。
參見(jiàn)圖5，在本發(fā)明實(shí)施例中，步驟S106以可以承載的額外極限寄生電容為上限作為約束條件、以光刻仿真為基礎(chǔ)估算寄生電容、優(yōu)化填充 金屬確?；瘜W(xué)機(jī)械拋光的平整性包括
步驟S10601產(chǎn)生嘗試的冗余啞金屬填充；
步驟S10602光刻仿真；
步驟S10603寄生參數(shù)提??；
步驟S10604估算電路節(jié)點(diǎn)處冗余啞金屬填充引起的寄生電容；
步驟S10605檢查當(dāng)前冗余啞金屬填充是否滿足約束條件，若滿足條件，則進(jìn)行下一步，否則執(zhí)行步驟S10601 ；
步驟S10606計(jì)算目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)優(yōu)化算法確定是否選擇當(dāng)前填充和保留為最佳填充記錄，重復(fù)步驟步驟S10601至步驟S10606，在優(yōu)化算法中循環(huán)條件滿足的情況下不斷調(diào)整冗余啞金屬填充使目標(biāo)函數(shù)值不斷降低，直至滿足優(yōu)化算法中的循環(huán)條件不滿足時(shí)退出循環(huán)，執(zhí)行下一步；
步驟S10607結(jié)束填充優(yōu)化過(guò)程。
在填充 金屬過(guò)程中，對(duì)每一線網(wǎng)的寄生電容總和不能超過(guò)前一步驟所計(jì)算出的額外寄生電容極限值，在此條件下調(diào)整填充圖形使得化學(xué)機(jī)械拋光之后的金屬高度標(biāo)準(zhǔn)偏差，其數(shù)學(xué)描述如下
:C net, η ^ Cnet, η, extra_limit η = 1,2, . . . , Nnets
目標(biāo)函數(shù)f = min{SQRT[ Σ (Hi-Hmean) 2/Nnet_wire]}
i = l,2,..., Nnet_wire
其中
C net, η為第η個(gè)線網(wǎng)因其上下、左右填充金屬而引入的寄生電容；
Cnet，n，eXtra_limit為第η個(gè)線網(wǎng)因其上下、左右填充金屬而引入的寄生電容的極限值；
Nnets為線網(wǎng)數(shù)；
Nnetjire為線網(wǎng)金屬連線段數(shù)。
Hmean 為線網(wǎng)金屬連線的平均高度，Hmean = Σ Hi i = 1，2，. . .，Nnet_wire。
C net，η其計(jì)算表達(dá)式為
C net, η = Σ C net, η, i
其中，
i = l,2,..., Nnet, η, fc_num ；
Nnet, η, fc_numw為對(duì)應(yīng)冗余啞金屬填充給線網(wǎng)η引起的寄生電容數(shù)量；
C net, η, i為冗余啞金屬填充給線網(wǎng)η引起的第i個(gè)寄生電阻，該寄生電容是對(duì)應(yīng)冗余啞金屬填充之后進(jìn)行光刻仿真再進(jìn)行寄生參數(shù)提取所得到的寄生電容。
對(duì)于約束條件下的優(yōu)化問(wèn)題求解，現(xiàn)有的模擬退火算法、遺傳算法、粒子群算法均可以控制優(yōu)化過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)可參考這些算法的對(duì)應(yīng)參考資料，在此不作詳細(xì)的說(shuō)明。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種啞金屬填充方法，其特征在于，包括如下步驟A光刻仿真一半導(dǎo)體物理版圖，得到畸變的半導(dǎo)體物理版圖數(shù)據(jù)； B對(duì)所述畸變的半導(dǎo)體物理版圖數(shù)據(jù)進(jìn)行寄生參數(shù)提取，得到包含寄生元器件的電路網(wǎng)表；C通過(guò)電路仿真對(duì)所述畸變的半導(dǎo)體物理版圖的電路進(jìn)行瞬態(tài)分析，得到瞬態(tài)分析結(jié)果；D計(jì)算所述瞬態(tài)分析結(jié)果，確定所述畸變的半導(dǎo)體物理版圖的電路中電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限和等效電學(xué)信息；E根據(jù)所述電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限和等效電學(xué)信息，在引入冗余 金屬填充給所述畸變的物理版圖的線網(wǎng)后，計(jì)算所述電路節(jié)點(diǎn)承載的極限寄生電容；F以所述電路節(jié)點(diǎn)極限寄生電容為上限、多次調(diào)整啞金屬填充方法，優(yōu)化半導(dǎo)體物理版圖的芯片的機(jī)械平整度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟D中所述電路節(jié)點(diǎn)的延時(shí)極限根據(jù)如式⑴所示計(jì)算Tdealylimit,η = k/fclk ；其中，Tdealylimit，η為所述畸變的物理版圖的線網(wǎng)η上的延時(shí)極限；fclk為所述線網(wǎng)η直接關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘信號(hào)頻率；k為常數(shù)，其取值范圍一般在W.01，0. 10]之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效電學(xué)信息包括電路節(jié)點(diǎn)等效寄生電容和電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述電路節(jié)點(diǎn)等效寄生電容為所有線網(wǎng)的現(xiàn)有寄生電容之和，即包括所述線網(wǎng)的器件連接到所述線網(wǎng)的寄生電容和所述線網(wǎng)互連線之間的寄生電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述線網(wǎng)的器件連接到所述線網(wǎng)的寄生電容按照如式(2)所示計(jì)算；Cnet. n，exist, dev = Σ Cnet. η，exist, dev，i (2)其中，i = 1,2,3, ···, Nnet, η, dev_cnum ；Nnet, η, dev_cnum為線網(wǎng)η上器件引起的寄生電容數(shù)量；Cnet. n, exist, dev為所述線網(wǎng)η的器件連接到所述線網(wǎng)的寄生電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述線網(wǎng)互互連線之間的寄生電容計(jì)算按照如式(3)所示計(jì)算；Cnet. n，exist, wire = Σ Cnet. η，exist, wire, i (3)其中，i = 1,2,3, ···, Nnet, η, wire_cnum ；Nnet, η, wire_cnum為所述線網(wǎng)η上互連線引起的寄生電容數(shù)量； Cnet. n, exist, wir為所述線網(wǎng)η互連線之間的寄生電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻的計(jì)算方法包括如下步驟A計(jì)算電源到所述線網(wǎng)的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)電源等效電阻； B計(jì)算地線到線網(wǎng)的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)地等效電阻；C在所述對(duì)電源等效電阻和所述對(duì)地等效電阻中，選取最大值為所述電路節(jié)點(diǎn)等效導(dǎo)通電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述線網(wǎng)極限寄生電容按如下式(4)計(jì)算Cnet, n，extra—limit = Tdealylimit，n/Ron-Cnet. n，exist 其中，Tdealylimit, η為線網(wǎng)η的延時(shí)極限；Ron為所述線網(wǎng)等效導(dǎo)通電阻；Cnet. n, exist為線網(wǎng)η的等效寄生電容；Cnet, n, extra_limit為冗余啞金屬填充給線網(wǎng)η引入的極限寄生電容。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)光刻仿真、電路網(wǎng)表提取、電路仿真、電路節(jié)點(diǎn)延時(shí)極限、光刻畸變情形下等效電學(xué)參數(shù)計(jì)算、極限寄生電容計(jì)算、約束條件下的啞金屬填充實(shí)現(xiàn)了考慮光刻畸變的啞金屬填充，在寄生估算和冗余啞金屬填充過(guò)程中考慮光刻畸變對(duì)寄生電阻和寄生電容的影響，確保冗余啞金屬填充引起的寄生電阻和寄生電容變化對(duì)電路設(shè)計(jì)性能的影響在預(yù)定范圍之內(nèi)，最大化地提高電路各部分金屬互連線的平整度，從而提高集成電路設(shè)計(jì)的可制造性。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102521460SQ20111042761
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者葉甜春, 吳玉平, 陳嵐 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所