專利名稱：一種增加標(biāo)準(zhǔn)單元通孔提升芯片成品率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提升芯片成品率的方法，尤其是通過(guò)增加標(biāo)準(zhǔn)單元通孔提升芯片成品 率的方法，屬于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在集成電路制造過(guò)程中，由于各種不確定的原因?qū)е滦酒a(chǎn)過(guò)程中通孔 (Contact)出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致電阻異常增加，甚至出現(xiàn)斷路缺陷。通孔電學(xué)性能的改變，將影響 芯片的功能，影響芯片的成品率。通孔缺陷表現(xiàn)為隨機(jī)的概率事件，導(dǎo)致隨機(jī)缺陷產(chǎn)生的原因有存在光刻膠雜質(zhì)、 淀積導(dǎo)致空洞、上下層對(duì)準(zhǔn)出錯(cuò)、環(huán)境雜質(zhì)顆粒、化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)過(guò)研磨等。這些缺陷 表現(xiàn)為符合某種分布的隨機(jī)概率事件，可以從兩個(gè)方面降低通孔缺陷，一方面改進(jìn)生產(chǎn)工 藝，降低工藝缺陷概率密度；另外一個(gè)方面，增加冗余版圖，降低版圖對(duì)缺陷的敏感性。設(shè)單個(gè)通孔缺陷滿足泊松(Poisson)分布，所有通孔缺陷事件都是相互獨(dú)立的， 則得到工業(yè)界的芯片單通孔成品率模型Ycontact = ，λ為單通孔缺陷概率，N為單通孔數(shù)目 (1)如果增加冗余通孔，將單通孔轉(zhuǎn)換成雙通孔，雙通孔同時(shí)出現(xiàn)缺陷的概率是單通 孔出現(xiàn)缺陷的1/4。增加冗余通孔，可以降低版圖對(duì)缺陷的敏感性，提高芯片的成品率。標(biāo)準(zhǔn)單元是ASIC/SoC設(shè)計(jì)的基石，在設(shè)計(jì)中被成千上萬(wàn)次地應(yīng)用。經(jīng)過(guò)研究發(fā) 現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)單元版圖中存在的空白區(qū)域可以增加冗余通孔，在不增加標(biāo)準(zhǔn)單元面積不改變標(biāo) 準(zhǔn)單元工藝特征參數(shù)的前提下，可降低標(biāo)準(zhǔn)單元對(duì)缺陷的敏感性，提高產(chǎn)品的成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種增加標(biāo)準(zhǔn)單元通孔提升芯片成品率的方法，以實(shí)現(xiàn)在不 增加標(biāo)準(zhǔn)單元面積和不改變工藝特征參數(shù)的前提下降低標(biāo)準(zhǔn)單元通孔缺陷概率，提高成品率。本發(fā)明的增加標(biāo)準(zhǔn)單元通孔提升芯片成品率的方法，包括以下步驟1)將芯片設(shè)計(jì)規(guī)則整數(shù)化后通過(guò)Stein算法循環(huán)計(jì)算，獲得設(shè)計(jì)規(guī)則的最大公約 數(shù)λ ；以λ為基本單位，將標(biāo)準(zhǔn)單元多晶硅層、有源區(qū)層、通孔層和金屬層版圖均勻劃分成 矩形網(wǎng)格，格點(diǎn)上無(wú)圖形則設(shè)置格點(diǎn)屬性為“0”，格點(diǎn)上有圖形則設(shè)置格點(diǎn)屬性為“1”，構(gòu) 成各層格點(diǎn)屬性矩陣；2)從版圖的給定點(diǎn)做波傳播操作從格點(diǎn)屬性矩陣的給定點(diǎn)開(kāi)始，向上、下、左、 右四個(gè)方向查找等于該給定點(diǎn)屬性值的格點(diǎn)，向四周擴(kuò)展直到?jīng)]有等于該給定點(diǎn)屬性值的 格點(diǎn)為止；對(duì)版圖格點(diǎn)屬性矩陣做與操作將兩個(gè)相同大小的版圖格點(diǎn)屬性矩陣各格點(diǎn)的對(duì) 應(yīng)屬性值分別做邏輯與操作，規(guī)則為“0”與“0”等于“0”，“0”與“ 1，，等于“0”，“ 1”與“0” 等于“0”，“1”與“1”等于“1”；
3)劃分通孔層的通孔類型在多晶硅層做格點(diǎn)屬性為“1”的波傳播操作，在有源 區(qū)層做格點(diǎn)屬性為“0”的波傳播操作，將兩次波傳播結(jié)果進(jìn)行“與運(yùn)算”，“與運(yùn)算”結(jié)果的 子屬性矩陣存在“1”，判定通孔是連接多晶硅和金屬的通孔；在多晶硅層做格點(diǎn)屬性為“0” 的波傳播操作，在有源區(qū)層做格點(diǎn)屬性為“ 1，，的波傳播操作，將兩次波傳播結(jié)果進(jìn)行“與運(yùn) 算”，“與運(yùn)算”結(jié)果的子屬性矩陣存在“ 1”，判定通孔是連接有源區(qū)和金屬的通孔；計(jì)算通孔優(yōu)先權(quán)將通孔層通孔類型劃分過(guò)程的子屬性矩陣相等的通孔標(biāo)記為并 聯(lián)通孔，計(jì)算子屬性矩陣中“1”的個(gè)數(shù)與并聯(lián)通孔個(gè)數(shù)乘積的倒數(shù)，得到通孔優(yōu)先權(quán)；4)按照通孔優(yōu)先權(quán)，在芯片設(shè)計(jì)規(guī)則約束下，計(jì)算連接多晶硅與金屬的通孔的可 擴(kuò)展子區(qū)域在通孔層作“0”波傳播、在多晶硅層先作“ 1，，波傳播后作“0”波傳播、在有源 區(qū)層作“0”波傳播、在金屬層先作“1”波傳播后作“0”波傳播，對(duì)各次波傳播操作結(jié)果做與 操作，獲得可擴(kuò)展子區(qū)域；按照通孔優(yōu)先權(quán)，在芯片設(shè)計(jì)規(guī)則約束下，計(jì)算連接有源區(qū)與金屬的通孔的可擴(kuò) 展子區(qū)域在通孔層作“0”波傳播、在多晶硅層作“0”波傳播、在有源區(qū)層先作“ 1，，波傳播 后作“0”波傳播、在金屬層先作“ 1，，波傳播后作“0”波傳播，對(duì)各次波傳播操作結(jié)果做與操 作，獲得可擴(kuò)展子區(qū)域；在通孔的可擴(kuò)展子區(qū)域中按照芯片設(shè)計(jì)規(guī)則均勻增加通孔，在相應(yīng)版圖層中增加 版圖，并修改版圖格點(diǎn)屬性矩陣，完成標(biāo)準(zhǔn)單元通孔的增加。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)設(shè)置通孔最大擴(kuò)展范圍有效地縮小了波傳播操作的范圍，提高了版圖查找效 率；2)通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)單元版圖空白區(qū)域增加冗余通孔，在不犧牲芯片面積，不改變工藝 特征參數(shù)的前提下，降低標(biāo)準(zhǔn)單元通孔缺陷概率，提高成品率。


圖1是二輸入與門版圖，其中(a)為有源區(qū)層版圖，(b)為多晶硅層層版圖，(C)為 通孔層版圖，(d)為金屬層版圖；圖2是有源區(qū)層格點(diǎn)屬性矩陣示意圖；圖3是波傳播操作示意圖；圖4是版圖與操作示意圖，其中(a)、(b)為與操作輸入，(C)為與操作運(yùn)算結(jié)果；圖5是通孔擴(kuò)展過(guò)程示意圖，其中(a)為通孔層擴(kuò)展過(guò)程示意圖，(b)有源區(qū)層擴(kuò) 展過(guò)程示意圖，(c)為多晶硅層擴(kuò)展過(guò)程示意圖，(d)為金屬層擴(kuò)展過(guò)程示意圖，(e)為可擴(kuò) 展子區(qū)域示意圖
具體實(shí)施例方式下面以標(biāo)準(zhǔn)單元二輸入與門為例子，說(shuō)明本發(fā)明。二輸入與門的版圖如圖1所示，(a)為有源區(qū)(Active)層版圖，(b)為多晶硅層(Poly)層版圖，(c)為通孔(Contact)層 版圖，(d)為金屬(Metal)層版圖。本例通孔增加過(guò)程以圖1(c)中“1”標(biāo)示的通孔為例。1、將芯片設(shè)計(jì)規(guī)則整數(shù)化后通過(guò)Stein算法循環(huán)計(jì)算，獲得設(shè)計(jì)規(guī)則的最大公約 數(shù)λ ；以λ為基本單位，將標(biāo)準(zhǔn)單元多晶硅層、有源區(qū)層、通孔層和金屬層版圖均勻劃分成矩形網(wǎng)格，格點(diǎn)上無(wú)圖形則設(shè)置格點(diǎn)屬性為“0”，格點(diǎn)上有圖形則設(shè)置格點(diǎn)屬性為“1”，構(gòu) 成各層格點(diǎn)屬性矩陣；將設(shè)計(jì)規(guī)則參數(shù)乘以常數(shù)1000，把設(shè)計(jì)規(guī)則參數(shù)從浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為自然數(shù)。設(shè)計(jì)規(guī) 則參數(shù)的最大公約數(shù)通過(guò)以下步驟計(jì)算(1)將設(shè)計(jì)規(guī)則參數(shù)按大小排序，刪除排序后與前一個(gè)值相等的設(shè)計(jì)規(guī)則參數(shù)，構(gòu) 成不包括重復(fù)值的排序序列DR ；(2)設(shè)定Ktl等于DR。。循環(huán)利用Stein算法計(jì)算設(shè)計(jì)規(guī)則DRi與I^1的最大公約數(shù) Ki, i = l,...,n;Kn就是所有設(shè)計(jì)規(guī)則的最大公約數(shù)入。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)單元版圖水平方向大小為SizeX，縱向大小為SizeY。為使版圖操作符合設(shè) 計(jì)規(guī)則，減少運(yùn)算量，本例以設(shè)計(jì)規(guī)則的最大公約數(shù)λ為基本單位，將標(biāo)準(zhǔn)單元多晶硅層、 有源區(qū)層、通孔層和金屬層版圖分別劃分成(SizeX/X)X(SizeY/X)矩形網(wǎng)格，基本方格 是λ X λ的正方形。格點(diǎn)上無(wú)圖形時(shí)設(shè)置格點(diǎn)屬性為“0”，格點(diǎn)上有圖形時(shí)設(shè)置格點(diǎn)屬性 為“1”。標(biāo)準(zhǔn)單元各層版圖經(jīng)格點(diǎn)劃分后可表示成(SizeX/λ ,SizeY/λ)的格點(diǎn)屬性矩陣。 各層版圖格點(diǎn)屬性矩陣中相同下標(biāo)索引的格點(diǎn)對(duì)應(yīng)相同的版圖平面位置。圖2為二輸入與 門的有源區(qū)層版圖的格點(diǎn)屬性矩陣，斜線格表示“ 1”，白格表示“0”。設(shè)子矩陣SubMetr(iMin, jMin), (iMax, JMax)對(duì)應(yīng)版圖格點(diǎn)屬性矩陣中水平下標(biāo)不小于 iMin、不大于iMax，縱向下標(biāo)不小于jMin、不大于jMax的格點(diǎn)組成的矩形區(qū)域。2、從版圖的給定點(diǎn)做波傳播操作從格點(diǎn)屬性矩陣的給定點(diǎn)開(kāi)始，向上、下、左、右 四個(gè)方向查找等于該給定點(diǎn)屬性值的格點(diǎn)，向四周擴(kuò)展直到?jīng)]有等于該給定點(diǎn)屬性值的格 點(diǎn)為止；對(duì)版圖格點(diǎn)屬性矩陣做與操作將兩個(gè)相同大小的版圖格點(diǎn)屬性矩陣各格點(diǎn)的對(duì) 應(yīng)屬性值分別做邏輯與操作，規(guī)則為“0”與“0”等于“0”，“0”與“ 1，，等于“0”，“ 1”與“0” 等于“0”，“1”與“1”等于“1”；版圖波傳播操作從格點(diǎn)屬性矩陣的某點(diǎn)(或某些點(diǎn))開(kāi)始，分別向上、下、左、右四 個(gè)方向查找給定值，循環(huán)從等值點(diǎn)向四周擴(kuò)展，直到四周沒(méi)有等于給定值的格點(diǎn)為止。波傳 播操作可以獲得從給定點(diǎn)開(kāi)始的包含給定值的最大連續(xù)區(qū)域。連續(xù)“0”值區(qū)域表示版圖上 連續(xù)的空白區(qū)域；連續(xù)“1”值區(qū)域表示版圖有圖形的區(qū)域。設(shè)波擴(kuò)展過(guò)程中擴(kuò)展到的格點(diǎn) 的水平方向的最小下標(biāo)為irnin，水平方向的最大下標(biāo)為imax，縱向最小下標(biāo)為jmin，縱向 的最大下標(biāo)為jmax。波傳播操作的結(jié)果是一個(gè)子格點(diǎn)屬性矩陣，表示為SubMetr(iMin,jMin), (iMax, JMax)，該子矩陣中波傳播到達(dá)的點(diǎn)的屬性為“ 1 ”，沒(méi)有到達(dá)的格點(diǎn)的屬性為“0”。版圖波傳播操作如圖3所示，“S”為波傳播起始點(diǎn)，數(shù)字標(biāo)明波傳播過(guò)程。版圖與操作是將兩個(gè)相同大小的版圖格點(diǎn)屬性矩陣各格點(diǎn)的對(duì)應(yīng)屬性值分別做 邏輯與操作，規(guī)則為“0”與“0”等于“0”，“0”與“ 1”等于“0” “ 1”與“0”等于“0”，“ 1”與 “ 1，，等于“ 1 ”。本發(fā)明中“&”符號(hào)均表示版圖與操作。版圖與操作示意圖如圖4所示，格點(diǎn)屬性矩陣(a)、(b)為與操作的輸入，(C)為與 操作運(yùn)算結(jié)果。3、劃分通孔層的通孔類型在多晶硅層做格點(diǎn)屬性為“1”的波傳播操作，在有源 區(qū)層做格點(diǎn)屬性為“0”的波傳播操作，將兩次波傳播結(jié)果進(jìn)行“與運(yùn)算”，“與運(yùn)算”結(jié)果的 子屬性矩陣存在“1”，判定通孔是連接多晶硅和金屬的通孔；在多晶硅層做格點(diǎn)屬性為“0” 的波傳播操作，在有源區(qū)層做格點(diǎn)屬性為“1”的波傳播操作，將兩次波傳播結(jié)果進(jìn)行“與運(yùn)算”，“與運(yùn)算”結(jié)果的子屬性矩陣存在“1”，判定通孔是連接有源區(qū)和金屬的通孔；計(jì)算通孔 優(yōu)先權(quán)將通孔層通孔類型劃分過(guò)程的子屬性矩陣相等的通孔標(biāo)記為并聯(lián)通孔，計(jì)算子屬 性矩陣中“1”的個(gè)數(shù)與并聯(lián)通孔個(gè)數(shù)乘積的倒數(shù)，得到通孔優(yōu)先權(quán)；通孔按連接的目標(biāo)版圖不同可分為兩類連接多晶硅與金屬，連接有源區(qū)與金屬。這兩種通孔的擴(kuò)展要考慮的問(wèn)題不同，需區(qū)別對(duì)待。通孔類型的判斷方法如下從通孔的中心位置開(kāi)始，在多晶硅層格點(diǎn)屬性矩陣做“1”值波傳播操作，得到子矩 陣SubMetrptjly l ；從通孔的中心位置開(kāi)始，在有源區(qū)層格點(diǎn)屬性矩陣做“0”值波傳播操作，得 到子矩陣 SubMetra。tive—^ 將 SubMetrp。ly—i 與 SubMetra。tive—^ 做版圖與操作SubMetrcntjoly = SubMetrpoly l & SubMetractive 0 (2)若SubMetrent p。ly存在格點(diǎn)屬性為“1”的格點(diǎn)，表明通孔是連接多晶硅和上層金屬 的，設(shè)子矩陣 SubMetrent 等于 SubMetr。ntJ)。ly。否則，從通孔中心位置開(kāi)始在有源區(qū)層做“1”值波操作，得到子矩陣 SubMetractive l ；從通孔中心位置開(kāi)始在多晶硅層做“0”值波操作得到子矩陣SubMetrp。ly。。 將 SubMetraetive l 與 SubMetrp。ly (1 做版圖與操作SubMetrcnt active = SubMetractive l & SubMetrp。ly 。⑶若SubMetrmt a。tive存在格點(diǎn)屬性為“1”的格點(diǎn)，表明通孔是連接有源區(qū)和上層金 屬的，設(shè) SubMetrcnt 等于 SubMetrcnt—active。SubMetrmt相等的通孔連接相同區(qū)域多晶硅或有源區(qū)，在電學(xué)性能上相同，稱為并 聯(lián)通孔。并聯(lián)通孔合并為一個(gè)虛擬通孔參與優(yōu)先權(quán)計(jì)算。設(shè)SubMetrent中“1”的個(gè)數(shù)為 Count1,并聯(lián)通孔個(gè)數(shù)為Cntpm (單通孔的Cntpm等于1)。對(duì)于合并后的通孔，按如下公式計(jì)算通孔優(yōu)先權(quán)CntpH ity
pnonty County χ Cntpaf()通孔占有面積越大，優(yōu)先權(quán)越低；并聯(lián)通孔個(gè)數(shù)越多，優(yōu)先權(quán)越低。 設(shè)SubMetrmt水平方向最小下標(biāo)為imin、水平方向最大下標(biāo)為imax，縱向最 小下標(biāo)為jmin、縱向最大下標(biāo)為jmax，設(shè)通孔水平方向大小為Cntsizex,縱向?yàn)镃ntSizeY， 通孔最小間距為Distcnt,則水平方向下標(biāo)不小于imin-2 X (CntSizeX+DiStcnt)、不大于 imax+2 X (CntSizeX+Distcnt)，縱向下標(biāo)不小于 jmin-2 X (CntSizeX+DiStcnt)、不大于不大于 jmax+2X (CntSizeX+Distcnt)對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)樵撏鬃畲髷U(kuò)展范圍。圖5 (a)虛線方框所示區(qū) 域，即通孔1的最大擴(kuò)張范圍。按通孔優(yōu)先權(quán)排序，可以得到通孔操作順序。4、按照通孔優(yōu)先權(quán)，在芯片設(shè)計(jì)規(guī)則約束下，計(jì)算連接多晶硅與金屬的通孔的可 擴(kuò)展子區(qū)域在通孔層作“0”波傳播、在多晶硅層先作“1”波傳播后作“0”波傳播、在有源區(qū) 層作“0”波傳播、在金屬層先作“ 1，，波傳播后作“0”波傳播，對(duì)各次波傳播操作結(jié)果做與操 作，獲得可擴(kuò)展子區(qū)域；按照通孔優(yōu)先權(quán)，在芯片設(shè)計(jì)規(guī)則約束下，計(jì)算連接有源區(qū)與金屬 的通孔的可擴(kuò)展子區(qū)域在通孔層作“0”波傳播、在多晶硅層作“0”波傳播、在有源區(qū)層先 作“ 1，，波傳播后作“ 0，，波傳播、在金屬層先作“ 1”波傳播后作“ 0，，波傳播，對(duì)各次波傳播操作結(jié)果做與操作，獲得可擴(kuò)展子區(qū)域；在通孔的可擴(kuò)展子區(qū)域中按照芯片設(shè)計(jì)規(guī)則均勻增加通孔，在相應(yīng)版圖層中增加版圖，并修改版圖格點(diǎn)屬性矩陣，完成標(biāo)準(zhǔn)單元通孔的增加；連接多晶硅與金屬、連接有源區(qū)與金屬的兩種通孔的限制條件不同，擴(kuò)展過(guò)程有 所不同，下面分開(kāi)說(shuō)明。(1)連接多晶硅與金屬的通孔擴(kuò)展連接多晶硅與金屬的通孔擴(kuò)展過(guò)程以圖1所示的二輸入與門的通孔“1”為例說(shuō)明。①計(jì)算在通孔最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的通孔層可擴(kuò)展區(qū)域在通孔最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)，在通孔層從緊鄰?fù)椎膶傩灾禐椤?”的位置做“0”值波 傳播操作，獲得連續(xù)“0”值區(qū)域。將該區(qū)域內(nèi)外邊界回縮通孔最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則，獲得該層 可增加通孔的區(qū)域。在該區(qū)域任何位置增加通孔，與原有通孔層圖形不違反設(shè)計(jì)規(guī)則。波 傳播擴(kuò)展得到的子格點(diǎn)屬性矩陣用SubMetrient blank表示。擴(kuò)展過(guò)程如圖5(a)所示，數(shù)字為 擴(kuò)展順序。②計(jì)算在多晶硅最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的多晶硅層可擴(kuò)展區(qū)域在最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)范圍內(nèi)，在多晶硅層從通孔位置開(kāi)始作“ 1 ”值擴(kuò)展，得到涵蓋該 通孔的多晶硅圖形區(qū)域。緊鄰該區(qū)域的空白區(qū)域可在增加通孔時(shí)擴(kuò)展多晶硅。所以，從“1” 值擴(kuò)展邊界緊鄰的“0”值區(qū)域開(kāi)始，作“0”值波擴(kuò)展。合并“ 1，，值擴(kuò)展區(qū)域和“0”值擴(kuò)展 區(qū)域，將該合并區(qū)域的“0”值外邊界回縮通孔與多晶硅的最小間距的設(shè)計(jì)規(guī)則。這樣得到 多晶硅層上可擴(kuò)展多晶硅的區(qū)域，用SubMetrip。ly blank表示。擴(kuò)展過(guò)程如圖5(b)所示，黑底 白字的數(shù)字多晶硅區(qū)域的擴(kuò)展過(guò)程，白底黑字的數(shù)字為多晶硅層空白區(qū)域的擴(kuò)展過(guò)程。③計(jì)算在通孔與有源區(qū)層最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的有源區(qū)層可擴(kuò)展區(qū)域在最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)范圍內(nèi)，從通孔位置開(kāi)始在有源區(qū)層作“0”值擴(kuò)展，得到當(dāng)前區(qū) 域的空白區(qū)域。擴(kuò)展的多晶硅不能覆蓋有源區(qū)，與有源區(qū)層需要保持多晶硅與有源區(qū)最小 間距的設(shè)計(jì)規(guī)則，所以將空白區(qū)域的邊界回縮通孔與有源區(qū)最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則。這樣可以 得到空白有源區(qū)區(qū)域，用SubMetriaetiveblank表示。擴(kuò)展過(guò)程如圖5(c)所示，數(shù)字為擴(kuò)展順 序。④計(jì)算在金屬最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的金屬層可擴(kuò)展區(qū)域在最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)范圍內(nèi)，從通孔位置開(kāi)始在金屬層作“ 1 ”值擴(kuò)展，得到涵蓋該通 孔的金屬區(qū)域。緊鄰該區(qū)域的空白區(qū)域可作為增加通孔時(shí)的擴(kuò)展金屬區(qū)域。從“1”值擴(kuò)展 邊界緊鄰的“0”值區(qū)域開(kāi)始，作“0”值擴(kuò)展。合并“1”值擴(kuò)展區(qū)域和“0”值擴(kuò)展區(qū)域。擴(kuò) 展金屬時(shí)，擴(kuò)展的金屬要與原有的金屬滿足金屬最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則，所以將“0”值邊界回縮 金屬層的最小間距的設(shè)計(jì)規(guī)則，得到金屬層的可擴(kuò)展區(qū)域，用SubMetrimetal blank表示。擴(kuò)展 過(guò)程如圖5(d)所示，黑底白字的數(shù)字為金屬區(qū)域的擴(kuò)展過(guò)程，白底黑字的數(shù)字為金屬層空 白區(qū)域的擴(kuò)展過(guò)程。將各子區(qū)域作版圖與操作(SubMetrientblank & SubMetrip。ly blank &SubMetriartive blank&SubMetrimetal blaJ，得到子區(qū)域SubMetriblank,在該子區(qū)域增加多晶硅、金屬和通孔，增 加的圖像將滿足各設(shè)計(jì)規(guī)則約束。操作結(jié)果如圖5(e)所示。將子格點(diǎn)屬性矩陣SubMetriblank中“ 1 ”值區(qū)域?qū)?yīng)區(qū)域表示為多邊形Polygonmt, 若Polygonent足夠大能夠增加通孔，則在通孔層對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)屬性矩陣中增加通孔，并在多晶硅層和金屬層增加多邊形Polygonent，這樣就完成連接多晶硅和金屬的通孔擴(kuò)展。(2)連接有源區(qū)與金屬的通孔的擴(kuò)展①計(jì)算在最小通孔間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的通孔層可擴(kuò)展區(qū)域在最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)，在通孔層從緊鄰?fù)椎膶傩灾禐椤癘”的位置做“O”值波傳播操作，獲得連續(xù)“O”值區(qū)域。將該區(qū)域內(nèi)外邊界回縮通孔最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則，獲得該層可增 加通孔的區(qū)域。在該區(qū)域任何位置增加通孔，與原有通孔層圖形不違反設(shè)計(jì)規(guī)則。波傳播 擴(kuò)展得到的子格點(diǎn)屬性矩陣用SubMetrient blank表示。②計(jì)算在多晶硅與有源區(qū)最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的多晶硅層空白區(qū)域擴(kuò)展的有源區(qū)不能被多晶硅圖形覆蓋，與有源區(qū)需要保持多晶硅與有源區(qū)最小間 距的設(shè)計(jì)規(guī)則。在最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)，在多晶硅層從通孔位置開(kāi)始作“O”值擴(kuò)展，得到多晶硅層從通 孔所在位置開(kāi)始的連續(xù)空白區(qū)域。將“O”值邊界回縮多晶硅與有源區(qū)最小間距的設(shè)計(jì)規(guī)則， 得到的區(qū)域用SubMetriptjly blank表示，在該區(qū)域內(nèi)增加有源區(qū)不會(huì)導(dǎo)致與多晶硅違反設(shè)計(jì)規(guī) 貝U，不會(huì)改變電路邏輯功能。③計(jì)算在有源區(qū)最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的有源區(qū)可擴(kuò)展區(qū)域在最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)范圍內(nèi)，從通孔位置開(kāi)始在有源區(qū)作“ 1 ”值擴(kuò)展，得到涵蓋該通 孔的連續(xù)有源區(qū)圖形區(qū)域?？瞻讌^(qū)域可在增加通孔時(shí)擴(kuò)展有源區(qū)。從“ 1，，值擴(kuò)展邊界緊鄰的“O”值開(kāi)始，作 “O”值波擴(kuò)展。合并“1”值擴(kuò)展區(qū)域和“O”值擴(kuò)展區(qū)域，將“O”值邊界回縮通孔與有源區(qū)最 小間距的設(shè)計(jì)規(guī)則。將該區(qū)域中超出Implant層邊界的區(qū)域刪除。這樣在有源區(qū)上得到可 擴(kuò)展有源區(qū)區(qū)域，用SubMetri
active_blank表示。④計(jì)算在金屬最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則約束下的金屬層可擴(kuò)展區(qū)域在最大擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)范圍內(nèi)，從通孔位置開(kāi)始在金屬層作“ 1 ”值擴(kuò)展，得到涵蓋該通 孔的金屬層區(qū)域。緊鄰該區(qū)域的空白區(qū)域可作為增加通孔時(shí)的擴(kuò)展金屬區(qū)域。從“1”值擴(kuò) 展邊界緊鄰的“O”值區(qū)域開(kāi)始，作“O”值擴(kuò)展。合并“1”值擴(kuò)展區(qū)域和“O”值擴(kuò)展區(qū)域。擴(kuò) 展的金屬與原有金屬要滿足金屬最小間距設(shè)計(jì)規(guī)則，所以將“O”值邊界回縮金屬層的最小 間距的設(shè)計(jì)規(guī)則，得到金屬層的可擴(kuò)展區(qū)域，用SubMetrimetal blank表示。將各子區(qū)域作版圖與操作(SubMetrientblank & SubMetrip。ly blank &SubMetriartive blank & SubMetrimetal blank)，得到子區(qū)域SubMetriblank,在該子區(qū)域增加有源區(qū)、金屬和通孔， 增加的圖像將滿足各設(shè)計(jì)規(guī)則約束。將子格點(diǎn)屬性矩陣SubMetriblank中“ 1 ”值區(qū)域?qū)?yīng)區(qū)域表示為多邊形 Polygonactive,若Polygonaetive足夠大能夠增加通孔，則在通孔對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)屬性矩陣中增加 通孔，在有源區(qū)和金屬層增加多邊形Polygonmt，這樣就完成連接有源區(qū)和金屬的通孔擴(kuò)展。
權(quán)利要求
一種增加標(biāo)準(zhǔn)單元通孔提升芯片成品率的方法，包括以下步驟1)將芯片設(shè)計(jì)規(guī)則整數(shù)化后通過(guò)Stein算法循環(huán)計(jì)算，獲得設(shè)計(jì)規(guī)則的最大公約數(shù)λ；以λ為基本單位，將標(biāo)準(zhǔn)單元多晶硅層、有源區(qū)層、通孔層和金屬層版圖均勻劃分成矩形網(wǎng)格，格點(diǎn)上無(wú)圖形則設(shè)置格點(diǎn)屬性為“0”，格點(diǎn)上有圖形則設(shè)置格點(diǎn)屬性為“1”，構(gòu)成各層格點(diǎn)屬性矩陣；2)從版圖的給定點(diǎn)做波傳播操作從格點(diǎn)屬性矩陣的給定點(diǎn)開(kāi)始，向上、下、左、右四個(gè)方向查找等于該給定點(diǎn)屬性值的格點(diǎn)，向四周擴(kuò)展直到?jīng)]有等于該給定點(diǎn)屬性值的格點(diǎn)為止；對(duì)版圖格點(diǎn)屬性矩陣做與操作將兩個(gè)相同大小的版圖格點(diǎn)屬性矩陣各格點(diǎn)的對(duì)應(yīng)屬性值分別做邏輯與操作，規(guī)則為“0”與“0”等于“0”，“0”與“1”等于“0”，“1”與“0”等于“0”“1”與“1”等于“1”；3)劃分通孔層的通孔類型在多晶硅層做格點(diǎn)屬性為“1”的波傳播操作，在有源區(qū)層做格點(diǎn)屬性為“0”的波傳播操作，將兩次波傳播結(jié)果進(jìn)行“與運(yùn)算”，“與運(yùn)算”結(jié)果的子屬性矩陣存在“1”，判定通孔是連接多晶硅和金屬的通孔；在多晶硅層做格點(diǎn)屬性為“0”的波傳播操作，在有源區(qū)層做格點(diǎn)屬性為“1”的波傳播操作，將兩次波傳播結(jié)果進(jìn)行“與運(yùn)算”，“與運(yùn)算”結(jié)果的子屬性矩陣存在“1”，判定通孔是連接有源區(qū)和金屬的通孔；計(jì)算通孔優(yōu)先權(quán)將通孔層通孔類型劃分過(guò)程的子屬性矩陣相等的通孔標(biāo)記為并聯(lián)通孔，計(jì)算子屬性矩陣中“1”的個(gè)數(shù)與并聯(lián)通孔個(gè)數(shù)乘積的倒數(shù)，得到通孔優(yōu)先權(quán)；4)按照通孔優(yōu)先權(quán)，在芯片設(shè)計(jì)規(guī)則約束下，計(jì)算連接多晶硅與金屬的通孔的可擴(kuò)展子區(qū)域在通孔層作“0”波傳播、在多晶硅層先作“1”波傳播后作“0”波傳播、在有源區(qū)層作“0”波傳播、在金屬層先作“1”波傳播后作“0”波傳播，對(duì)各次波傳播操作結(jié)果做與操作，獲得可擴(kuò)展子區(qū)域；按照通孔優(yōu)先權(quán)，在芯片設(shè)計(jì)規(guī)則約束下，計(jì)算連接有源區(qū)與金屬的通孔的可擴(kuò)展子區(qū)域在通孔層作“0”波傳播、在多晶硅層作“0”波傳播、在有源區(qū)層先作“1”波傳播后作“0”波傳播、在金屬層先作“1”波傳播后作“0”波傳播，對(duì)各次波傳播操作結(jié)果做與操作，獲得可擴(kuò)展子區(qū)域；在通孔的可擴(kuò)展子區(qū)域中按照芯片設(shè)計(jì)規(guī)則均勻增加通孔，在相應(yīng)版圖層中增加版圖，并修改版圖格點(diǎn)屬性矩陣，完成標(biāo)準(zhǔn)單元通孔的增加。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的增加標(biāo)準(zhǔn)單元通孔提升芯片成品率的方法，步驟包括以芯片設(shè)計(jì)規(guī)則的最大公約數(shù)λ為基本單位，將標(biāo)準(zhǔn)單元版圖均勻劃分成矩形網(wǎng)格，設(shè)置格點(diǎn)屬性構(gòu)造格點(diǎn)屬性矩陣；通過(guò)波傳播操作、版圖格點(diǎn)屬性矩陣的與操作運(yùn)算把通孔分為連接多晶硅與金屬的、連接有源區(qū)與金屬的；對(duì)兩類通孔分別在通孔層、多晶硅層、有源區(qū)層、金屬層做波傳播操作，將各次波傳播操作的結(jié)果作與操作，獲得可擴(kuò)展子區(qū)域；在可擴(kuò)展子區(qū)域中均勻增加通孔，修改版圖格點(diǎn)屬性矩陣，完成標(biāo)準(zhǔn)單元通孔的增加。本發(fā)明在不改變標(biāo)準(zhǔn)單元版圖面積的前提下，通過(guò)增加冗余通孔，可降低因通孔失效導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)單元缺陷的概率，能較顯著的以較小代價(jià)提高標(biāo)準(zhǔn)單元的成品率。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101826123SQ201010104758
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者嚴(yán)曉浪, 史崢, 羅小華, 鄭勇軍, 馬鐵中 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)