一种冗余金属的填充方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种冗余金属的填充方法，包括步骤：提供具有金属层的集成电路版图；确定可填充区域；将可填充区域划分为矩形区域，矩形区域的边框由金属层的边界限定；根据临界间距尺寸，确定矩形区域是否需要填充；将需要填充的矩形区域进行冗余金属的填充。该方法使得需填充区域的确定更精确，并且矩形的区域更易于进行填充参数的调整和填充，有效解决CMP研磨工艺中的缺陷。
【专利说明】一种冗余金属的填充方法及其系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路版图设计领域，特别涉及一种版图设计中冗余金属的填充方 法及其系统。
【背景技术】
[0002] 在集成电路（Integrated Circuit, IC)制造工艺中，通常会使用化学机械抛光 ((Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺进行材料层表面的全局平坦化，以保证相应 材料层的结构具有较好的平整度。
[0003] 化学机械抛光工艺是借助抛光液的化学腐蚀作用以及超微刻蚀的研磨作用使得 被抛光的材料层形成平坦的表面。由于金属和氧化物等介质材料之间相对硬度不同，导 致不同区域在CMP过程中的移除速率不同，会出现金属蝶形（Dishing)和氧化材料侵蚀 (erosion)的缺陷，而在集成电路的工艺节点降低到90nm以下及更低节点时，这两个缺陷 更加凸显。这些缺陷与金属的线宽以及金属间的距离有着密切的关系，在集成电路设计时， 通常会在金属间距离较大的地方增加一些冗余金属，以避免这些缺陷。
[0004] 在集成电路的版图设计中，冗余金属填充是版图后期处理的一个过程，通常包括 两个步骤：一是版图密度均匀化，用来最小化金属密度的差异；二是冗余金属填充的实现。 在版图密度均匀化的步骤中，通常会采用线性规划和蒙特卡洛算法，这两种算法主要是通 过将版图网格化，而后，通过运算将每个方格的密度填到最低下限以上，从而满足密度的要 求。
[0005] 然而，问题在于，由于密度为某一区域内金属线面积占总面积的量，即平均量，这 使得部分可能产生缺陷的区域未被填充，影响设计的精确性。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，提供一种冗余金属的填充方法及 其系统。
[0007] 为此，本发明提供了如下技术方案：
[0008] -种冗余金属的填充方法，包括步骤：
[0009] 提供具有金属层的集成电路版图；
[0010] 确定可填充区域；
[0011] 将可填充区域划分为矩形区域，矩形区域的边框由金属层的边界限定；
[0012] 根据临界间距尺寸，确定矩形区域是否需要填充；
[0013] 将需要填充的矩形区域进行冗余金属的填充。
[0014] 可选的，选择需要填充的可填充区域进行冗余金属的填充的步骤具体包括：
[0015] 设定预设参数，包括冗余金属的尺寸、间距和缓冲距离；
[0016] 确定填充的行、列数；
[0017] 按照设定参数和填充的行、列数进行冗余金属的填充。
[0018] 可选的，在选择需要填充的矩形区域进行冗余金属的填充之后，还包括步骤：获取 版图密度分布的异常区域，调整填充参数并进行填充。
[0019] 可选的，在选择需要填充的矩形区域进行冗余金属的填充之后，还包括步骤：获取 版图电容分布的异常区域，调整填充参数并进行填充。
[0020] 可选的，调整填充参数的步骤为：
[0021] 重新设定预设参数，包括冗余金属的尺寸、间距和/或缓冲距离；
[0022] 确定填充的行、列数；
[0023] 按照设定参数和填充的行、列数进行异常区域的填充。
[0024] 可选的，根据固定密度值重新设定预设参数，具体步骤包括：
[0025] 预设密度值范围以及密度波动值；
[0026] 若最大密度值与当前异常区域的密度值的差值大于密度波动值，将当前异常区域 的密度值设置为固定密度值，该固定密度值为最大密度值与密度波动值的差值，并根据该 固定密度值重新设定预设参数。
[0027] 此外，本发明还提供了一种冗余金属的填充系统，包括：
[0028] 版图提供模块，用于提供具有金属层的集成电路版图；
[0029] 可填充区域确定模块，用于确定可填充区域；
[0030] 区域划分模块，用于将可填充区域划分为矩形区域，矩形区域的边框由金属层的 边界限定；
[0031] 填充区域确定模块，用于根据临界间距尺寸，确定矩形区域是否需要填充；
[0032] 填充模块，用于将需要填充的可填充区域进行冗余金属的填充。
[0033] 可选的，所述填充模块包括：
[0034] 参数设定单元，用于设定预设参数，包括冗余金属的尺寸、间距和缓冲距离；
[0035] 行列确定单元，用于确定填充的行、列数；
[0036] 填充单元，用于按照设定参数和填充的行、列数进行填充。
[0037] 可选的，还包括：密度异常获取及填充模块，用于获取版图密度分布的异常区域， 根据调整后的填充参数并进行填充。
[0038] 可选的，还包括：电容异常获取及填充模块，用于获取版图电容分布的异常区域， 根据调整后的填充参数进行填充。
[0039] 可选的，还包括：参数重设单元，用于重新设定调整后的参数，包括冗余金属的尺 寸、间距和/或缓冲距离，并根据所述参数确定填充的行、列数。
[0040] 可选的，还包括：密度设定单元，用于预设密度值范围以及密度波动值；
[0041] 固定参数获取单元，若最大密度值与当前异常区域的密度值的差值大于密度波动 值，用于将当前异常区域的密度值设置为固定密度值，该固定密度值为最大密度值与密度 波动值的差值；
[0042] 其中，所述参数重设单元，根据该固定密度值重新设定预设参数。
[0043] 本发明实施例提供的冗余金属的填充方法及其系统，将可填充区域划分为矩形区 域，并且矩形区域的边框由金属层的边界来限定，并从中选择所需填充的区域，这使得需填 充区域的确定更精确，并且矩形的区域更易于进行填充参数的调整和填充，有效解决CMP 研磨工艺中的缺陷。
[0044] 更进一步的，还可以根据密度和电容分布情况，进一步调节密度或电容异常的区 域的填充参数，重新进行填充，兼顾密度的均匀性和寄生电容的问题，使得器件的性能更加 优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0045] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0046] 图1为根据本发明实施例的冗余金属的填充方法的流程图；
[0047] 图2为根据本发明实施例的矩形区域的平面结构示意图；
[0048] 图3为根据本发明实施例的方法填充的矩形区域的平面结构示意图。
【具体实施方式】
[0049] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0050] 正如【背景技术】的描述，为了避免在集成电路制造的CMP工艺中，出现金属蝶形的 缺陷，在集成电路设计阶段，通常会在金属间距离较大的地方填充冗余金属，以避免缺陷。
[0051] 本发明提出了一种冗余金属的填充方法，参考图1，该方法包括步骤：提供具有金 属层的集成电路版图；确定可填充区域；将可填充区域划分为矩形区域，矩形区域的边框 由金属层的边界限定；根据临界间距尺寸，确定可填充区域是否需要填充；选择需要填充 的可填充区域进行冗余金属的填充。
[0052] 在本发明的冗余金属的填充方法中，将可填充区域划分为矩形区域，并且矩形区 域的边框由金属层的边界来限定，并从中选择所需填充的区域，这使得需填充区域的确定 更精确，并且矩形的区域更易于进行填充参数的调整和填充，有效解决CMP研磨工艺中的 缺陷。
[0053] 为了更好的理解本发明的技术方案和技术效果，以下将结合流程图1和具体的实 施例及附图2-3进行详细的描述。
[0054] 首先，在步骤SOl，提供具有金属层1101-1104的集成电路版图100。
[0055] 该集成电路版图可以为某层金属层的版图，该版图100已排布有金属层 1101-1104,该金属层可以为金属连线层，也可以为金属互连层等。
[0056] 接着，在步骤S02,确定可填充区域。
[0057] 该可填充区域为金属层本身以及在设计规则中已确定的不需要填充的区域之外 的区域，设计规则中已确定的不需要填充的区域是指在不同的工艺中，在小于一定间距的 金属层间不需要进行填充，即通过设计规则先排除无需进行填充的区域，剩下的区域即为 可填充区域。
[0058] 而后，在步骤S03,将可填充区域划分为矩形区域1201、1202,矩形区域的边框由 金属层1101-1104的边界限定，参考图2所示。
[0059] 在本发明中，进行了矩形区域的划分，该矩形区域用于确定是否真正需要进行冗 余金属的填充，矩形区域是按照金属层的边界来划分，也就是说，通过金属层的边界来限定 矩形区域的范围。
[0060] 如图2所示，第一矩形区域1201是由金属层1101-1104的边界来限定，第二矩形 区域1202是由金属层1102、1103、1104的边界以及版图的边界来限定，这样确定的矩形区 域能更好的限定出金属层间的可填充区域，在一定情形下，矩形区域1201U202间会存在 重叠的区域，这会更利于后续填充的准确性。例如，一般的划分中，第一矩形区域若仅划分 为上部，而没有包含下部的重叠部分时，有可能并不满足填充的条件而在后续步骤中无需 进行填充，而若第二矩形区域也无需进行填充，那么这两个矩形区域都不会被进行填充，而 如果叠加了重叠的区域，则第一矩形区域便符合填充的条件，需要进行填充，这样会漏掉需 要填充的区域。而本发明中，矩形区域的划分是以金属层的边界进行，这样，会划分出第一 区域和第二区域的整个区域，因此，对可填充区域的划分更全面，不会造成漏判断的情况， 使得后续设计和填充更精确。
[0061] 接着，在步骤S04,根据临界间距尺寸，确定矩形区域是否需要填充。
[0062] 在本发明实施例中，该临界间距尺寸可以根据已有的经验公式或者特定工艺条件 下可能产生缺陷的间距尺寸来获得，若矩形区域的长度和宽度在临界尺寸之外，则，该矩形 区域无需进一步填充；反之，该矩形区域需要进行填充。
[0063] 而后，在步骤S05,将需要填充的矩形区域进行冗余金属的填充。
[0064] 可以选择合适的方式进行冗余金属的填充，在本实施例中，参考图2所示，以第二 区域需要进行填充为例进行说明，可以通过以下步骤进行填充：首先，设定预设参数，包括 冗余金属130的尺寸Lx、Ly、间距Dx、Dy和缓冲距离BSx、BSy ;而后确定需要填充的行数nx、 ny，具体的，可以通过矩形区域的长度Lx和宽度Ly和预设参数，来获得填充的行、列数n x、 L-2*BSx+dx L - 2 * BSy + dy ny,nx = Lx+dx %= -~ .按照设定参数和填充的行、列数进行冗余金属 的填充。
[0065] 在本发明实施例中，该填充可以为初次的填充，在后续可以进行密度均匀性和寄 生电容的调整，以获得更好的电路性能。
[0066] 接着，在步骤S06,获取版图密度分布的异常区域，调整填充参数并进行填充。 [0067] 在具体的实施例中，可以利用设计规则检查工具对填充后的版图的密度分布进行 检查，进而对于异常区域，进行填充参数的调整并进行再次的填充。具体地，可以根据固定 密度值重新设定预设参数，具体步骤包括：预设密度值范围以及密度波动值；若最大密度 值与当前异常区域的密度值的差值大于密度波动值，将当前异常区域的密度值设置为固定 密度值，该固定密度值为最大密度值与密度波动值的差值，并根据该固定密度值重新设定 预设参数。可以通过从左至右依次遍历对比的方式来获得矩形区域的最大密度值。
[0068] 在具体的参数调整和填充中，根据固定的密度值重新设定预设参数，包括冗余金 属的尺寸、间距和/或缓冲距离；确定填充的行、列数；按照设定参数和填充的行、列数进行 异常区域的填充。同上步骤。
[0069] 接着，在步骤S07,获取版图电容分布的异常区域，调整填充参数并进行填充。
[0070] 可以通过专用软件提取金属填充后的版图的电容以获取电容报告，从而获得电容 分布异常的区域，对该电容异常的区域，进行填充参数的调整并根据调整后的参数进行填 充，同上步骤。
[0071] 可以理解的是，本发明对该步骤S07与上一步骤S06的顺序没有限定，可以根据需 要选择其执行的先后顺序。
[0072] 至此，完成了本发明实施例的冗余金属的填充，在充分考虑填充区域的同时，兼顾 了密度的均匀性和寄生电容的问题，提高了版图设计的精确性和电路的性能。
[0073] 此外，本发明还提供了与上述方法对应的冗余金属的填充系统，包括：
[0074] 版图提供模块，用于提供具有金属层的集成电路版图；
[0075] 可填充区域确定模块，用于确定可填充区域；
[0076] 区域划分模块，用于将可填充区域划分为矩形区域，矩形区域的边框由金属层的 边界限定；
[0077] 填充区域确定模块，用于根据临界间距尺寸，确定矩形区域是否需要填充；
[0078] 填充模块，用于将需要填充的可填充区域进行冗余金属的填充。
[0079] 其中，在优选的实施例中，所述填充模块包括：参数设定单元，用于设定预设参数， 包括冗余金属的尺寸、间距和缓冲距离；行列确定单元，用于确定填充的行、列数；填充单 元，用于按照设定参数和填充的行、列数进行填充。
[0080] 还进一步包括：密度异常获取及填充模块，用于获取版图密度分布的异常区域，根 据调整后的填充参数并进行填充。
[0081] 还进一步包括：电容异常获取及填充模块，用于获取版图电容分布的异常区域，根 据调整后的填充参数进行填充。
[0082] 还进一步包括：参数重设单元，用于重新设定调整后的参数，包括冗余金属的尺 寸、间距和/或缓冲距离，并根据所述参数确定填充的行、列数。
[0083] 还进一步包括：密度设定单元，用于预设密度值范围以及密度波动值；固定参数 获取单元，若最大密度值与当前异常区域的密度值的差值大于密度波动值，用于将当前异 常区域的密度值设置为固定密度值，该固定密度值为最大密度值与密度波动值的差值；其 中，所述参数重设单元，根据该固定密度值重新设定预设参数。
[0084] 虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领 域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内 容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单 修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1. 一种冗余金属的填充方法，其特征在于，包括步骤： 提供具有金属层的集成电路版图； 确定可填充区域； 将可填充区域划分为矩形区域，矩形区域的边框由金属层的边界限定； 根据临界间距尺寸，确定矩形区域是否需要填充； 将需要填充的矩形区域进行冗余金属的填充。
2.根据权利要求1所述的冗余金属的填充方法，其特征在于，选择需要填充的可填充 区域进行冗余金属的填充的步骤具体包括： 设定预设参数，包括冗余金属的尺寸、间距和缓冲距离； 确定填充的行、列数； 按照设定参数和填充的行、列数进行冗余金属的填充。
3. 根据权利要求1所述的冗余金属的填充方法，其特征在于，在选择需要填充的矩形 区域进行冗余金属的填充之后，还包括步骤： 获取版图密度分布的异常区域，调整填充参数并进行填充。
4. 根据权利要求1所述的冗余金属的填充方法，其特征在于，在选择需要填充的矩形 区域进行冗余金属的填充之后，还包括步骤： 获取版图电容分布的异常区域，调整填充参数并进行填充。
5. 根据权利要求3或4所述的冗余金属的填充方法，其特征在于，调整填充参数的步骤 为： 重新设定预设参数，包括冗余金属的尺寸、间距和/或缓冲距离； 确定填充的行、列数； 按照设定参数和填充的行、列数进行异常区域的填充。
6. 根据权利要求5所述的冗余金属的填充方法，其特征在于，根据固定密度值重新设 定预设参数，具体步骤包括： 预设密度值范围以及密度波动值； 若最大密度值与当前异常区域的密度值的差值大于密度波动值，将当前异常区域的密 度值设置为固定密度值，该固定密度值为最大密度值与密度波动值的差值，并根据该固定 密度值重新设定预设参数。
7. -种冗余金属的填充系统，其特征在于，包括： 版图提供模块，用于提供具有金属层的集成电路版图； 可填充区域确定模块，用于确定可填充区域； 区域划分模块，用于将可填充区域划分为矩形区域，矩形区域的边框由金属层的边界 限定； 填充区域确定模块，用于根据临界间距尺寸，确定矩形区域是否需要填充； 填充模块，用于将需要填充的可填充区域进行冗余金属的填充。
8. 根据权利要求7所述的冗余金属的填充系统，其特征在于，所述填充模块包括： 参数设定单元，用于设定预设参数，包括冗余金属的尺寸、间距和缓冲距离； 行列确定单元，用于确定填充的行、列数； 填充单元，用于按照设定参数和填充的行、列数进行填充。
9. 根据权利要求7所述的冗余金属的填充系统，其特征在于，还包括： 密度异常获取及填充模块，用于获取版图密度分布的异常区域，根据调整后的填充参 数并进行填充。
10. 根据权利要求7所述的冗余金属的填充系统，其特征在于，还包括： 电容异常获取及填充模块，用于获取版图电容分布的异常区域，根据调整后的填充参 数进行填充。
11. 根据权利要求9或10所述的冗余金属的填充系统，其特征在于，还包括： 参数重设单元，用于重新设定调整后的参数，包括冗余金属的尺寸、间距和/或缓冲距 离，并根据所述参数确定填充的行、列数。
12. 根据权利要求11所述的冗余金属的填充系统，其特征在于，还包括： 密度设定单元，用于预设密度值范围以及密度波动值； 固定参数获取单元，若最大密度值与当前异常区域的密度值的差值大于密度波动值， 用于将当前异常区域的密度值设置为固定密度值，该固定密度值为最大密度值与密度波动 值的差值； 其中，所述参数重设单元，根据该固定密度值重新设定预设参数。
【文档编号】G06F17/50GK104376186SQ201410723722
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】曹鹤, 陈岚, 孙艳 申请人:中国科学院微电子研究所