专利名称：基于区域几何同构和电学同构加速哑金属填充的方法
技术领域：
本发明属于集成电路设计自动化领域，特别涉及一种基于区域几何同构和电学同构加速 金属填充的方法。
背景技术：
化学机械抛光是集成电路制造工艺流程的重要步骤，随着集成电路制造工艺进入 65-45nm工艺节点之后，互连线已经成为影响芯片性能和可靠性的决定性因素。由于金属和绝缘介质的硬度的差异，化学机械抛光会引起铜互连线及介质层的厚度偏差，而这些偏差又会给互连线的电学参数带来负面影响，进而影响到芯片的性能和可靠性。为减小化学机械抛光后的芯片表面厚度波动而进行的冗余哑金属填充，这会造成互连线电容的增长而给芯片的电特性带来负面影响。芯片设计在规模上呈现系统级芯片(SOC)和网络级芯片(NOC)趋势，片上器件数达到亿级、十亿级、甚至百亿量级，金属互联线的数量更在器件数量的几倍以上，其对应的物理版图数据达到几十Gb (109比特)，甚至几百Gb，在如此规模的物理版图上进行冗余哑金属填充是一个很费时间的任务，而且由于优化填充过程中存在一定的随机性，对局部几何图形完全相同的物理版图，其填充结果存在一定的不确定性，这种填充的不一致性会导致匹配电路在填充之后引入了不同的寄生参数提升了匹配电路之间的电学失配。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种基于区域几何同构和电学同构加速哑金属填充的方法，旨在解决现有 金属填充方法中采用串行计算导致的填充速度慢的问题和采用串行计算导致的匹配物理版图冗余金属填充几何失配合和电学失配的问题。根据本发明的一个方面，提供一种基于区域几何同构和电学同构加速哑金属填充方法包括线网电学特性计算；物理版图区域划分；根据所述物理版图区域划分的结果进行区域内图形几何同构和根据所述线网电学特性计算的结果进行区域内电学同构；将同构的区域进行优化填充；将上述区域填充的数据进行复用，以进一步进行填充。本发明通过线网电学特性计算、物理版图区域划分、区域内图形几何和电学同构、 区域内的优化填充、区域填充数据的复用，对不同区域以并行地方式进行冗余哑金属填充提高对全芯片的填充速度，缩短对全芯片的冗余哑金属填充时间；以图形和电学同构方式合并填充任务，从而通过减少填充任务数量提高对全芯片的填充速度；基于图形和电学同构对相同的物理版图填充任务进行一次计算，复用其填充结果确保对匹配地物理版图其冗余 金属填充是一致的，从而确保在匹配物理版图的填充对匹配电路引起的寄生效应也是匹配的。
图1本发明实施例提供的一种基于区域几何同构和电学同构加速哑金属填充的方法的流程图；图2本发明实施例提供的确定线网电学特性的方法的流程图；图3本发明实施例提供的对瞬态分析结果进行分析确定每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息的方法的流程图；图4本发明实施例提供的计算电路节点现有等效寄生电容的方法的流程图；图5本发明实施例提供的计算电路节点等效导通电阻的方法的流程图；图6本发明实施例提供的计算每一线网单位长度可以承载的额外寄生电容的方法的流程图；图7本发明实施例提供的物理版图区域划分的方法的流程图；图8本发明实施例提供的区域内图形几何和电学同构的方法的流程图；图9本发明实施例提供的区域内的优化填充方法流程图；图10本发明实施例提供的复用区域填充数据的方法地流程图；本发明目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式如图1所示，本发明实施例提供的一种基于区域几何同构和电学同构加速哑金属填充方法包括步骤10、线网电学特性计算；步骤20、物理版图区域划分；步骤30、根据所述物理版图区域划分的结果进行区域内图形几何同构和根据所述线网电学特性计算的结果进行区域内电学同构；步骤40、将同构的区域进行优化填充；步骤50、区域填充数据的复用，以进一步对同构的区域进行填充。如图2所示，步骤10线网电学特性计算包括步骤101、从物理版图提取包含寄生元器件的电路网表。集成电路制造商对外发布的工艺设计包(Process Design Kit, PDK)内包含从物理版图自动提取含寄生元器件的电路网表的执行脚本。运行商业化的寄生参数提取软件，如CADENCE公司的ASSURA、SYNOPSYS 公司的STAR-RCX、MENTOR公司的CALIBRE、以及其他公司的相关产品，也可运行内部寄生参数提取软件，执行对应的脚本命令，最终提取出含寄生元器件的电路网表。步骤102、通过电路仿真对现有物理版图设计下电路进行瞬态分析。瞬态分析是集成电路电路仿真工具的基本功能之一，瞬态分析的输入数据包括含寄生元器件的电路网表、测试激励、以及运行、测量和输出控制命令。含寄生元器件的电路网表由上一步骤中寄生参数提取软件对物理版图数据进行计算所产生；测试激励由设计人员给出；运行、测量和输出控制命令可以由设计人员借助编辑工具或图形界面工具设定，也可由程序对输入的电路网表进行分析而自动生成，特别是电路网表节点有关的测量和输出控制命令的产生。瞬态分析可以通过运行商用电路仿真工具，如CADENCE的SPECTRE和ULTRA-SIM、SYN0PSYS 的HSPICE和HSIM，实现；也可以通过运行内部电路分析工具实现。瞬态分析由上述仿真工具的的运行控制命令激活，在瞬态分析进行过程之中，根据测量控制命令和输出控制命令对指定节点的电学变量值进行测量运算，并按要求输出信息供后续步骤进行计算和分析。步骤103、确定线网η的信号频率、电平、电流。步骤104、对瞬态分析结果进行分析，确定线网η上每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息。步骤105、根据每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息确定每一电路节点承载的冗余 金属填充给线网引入的极限寄生电容。步骤106、确定每一线网单位长度承载的额外寄生电容。如图3所示，步骤104对瞬态分析结果进行分析，确定线网η上每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息(电路节点的等效电学信息包括该电路节点寄生电容 C et,n,eXtraJifflit和为该电路节点寄生电容Cnet, n, extra limit充放电的导通电阻Rj包括步骤1041、确定线网η上电路节点延时极限；延时极限是通过以下公式确定的 r^dealylimit, η k/fclk' 其中，所述Tdealylimit, n为线网η上的信号延时极限；所述f。lk为线网η 直接关联的时钟信号频率；所述k为常数，其取值范围一般在
之间。所述f。lk 确定包括若该线网为时钟信号线网，则f。lk为该时钟信号线网上的信号频率，否则在以该节点为起点，逻辑距离为1的范围内，寻找时钟信号，选取频率最高的时钟信号其频率作为 f。lk。若未找到时钟信号，在以该节点为起点，逻辑距离为2的范围内，寻找时钟信号，选取频率最高的时钟信号的频率作为f。lk。若未找到时钟信号，在以该节点为起点，逻辑距离为 3的范围内，寻找时钟信号，选取频率最高的时钟信号的频率作为f。lk。以此类推，直至找到时钟信号。步骤1042、确定线网η上电路节点现有等效寄生电容。步骤1043、确定线网η上电路节点等效导通电阻。如图4所示，步骤1042确定线网η上电路节点现有等效寄生电容包括步骤10421、确定连接到该线网η的器件本身连接到该线网的寄生电容Cnet.n, exist, dev。该步骤具体包括读入寄生参数提取得到的、包含寄生元器件的电路网表；遍历线网η 连接的器件；从电路仿真输出文件获取这些器件上与该线网相连接的寄生电容，对它们进行求禾口，艮口可得至Ij Cnet.n, exist, dev。Cnet.n, exist，dev =Σ CnetIexistIdev,"其中，土 = 1，2，3，…， Nnet.n.dev^cn ； Nnet, n, dev_cnlm为线网Π上器件引起的寄生电容数量。步骤10422、确定其他线网互连线与线网η的互连线之间的寄生电容Cnet.n， exist^ire。该步骤具体包括读入寄生参数提取得到的、包含寄生元器件的电路网表；遍历线网η上互连线引起的寄生电容；对它们进行求和，即可得到Cnrt.
n, exist, wire · ^net. n，exist, wire
^ Cnet ■ n, exist, wire, i，^^ 中，土 1，2，3， ，Nnet^ wire_cnum ^net, η, wire_cnum ^^ ^^ 网 ^ —t弓 I
起的寄生电容数量。步骤10423、将所述Cnet.n,exist,dev和所述Cnet.n,exist,wiM相加即得线网η上电路节点
现有等效寄生电容。即 Cnet. n，exist ^net. n，exist, dev+C e, , exist, wire"参见图5，步骤确定线网η上电路节点等效导通电阻确定线网η上电路节点等效导通电阻包括
步骤10431、确定电源到所述线网η的对应节点之间的对电源等效电阻Rp。η ；该步骤具体包括以线网η的对应节点作为起点，寻找到电源的直流通路；以到电源的直流通路上的器件及其导通状态的偏置条件计算各导通器件的等效导通电导gp—。n,i或导通电阻rp。n, i ；依据这些导通器件的连接关系建立这些导通电阻的串并联连接关系；根据这些等效导通电阻rp—。n,i的串并联连接关系计算电源到线网η的对应节点之间的对电源等效电阻Rp—。η ；步骤10432、确定地到线网η的对应节点之间的对电源等效电阻Rn。η ；该步骤具体为以线网η的对应节点作为起点，寻找到地的直流通路；以到地的直流通路上的器件及其导通状态的偏置条件计算各导通器件的等效导通电导gn—。n,i或导通电阻Immi ；依据这些导通器件的连接关系建立这些导通电阻的串并联连接关系；根据这些等效导通电阻rn。n,i的串并联连接关系计算电源到线网η的对应节点之间的对地等效电阻Rn。η。步骤10433、选取所述电源等效电阻Rp。η和所述对地等效电阻Rn。η中阻值大的作为所述线网η上电路节点等效导通电阻R。n，即R。n = max(Rp。n，Rn。n)。因此，上述步骤105中根据每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息确定每一电路节点承载的冗余哑金属填充给线网引入的极限寄生电容。由于，线网η的延
时极限计算公式如下 :Tdealylimit，η — Ron* (Qiet· n，exist+Qiet，n，extra—limit
)，其中，Tdealylimit,n 为线网 η
的延时极限，匕为线网充放电时的导通电阻，Cnet.n,exist为线网η的现有寄生电容，Cnet,n,extra limit为冗余哑金属填充给线网η引入的极限寄生电容。对线网η的延时极限计算公式进行变换得到冗余哑金属填充给线网η引入的极限
寄生电容计算公式 Cnet，n，extra_limit ^dealylimit, n^^on Cnet■ n，exist °参见图6，确定每一线网单位长度承载的额外寄生电容包括步骤S101061、根据物理版图数据计算线网η的金属互联线长度(即根据每一段金属连线沿电流方向的几何长度可计算得到线网η的金属互联线长度)，并计算线网η的连接端之间所有金属互联线的长度之和。步骤S101062、计算线网η单位长度可以承载的额外寄生电容=线网η的极限寄生电容Cnet,n,extra—limit/线网η的金属互联线长度。如图7所示，物理版图区域划分包括步骤201、层次划分；该步骤具体包括按照集成电路制造工艺中的金属层，如第一金属层M1-第十二金属层M12，进行划分，该步骤的划分原则是，遍历物理版图数据，保留金属图形数据，金属层号相同的图形放在同一个集合之内，而金属层号不同的图形放在不同的集合之内。步骤202、区域划分；该步骤具体包括对金属层数据，即同一个集合内的金属图形数据，按照图形在平面内的几何位置信息进行划分将整个金属层划分Nraw行和Nral列， 构成NrawXNral格点区域，集合内的金属图形属于某个格点区域部分，就将该部分金属图形置入对应格点区域对应的金属图形子集；步骤203、确定区域内图形的电学特性。该步骤具体包括对每一格点区域对应的金属图形子集进行处理，按照格点内的金属图形_原芯片上的金属图形_线网-电学特性之间的对应关系，得到格点区域内金属图形的电学特性，主要是金属图形所允许的单位长度极限寄生电容。如图所示，步骤30根据所述物理版图区域划分的结果进行区域内图形几何同构和根据所述线网电学特性计算的结果进行区域内包括步骤301、区域原点的确定；该步骤具体包括遍历格点区域内的金属图形，寻找图形坐标点的最小X坐标值Xmin和最小Y坐标值Vmin，以(Xmin，yfflin)做为该区域的原点。步骤302、区域内图形点的坐标变换；该步骤具体包括以(xmin，yfflin)做为该区域的原点，对格点区域内的金属图形数据作相对位置变换，新坐标值的为(XnOT = Xold-Xfflin,Ynew =Yoid-Ymin)，X0Id和Yoid为原坐标值，记录变换T1O步骤303、区域内图形的排序；该步骤具体包括根据格点区域内金属图形新坐标值确定每一金属图形的最小X坐标值从小到大顺序排序，对最小X值相同的金属图形按照最小Y坐标值从小到大的顺序排序，对最小X坐标值和最小Y坐标值均相同的金属图形按照次最小X坐标值从小到大顺序排序，对最小X坐标值、最小Y坐标值和次最小X坐标值均相同的金属图形按照次最小Y坐标值从小到大顺序排序，以此类推，直至格点区域内的全部金属图形的顺序完全确定。步骤304、区域内图形几何同构；该步骤具体包括区域内图形几何同构分为直接几何同构和变换之后的几何同构，若两个格点区域内的金属图形在步骤S303之后金属图形按照排定的顺序对应匹配(对应几何点的坐标值相同)，则为直接几何同构，并记录区域之间匹配图形之间的坐标变换关系T2和匹配图形之间的映射关系。对直接几何同构失败的两个区域，对后一个区域进行旋转变换和/或轴镜像变换并记录变换关系 T3(MNR90，MNR180, MNR270, MXRO, MXR90, MXR180, MXR270, MYRO, MYR90, MYR180, MYR270，其中MN表示无镜像，MX表示X轴镜像，MY表示Y轴镜像，RO表示逆时针旋转0度，R90表示逆时针旋转90度，R180表示逆时针旋转180度，R270表示逆时针旋转 270度)，并对该区域执行步骤301、步骤302、步骤303，然后判断变换之后的区域与前一格区域是否直接同构，若是，则原来的两个区域为间接几何同构，记录变换关系T3和匹配图形之间的映射关系。步骤305、区域内图形电学同构；该步骤具体包括对于几何同构的区域，依据匹配图形之间的映射关系，若对应匹配的金属集合图形之间其电学特性相同，则这两个区域之间电学同构。步骤306、构造区域同构序列，记录同构区域之间的几何变换关系；该步骤具体包括将区域电学同构的区域置于同一个同构列表，区域电学不同构的区域置于不同区域列表，从而构造若干区域同构列表并记录同构区域之间的几何变换关系τ2/τ3 ；步骤307、以每一区域同构序列中的第一个区域构造待填充区域序列。该步骤具体包括对于一个同构区域列表中的众多区域，仅需对其中一个区域进行繁杂、详细的填充计算，该列表中其它区域的填充可以利用前面的详细计算结果并辅助以简单的几何变换即可，因此为了简化填充计算仅以每一区域同构序列中的第一个区域构造待填充区域序列， 以便对这些区域进行详细的填充计算。如图9所示，步骤40将同构的区域进行优化填充包括步骤401、计算区域内每一线网可以承载的冗余哑金属填充给线网引入的极限寄生电容将区域内指定线网长度与该线网允许的单位长度引入的寄生电容极限的乘积为区域内该线网可以承载的冗余哑金属填充给线网引入的极限寄生电容；步骤402、以区域内对应线网可以承载的额外寄生电容为上限作为约束条件优化填充哑金属确保化学机械抛光的平整性在填充哑金属过程中，对每一线网的寄生电容总和不能超过前一步骤所计算出的额外寄生电容极限值，在此条件下调整填充图形使得化学机械抛光之后的金属高度标准偏差，其数学描述如下约束条件Cnet n彡
^net, n，extra_limit
，η — 1，2，…，Nnets0目标函数f= min{SQRT[ Σ (Hi-Hmean)Ua = 1，2，...，Nnet wire，其中，Cnet, η为第η个线网因其上下、左右填充金属而引入的寄生电容；Cnrt,n,extra limit为第η个线网因其上下、左右填充金属而引入的寄生电容的极限值；Nnets为线网数；Nnet wire为线网金属连线段数；Hmean为线网金属连线的平均高度，Hmean = Σ Hi i = 1，2，…，Nnet_wire ；Cnet, n 其计算表达式为Cnet, η= ε Σ LmiXHmiZDm^e Σ S。verlap, η,/Γ。χ，其中，ε 为金属图形之间绝缘介质的介电常数；Lna为第η个线网金属图形与同层填充金属图形i之间，同层填充金属图形i在该线网金属图形上的水平投影长度；Hmi为第η个线网水平投影区间内的金属厚度和该填充金属图形厚度之最小值；Dn,i为填充金属图形i到第η个线网同层金属图形上水平投影的最小距离值；S。VCTlap,n,i为填充金属图形i在第η个线网上层(填充金属所在层号加1)金属图形上垂直投影面积与在第η个线网下层(填充金属所在层号减1)金属图形上垂直投影面积之和；Tox为金属层之间的绝缘介质的厚度。对于约束条件下的优化问题求解，现有的模拟退火算法、遗传算法、粒子群算法均可以控制优化过程的实现，具体实现可参考这些算法的对应参考资料，在此不作详细的说明。如图10所示，步骤50将上述区域填充的数据进行复用，以进一步对同构的区域进行填充，应用于对每一区域同构序列，从第2个区域开始，根据该区域与序列内第一个区域的几何变换关系Τ2/Τ3，复用第一个区域的冗余哑金属填充图形，对其进行以下步骤的几何变换步骤10501、根据T3中的无镜像/X轴镜像/Y轴镜像进行轴对称变换。步骤10502、根据T3中的逆时针旋转0度/逆时针旋转90度/逆时针旋转180度 /逆时针旋转270度进行旋转变换。步骤10503根据序列中第一个区域的T1和序列中后续区域的T1进行平移变化。从而得到该区域的冗余哑金属填充图形。具体几何变换的公式可参考有关解析几何方面的教学参考书，在此不作详细描述。本发明通过线网电学特性计算、物理版图区域划分、区域内图形几何和电学同构、 区域内的优化填充、区域填充数据的复用，对不同区域以并行地方式进行冗余哑金属填充提高对全芯片的填充速度，缩短对全芯片的冗余哑金属填充时间；以图形和电学同构方式合并填充任务，从而通过减少填充任务数量提高对全芯片的填充速度；基于图形和电学同构对相同的物理版图填充任务进行一次计算，复用其填充结果确保对匹配地物理版图其冗余 金属填充是一致的，从而确保在匹配物理版图的填充对匹配电路引起的寄生效应也是匹配的。 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于区域几何同构和电学同构加速哑金属填充方法，其特征在于，包括 线网电学特性计算；物理版图区域划分；根据所述物理版图区域划分的结果进行区域内图形几何同构和根据所述线网电学特性计算的结果进行区域内电学同构； 将同构的区域进行优化填充；将上述区域填充的数据进行复用，以进一步对同构的区域进行填充。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线网电学特性计算包括 从物理版图提取包含寄生元器件的电路网表；通过电路仿真对现有物理版图设计下电路进行瞬态分析； 确定线网η的信号频率、电平、电流；对瞬态分析结果进行分析，确定线网η上每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息；根据每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息确定每一电路节点承载的冗余哑金属填充给线网引入的极限寄生电容； 确定每一线网单位长度承载的额外寄生电容。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对瞬态分析结果进行分析，确定线网 η上每一电路节点的延时极限和电路节点的等效电学信息包括确定线网η上电路节点延时极限Tdealylimit,n = k/f。lk，其中，所述Tdealylimit,n为线网η上的信号延时极限；所述f。lk为线网η直接关联的时钟信号频率；所述k为常数，其取值范围一般在W.01，0. 10]之间；确定线网η上电路节点现有等效寄生电容； 确定线网η上电路节点等效导通电阻。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述&11;确定包括若该线网为时钟信号线网，则f。lk为该时钟信号线网上的信号频率，否则在以该节点为起点，逻辑距离为1的范围内，寻找时钟信号，选取频率最高的时钟信号其频率作为f。lk ；若未找到时钟信号，在以该节点为起点，逻辑距离为2的范围内，寻找时钟信号，选取频率最高的时钟信号的频率作为f。lk ；若未找到时钟信号，在以该节点为起点，逻辑距离为3的范围内，寻找时钟信号，选取频率最高的时钟信号的频率作为f。lk ； 以此类推，直至找到时钟信号。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定线网η上电路节点现有等效寄生电容包括确定连接到该线网η的器件本身连接到该线网的寄生电容CnrtIradst^v ；确定其他线网互连线与线网η的互连线之间的寄生电容CnetIradst,；将所述Cnrt.n, exist, dev和所述Cnrt.n, exist, wire相加即得线网η上电路节点现有等效寄生电容。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定连接到该线网η的器件本身连接到该线网的寄生电容Cnrt.n_ist,dCT包括读入寄生参数提取得到的、包含寄生元器件的电路网表； 遍历线网η连接的器件；从电路仿真输出文件获取与所述线网η连接的器件上与该线网相连接的寄生电容， 并对该寄生电容进行求和，即可得到连接到该线网η的器件本身连接到该线网的寄生电容Cnet. n, exist, dev ；B^f ^^ Qiet. η, exist, dev — ^ Qiet. η, exist, dev, i，中，^T ^ — 1，2，3， ，Nnet^ dev—cnum ；所述Nnet,n,dCT—。M为线网η上器件引起的寄生电容数量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定其他线网互连线与线网η的互连线之间的寄生电容Cnrt.n，exist，wire 包括读入寄生参数提取得到的、包含寄生元器件的电路网表；遍历线网η上互连线引起的寄生电容，并对该寄生电容进行求和，即可得到其他线网互连线与线网η的互连线之间的寄生电容Cnet.n, exist,wire ^Τ'^^ ^net. η, exst,wire ^ ^net. η, exist,wire,i其中，所述i = 1,2,3,…，凡吣，—’；所述凡吣，—’为线网！！上互连线引起的寄生电容数量。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定线网η上电路节点等效导通电阻包括确定电源到所述线网η的对应节点之间的对电源等效电阻Rp。η ； 确定地到线网η的对应节点之间的对电源等效电阻Rn。η ；选取所述电源等效电阻Rp—。η和所述对地等效电阻Rn—。η中阻值大的作为所述线网η上电路节点等效导通电阻R。n。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定电源到所述线网η的对应节点之间的对电源等效电阻Rp—。η包括以线网η的对应节点作为起点，寻找到电源的直流通路；以到电源的直流通路上的器件及其导通状态的偏置条件计算各导通器件的等效导通电导^。吣或等效导通电阻rp。n,i;依据导通器件的连接关系建立导通电阻的串并联连接关系；根据所述等效导通电导gp—。&或等效导通电阻rp。n,i的串并联连接关系，计算电源到线网η的对应节点之间的对电源等效电阻Rp—。η。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定地到线网η的对应节点之间的对电源等效电阻&―。η包括以线网η的对应节点作为起点，寻找到地的直流通路；以到地的直流通路上的器件及其导通状态的偏置条件计算各导通器件的等效导通电导8 。1^或等效导通电阻rn。n,i;依据导通器件的连接关系建立导通电阻的串并联连接关系；根据所述等效导通电导gn—。&或等效导通电阻Immi的串并联连接关系，计算电源到线网η的对应节点之间的对地等效电阻Rn—。η。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述极限寄生电容通过以下公式确定Cnet，η, extra—limit ^dealylimit, n^^on ^net. η, exsit；其中，所述Tdealylimit, η为线网η的延时极限； R。n为线网充放电时的导通电阻；Cnrt.n, exist为线网η的现有寄生电容；Cnrt,n, extra lifflit为冗余哑金属填充给线网η引入的极限寄生电容。
12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定每一线网单位长度承载的额外寄生电容包括根据物理版图数据计算线网η的金属互联线长度 确定线网η的连接端之间所有金属互联线的长度之和；计算线网η单位长度可以承载的额外寄生电容=线网η的极限寄生电容Cnrt,Mrtra limit/ 线网η的金属互联线长度，所述Cnrt, n, extra lifflit为冗余哑金属填充给线网η引入的极限寄生电容。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理版图区域划分包括 层次划分；区域划分；确定区域内图形的电学特性。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述层次划分包括 遍历物理版图数据，保留金属图形数据；将金属层号相同的图形放在同一个集合之内，将金属层号不同的图形放在不同的集合之内。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述区域划分包括 将整个金属层划分Nraw行和Nral列，构成NrawXNral格点区域；当所述集合内的金属图形属于某个格点区域部分，就将该部分金属图形置入对应格点区域对应的金属图形子集。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述确定区域内图形的电学特性是 对每一格点区域对应的金属图形子集进行处理，按照格点内的金属图形-原芯片上的金属图形-线网_电学特性之间的对应关系，得到格点区域内金属图形的电学特性。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述物理版图区域划分的结果进行区域内图形几何同构和根据所述线网电学特性计算的结果进行区域内电学同构包括区域原点的确定； 区域内图形点的坐标变换； 区域内图形的排序； 区域内图形几何同构； 区域内图形电学同构；构造区域同构序列，记录同构区域之间的几何变换关系； 以每一区域同构序列中的第一个区域构造待填充区域序列。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述区域原点的确定包括 遍历格点区域内的金属图形；寻找图形坐标点的最小X坐标值和最小Y坐标值，以最小X坐标值和最小Y坐标值作为该区域的原点。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述区域内图形点的坐标变换是 以最小X坐标值和最小Y坐标值作为该区域的原点，对格点区域内的金属图形数据作相对位置变换，新坐标值的为Xnev = Xold-最小X坐标值，ynew = y。ld_最小Y坐标值，其中，xold和y。ld为原坐标值，并记录变换关系T1。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述区域内图形的排序包括根据格点区域内金属图形新坐标值确定每一金属图形的最小X坐标值从小到大顺序排序；对最小X坐标值相同的金属图形按照最小Y坐标值从小到大的顺序排序； 对最小X坐标值和最小Y坐标值均相同的金属图形按照次最小X坐标值从小到大顺序排序；对最小X坐标值、最小Y坐标值和次最小X坐标值均相同的金属图形按照次最小Y坐标值从小到大顺序排序。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述区域内图形几何同构包括当两个格点区域内的金属图形对应几何点的坐标值相同，则为直接几何同构，并记录区域之间匹配图形之间的坐标变换关系T2和匹配图形之间的映射关系；对直接几何同构失败的两个区域，对后一个区域进行旋转变换和/或轴镜像变换并记录变换关系T3，并对该区域执行区域原点的确定、区域内图形点的坐标变换、区域内图形的排序之后判断变换之后的区域与前一个区域是否直接几何同构，若是，则原来的两个区域为间接几何同构，记录变换关系T3和匹配图形之间的映射关系。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述区域之间电学同构是对于几何同构的区域，依据匹配图形之间的映射关系，判断对应匹配的金属集合图形之间其电学特性是否相同，若相同，则这两个区域之间电学同构。
23.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述构造区域同构序列，记录同构区域之间的几何变换关系是将区域电学同构的区域置于同一个同构列表，区域电学不同构的区域置于不同区域列表，从而构造若干区域同构列表，并记录同构区域之间的几何变换关系τ2/τ3。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将同构的区域进行优化填充包括 计算区域内每一线网可以承载的冗余哑金属填充给线网引入的极限寄生电容 将区域内指定线网长度与该线网允许的单位长度引入的寄生电容极限的乘积为区域内该线网可以承载的冗余哑金属填充给线网引入的极限寄生电容；以区域内对应线网可以承载的额外寄生电容为上限作为约束条件优化填充哑金属确保化学机械抛光的平整性。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述区域内的优化填充还包括在填充 金属过程中，对每一线网的寄生电容总和不能超过前一步骤所计算出的额外寄生电容极限值，在此条件下调整填充图形使得化学机械抛光之后的金属高度标准偏差， 其数学描述如下约束条件Cnet,n 彡 Cnet,n,extra—limit，η = 1,2, ...,Nnets ；目标函数:f = min{SQRT[ Σ (Hi-HmeJ2/Nnet wire]}, i = 1,2,…，Nnet wire，其中，所述 Cnrt,n为第η个线网因其上下、左右填充金属而引入的寄生电容；所述Cnrt,n,extea—limit为第η个线网因其上下、左右填充金属而引入的寄生电容的极限值；所述Nnrts为线网数；所述Nnrt 为线网金属连线段数；所述H-为线网金属连线的平均高度，Hmean= Σ Hi, i = 1，2，-,Nnet wire ； 所述 v^net，η=ε Σ LnjiXHnji/Dnji+ ε Σ Soverlap,n, "Tox ；其中, 所述ε为金属图形之间绝缘介质的介电常数；所述Ln, i为第η个线网金属图形与同层填充金属图形i之间，同层填充金属图形i在该线网金属图形上的水平投影长度；所述Hmi为第η个线网水平投影区间内的金属厚度和该填充金属图形厚度之最小值； 所述Dn,i为填充金属图形i到第η个线网同层金属图形上水平投影的最小距离值； 所述S。VCTlap,n,i为填充金属图形i在第η个线网上层金属图形上垂直投影面积与在第η 个线网下层金属图形上垂直投影面积之和； 所述Τ。χ为金属层之间的绝缘介质的厚度。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述将上述区域填充的数据进行复用是应用于对每一区域同构序列，从第2个区域开始，根据该区域与序列内第一个区域的几何变换关系Τ2/Τ3，复用第一个区域的冗余哑金属填充图形。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述区域填充数据的复用进一步包括 根据T3中的无镜像/X轴镜像/Y轴镜像进行轴对称变换；根据T3中的逆时针旋转0度/逆时针旋转90度/逆时针旋转180度/逆时针旋转270 度进行旋转变换；根据序列中第一个区域的T1和序列中后续区域的T1行平移变化。
全文摘要
本发明公开了一种基于区域几何同构和电学同构加速哑金属填充方法，包括线网电学特性计算；物理版图区域划分；根据所述物理版图区域划分的结果进行区域内图形几何同构和根据所述线网电学特性计算的结果进行区域内电学同构；将同构的区域进行优化填充；将上述区域填充的数据进行复用，以进一步对同构的区域进行填充。本发明提供的方法可解决现有哑金属填充方法中采用串行计算导致的填充速度慢的问题和采用串行计算导致的匹配物理版图冗余金属填充几何失配和电学失配的问题。
文档编号G06F17/50GK102508969SQ20111035202
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者叶甜春, 吴玉平, 陈岚 申请人:中国科学院微电子研究所