专利名称：冗余金属填充方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路自动化技术领域，特别涉及一种冗余金属填充方法及其系统。
背景技术：
随着晶体管尺寸进入纳米级，电路的复杂度越来越高，规模越来越大，芯片在生产前的可制造性设计变得越来越重要。纵观芯片制造エ艺流程，产品的质量由大量的エ艺过程參数控制，例如參杂浓度、沟道长度、寄生效应以及层之间绝缘层厚度等。在设计过程中考虑エ艺过程參数，同时在制造过程中必须控制这些エ艺參数的稳定性和设计过程保持一致。可制造性设计技术(DFM，Design for ManufacturabiIity)应运而生，DFM是控制电路在制造过程中遇到的エ艺偏差问题。通过DFM，使设计者预见到设计中可能存在的エ艺敏感点，改进现有设计，有效提高良率。DFM中困难主要难点来源于光刻与化学机械抛光两部分，化学机械抛光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)综合机械和化学两方面的特性， 用于全局化平坦。CMPエ艺制造过程中，版图金属密度图形的不一致，导致产生了蝶形缺陷 (dishing)和侵蚀缺陷(erosion)。蝶形缺陷是空白区域的介质层和沟槽中金属的厚度差。 侵蚀缺陷指在图形区域氧化物和金属被减薄，为抛光前后氧化层厚度差。由于抛光金属层吋，对氧化物产生轻微的过抛光而产生。无论是蝶形缺陷还是侵蚀缺陷，都会造成芯片表面的不平坦性，这种表面不平坦性造成区域金属图形差別，进而造成互连线高度的偏差，影响光刻的聚焦深度，进而影响关键尺寸的偏差，另ー方面，蝶形缺陷和侵蚀缺陷还会造成电路的电特性很大的影响。由于蝶形和侵蚀跟金属密度和版形密切相关，而只有图形密度才是设计者可以掌控的因素，因此，为了减少蝶形缺陷和侵蚀缺陷，在版图的空白区域填入冗余金属，改善全局平坦性。冗余金属是对电路功能不产生直接影响，其材料性能和制造エ 艺与普通的金属互连线图形无异。现有的冗余金属填充方法无法兼顾冗余金属填充时的计算量和填充的准确度，不能很好地减小不同窗格区域之间的密度差异，因此有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能够保证冗余填充的精确度又能保证数据计算量不大的冗余金属填充方法及其系统。为了解决上述技术问题，本发明提供一种冗余金属填充方法包括将版图划分为若干不重叠的窗格；根据基于规则的填充方法粗调所述窗格内的金属密度；根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正。本发明还提供一种冗余金属填充系统包括窗格划分模块，将版图划分为若干不重叠的窗格；第一填充模块，根据基于规则的填充方法粗调所述窗格内的金属密度；第二填充模块，根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正。
本发明提供的一种冗余金属填充方法及其系统，将金属密度分级别进行填充，将金属密度范围分级，在不同的级别内选择用不同金属密度的填充模板进行填充，既能够保证冗余填充的精确度又能保证数据计算量不大。
图1为本发明实施例提供的一种冗余金属填充方法的流程示意图；图2为图1所示方法中根据基于规则的填充方法粗调窗格内的金属密度的流程示意图；图3为图1所示方法中根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正的流程示意图；图4为本发明实施例提供的一种冗余金属填充系统的结构框图；图5为图4所示系统中的第一填充模块的结构框图；图6为图4所示系统中的第二填充模块的结构框图。
具体实施例方式參见图1，本发明实施例提供的一种冗余金属填充方法包括以下步骤步骤00、制作包含不同密度与形状大小的填充模板的模板库和包含不同密度与形状大小的填充块的图形库。步骤10、设定窗格的目标金属密度D1、窗格密度允许波动的范围AD。步骤20、将版图划分为若干不重叠的窗格，并进行标示，等分为mXn个边长为a的小分块。步骤30、根据基于规则的填充方法粗调所述窗格内的金属密度。其中，基于规则的填充方法是为了获得更好的密度均勻性，从而减小CMP之后的表面厚度差异。该方法是根据エ艺厂等提出的设计规则进行填充，如版图密度必须在规定的最小值以上，而且每个小窗格区域的金属密度必须在规定的最小值以上，如果密度太小则需要进行填充。该步骤30 将结合图2所示的流程进行详细说明。步骤40、根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正。基于模型的填充方法是首先在版图的大面积空白区域插入预先定义好的包含不同密度和形状大小的填充块的图形库，这些填充块通常会定义好冗余图形的密度，很容易通过平铺和复制填充到空白区域；其次，选择填充块并采用布尔运算填充方法将选择的填充块和原始窗格叠合在一起，生成填充后的版图层。该步骤40将结合图3所示的流程进行详细说明。以上步骤00-20的执行顺序没有严格的限定，步骤顺序可调整。參见图2，步骤30根据基于规则的填充方法粗调窗格内的金属密度包括以下步骤步骤301、利用CMP模拟工具计算划分窗格的金属密度，记为Du(l <= i < = m, 1 < = j < = η)。步骤302、如果设定的窗格的目标金属密度D1与当前窗格的金属密度Dij的差值大于设定的窗格密度允许波动的范围AD(即D1-Du > AD)，对当前窗格从模板库中选择金属密度与差值之间的差值最小的填充模板，并采用布尔运算填充方法将选择的填充模板填充CN 102542119 A
至窗格。填充模板是冗余模板。冗余模板的冗余形状为矩形或者正方形。在当前窗格的空白区域插入选择的冗余金属模板，冗余金属模板和原始芯片版图叠合在一起，生成填充后的版图层。基于规则的填充方法减少了需要填充的窗格，但有的窗格的金属密度仍达不到目标金属密度D1，这就需要执行步骤40对窗格进ー步进行填充。參见图3，步骤40根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正包括步骤401、利用CMP模拟工具重新计算当前窗格的金属密度。步骤402、如果当前所述窗格的金属密度未达到设定的窗格的目标金属密度，则从包含不同密度和形状大小的填充块的图形库中选择金属密度小于当前窗格金属密度且金属密度与当前窗格的金属密度之间的差值最小、周长最小的填充块对当前窗格进一歩
填充。即，首先选择合适的C=バ、、)ecsi《<< C为图形库CS中的填充模板，
为填充模板的密度，/4为填充模板的周长，为当前窗格密度。此时填入窗格的金属密度
是JZ7-i^.其次，通过布尔运算填充方法将选择的填充块和当前窗格叠合在一起。如果填
充后窗格的金属密度仍未达到目标金属密度时，说明需要继续填充，需要重新选择合适的
cr dI, 进行填充。參见图4，本发明实施例还提供一种冗余金属填充系统包括填充模板制作模块0、 设定模块1、窗格划分模块2、第一填充模块3、第二填充模块4及密度计算模块5。其中，制作模块0制作包含不同密度与形状大小的填充模板的模板库和包含不同密度与形状大小的填充块的图形库。设定模块1设定窗格的目标金属密度D1及窗格密度允许波动的范围 AD0窗格划分模块2将版图划分为若干不重叠的窗格。第一填充模块3根据基于规则的填充方法粗调所述窗格内的金属密度。第二填充模块4根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正。密度计算模块5计算当前窗格的金属密度。參见图5，第一填充模块3包括第一填充模板选择单元31和第一窗格填充单元 32。第一填充模板选择单元31当设定的窗格的目标金属密度Dl与当前所述窗格的金属密度Du (可由密度计算模块5利用CMP模拟工具求出)的差值大于设定的窗格密度允许波动的范围AD时，对当前所述窗格从模板库中选择金属密度与差值之间的差值最小的填充模板。第一窗格填充单元32采用布尔运算填充方法将选择単元31选择的填充模板填充至当前所述窗格。填充模板是冗余模板，冗余模板的冗余形状为矩形或者正方形。參见图6，第二填充模块4包括第二填充模板选择单元41和第二窗格填充单元。 第二填充模板选择单元41在所述窗格的金属密度(可由密度计算模块5利用CMP模拟工具求出)未达到设定的窗格的目标金属密度Dl时，从包含不同密度和形状大小的填充块的图形库中选择金属密度小于当前窗格金属密度且金属密度与当前窗格的金属密度之间
的差值最小、周长最小的填充块。即选择合适的c^r":、)ecSi《<< c为图形库
CS中的填充模板，<为填充模板的密度，/4为填充模板的周长，<为当前窗格密度。第二窗格填充单元42采用布尔运算填充方法将所述第二填充模板选择单元选择的填充模板填充至所述窗格。此时填入窗格的金属密度是Jf -J^本发明提出的冗余金属填充方法及其系统，将基于规则的填充的方法与基于模型的填充方法相结合，从而既能够保证冗余填充的精确度又能保证数据计算量不大。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管參照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种冗余金属填充方法，其特征在干，包括 将版图划分为若干不重叠的窗格；根据基于规则的填充方法粗调所述窗格内的金属密度； 根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在干，所述根据基于规则的填充方法粗调窗格内的金属密度包括当设定的窗格的目标金属密度与当前所述窗格的金属密度的差值大于设定的窗格密度允许波动的范围时，对当前所述窗格从包含不同密度和形状大小的填充模板的模板库中选择金属密度与所述差值之间的差值最小的填充模板，并采用布尔运算填充方法将所述填充模板填充至所述窗格。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述填充模板是冗余模板；所述冗余模板的冗余形状为矩形或者正方形。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在干，所述根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正包括当当前所述窗格的金属密度未达到设定的窗格的目标金属密度时，从包含不同密度和形状大小的填充块的图形库中选择金属密度小于当前窗格金属密度且金属密度与当前窗格的金属密度之间的差值最小、周长最小的填充块，并采用布尔运算填充方法对当前窗格进ー步填充。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括制作包含不同密度与形状大小的填充模板的模板库和包含不同密度与形状大小的填充块的图形库；设定窗格的目标金属密度及窗格密度允许波动的范围；及计算当前窗格的金属密度。
6.一种冗余金属填充系统，其特征在干，包括 窗格划分模块，用于将版图划分为若干不重叠的窗格；第一填充模块，用于根据基于规则的填充方法粗调所述窗格内的金属密度；第二填充模块，用于根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正。
7.根据权利要求6所述的冗余金属填充系统，其特征在于，所述第一填充模块包括 第一填充模板选择单元，用于当设定的窗格的目标金属密度与当前所述窗格的金属密度的差值大于设定的窗格密度允许波动的范围时，对当前所述窗格从包含不同密度和形状大小的填充模板的模板库中选择金属密度与所述差值之间的差值最小的填充模板；第一窗格填充单元，用于采用布尔运算填充方法将所述填充模板选择单元选择的填充模板填充至当前所述窗格。
8.根据权利要求7所述的冗余金属填充系统，其特征在于所述填充模板是冗余模板；所述冗余模板的冗余形状为矩形或者正方形。
9.根据权利要求6所述的冗余金属填充系统，其特征在于，所述第二填充模块包括 第二填充模板选择单元，用于当所述窗格的金属密度未达到设定的窗格的目标金属密度时，从包含不同密度和形状大小的填充块的图形库中选择金属密度小于当前窗格金属密度且金属密度与当前窗格的金属密度之间的差值最小、周长最小的填充块；第二窗格填充单元，用于采用布尔运算填充方法将所述第二填充模板选择单元选择的填充块填充至所述窗格。
10.根据权利要求6-9任一项所述的冗余金属填充系统，其特征在于，还包括 制作模块，用于制作包含不同密度与形状大小的填充模板的模板库和包含不同密度与形状大小的填充块的图形库；设定模块，用于设定窗格的目标金属密度及窗格密度允许波动的范围； 密度计算模块，用于计算当前窗格的金属密度。
全文摘要
本发明提供的冗余金属填充方法包括将版图划分为若干不重叠的窗格；根据基于规则的填充方法粗调所述窗格内的金属密度；根据基于模型的填充方法对所述窗格内的金属密度进行细调修正。本发明还提供一种冗余金属填充系统包括窗格划分模块、第一填充模块、第二填充模块。本发明提供的一种冗余金属填充方法及其系统，将金属密度分级别进行填充，将金属密度范围分级，在不同的级别内选择用不同金属密度的填充模板进行填充，既能够保证冗余填充的精确度又能保证数据计算量不大。
文档编号G06F17/50GK102542119SQ20121000854
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者叶甜春, 方晶晶, 陈岚 申请人:中国科学院微电子研究所