基于数学形态学的集成电路版图优化方法技术

本发明专利技术公开了一种利用数学形态学优化集成电路版图的方法，主要解决现有优化方法精确度低和非直观性的问题。本发明专利技术采用对不同类型的缺陷使用不同的版图优化方法，具体过程是：将待估计的集成电路各层平面版图按线网编号；对于冗余物缺陷，提取短路带权关键面积；对短路带权关键面积按线网对排序，根据排序结果，对版图进行第一次优化；对于丢失物缺陷，提取开路带权关键面积；对于开路带权关键面积，按线网排序，根据排序结果，对版图进行第二次优化。本发明专利技术具有版图优化精确度高简单易行的优点，可用于在微电子技术领域对集成电路版图的优化，进一步提升集成电路的成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
，特别是一种集成电路的版图优化方法，可用于提高集成电路芯片的制造成品率。
技术介绍
随着大规模集成电路VLSI技术进入到90nm和65nm技术节点工艺，随机缺陷引起的成品率损失越来越严重。由于在90纳米及以下的标准制造环境下，难以克服随机缺陷引起的成品率损失，因此依赖设计减少成品率损失的成品率设计成为提高成品率的有效方法。在进行成品率设计时，要求在设计阶段，特别是版图设计阶段，考虑引起随机成品率损失的缺陷信息，并根据该信息改进设计，减少成品率损失。通常联系成品率损失和设计的关键参数是关键面积和缺陷密度，关键面积体现了设计版图对制造缺陷的敏感程度，缺陷密度则反映了缺陷在晶片上的空间分布特性。利用缺陷信息，即利用缺陷分布信息，改变版图布线以减少关键面积是版图优化的主要任务。由于集成电路IC制造工艺中的真实缺陷轮廓是非规则形状，且在90纳米工艺下，缺陷在金属区域和空白区域的密度不同，因此，在版图优化设计时，应充分考虑缺陷的这种形状和分布特征。目前与缺陷分布有关的版图优化技术中，或者仅考虑规则的圆形缺陷形状、或者只考虑缺陷的空间粒径分布，使成品率设计即版图优化设计不够精确。为了获得精确的版图优化效果，迫切需要新的版图优化方法以改进缺陷引起的成品率损失。专利技术的内容本专利技术的目的在于克服已有方法的不足，提供一种基于数学形态学的集成电路版图优化方法，使版图优化设计更加切实可行和精确，为进一步提升成品率鉴定基础。-->实现本专利技术目的技术方案是：对不同类型的随机缺陷使用不同的版图优化方法，具体过程如下：a.将待优化的集成电路各层平面版图按线网编号；b.对于平面版图上各线网对，提取由冗余物缺陷引起的短路带权关键面积；c.对所提取的短路带权关键面积按递减顺序排序，并依据排序顺序依次对版图进行第一次优化，即改变版图的线网对间的距离，以减少短路带权关键面积；d.对于平面版图上各线网，提取由丢失物缺陷引起的开路带权关键面积；e.对于所提取的开路带权关键面积，按递减顺序排序，并依据排序结果依次对版图进行第二次优化，即加宽线网，使其开路带权关键面积减少；f.重复过程b到e，直到优化完各层平面版图，获得满意的预测成品率。上述的集成电路版图优化方法，其中步骤a所述的将待优化的集成电路各层平面版图按线网编号，按如下过程进行：a1.将版图解码形成两色的多层平面版图；a2.将各层平面版图转化为二值图；a3.按列递增的顺序赋予二值图中各连通区域即线网以编号。上述的集成电路版图优化方法，其中步骤b所述的提取由冗余物缺陷引起的短路带权关键面积，按如下过程进行：b1对已标识的线网，确定各线网对的可视性；b2.计算每一对可视线网对(N1，N2)的短路带权关键面积Asss(N1，N2)为：Asss(N1,N2)=Σd(Xc,Yc)∈M(AS(Xc,Yc,N1,N2)*P(Xc,Yc)*PW(Xc,Yc))]]>式中，-->SN1＝ASD(Xc，Yc，N1，N2)∩N1SN2＝ASD(Xc，Yc，N1，N2)∩N2，U为并运算符号，∩为交运算符号，ASD(Xc，Yc，N1，N2)是线网N1对随机缺陷d(Xc，Yc)的数学形态学膨胀运算和线网N2对随机缺陷d(Xc，Yc)的数学形态学膨胀运算的交集，AS(Xc，Yc，N1，N2)为线网对(N1，N2)间的短路关键面积，Pw(Xc，Yc)为缺陷d(Xc，Yc)在线网对(N1，N2)间的空白区域Nw上的概率，M为当前工序层缺陷的集合，d(Xc，Yc)为任意形状的缺陷，d(Xc，Yc)∈M，(Xc，Yc)为缺陷的形心，P(Xc，Yc)为缺陷d(Xc，Yc)在粒径上发生的概率，Asss(N1，N2)为线网对(N1，N2)的带权关键面积。上述的集成电路版图优化方法，其中步骤c所述的改变版图的线网对间的距离，是在不改变线路性能的前提下，移动线网使线网对的短路带权关键面积最小；上述的集成电路版图优化方法，其中步骤d所述的对于平面版图上各线网，提取由丢失物缺陷引起的开路带权关键面积，按如下过程进行：d1.设定行结构元素h，使得h所含元素的个数大于版图中的最大线宽所含元素的个数，用h和线网N进行数学形态学开运算，得到所述线网N的垂直线网部分；d2.设定列结构元素v，使得h所含元素的个数大于版图中的最大线宽所含元素的个数，用v和线网N进行数学形态学开运算，得到所述线网N的水平线网部分；d3.用Sobel算子求得水平边缘信息NV和垂直线网的边缘信息NH；d4.区分水平线网为上边缘NVu和下边缘NVd，区分垂直线网为左边缘NHL和右边缘NHR；-->d5.对于上述所述的水平线网的上边缘NVu和下边缘NVd和丢失物缺陷d(Xc，Yc)进行数学形态学膨胀运算，对其膨胀运算的结果取交集，获得水平线网的开路关键面积Aoh；d6.对于所述的垂直线网的左边缘NHL、右边缘NHR和丢失物缺陷d(Xc，Yc)进行数学形态学膨胀运算，对其膨胀运算的结果取交集，获得水平线网的开路关键面积Aov；d7.将所述水平线网的开路关键面积Aoh和垂直线网的开路关键面积Aov求和得到线网N的开路关键面积Ao(Xc，Yc，N)；d8.根据缺陷的分布特征，按照如下公式计算线网N的开路带权关键面积：Aoss(N)=ΣD(Xc,Yc)∈M(Ao(Xc,Yc,N)*P(Xc,Yc)*PM(Xc,Yc))]]>式中，PM(Xc，Yc)为缺陷d(Xc，Yc)在线网N上的概率，M为当前工序层缺陷的集合，D(Xc，Yc)为任意形状的缺陷，D(Xc，Yc)∈M，(Xc，Yc)为缺陷的形心，P(Xc，Yc)为缺陷D(Xc，Yc)的粒径发生的概率，Ao(Xc，Yc，N)为线网N的开路关键面积，Aoss(N1，N2)为带权开路关键面积。上述的集成电路版图优化方法，其中步骤e所述对于开路带权关键面积，是在不改变线路性能的前提下，加宽线网宽度，使线网的开路带权关键面积最小。本专利技术具有如下优点：1.本专利技术由于充分考虑制造的工艺信息，既考虑微粒粒径分布，也考虑微粒在晶片上的密度变化，使缺陷的表征更加精细。2.本专利技术由于使用随机形状缺陷，使缺陷的表征更符合其自然形态。3.本专利技术由于将数学形态学理论用于带权关键面积提取中，使实现的并行性成为可能。4.本专利技术由于对各线网的带权关键面积排序，因而，能给出具体的版图优化位置，-->使设计版图的优化更直观可行。实验表明用本专利技术的方法比现有的方法精度高，简单易行。为使本专利技术的目的、特征和优点能更明显易懂，下面结合附图实施例对本专利技术具体实施方式作详细说明。附图说明图1是本专利技术版图优化方法的流程图；图2是本专利技术的版图标记示意图；图3是本专利技术的短路关键面积示意；图4是本专利技术带权短路最大关键面积对应的线网示意图；图5是本专利技术对最大线网优化后的版图示意图；图6是本专利技术对优化后的版图形成的短路关键面积示意图；图7是本专利技术实验所用版图的水平布线版图；图8是本专利技术实验所用版图的垂直布线版图；图9是本专利技术对图7版图形成的水平布线版图开路关键面积示意图。具体实施方式参照图1，本专利技术实施的版图优化方法是在已收集的与各层集成电路工艺相关的缺陷特征参数基础上，对缺陷参数进行表征，然后根据输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数学形态学的集成电路版图优化方法，包括如下过程：　ａ．将待估计的集成电路各层平面版图按线网编号；　ｂ．对于平面版图上各线网对，提取由冗余物缺陷引起的短路带权关键面积；　ｃ．对所提取的短路带权关键面积按线网对排序，并依据排序顺序依次对版图进行第一次优化，即改变版图的线网对间的距离，以减少短路带权关键积；　ｄ．对于平面版图上各线网，提取由丢失物缺陷引起的开路带权关键面积；　ｅ．对于所提取的开路带权关键面积，按线网排序，并依据排序结果依次对版图进行第二次优化，即加宽线网，使其开路待权关键面积减少；　ｆ．重复过程ｂ到ｅ，直到优化完各层平面版图为止。

【技术特征摘要】
1.一种基于数学形态学的集成电路版图优化方法，包括如下过程：a.将待估计的集成电路各层平面版图按线网编号；b.对于平面版图上各线网对，提取由冗余物缺陷引起的短路带权关键面积；c.对所提取的短路带权关键面积按线网对排序，并依据排序顺序依次对版图进行第一次优化，即改变版图的线网对间的距离，以减少短路带权关键积；d.对于平面版图上各线网，提取由丢失物缺陷引起的开路带权关键面积；e.对于所提取的开路带权关键面积，按线网排序，并依据排序结果依次对版图进行第二次优化，即加宽线网，使其开路待权关键面积减少；f.重复过程b到e，直到优化完各层平面版图为止。2.根据权利1所述的方法，其中步骤a所述的将待估计的集成电路各层平面版图按线网编号，按如下过程进行：a1.将版图解码形成两色的多层平面版图；a2.将各层平面版图转化为二值图；a3.按列递增的顺序赋予二值图中各连通区域即线网以编号。3.根据权利1所述的方法，其中步骤b所述的提取由冗余物缺陷引起的短路带权关键面积，按如下过程进行：b1.对已标识的线网，确定各线网对的可视性；b2.计算每一对可视线网对(N1，N2)的短路带权关键面积Asss(N1，N2)为：Asss(N1,N2)=Σd(Xc,Yc)∈M(AS(Xc,Yc,N1,N2)*P(Xc,Yc)*PW(Xc,Yc))]]>式中，SN1＝ASD(Xc，Yc，N1，N2)∩N1，SN2＝ASD(Xc，Yc，N1，N2)∩N2，U为并运算符号，∩为交运算符号，ASD(Xc，Yc，N1，N2)是线网N1对随机缺陷d(Xc，Yc)的数学形态学膨胀运算和线网N2对随机缺陷d(Xc，Yc)的数学形态学膨胀运算的交集，AS(Xc，Yc，N1，N2)为线网对(N1，N2)间的短路关键面积，Pw(Xc，Yc)为缺陷d(Xc，Yc)在线网对(N1，N2)间的空白区域Nw上的概率，M为当前工序层缺陷的集合，d(Xc，Yc)为任意形状的缺陷，d(Xc，Yc)∈M，(Xc，Yc)为缺陷的形心，P(Xc，Yc)为缺陷d(Xc，Yc)在粒径上发生的概率，Asss(N1，N2)为线网对(N1，N2)的带权关键...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊平，郝跃，方敏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87[]