CN103425828A

CN103425828A - 加速opc的方法和装置

Info

Publication number: CN103425828A
Application number: CN2013103398891A
Authority: CN
Inventors: 陈岚; 吴玉平
Original assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Current assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-08-06
Also published as: CN103425828B

Abstract

本发明提供了一种加速OPC的方法和装置，所述方法包括：物理版图区域划分；区域间图形几何同构检测；区域内OPC；区域OPC数据的复用。本发明还提供了一种加速OPC的装置，该装置包括：物理版图区域划分单元；区域间图形几何同构检测单元；区域内OPC单元；区域OPC数据的复用单元。本发明可提高对芯片的掩模版图进行OPC的速度，缩短对芯片的掩模版图进行OPC的时间。

Description

加速OPC的方法和装置

技术领域

本发明属于面向集成电路可制造性的集成电路设计技术领域，特别属于集成电路设计自动化领域，具体来说，本发明涉及一种加速OPC的方法和装置。

背景技术

随着集成电路制造工艺进入65-45nm工艺节点之后,由于曝光所用的光波长远远大于物理版图设计的理想图形的尺寸和图形之间的间距，光波的干涉和衍射效应使得实际光刻产生的物理图形和物理版图设计的理想图形之间存在很大的差异，实际图形的形状和间距发生很大的变化，甚至影响电路的性能。

产生这种差异的一个重要原因是光刻所用光束波长远远大于物理版图设计的理想图形的尺寸和图形之间的间距时，光学波长大于物理版图设计的理想图形的尺寸和图形之间的间距时光学邻近效应的作用。为了确保电路的设计性能和集成电路制造的成品率，需要对设计的物理版图图形作光学邻近修正（OPC），对物理版图图形作失真处理，OPC最显著的两个好处是修正线宽差异问题和线端收缩问题。

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OPC是一个很费时间的任务，在物理设计-OPC-修正-再仿真-再修正这样一个迭代过程中，OPC的速度是影响集成电路设计周期的重要因素之一，传统的串行和并行OPC需要对集成电路版图的每一微小区域作出详细的复杂仿真计算，因此速度比较慢，制约了设计效率的提高。

在集成电路物理设计中，局部区域之间设计图形有很大的相同性，这种相同性决定了局部区域之间的OPC计算过程和计算结果的相同性，计算结果的复用可以有效地减少复杂的仿真计算任务，在不牺牲仿真精度的条件下提高芯片整体OPC速度。

发明内容

本发明旨在通过将整个芯片的需要进行OPC的版图划分成不同区域而以并行方式进行OPC，从而提高对整个芯片进行OPC速度，缩短对整个芯片进行OPC的时间。本发明还以图形同构方式合并OPC任务，图形同构对相同的物理版图OPC任务进行一次计算，并复用其OPC结果，从而通过减少仿真任务数量提高对整个芯片进行OPC的速度。从而解决现有OPC方法中采用串行计算导致速度慢的问题和采用并行计算导致的重复计算的问题。

在本发明的一个方面，提供了一种加速OPC的方法，该方法包括：

a)物理版图区域划分，将物理版图划分为多个格点区域；

b)区域间图形几何同构检测，检测不同格点区域之间的几何同构，构造需要OPC的区域的序列；

c)区域的OPC，对需要OPC的区域执行OPC操作；

d)区域OPC数据的复用，将需要OPC的区域的OPC数据复用到相关的具有同构关系的其它格点区域。

本发明提供了一种加速OPC的装置，该装置包括：

物理版图区域划分单元，将物理版图划分为多个格点区域；

区域间图形几何同构检测单元，检测不同格点区域之间的几何同构，构造需要OPC的区域的序列；

区域内OPC单元，对需要OPC的区域执行OPC操作；以及

区域OPC结果数据的复用单元，将需要OPC的区域的OPC数据复用到相关的具有同构关系的其它格点区域。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过物理版图区域划分、区域内图形几何同构、区域内的OPC、区域OPC数据的复用，对不同区域以并行方式进行OPC以提高对掩模版图进行OPC的速度，缩短对掩模版图进行OPC的时间；以图形同构方式合并OPC任务，基于图形同构对相同的物理版图OPC任务进行一次计算，复用其OPC结果，从而通过减少OPC任务数量提高掩模版图进行OPC的速度。从而可以提高对包括多个掩模层的整个芯片进行OPC的速度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的加速OPC的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的加速OPC的方法中物理版图区域划分的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的加速OPC的方法中区域内图形几何同构检测的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的加速OPC的方法中区域内OPC的方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的加速OPC的方法中复用区域OPC结果数据的方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的加速OPC的装置的构成示意图。

具体实施方式

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。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。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

下面，将结合图1至图5对本发明实施例提供的加速OPC的方法进行具体地描述。图1为本发明实施例提供的加速OPC的方法的流程图；图2为本发明实施例提供的加速OPC的方法中物理版图区域划分的方法的流程图；图3为本发明实施例提供的加速OPC的方法中区域内图形几何同构检测的方法的流程图；图4为本发明实施例提供的加速OPC的方法中区域内OPC的方法的流程图；图5为本发明实施例提供的加速OPC的方法中复用区域OPC结果数据的方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例提供的加速OPC的方法，主要包括以下步骤：

步骤S101，物理版图区域划分；

步骤S102，区域间图形几何同构检测；

步骤S103，区域内的OPC；

步骤S104，区域OPC结果数据的复用。

集成电路制造工艺中一般需要多层掩模，下面的讨论中以需要进行OPC的层为金属层作为示例来讨论。本领域技术人员可以理解，在其它实施例中需要进行OPC的层可以是其它层。本发明在这方面不受限制。

如图2所示，步骤S101中的物理版图区域划分主要包括：

步骤S10102区域粗划分；

步骤S10103区域划分调整。

在步骤S10102中，进行区域粗划分，其中对金属层（可以是多个金属层中的某个金属层）的数据，按照图形在平面内的几何位置信息进行划分。例如将整个金属层划分Nrow行和Ncol列，构成Nrow×Ncol格点区域。

在步骤S10103中，进行区域划分调整：以上一步得到的区域为参考，外延区域边框，将物理版图掩模图形宽度方向被切部分包含在新的边框之内，边框所覆盖的区域为内区域；继续外延边框至内边框附近直接邻近的掩模图形部分尽在边框之内，该边框所覆盖的区域为外区域。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。

如图3所示，步骤S102中的区域间图形几何同构检测主要包括：

步骤S10201区域原点的确定；

步骤S10202区域内图形点的坐标变换；

步骤S10203区域内图形的排序；

步骤S10204区域间图形几何同构检测；

步骤S10205构造区域同构序列，记录同构区域之间的几何变换关系；

步骤S10206以每一区域同构序列中的第一个区域构造待OPC区域序列。

在步骤S10201中，进行区域原点的确定：遍历每个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ymin，以（xmin，ymin）做为该格点区域的原点；

在步骤S10202中，进行格点区域内图形点的坐标变换：以（xmin，ymin）做为该格点区域的原点，对格点区域内的金属图形数据作相对位置变换，新坐标值为（xnew=xold–xmin,ynew=yold–ymin），xold和yold为原坐标值，记录变换T1；

在步骤S10203中，进行区域内图形的排序：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；

在步骤S10204中，进行区域之间几何同构的检测：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S10303之后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；

对直接几何同构匹配失败的两个格点区域，对后一个区域进行各种变换(MNR90,MNR180,MNR270,MXR0,MXR90,MXR180，MXR270，MYR0，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，R0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)，每次变换后判断变换之后的区域与前一格点区域是否直接同构，若是，则原来的两个区域为间接几何同构，记录相应的变换关系T3和匹配图形之间的映射关系；

步骤S10205构造区域同构序列：将区域几何同构的区域置于同一个同构列表，区域几何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T2/T3；

步骤S10206以每一区域同构序列中的第一个区域构造待OPC区域序列：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OPC计算，该列表中其它区域的OPC计算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OPC计算仅以每一区域同构序列中的第一个区域构造待OPC计算区域序列，以便对这些区域进行详细的OPC计算。

需要特别注意的是，步骤S102以外区域内的全部物理版图掩模图形为对象。这是因为作光学邻近修正（OPC）时需要考虑邻近图形对本图形的影响。将外区域内的全部物理版图掩模图形为对象，就是为了考虑内区域边缘图形受外围图形的影响。

步骤S103区域OPC主要内容包括将需要进行OPC的格点区域内的多边形划分为更小的几何图形，以及移动或增加几何图形；执行快速光学仿真以检验与原先设计图形的区别，重复该过程直至使得与原先设计图形的区别最小化。例如，如图4所示，可以如下进行：

步骤10301将每个待OPC区域内的多边形划分为更小的几何图形；

步骤10302移动或增加几何图形；

步骤10303执行快速光学仿真；

步骤10304判断新位置或当前添加是否更佳，若是执行下一步，否则，去执行步骤10306；

步骤10305保存当前最优结果；

步骤10306重复OPC尝试，去执行步骤10302；

步骤10307判断OPC后的光学仿真结果是否最接近原来的设计图形，若是，执行下一步，否则去步骤10306；

步骤10308结束OPC。

需要特别注意的事，步骤S103以“外区域”内的全部物理版图掩模图形为仿真目标，但最终仅生成“内区域”内的全部物理版图掩模图形的光学仿真结果，因为“内区域”之外的物理版图掩模图形的光学仿真还受到“外区域”之外物理版图掩模图形的影响。

步骤S104为区域OPC结果数据的复用。应用于每一区域同构序列，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T2或T3，复用第一个区域的OPC结果。例如，对第一个区域的OPC结果进行如图5所示步骤的几何变换，包括以下之一或者其中的组合：

步骤10401旋转变换（根据T3中的MN/MX/MY）；

步骤10402轴对称变换（根据T3中的R0/R90/R180/R270）；

步骤10403平移变化（根据T1）。

从而得到该区域的OPC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。

需要特别注意的事，步骤S104仅复用“内区域”内的全部物理版图掩模图形的光学仿真结果，因为“内区域”之外的物理版图掩模图形的光学仿真还受到“外区域”之外物理版图掩模图形的影响。

相应的，本发明还提供了一种基于区域几何同构加速OPC的装置，如图6所示，该装置包括：物理版图区域划分单元U101、区域间图形几何同构检测单元U102、区域内OPC单元U103、以及区域OPC结果数据的复用单元U104。

本发明实施例在基于区域几何同构加速OPC时，物理版图区域划分单元U101可以将物理版图划分为多个格点区域，例如对物理版图进行区域划分，划分为数百甚至数十万个区域。

区域间图形几何同构检测单元U102，可以检测不同格点区域之间的几何同构，构造需要OPC的区域的序列。

区域内OPC单元U103，可以对需要OPC的区域执行OPC操作。例如以光学干涉模型和光学衍射模型对区域内的物理几何图形进行OPC，得到OPC之后的实际物理图形。

区域OPC结果数据的复用单元U104可以将需要OPC的区域的OPC数据复用到相关的具有同构关系的其它格点区域。例如根据该区域之间的几何变换关系，对其进行几何变换，得到该区域的OPC之后的实际物理图形。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims

1.一种加速OPC的方法，包括：

a)物理版图区域划分，将物理版图划分为多个格点区域；

c)区域的OPC，对需要OPC的区域执行OPC操作；

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤a)包括：

1)区域粗划分，获得大致相同的多个格点区域；

2)区域划分调整，确定每个格点区域的内区域和外区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b)包括：

1)区域原点的确定，确定每个格点区域的原点；

2)区域内图形点的坐标变换，参照确定的原点对格点区域内的图形点进行坐标变换；

3)区域内图形的排序，按照格点区域内每个图形的经过变换的坐标点进行排序；

4)区域间图形几何同构检测，检测不同格点区域之间几何图形的同构以及同构的类型；

5)构造区域同构序列，记录需要进行OPC的格点区域以及与其同构的格点区域以及相应的几何变换关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤c)包括：

1)将需要进行OPC的格点区域内的多边形划分为更小的几何图形或边片段，以及移动或增加几何图形；

2)执行快速光学仿真以检验与原先设计图形的区别。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤d)包括

根据未进行OPC的格点区域与相应的已进行OPC的区域的几何变换关系，复用已进行OPC的区域的OPC结果。

6.一种加速OPC的装置,包括：

物理版图区域划分单元（U101），将物理版图划分为多个格点区域；

区域间图形几何同构检测单元（U102），检测不同格点区域之间的几何同构，构造需要OPC的区域的序列；

区域内OPC单元（U103），对需要OPC的区域执行OPC操作；以及

区域OPC结果数据的复用单元（U104），将需要OPC的区域的OPC数据复用到相关的具有同构关系的其它格点区域。