CN103902789A - 一种冗余图形的填充方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冗余图形的填充方法，包括提供芯片版图并通过逻辑运算获得冗余图形的填充区域；基于设计规则在所述冗余图形的填充区域中填充冗余图形；将所述芯片版图划分为多个不重合的窗口；以及计算各所述窗口在填充所述冗余图形后的图形密度并判断所述图形密度是否超出预定范围，若超出则通过逻辑运算移除该窗口内的冗余图形并填充新的冗余图形，以使各所述窗口的最终图形密度调整在所述预定范围内。本发明能够有效提高图形层密度的均匀性。

Description

一种冗余图形的填充方法

技术领域

本发明涉及集成电路版图设计制造领域，特别涉及一种冗余图形的填充方法。

背景技术

集成电路版图的图形密度及其均匀度对光刻、刻蚀、研磨等半导体工艺具有直接影响。例如，足够高的图形密度可以保证光阻的线宽及刻蚀后图形的线宽的均一性；而对于研磨工艺来说，均匀的图形密度使得整个晶圆的研磨程度趋于一致，更好地保证了晶圆研磨后的表面平坦度，对晶圆良率有着重要的影响。因此，随着半导体技术节点的不断减小，版图的图形密度对良率的影响越来越大。

在当今集成电路设计制造过程中，冗余图形填充被广泛应用于调节局部版图密度，提高版图密度的均匀性，改善在化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)后表面的平坦性，进而提高产品的可靠性和良率。

现有技术中使用的冗余图形的尺寸只有一种或固定的几种，填充规则与流程较为简单，基本上仅按冗余图形尺寸进行顺次填充，对版图的图形高密度和低密度区间没有针对性的操作，在密度调整上缺乏灵活性。这里所说的版图的图形密度=（设计图形面积+冗余图形面积）/设计规则检查的面积。虽然现有的冗余图形的填充方法在一定程度上提高了版图的图形密度，但整个版图的密度分布不够均匀。随着半导体工艺对晶圆表面平坦度要求越来越高，现有方法在调整版图图形密度分布方面的不足越来越明显。

因此，有必要对现有的冗余图形填充方法做进一步改进以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种冗余图形的填充方法，能够更好地调整版图的图形密度分布。

为达成上述目的，本发明提供一种冗余图形的填充方法，包括：

步骤1：提供芯片版图并通过逻辑运算获得冗余图形的填充区域；

步骤2：基于设计规则在所述冗余图形的填充区域中填充冗余图形；

步骤3：将所述芯片版图划分为多个不重合的窗口；以及

步骤4：计算各所述窗口在填充所述冗余图形后的图形密度并判断所述图形密度是否超出预定范围，若超出则通过逻辑运算移除该窗口内的冗余图形并填充新的冗余图形，以使各所述窗口的最终图形密度调整在所述预定范围内。

优选的，所述设计规则包括所述冗余图形至所述芯片版图的设计图形的距离大于满足工艺需求的最小间距。

优选的，步骤4进一步包括步骤41：计算各所述窗口在填充所述冗余图形后的图形密度；

步骤42：判断所述图形密度是否超出预定范围，若超出则通过逻辑运算进行所述窗口内冗余图形的替换操作以调整所述窗口的图形密度，所述冗余图形的替换操作包括已填充的所述冗余图形的移除及新的所述冗余图形的再填充；步骤43：重复进行步骤41及步骤42直至各所述窗口的最终图形密度调整在所述预定范围内。

优选的，步骤42进一步包括：判断各所述窗口的图形密度是否超出预定范围并将图形密度超出所述预定范围的窗口划分为低密度区域和高密度区域；针对所述低密度区域和高密度区域分别进行已填充的冗余图形的移除和新的冗余图形的再次填充，其中对于所述低密度区域通过逻辑运算移除该窗口内已填充的冗余图形并填充使该窗口内填充区域密度增加的冗余图形；对于所述高密度区域通过逻辑运算移除该窗口内已填充的冗余图形并填充使该窗口内填充区域密度降低的冗余图形。

优选的，所述预定范围为40%～70%。

优选的，步骤42中根据各所述窗口的密度梯度依次进行所述冗余图形的替换操作。

优选的，所述密度梯度的范围为10%～20%。

本发明的有益效果在于利用现有方法完成冗余图形填充后，针对不同密度区域对已填充的冗余图形进行有选择地替换，最终使得整个版图的图形密度分布更为均匀，更好地应对平坦度的工艺要求。

附图说明

图1为本发明一实施例的冗余图形的填充方法的流程图；

图2a和图2b为现有技术的芯片版图冗余图形填充后与本发明一实施例的芯片版图冗余图形填充后的对比示意图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

本发明的冗余图形的填充方法包括以下步骤：

步骤1：提供芯片版图并通过逻辑运算获得冗余图形的填充区域。

在该步骤中，提供待填充的芯片版图，在该芯片版图上设有设计图形。通常芯片版图包括多个图形层，通过逻辑运算将该芯片版图的待填充图形层划分为冗余图形的禁止区域和冗余图形的填充区域。其中冗余图形的禁止区域为不可置入冗余图形的区域，包括设计图形区域、距离设计图形一定距离内的空白区域和其他特殊规定的区域。冗余图形的填充区域为除冗余图形的禁止区域以外的其他区域，此区域内可置入冗余图形。

步骤2：基于设计规则在冗余图形的填充区域中填充冗余图形。

在该步骤中，采取传统的冗余图形填充方法，如采用一种或多种固定尺寸的冗余图形根据设计规则在填充区域内进行填充。设计规则要求冗余图形的填充不会影响到芯片的电学性能，具体的可包括冗余图形至芯片版图的设计图形的距离大于满足工艺需求的最小间距等。

步骤3：将芯片版图划分为多个不重合的窗口。

在该步骤中，将芯片版图网格化，划分为多个不重合的窗口。较佳的，这些窗口为等大小。在划分的同时，填充区域也相应被分到每一个窗口，成为该窗口的填充区域。

步骤4：计算各窗口的图形密度并判断图形密度是否超出预定范围，若超出则通过逻辑运算移除该窗口内的冗余图形并填充新的冗余图形，以使各窗口的最终图形密度调整在所述预定范围内。

在该步骤中，首先计算每个窗口的图形密度。将待填充图层填入冗余图形后，图形密度=（设计图形面积+冗余图形面积）/设计规则检查的面积，那么每个窗口的图形密度即为该窗口内设计图形面积与冗余图形面积之和，再除以窗口面积所得的值。图形密度可通过CMP模拟工具计算。然后，根据图形密度的计算结果，判断是否超出预定范围。其中预定范围可为40%～70%，也即是若窗口的图形密度的计算结果小于40%或大于70%，则认为该窗口的图形密度不符合要求。此时，通过逻辑运算进行该窗口内已填充的冗余图形的去除、新的不同密度的冗余图形的再填充，如此对图形密度不符合要求的窗口进行冗余图形的替换操作。新的冗余图形的填充仍需满足设计规则的要求。上述步骤可重复多次进行，至各窗口最终的图形密度调整在预定范围内。

图1所示为本发明一具体实施例的冗余图形填充方法的流程图，以下将结合图1对本实施例详细说明。

如图1所示，首先提供芯片版图并通过逻辑运算获得冗余图形的填充区域，然后基于设计规则在冗余图形的填充区域中填充冗余图形。将芯片版图划分为多个不重合的窗口并计算每个窗口的图形密度。接下来，判断图形密度是否超出预定范围。在本实施例中，预定范围为40%～70%。将图形密度超出预定范围的窗口划分为低密度区域和高密度区域，低密度区域的窗口的图形密度小于40%，高密度区域的窗口的图形密度大于70%。对于图形密度处于预定范围内的窗口，则视为目标密度区域。对于目标密度区域的窗口，保持其填充的冗余图形不变，而对于图形密度超于预定范围的窗口，则要进行冗余图形的替换。具体来说，对于低密度区域的窗口，则利用高密度冗余图形代替已填充冗余图形，即通过逻辑运算将原先已填充的冗余图形移除，仅保留设计图形，再重新填入能够使填充区域密度增加的高密度冗余图形，以此来提高该窗口内的图形密度。对于高密度区域的窗口，则利用低密度冗余图形代替已填充冗余图形。

较佳的，冗余图形的替换操作是根据窗口的密度梯度依次进行。具体来说，对于图形密度超出范围的窗口，以10%～20%的密度梯度对这些窗口进行划分，按照密度梯度逐一进行操作。例如以10%的密度梯度为例，先对图形密度为大于70%小于等于80%的窗口进行冗余图形的替换操作，然后对图形密度大于80%小于等于90%的窗口进行冗余图形的替换，……，对全部低密度区域的窗口和高密度区域的窗口均依次针对不同密度梯度区间进行有选择性的替换。

当新的冗余图形的替换完成后，再次计算各窗口的图形密度，并对图形密度超出预定范围的窗口再次进行冗余图形的替换操作，如此重复循环上述过程使得各窗口的最终图形密度调整为在预定范围之内，从而整个图层的密度将更加均匀化。图2a和图2b所示为现有图形方法和应用本发明的方法进行冗余图形填充后得到的对比示意图，可以看出利用本方法进行冗余图形的填充后，图形密度更加平均。

综上所述，本发明的冗余图形的填充方法，利用现有冗余图形填充方法进行冗余图形填充后，针对不同的图形密度区域，进行有选择的冗余图形替换动作。对低密度区域，移除已填充的冗余图形选取高密度的冗余图形进行替换以提高图形层密度；对高密度区域，移除已填充冗余图形重新填充低密度冗余图形进行替换以降低图形层密度。因此，本发明能够使整个图形层的密度将更加均匀化，有利于提高机械研磨的平整度。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (7)

1.一种冗余图形的填充方法，其特征在于，包括：

步骤1：提供芯片版图并通过逻辑运算获得冗余图形的填充区域；

步骤2：基于设计规则在所述冗余图形的填充区域中填充冗余图形；

步骤3：将所述芯片版图划分为多个不重合的窗口；以及

步骤4：计算各所述窗口在填充所述冗余图形后的图形密度并判断所述图形密度是否超出预定范围，若超出则通过逻辑运算移除该窗口内的冗余图形并填充新的冗余图形，以使各所述窗口的最终图形密度调整在所述预定范围内。

2.根据权利要求1所述的冗余图形的填充方法，其特征在于，所述设计规则包括所述冗余图形至所述芯片版图的设计图形的距离大于满足工艺需求的最小间距。

3.根据权利要求1所述的冗余图形的填充方法，其特征在于，步骤4进一步包括：

步骤41：计算各所述窗口在填充所述冗余图形后的图形密度；

步骤42：判断所述图形密度是否超出预定范围，若超出则通过逻辑运算进行所述窗口内冗余图形的替换操作以调整所述窗口的图形密度，所述冗余图形的替换操作包括已填充的所述冗余图形的移除及新的所述冗余图形的再填充；

步骤43：重复进行步骤41及步骤42直至各所述窗口的最终图形密度调整在所述预定范围内。

4.根据权利要求3所述的冗余图形的填充方法，其特征在于，步骤42进一步包括：

判断各所述窗口的图形密度是否超出预定范围并将图形密度超出所述预定范围的窗口划分为低密度区域和高密度区域；

针对所述低密度区域和高密度区域分别进行已填充的冗余图形的移除和新的冗余图形的再次填充，其中对于所述低密度区域通过逻辑运算移除该窗口内已填充的冗余图形并填充使该窗口内填充区域密度增加的冗余图形；对于所述高密度区域通过逻辑运算移除该窗口内已填充的冗余图形并填充使该窗口内填充区域密度降低的冗余图形。

5.根据权利要求1所述的冗余图形的填充方法，其特征在于，所述预定范围为40%～70%。

6.根据权利要求3所述的冗余图形的填充方法，其特征在于，步骤42中根据各所述窗口的密度梯度依次进行所述冗余图形的替换操作。

7.根据权利要求6所述的冗余图形的填充方法，其特征在于，所述密度梯度的范围为10%～20%。

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