CN105740526B - 一种冗余金属填充区域版图的处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冗余金属填充区域版图的处理方法及系统，该方法包括步骤：确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件；根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域；将所述待填充区域分解为简单几何图形；根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图。由于根据特征级CMP的研磨理论，获得小区域几何结构对CMP缺陷的影响，并通过版图的矩形化处理获得填充区域的几何信息，不会造成因漏填导致无法保证平整度的问题，且便于后续进行冗余金属智能填充。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种冗余金属填充区域版图的处理方法及系统。
背景技术
随着半导体技术的不断发展，半导体工艺结点在不断变小，全局平坦化变得越来越重要。化学机械平坦化(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺是超大规模电路制造中保持芯片表面全局平坦化的重要工艺。但是，由于金属和氧化物等介质在CMP过程中材料去除速率并不相同，因此，CMP工艺本身导致了两种平坦性缺陷的出现：金属碟形(dishing)和氧化层侵蚀(erosion)。冗余金属填充(Dummy Fill)技术是解决上述问题的主要手段，是工业界和学术界普遍关注的热点问题。现有冗余金属填充技术的主要原理是通过向网格内填充与电路不连通的金属小块来改变该网格的金属图形密度，从而提高版图图形密度的均匀性，改善芯片的平整度。其核心技术主要有两个：1)冗余金属填充区域的版图处理；2)填充区域的实际填充技术。
目前，金属填充区域的版图处理技术主要是基于版图网格密度分析来确定待填充区域和填充密度。例如，利用连续网格法将版图划分为不重叠的w×w个网格，并通过数学方法获得每个网格的填充密度。此外，填充区域的实际填充技术同样依赖于版图网格的划分技术。例如，密度变化最小的填充方法(min-variation)和最少填充(min-fill)线性规划模型。然而，在检查版图处理结果时，现有冗余金属填充方法的最终结果并不理想：在某些空白区域较大处未被冗余金属填充，而较小处却被冗余金属填充，即忽略了一些可能产生碟形缺陷的空白区域。这是由于这些冗余金属填充方法的本质是一种基于密度驱动的填充，因而并不能完全包含所有可能出现缺陷的微观区域。
此外，优化冗余金属的具体填充方式，如减小填充参数(包括填充金属尺寸、填充位置、互连尺寸、缓冲距离buffer-distance、填充行列数等参数)对电性能的影响，实现冗余金属的智能填充是研究的另一热点，但是智能填充的填充区域均要求至少有一对平行边的四边形结构的条件，显然，传统版图网格化处理技术无法提供具有这种特征的处理结果。
以上问题的产生由于密度本身定义的局限性决定的。密度的定义为二维版图中某一区域内金属线面积除以该区域总面积，其本质为该区域的平均量。但是，某位置的dishing值是由该点附近的特征结构信息决定，利用大面积内平均值的物理量来解决微观区域内的问题显然会存在较大偏差。而erosion缺陷同样也存在类似的情况。
发明内容
本发提供一种冗余金属填充区域版图的处理方法及系统，解决现有冗余金属填充区域的版图处理技术中存在的漏报缺陷以及处理结果不便于冗余金属智能填充的问题。
本发明提供了一种冗余金属填充区域版图的处理方法，包括步骤：
确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域；
将所述待填充区域分解为简单几何图形，所述简单几何图形包括以下一种或多种：矩形、三角形及其组合；
根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图。
优选地，所述确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件包括：
预先构建CMP预测模型，所述CMP预测模型的输入至少包括CMP工艺前芯片表面形貌和CMP工艺参数，所述CMP预测模型的输出至少包括所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
确定CMP工艺前芯片表面形貌；
确定CMP工艺参数；
根据所述CMP工艺前芯片表面形貌和所述CMP工艺参数，通过所述CMP预测模型，获取所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件。
优选地，所述根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域包括：
根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L；
将不可填充区域边界外扩L/2，获取外扩区域；
进行布尔运算取反，获取参考待填充区域；
将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域。
优选地，所述将所述待填充区域分解为简单几何图形包括：
判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形；
判断无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形是否为多边形，若是，则将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合，其中所述多边形的边数≥5；
将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合。
优选地，所述判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形包括：
判断所述待填充区域是否存在内点，若是，则所述待填充区域为含有至少一个孔洞的图形；
通过法线分割法/延长线法将所述待填充区域分割为无孔洞图形。
优选地，所述将无孔洞待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合包括：
a.将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形的任意一个顶点作为起始点；
b.判断以起始点为顶角的相邻三个顶点构成角是否为内凹角，若是，则通过法线分割法将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为无内凹角的多个图形；
c.否则，以所述相邻三个顶点做平行四边形，并与无孔洞无内凹角的待填充区域/无内凹角无孔洞图形/无内凹角的多个图形做交运算；
d.判断交运算得到的交集是否为四边形，且第四点位于无孔洞无内凹角的待填充区域/无内凹角无孔洞图形/无内凹角的多个图形以外，若是，则将该交集的四边形分割出来，并将下一个顶点作为起始点，若否，则以下一个顶点作为起始点；
重复步骤b到步骤d直至将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合。
优选地，所述法线分割法包括：
1.做两个相邻内点构成一边的两端/内凹角任意一边的两端的法线；
2.将两端的法线内包含的部分图形从原图形中分割出来；
判断分割后的各图形是否为含有至少一个孔洞/内凹角的图形，若是，则重复步骤1至步骤2，直至分割后的各图形为不含有孔洞/内凹角的图形。
优选地，所述将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合包括：
计算各四边形的内角大小，确定各四边形的种类，所述四边形的种类包括：矩形、平行四边形、梯形、不规则四边形中任意一种；
如果四边形的种类为平行四边形，则以两钝角为顶点做任意一对平行边的两条垂线，当垂线与平行边组成的图形为矩形，将平行四边形分割为矩形和三角形，当垂线与平行边组成的图形不是矩形，做另一对平行边的两条垂线，将平行四边形分割为矩形和三角形；
如果四边形的种类为梯形，以其钝角为顶点做平行边的垂线，将梯形分割为矩形和三角形；
如果四边形的种类为不规则四边形，以两钝角为顶点同时对任意一边做垂线，判断垂线与该边及其对边组成的图形是否为直角梯形，若为是，则利用不规则四边形减去该直角梯形，完成不规则四边形的分割，并进入梯形分割，若为否，则以两钝角为顶点同时对另一边做垂线，直至垂线与该边及其对边组成的图形为直角梯形，并将直角梯形分解为矩形和三角形的组合。
一种冗余金属填充区域版图的处理系统，包括：
缺陷条件确定模块，用于确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
区域确定模块，用于根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域；
分解模块，用于将所述待填充区域分解为简单几何图形，所述简单几何图形包括以下一种或多种：矩形、三角形及其组合；
版图生成模块，用于根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图。
优选地，所述缺陷条件确定模块包括：
预建模单元，用于预先构建CMP预测模型，所述CMP预测模型的输入至少包括CMP工艺前芯片表面形貌和CMP工艺参数，所述CMP预测模型的输出至少包括所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
表面形貌确定单元，用于确定CMP工艺前芯片表面形貌；
工艺参数确定单元，用于确定CMP工艺参数；
缺陷条件确定单元，用于根据所述CMP工艺前芯片表面形貌和所述CMP工艺参数，通过所述CMP预测模型，获取所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件。
优选地，所述区域确定模块包括：
阈值获取单元，用于根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L；
外扩区域获取单元，用于将不可填充区域边界外扩L/2，获取外扩区域；
参考区域获取单元，用于进行布尔运算取反，获取参考待填充区域；
填充区域获取单元，用于将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域。
优选地，所述分解模块包括：
第一判断单元，用于判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形；
第二判断单元，用于判断无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形是否为多边形，若是，则将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合，其中所述多边形的边数≥5；
四边形分解单元，用于将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合。
优选地，所述第一判断单元包括：
内点判断子单元，用于判断所述待填充区域是否存在内点，若是，则所述待填充区域为含有至少一个孔洞的图形；
分割子单元，用于通过法线分割法/延长线法将所述待填充区域分割为无孔洞图形。
优选地，所述四边形分解单元包括：
内角计算子单元，用于计算各四边形的内角大小，确定各四边形的种类，所述四边形的种类包括：矩形、平行四边形、梯形、不规则四边形中任意一种；
平行四边形分割子单元，用于如果四边形的种类为平行四边形，则以两钝角为顶点做任意一对平行边的两条垂线，当垂线与平行边组成的图形为矩形，将平行四边形分割为矩形和三角形，当垂线与平行边组成的图形不是矩形，做另一对平行边的两条垂线，将平行四边形分割为矩形和三角形；
梯形分割子单元，用于如果四边形的种类为梯形，以其钝角为顶点做平行边的垂线，将梯形分割为矩形和三角形；
不规则四边形分割子单元，用于如果四边形的种类为不规则四边形，以两钝角为顶点同时对任意一边做垂线，判断垂线与该边及其对边组成的图形是否为直角梯形，若为是，则利用不规则四边形减去该直角梯形，完成不规则四边形的分割，并进入梯形分割，若为否，则以两钝角为顶点同时对另一边做垂线，直至垂线与该边及其对边组成的图形为直角梯形，并将直角梯形分解为矩形和三角形的组合。
本发明提供的一种冗余金属填充区域版图的处理方法及系统，该方法首先确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件，然后根据该条件确定待填充区域而非采用传统的基于密度确定待填充区域，接着将所述待填充区域分解为简单几何图形，最终根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图，以便于后续进行冗余金属智能填充。由于本发明提供的处理方法抛开网格密度填充方法，根据特征(Feature)级CMP的研磨理论，获得小区域几何结构对CMP缺陷的影响，并通过版图的矩形化处理获得填充区域的几何信息。本发明开发新的版图处理技术来直接提取版图中可能产生CMP缺陷的区域，为冗余金属的智能填充提供技术支持，在提高芯片的CMP平坦性的同时减小冗余金属填充对芯片电性能的影响，提高产品良率。此外，最终获取的冗余金属填充版图由简单图形构成，便于后续进行冗余金属智能填充。
进一步地，确定待填充区域包括：根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L；将不可填充区域边界外扩L/2，获取外扩区域；进行布尔运算取反获取参考待填充区域；将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域。通过将不可填充区域边界外扩L/2能将不会产生工艺缺陷的区域从现有技术的待填充区域中剔除掉，然后再通过布尔运算取反，并对取反结果进行外扩L/2获取待填充区域，这样对于密集型版图能大大减小后续获取待填充区域的运算量，提升处理效率，例如，当铜互连的线条间距≤L时，通过将不可填充区域边界外扩L/2，获取的结果为满足上述条件的铜互连区域都成为不可填充区域，能大大减少后续获取待填充区域的运算量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明提供的一种冗余金属填充区域版图处理方法的流程图；
图2至图5为根据本发明提供的一种确定待填充区域的示意图；
图6为根据本发明提供的将任意多边形分割为无孔洞多边形的逻辑图；
图7为根据本发明提供的发现分割法的示意图；
图8至图10为根据本发明提供的将任意多边形分割为无孔洞多边形的过程示意图；
图11至图16为根据本发明提供的将无孔洞多边形分割为四边形的过程示意图；
图17为根据本发明提供的将无孔洞多边形分割为四边形的逻辑图；
图18为根据本发明提供的将四边形分割为矩形、三角形的组合的逻辑图；
图19为根据本发明提供的一种冗余金属填充区域版图处理系统的结构示意图。
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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。
现有冗余金属填充区域版图处理方法通常基于密度的阵列索引算法。阵列索引算法计算速度快，但是由于阵列大小严重依赖于冗余金属填充区域版图处理参数设置，当设置的填充参数不合适时会导致漏填现象，且可调性差。
本发明提供的一种冗余金属填充区域版图的处理方法及系统，由于通过研究在特征(Feature)级CMP的研磨理论，获得小区域几何结构对CMP缺陷的影响，并通过版图的矩形化处理获得填充区域的几何信息，解决由于大面积漏填导致的平坦性无法保证的问题；另外将不可填充区域边界外扩L/2，进行布尔运算取反获取参考待填充区域，将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域，除去了后续不需要进行冗余金属填充的区域，大大减少了后续待处理多边形图形的数量，能有效提升冗余金属填充区域版图处理速度。
为了更好的理解本发明的技术方案和技术效果，以下将结合流程图和具体的实施例进行详细的描述，流程图如图1所示。
步骤S01，确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件。
在本实施中，所述确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件包括：预先构建CMP预测模型，所述CMP预测模型的输入至少包括CMP工艺前芯片表面形貌和CMP工艺参数，所述CMP预测模型的输出至少包括所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件；确定CMP工艺前芯片表面形貌；确定CMP工艺参数；根据所述CMP工艺前芯片表面形貌和所述CMP工艺参数，通过所述CMP预测模型，获取所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件。当然，该CMP工艺产生工艺缺陷的条件也可以是通过大量实验或根据经验预先设定的条件，例如，当导线间距大于L微米时将产生碟形缺陷。
在一个具体实施例中，该模型是基于普雷斯顿Preston方程：MRR＝k·p·v构建的CMP预测模型，其中，k为Preston常数，v为研磨垫与晶圆间相对滑动速率，p为接触压力，将CMP工艺前芯片表面形貌(如用于形成铜互连的凹槽的宽、高、间隔等参数表征)及CMP工艺参数(如压力、各种材料的硬度、研磨垫的相对转速、研磨液的参数等)输入CMP预测模型，获取所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件，例如，当铜互连间隔大于L微米等，则会产生工艺缺陷。
步骤S02，根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域。
在本实施例中，可以根据步骤S01中获取的CMP工艺产生工艺缺陷的条件来确定待填充区域，以铜互连为例进行说明，将与不可填充区域(铜互连线条)的距离超过L的区域设定为待填充区域。
进一步地，所述根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域包括：根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L；将不可填充区域边界外扩L/2，获取外扩区域；进行布尔运算取反获取参考待填充区域；将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域。通过将不可填充区域边界外扩L/2能将不会产生工艺缺陷的区域从现有技术的待填充区域中剔除掉，然后再通过布尔运算取反及对取反结果外扩L/2获取待填充区域，这样对于密集型版图能大大减小待填充区域，提升处理效率。
在一个具体实施例中，以铜互连为例进行说明，首先，根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L，然后将原有版图A的各不可填充区域(如图2所示)的边界外扩L/2，获取外扩区域，如图3所示，需要说明的是，在本实施例中间距阈值L与铜互连线的间距相同，当L值大于铜互连线的间距时，处理的结果一样；然后进行布尔运算取反获取将产生碟形缺陷的位置版图B，如图4所示；接着，将参考待填充区域边界外扩L/2，并减去其他规则限定的不可填充区域，得到填充区域版图C，并获取待填充区域，如图5所示。
在实际应用中，需要首先对集成电路设计版图进行网格划分，后续以网格为单位进行冗余金属填充区域版图处理。网格可以为矩形或正方形，典型的，网格的尺寸可以为10μm×10μm、20μm×20μm、40μm×40μm、50μm×50μm等。初始网格划分会影响后续待填充区域的获取等，并对成品率驱动的布局布线算法具有重要影响。在本实施例中，所述网格为正方形，尺寸为20μm×20μm。
步骤S03，将所述待填充区域分解为简单几何图形，所述简单几何图形包括以下一种或多种：矩形、三角形及其组合。
在本实施例中，所述将所述待填充区域分解为简单几何图形包括：判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形，参考图6、图7所示；判断无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形是否为多边形，若是，则将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合，其中所述多边形的边数≥5；将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合，参考图8至图16所示。
其中，所述判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形包括：判断所述待填充区域是否存在内点，若是，则所述待填充区域为含有至少一个孔洞的图形；通过法线分割法/延长线法将所述待填充区域分割为无孔洞图形。
具体地，所述将无孔洞待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合包括：a.将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形的任意一个顶点作为起始点；b.判断以起始点为顶角的相邻三个顶点构成角是否为内凹角，若是，则通过法线分割法将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为无内凹角的多个图形；c.以所述相邻三个顶点做平行四边形，并与无孔洞无内凹角的待填充区域/无内凹角无孔洞图形/无内凹角的多个图形做交运算；d.判断交运算得到的交集是否为四边形，且第四点位于无孔洞无内凹角的待填充区域/无内凹角无孔洞图形/无内凹角的多个图形以外，若是，则将该交集的四边形分割出来，并将下一个顶点作为起始点，若否，则以下一个顶点作为起始点；重复步骤b到步骤d直至将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合。
此外，所述将所有四边形分解为矩形和/或三角形包括：计算各四边形的内角大小，确定各四边形的种类，所述四边形的种类包括：矩形、平行四边形、梯形、不规则四边形；如果四边形的种类为平行四边形，则以两钝角为顶点做任意一对平行边的两条垂线，当垂线与平行边组成的图形为矩形，将平行四边形分割为矩形和三角形，当垂线与平行边组成的图形不是矩形，做另一对平行边的两条垂线，将平行四边形分割为矩形和三角形；如果四边形的种类为梯形，以其钝角为顶点做平行边的垂线，将梯形分割为矩形和三角形；如果四边形的种类为不规则四边形，以两钝角为顶点同时对任意一边做垂线，判断垂线与该边及其对边组成的图形是否为直角梯形，若为是，则利用不规则四边形减去该直角梯形，完成不规则四边形的分割，并进入梯形分割，若为否，则以两钝角为顶点同时对另一边做垂线，直至垂线与该边及其对边组成的图形为直角梯形，并将直角梯形分解为矩形和三角形的组合。。
在本实施例中，所述法线分割法包括：1.做两个相邻内点构成一边的两端/内凹角任意一边的两端的法线；2.将两端的法线内包含的部分图形从原图形中分割出来；判断分割后的各图形是否为含有至少一个孔洞/内凹角的图形，若是，则重复步骤1至步骤2，直至分割后的各图形为不含有孔洞/内凹角的图形。所述延长线法即：对任意相邻内点构成的边做延长线，将含有孔洞的图形分解为至少两个无孔洞的图形。本案以法线分割法为例进行说明。
在实际应用中，软件中多边形的存储格式决定了内点的判断方法，以图7中有孔洞(hole)多边形为例，在GDS软件中其存储格式为gabcdahijg八点坐标依次存储，其中g、h、i、j四点组成了外层循环，而a、b、c、d四点组成了内层的hole循环，所述内点即为a、b、c、d四点；所述内凹角为内角大于180度的角。
在一个具体实施例中，首先将有孔洞的图形处理为无孔洞的图形，包括：1.判断是否存在内点，存在则为有孔洞hole多边形，反之为无hole多边形，其逻辑图如图6所示；2.过任意两个相邻内点a和b分别做其连线的内法线ae和bf，其与x轴或y轴的交点为e和f，如图7所示；以下以一个更复杂的多边形D为例进行演示，如图8所示；3.布尔运算获得原多边形D与内法线的交集多边形E；4.利用多边形D减去多边形E，获得多边形F；判断E、F是否存在内点，满足则重新执行步骤1，反之进入下一步骤，多边形D最终被分为多边形E、G、H、I四部分，参考图9至图10所示；然后将无孔洞多边形分割为四边形及三角形的组合，参考图11至图16所示，包括：α.以任意一个顶点为起始点，判断相邻3个顶点构成夹角是否为内夹角，如果是，则通过法线分割法对该图形进行分割，否则进行步骤β；β.以上述相邻3个顶点做平行四边形，并与原多边形做交运算；γ.判断其交集是否为四边形，并且上述平行四边形的第四个顶点不在原多边形内部，若是，则继续将该交集的四边形分割出来，并将该四边形分割成矩形、三角形的组合，若否，则执行步骤α，多边形G最终分割为多边形J1、K1、L1、M1、N1、N2这6部分，一种将无孔洞多边形分割为四边形及三角形的组合的流程图如图17所示；接着，将所有四边形分解为矩形和/或三角形包括：①.计算四边形内角大小，确定四边形种类，如果四边形为平行四边形进入步骤②，如果四边形为梯形进入步骤③，如果四边形为不规则四边形进入④；②.如果四边形为矩形，无需分割，反之，则以两钝角为顶点做任意一对平行边的两条垂线，如果垂线与平行边组成的图形为矩形，则利用原矩形减去该矩形，完成平行四边形的分割，反之，做另一组平行边的垂线；③.如果四边形的种类为梯形，以其钝角为顶点做平行边的垂线，将梯形分割为矩形和三角形，完成梯形的分割；④.如果四边形的种类为不规则四边形，以两钝角为顶点同时对任意一边做垂线，判断垂线与该边及其对边组成的图形是否为直角梯形，若为是，则利用不规则四边形减去该直角梯形，完成不规则四边形的分割，并进入步骤③，实现直角梯形的分割，若否，则以两钝角为顶点同时对另一边做垂线，直至垂线与该边及其对边组成的图形为直角梯形，并将直角梯形分解为矩形和三角形的组合。一种将四边形分割为矩形、三角形组合的逻辑图如图18所示。
步骤S04，根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图。
在本实施中，可以根据各简单几何图形，如矩形和三角形的组合的顶点坐标生成待填充版图，该版图完全由各简单几何图形构成，便于后续对该版图进行冗余金属智能填充。
在本发明实施例中，该处理方法由于根据CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域，而非基于密度获取待填充区域，可以避免现有技术中出现大块空白区域无法进行冗余金属填充的现象，进而解决由于大面积漏填导致的平坦性无法保证，甚至导致芯片流片失败的问题；此外，最终获取的冗余金属填充版图由简单图形构成，便于后续进行冗余金属智能填充。
相应地，本发明还提供了一种冗余金属填充区域版图的处理系统，如图19所示，包括：
缺陷条件确定模块191，用于确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
区域确定模块192，用于根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域；
分解模块193，用于将所述待填充区域分解为简单几何图形，所述简单几何图形包括以下一种或多种：矩形、三角形及其组合；
版图生成模块194，用于根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图。
在本实施例中，所述缺陷条件确定模块191可以包括：
预建模单元，用于预先构建CMP预测模型，所述CMP预测模型的输入至少包括CMP工艺前芯片表面形貌和CMP工艺参数，所述CMP预测模型的输出至少包括所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
表面形貌确定单元，用于确定CMP工艺前芯片表面形貌；
工艺参数确定单元，用于确定CMP工艺参数；
缺陷条件确定单元，用于根据所述CMP工艺前芯片表面形貌和所述CMP工艺参数，通过所述CMP预测模型，获取所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件。
为了减小分解模块193的运算复杂度，在一个实施例中，所述区域确定模块192可以包括：
阈值获取单元，用于根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L；
外扩区域获取单元，用于将不可填充区域边界外扩L/2，获取外扩区域；
参考区域获取单元，用于进行布尔运算取反，获取参考待填充区域；
填充区域获取单元，用于将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域。
这样，区域确定模块192可以简单快速的获取待填充区域。
在实际应用中，可以通过分解模块193将所示待填充区域分解为简单几何图形，包括以下一种或多种：矩形、三角形及其组合，具体地，所述分解模块193包括：
第一判断单元，用于判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形；
第二判断单元，用于判断无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形是否为多边形，若是，则将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合，其中所述多边形的边数≥5；
四边形分解单元，用于将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合。
其中，所述第一判断单元包括：
内点判断子单元，用于判断所述待填充区域是否存在内点，若是，则所述待填充区域为含有至少一个孔洞的图形；
分割子单元，用于通过法线分割法/延长线法将所述待填充区域分割为无孔洞图形。
此外，所述四边形分解单元可以包括：
内角计算子单元，用于计算各四边形的内角大小，确定各四边形的种类，所述四边形的种类包括：矩形、平行四边形、梯形、不规则四边形；
平行四边形分割子单元，用于如果四边形的种类为平行四边形，则以两钝角为顶点做任意一对平行边的两条垂线，当垂线与平行边组成的图形为矩形，将平行四边形分割为矩形和三角形，当垂线与平行边组成的图形不是矩形，做另一对平行边的两条垂线，将平行四边形分割为矩形和三角形；
梯形分割子单元，用于如果四边形的种类为梯形，以其钝角为顶点做平行边的垂线，将梯形分割为矩形和三角形；
不规则四边形分割子单元，用于如果四边形的种类为不规则四边形，以两钝角为顶点同时对任意一边做垂线，判断垂线与该边及其对边组成的图形是否为直角梯形，若为是，则利用不规则四边形减去该直角梯形，完成不规则四边形的分割，并进入梯形分割，若为否，则以两钝角为顶点同时对另一边做垂线，直至垂线与该边及其对边组成的图形为直角梯形，并将直角梯形分解为矩形和三角形的组合。
这样就可以通过四边形分解单元将任意一种四边形分割为矩形和三角形的组合，以便于对待填充图形进行智能填充。
当然，该系统还可以进一步包括存储模块(未图示)，该存储模块可以用于保存CMP预测模型及其参数、各图形的几何信息等，当然还可以保存各仿真网格的处理后信息，如各仿真网格内图形被分解为矩形及三角形的各顶点坐标等。这样，以方便对待处理版图进行计算机自动处理，并可以存储冗余金属填充区域版图处理结果相关信息等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统部分而言，由于其是根据本发明提供的方法形成的系统，所以描述得比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (12)
1.一种冗余金属填充区域版图的处理方法，其特征在于，包括步骤：
确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域；
将所述待填充区域分解为简单几何图形，所述简单几何图形包括以下一种或多种：矩形、三角形及其组合；
根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图；
所述根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域包括：
根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L；
将不可填充区域边界外扩L/2，获取外扩区域；
进行布尔运算取反，获取参考待填充区域；
将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件包括：
预先构建CMP预测模型，所述CMP预测模型的输入至少包括CMP工艺前芯片表面形貌和CMP工艺参数，所述CMP预测模型的输出至少包括所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
确定CMP工艺前芯片表面形貌；
确定CMP工艺参数；
根据所述CMP工艺前芯片表面形貌和所述CMP工艺参数，通过所述CMP预测模型，获取所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待填充区域分解为简单几何图形包括：
判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形；
判断无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形是否为多边形，若是，则将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合，其中所述多边形的边数≥5；
将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形包括：
判断所述待填充区域是否存在内点，若是，则所述待填充区域为含有至少一个孔洞的图形；
通过法线分割法/延长线法将所述待填充区域分割为无孔洞图形。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将无孔洞待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合包括：
a.将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形的任意一个顶点作为起始点；
b.判断以起始点为顶角的相邻三个顶点构成角是否为内凹角，若是，则通过法线分割法将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为无内凹角的多个图形；
c.否则，以所述相邻三个顶点做平行四边形，并与无孔洞无内凹角的待填充区域/无内凹角无孔洞图形/无内凹角的多个图形做交运算；
d.判断交运算得到的交集是否为四边形，且第四点位于无孔洞无内凹角的待填充区域/无内凹角无孔洞图形/无内凹角的多个图形以外，若是，则将该交集的四边形分割出来，并将下一个顶点作为起始点，若否，则以下一个顶点作为起始点；
重复步骤b到步骤d直至将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述法线分割法包括：
1.做两个相邻内点构成一边的两端/内凹角任意一边的两端的法线；
2.将两端的法线内包含的部分图形从原图形中分割出来；
判断分割后的各图形是否为含有至少一个孔洞/内凹角的图形，若是，则重复步骤1至步骤2，直至分割后的各图形为不含有孔洞/内凹角的图形。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合包括：
计算各四边形的内角大小，确定各四边形的种类，所述四边形的种类包括：矩形、平行四边形、梯形、不规则四边形中任意一种；
如果四边形的种类为平行四边形，则以两钝角为顶点做任意一对平行边的两条垂线，当垂线与平行边组成的图形为矩形，将平行四边形分割为矩形和三角形，当垂线与平行边组成的图形不是矩形，做另一对平行边的两条垂线，将平行四边形分割为矩形和三角形；
如果四边形的种类为梯形，以其钝角为顶点做平行边的垂线，将梯形分割为矩形和三角形；
如果四边形的种类为不规则四边形，以两钝角为顶点同时对任意一边做垂线，判断垂线与该边及其对边组成的图形是否为直角梯形，若为是，则利用不规则四边形减去该直角梯形，完成不规则四边形的分割，并进入梯形分割，若为否，则以两钝角为顶点同时对另一边做垂线，直至垂线与该边及其对边组成的图形为直角梯形，并将直角梯形分解为矩形和三角形的组合。
8.一种冗余金属填充区域版图的处理系统，其特征在于，包括：
缺陷条件确定模块，用于确定化学机械平坦化CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
区域确定模块，用于根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定待填充区域；
分解模块，用于将所述待填充区域分解为简单几何图形，所述简单几何图形包括以下一种或多种：矩形、三角形及其组合；
版图生成模块，用于根据各简单几何图形的几何信息生成待填充版图；
所述区域确定模块包括：
阈值获取单元，用于根据所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件确定产生缺陷的间距阈值L；
外扩区域获取单元，用于将不可填充区域边界外扩L/2，获取外扩区域；
参考区域获取单元，用于进行布尔运算取反，获取参考待填充区域；
填充区域获取单元，用于将参考待填充区域边界外扩L/2，获取待填充区域。
9.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，所述缺陷条件确定模块包括：
预建模单元，用于预先构建CMP预测模型，所述CMP预测模型的输入至少包括CMP工艺前芯片表面形貌和CMP工艺参数，所述CMP预测模型的输出至少包括所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件；
表面形貌确定单元，用于确定CMP工艺前芯片表面形貌；
工艺参数确定单元，用于确定CMP工艺参数；
缺陷条件确定单元，用于根据所述CMP工艺前芯片表面形貌和所述CMP工艺参数，通过所述CMP预测模型，获取所述CMP工艺产生工艺缺陷的条件。
10.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，所述分解模块包括：
第一判断单元，用于判断所述待填充区域是否为含有至少一个孔洞的图形，若是，则将所述待填充区域处理为无孔洞图形；
第二判断单元，用于判断无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形是否为多边形，若是，则将无孔洞的待填充区域/所述无孔洞图形分解为四边形、三角形及其组合，其中所述多边形的边数≥5；
四边形分解单元，用于将所有四边形分解为矩形、三角形及其组合。
11.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于，所述第一判断单元包括：
内点判断子单元，用于判断所述待填充区域是否存在内点，若是，则所述待填充区域为含有至少一个孔洞的图形；
分割子单元，用于通过法线分割法/延长线法将所述待填充区域分割为无孔洞图形。
12.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于，所述四边形分解单元包括：
内角计算子单元，用于计算各四边形的内角大小，确定各四边形的种类，所述四边形的种类包括：矩形、平行四边形、梯形、不规则四边形中任意一种；
平行四边形分割子单元，用于如果四边形的种类为平行四边形，则以两钝角为顶点做任意一对平行边的两条垂线，当垂线与平行边组成的图形为矩形，将平行四边形分割为矩形和三角形，当垂线与平行边组成的图形不是矩形，做另一对平行边的两条垂线，将平行四边形分割为矩形和三角形；
梯形分割子单元，用于如果四边形的种类为梯形，以其钝角为顶点做平行边的垂线，将梯形分割为矩形和三角形；
不规则四边形分割子单元，用于如果四边形的种类为不规则四边形，以两钝角为顶点同时对任意一边做垂线，判断垂线与该边及其对边组成的图形是否为直角梯形，若为是，则利用不规则四边形减去该直角梯形，完成不规则四边形的分割，并进入梯形分割，若为否，则以两钝角为顶点同时对另一边做垂线，直至垂线与该边及其对边组成的图形为直角梯形，并将直角梯形分解为矩形和三角形的组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |