[发明专利]对现有版图填充冗余多晶硅条阵列的插入方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及纳米工艺下的一种对现有版图填充冗余多晶硅条阵列的插入方法。

背景技术

参数成品率是指满足时序、功耗性能要求的芯片数目占功能正常的芯片数目的百分比。工艺波动会引起物理参数发生变化，其中最为重要的是线宽变化，尤其是多晶硅栅线宽，即MOS管的沟道长度。MOS管沟道长度不仅是影响MOS管性能的主要参数，而且由于线宽最小，最容易引起变化，因此由工艺波动引起的线宽变化主要是指MOS管沟道长度的变化。MOS管沟道长度变化会影响MOS管的工作速度以及亚阈值电流，由此对电路时序和亚阈值电流引起的静态功耗产生影响。从而影响电路的速度和功耗，导致参数成品率下降。纳米工艺下，参数成品率已成为影响成品率的主要因素。

导致MOS管沟道长度发生变化的最主要原因是光刻时的曝光系统不理想。虽然采用分辨率增强技术(RET：Resolution Enhancement Techniques)，如光学临近效应校正(OPC：Optical Proximity Correction)、嵌入散射条(SBI：Scattering Bar Insertion)、移相掩模(PSM：Phase Shift Masks)和离轴照明(OAI：OffAxis Illumination)能在一定程度上缓解由于曝光时的光学临近效应所引起的MOS管沟道长度变化，但RET仅在假设一定的工艺条件下(一定的聚焦误差和曝光剂量范围)通过修改设计图形特征保证印制到硅片上图形的准确性。当工艺条件发生变化，如硅片上的形貌变化、透镜失常时，MOS管沟道长度变化反而会加剧。

MOS管沟道长度变化引起的参数成品率下降问题已经受到研究人员的高度关注。Orshansky等人发现由于曝光的光学临近效应使得不同疏密程度的多晶硅图形(即不同的多晶硅线间距)会导致MOS沟道长度产生不同变化(具体参见文献：M.Orshansky，L. Milor，P. Chen，K.Keutzer and C.Hu，Impact of spatial intrachip gate length variability on the performance of high-speed digital circuits，IEEE Transations On Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems，2002，Vol.21，No.5，pp.544-553.)。

在基于标准单元的版图设计中，标准单元内的多晶硅条间距已固定，但相邻标准单元间的多晶硅条间距将随版图设计阶段中标准单元的不同布局而发生改变。因此，标准单元内的MOS管沟道长度变化已确定，而位于标准单元边界处的MOS管沟道长度的变化取决于相邻标准单元间的多晶硅条间距。版图设计时可以通过优化相邻标准单元间的间距以获取MOS管沟道长度的最小变化，由此达到抵抗工艺波动影响的目的。如图1所示有两个相邻的标准单元A和B。标准单元A中有六个MOS管(M1、M2、M3、M4、M5、M6)，P1是M1和M4的多晶硅栅，P2是M2和M5的多晶硅栅，P3是M3和M6的多晶硅栅，P1、P2和P3共同构成了标准单元A内的多晶硅图形。标准单元A中阴影部分是六个MOS管的沟道区，W为MOS管的沟道长度，即多晶硅线宽。同样，标准单元B中有M7到M14共八个MOS管，P4是M7和M11的多晶硅栅，P5是M8和M12的多晶硅栅，P6是M9和M13的多晶硅栅，P7是M10和M14的多晶硅栅。P4、P5、P6和P7构成了标准单元B内的多晶硅图形，标准单元B中的阴影部分是八个MOS管的沟道区。S1是两相邻标准单元A和B之间的间距，只有在版图设计的布局阶段确定了标准单元的位置信息后，S1才固定。S2是P3和P4间的间距，并且S2随着S1的变化而变化。S3是P2与其左边相邻的多晶硅栅P1的间距，S4是P2与其右边相邻的多晶硅栅P3的间距。由于标准单元A版图已定，S3和S4是固定不变的，因此位于标准单元A内的MOS管M2和M5的沟道长度变化也已确定，同样，标准单元B内的MOS管M8、M12、M9和M13的沟道长度变化也已确定。而位于标准单元A边界处的MOS管M3和M6，由于S2取决于标准单元的位置信息，因此M3和M6沟道长度的变化不可确定。而M1、M4、M7、M11、M10和M14的沟道长度变化同样也不可确定。