專利名稱：工藝性設計的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于輔助設計微型器件的各種技術和工具。本發明的多個方面具體應用在微型器件的設計中，以改進這些微型器件隨后的工藝性。
背景技術：
微電路設備應用在從汽車到微波到個人電腦的多種產品中。設計和制造微電路設備涉及多個步驟；被通稱為“設計流程”，具體步驟很大程度上取決于微電路的類型、復雜性、設計團隊、和微電路制造商或加工工廠。個別步驟通用于全部的設計流程首先，邏輯化地對設計標準進行建模，通常使用硬件描述語言(HDL)。通過運行軟件模擬器和/或硬件仿真器(或程序)，軟件和硬件的“工具”對設計流程中各階段的設計進行校驗，并改正錯誤。
當滿足了邏輯設計之后，通過綜合軟件轉入設計數據。該設計數據，通常稱為“網表”(netlist)，代表了特定的電氣設備，例如晶體管、電阻、電容、和它們的相互連接，所述的相互連接將獲得所希望的邏輯結果。在這個階段還可以利用對每個器件假定的特性速率對時序作出初步的估計。該“網表”可以被視為相應于顯示在常規電路圖中所代表的層級。
一旦電路基本元件間的關系被建立，那么再一次對設計進行變換，這次將設計變換為特定的幾何元素，該幾何元素定義了形成各個元件時會出現的形狀。自定義布局圖編輯器，例如Mentor Graphics公司的IC Station或者Cadence公司的Virtuoso都是通常用于這個任務的。自動放置和布線工具也可以用于定義實體的(physical)布局圖，尤其是用于互相連接邏輯元件的連線。
實體設計數據代表了在制造希望的微電路設備時寫入到掩模上的圖案，通常是通過光刻過程。集成電路的每個層在實體數據庫中具有相應的表示層(layer representation)，并且由表示層中的數據所描述的幾何形狀定義了各電路元件的相對位置。例如，表示層中的注入層(implant layer)形狀定義了將要發生摻雜的區域；互聯層的表示層中的連線形狀定義了連接各元件的金屬布線的位置，等等。非常重要的是，實體設計信息準確地將設計標準和邏輯設計具體化為恰當的性能。進一步，由于實體設計數據，也稱為“布局圖(layout)”，用于創建在生產中使用的光掩模或標線(reticle)，因此該數據必須符合生產最終器件的生產設備或工廠的要求。每個工廠依照它們自己的工藝、設備和技術定義自己的實體設計參數。
由于微電路設備重要性的日益增長，設計者和廠商不斷地改進這些設備。每年，例如，微電路設備廠商開發新技術使得微電路設備，例如可編程微處理器，變得更加復雜并且具有更小的尺寸。目前生產的微處理器具有超過5千萬晶體管，每個的尺寸僅為90納米。由于器件尺寸不斷的縮小，它們中的大多數都集成在一個單獨的芯片上。此外，許多廠商正在使用這些技術生產其他類型的微型器件，例如光學器件、光子晶體(photonic structure)、機械的機器或者其他微電子機械系統(MEMS)和靜態存儲設備。這些其他的微型器件具有與目前微電路器件同等重要的前景。
由于微型器件變得越來越復雜，它們變得很難設計。例如，常規的微電路器件可能具有數百萬個連接，并且如果沒有正確的設計連接，那么每個連接都可能導致微電路工作不正常或者甚至錯誤。不僅連接必須被正確地設計，而且連接的結構本身也必須正確地加工。例如，微電路器件可以具有由導電材料的插件連接的多個不同的導電或“布線”層，該插件被稱為“觸點”(contact)或“通孔”(via)。參考圖1A和1B，這兩個圖示出了微型器件101的一部分的理想化設計。根據這個理想化的設計，微電路器件101包括形成在材料103的第一導電層和由非導電層107隔開的材料105的第二導電層中的布線。導電層103和105隨后經導電金屬插件即通孔109穿過非導電層107連接在一起。應該理解的是，這些圖只是說明性的，并且為了簡化和容易理解而省略了一些特征，例如會出現在實際結構中的材料的屏蔽層或者具體的拓撲特征等。
盡管示出在圖1中的理想化設計的通孔109將在導電層103和105之間提供恰當的連接，但是在器件101的生產過程中，本地處理條件的變化將導致實際通孔太小以至于不能提供恰當的電氣連接。例如，如圖2所示，生產的通孔109’太小以至于不能夠承載導電層103和105之間需要的最小電流。為了解決這個問題，廠商可以在生產過程中不能恰當地形成第一通孔的時候，修改微電路的設計，加入第二或“冗余”通孔作為備用。更具體說，設備101可以包含兩個通孔109A和109B，如圖3所示的，以取代在兩個導電層之間形成的唯一連通的單獨通孔109(例如，“單連通”通孔，single-transition via)。因此，如果單通孔沒有正確地制造，則其冗余的通孔仍然可以形成所需要的連接。通常的微電路可能具有一千五百萬個通孔，其中的一千萬個可能初始地設計為單連通通孔。確定并即使備份這些通孔中的兩百萬個，都將會因此而大幅度提升微電路的可靠性。
增加冗余通孔可以減少通孔錯誤的出現，但并不是所有通孔都能復制。例如，電路的布局圖在兩個導電材料層之間只留出了一個通孔的空間。此外，形成冗余通孔所需要的額外金屬可能改變周圍電路的電容。如果電路的時序非常嚴苛，增加冗余通孔將會得不償失。確定不適合(添加)的冗余通孔是個純粹的幾何操作，而確定是否通過增加冗余通孔來“裝備”這個通孔卻需要涉及整個微電路設計的源信息。因此器件廠商不能簡單地備份每個通孔，而是必須判斷在不影響微電路運行的情況下哪些通孔能夠備份。
前面對通孔所進行的描述，是設計高可靠性的微電路結構的一個例子，但是還可以修改微型器件設計中的許多方面，以提升器件的可靠性、性能或成本，或兩者或更多這些特性的組合。例如，可以應用“關鍵區域分析”(critical area analysis)預測某個布線柵格的由于故障而短路的可能性，以及是否能改變設計以增加這些關鍵區域中布線之間的間隔，以降低故障發生的可能性。類似的，與通孔一樣，以金屬層連接多晶硅結構(例如，晶體管的柵極)的“觸點”的設計也可以提供更高的穩定性。
另一個例子在用于掩模或標線制造的布局圖數據的準備中。通常使用大型工具制作掩模和標線，該大型工具使用電子束或激光束對空白的標線(blank reticle)進行曝光。曝光的圖案用于將所需的電路圖案寫在掩模上，并接下來用于在晶片上印刷實際的器件結構。大多數掩模刻寫工具只能寫特定種類的多邊形，例如長方形或梯形，并且僅限于小于機器所限定(允許)的尺度的那些刻寫的多邊形。更大的形狀(feature)或者不是基本的正方形和梯形的形狀(將是大多數微電路形狀的那些形狀)，必須被“分割”(fracture)成這些較小的、更基本的多邊形才能寫入。通常，刻寫掩模的時間長度正比于布局圖被分割成的多邊形的數目。很明顯，更有效地將多邊形分割成更少的數量能夠極大地提升掩模刻寫工具的生產能力。當使用RET軟件對布局圖進行修改的時候，對于創建的復雜的特色形狀來說，可以尤其真實地補償在光刻處理中出現的光學效應和扭曲。由此修改微型器件的設計可以在多個不同的層面上提升工藝性，從元件的總體布局到用于形成這些元件的特定掩模形狀。
盡管修改微型器件的設計可以提升工藝性，但是在設計過程中，這些修改對于微型器件的設計者來說通常是不可能的，而這些修改通常是在該設計已經創建完成之后，由生產微型器件的工廠提供的。由工廠提供的這些修改可以由以下因素決定例如，工廠使用的生產設備、工廠的技術能力和先前生產的經驗。微型器件設計的某些特性將促進工廠實施這些修改，但是，其他設計的特性可能會阻礙這些修改的實施。
因此，希望能夠使微型器件的設計者將這些修改整合到微型器件的設計流程中，以改進微型器件的工藝性。進一步，希望向設計者提供一些關于應當如何對初始設計進行修改以在工廠改進其工藝性的指導意見。即，希望向設計者提供關于如何設計微型器件的指導，以使得在工廠生產微型器件的時候能夠更優化地應用這些為改進微型器件工藝性的修改。
發明內容
有利地，本發明的多個實施例提供了修改現有微型器件設計的技術，用以提升它的工藝性。對生產的改進可以是提高了生產微型器件的成品率、更好的運行性能、更低的生產成本、或者兩者或更多此類特征的組合。根據本發明的不同實施例，設計者接收存儲在統計數據庫中的與設計中的數據相關的加工信息或制造規范。隨即確定與制造規范具體各方面相關的設計數據并將其提供給微型器件的設計者，微型器件的設計者可以根據制造規范對設計進行選擇性修改。以這種方式，設計者可以直接將來自工廠的制造規范整合到微型器件的初始設計中。
圖1-3示出了在兩個導電層之間具有通孔的器件。
圖4示出了有助于在微型器件設計中改進工藝性的工具。
圖5A和5B示出了描述改進微型器件工藝性過程的流程圖。
圖6示出了定位冗余通孔的通孔周圍的區域。
圖7示出了四條平行連線。
具體實施例方式
概述本發明的各種實施例涉及改進現有的微型器件設計的技術，用以改進微型器件的工藝性。工藝性的改進可以最終提高微型器件的成品率(即，在每個生產的微型器件中出現更少的錯誤)。這樣的改進也可以使得微型器件具有更好的運行性能、更低的生產成本，或者可以具有二者或更多這種特點的組合。
根據本發明的不同的各實施例，將與設計中的數據相關的加工信息或制造規范提供給為接收這些數據而設計的數據庫。隨后確定相關的設計數據并且將其提供給微型器件的設計者，設計者基于制造規范選擇修改該設計。同時還可以向設計者提供建議了可能的修正的提示，該提示是基于在統計數據庫或該數據庫中以往的應用中的其他標準。在某些情況下，根據制造規范可以實行與設計數據相關的自動修正，并且將這些實驗性的結果提供給設計者請求認可。在其他情況下，根據修正的歷史，可以不經過設計者的任何認可就可以直接完成對設計數據的修正。以這種方式，制造規范或者來自工廠的其他加工信息都可以直接整合到微型器件的初始設計中。本發明的各種實例將在下文進行更詳細的說明。
工藝性設計工具圖4示出了根據本發明各種實施例的工藝性設計(DFM)工具401的例子。如圖所示，輸入/輸出終端403與設計數據處理模塊405和設計數據數據庫407進行通訊。如下文將詳細說明的，輸入/輸出終端403是一個用戶接口，用于瀏覽和操作與制造規范相關的設計的那些部分。進一步，輸入/輸出終端403可以提供一個用戶接口，該用戶接口允許用戶根據與設計相關的制造規范確定該設計中的哪些部分將要被修改。
設計數據處理模塊405是一個處理工具，其用于操作微型器件的設計數據。更具體的，設計數據處理模塊405可以是各種用于操作微型器件數據的可編程的計算機執行指令。根據本發明的各種實施例，例如，設計數據處理模塊405可以作為執行CALIBRE的驗證和工藝性軟件工具的可編程計算機的一部分來實施，該軟件工具可以從俄勒岡州Wilsonville的Mentor Graphics公司獲得。因此，可以通過存儲在介質上由可編程計算機執行的各種軟件指令來實現本發明的各種實施例。類似地，可以用可編程計算機執行軟件指令來實現本發明的各種實施例。
如也將在下文詳細描述的，設計數據處理模塊405在微型器件的設計中確定與提供的制造規范或加工信息相關的設計數據。設計數據處理模塊405隨即將確定的設計數據提供給輸入/輸出終端403的用戶考慮。根據來自用戶的輸入，設計數據處理模塊405還要使用制造規范對設計數據進行修改，以改進設計的工藝性。設計數據數據庫407隨即儲存設計數據處理模塊405處理過的信息，其中包括，例如，微型器件的設計、制造規范、和用戶通過輸入/輸出終端403提供的各指令。
工藝性設計工具401還可能包括統計數據處理模塊409和統計數據數據庫411。如將在下文討論的，統計數據處理模塊409將與制造規范相關的設計數據組織成為在統計學上相關的信息。例如，如下文將詳細討論的，統計數據處理模塊409可以創建一個圖表，該圖表示出了與制造規范相關的設計的各區域，所述區域具有高密度的結構(例如通孔)。也正如在下文詳細討論的，如果設計是分層(hierarchically)地構成的，則統計數據處理模塊409可以提供與該設計的各個不同層級相關的統計信息。因此，如果設計是以單元的形式分層組成的，則統計數據處理模塊409可以單獨地或者共同地為以下設計數據提供統計信息對某個選中的單元中的設計數據、對某個選中的單元組中的設計數據、或者對整個設計的設計數據。統計數據數據庫411隨后儲存由該統計數據數據庫411使用過的信息，以將設計數據組織成統計信息。
多格式設計數據庫413向設計數據數據庫407和統計數據數據庫411以多種格式提供設計信息，所述的多種格式用于設計微型器件的不同方面。例如，多格式設計數據庫413可以包括“網表”形式的微電路設計信息，“網表”抽象地描述了微電路的各元件之間的電氣連接。多格式設計數據庫413可以，例如，將設計信息儲存并將這些設計信息轉換成任何希望的格式，例如，GDSII、OASIS、OAC、Genesis、Apollo、GL1、SPICE、Verilog、VHDL、CDL、和Milkyway、或其他格式，或者是從以上各種格式轉換過來。
多格式設計數據庫413還可以包括“分割格式”(fracture format)的微電路的設計信息，在微型器件的層的布局圖已經準備用于掩模刻寫工具中后，所述“分割格式”從幾何學上描述了該微型器件的層的布局圖。多格式設計數據庫413可以，例如，將這種類型的設計信息存儲并轉換為這樣的格式該格式描述了用于形成微型器件的各元件的多邊形結構，或者從這樣的格式轉換過來。多格式設計數據庫413還可以將該設計信息的類型存儲并轉換成這樣的格式該格式描述了用于在光刻過程中形成多邊形結構的掩模上的形狀，或者從這樣的格式轉換過來。
用于在設計中修改通孔的工具的操作圖5A和5B示出了根據本發明多個實施例的工藝性設計工具實施方法的流程圖，例如圖4中示出的工藝性設計工具401。盡管該方法是用特定的應用來描述的(該特定的應用是在微電路的設計中修改通孔以便提高成品率)，但是應該理解該方法可以應用到對微型器件設計中的任何希望的修改類型。首先，在步驟501中，例如，通過多格式設計數據庫413將制造規范接收到設計數據數據庫407中。該制造規范可以是任何與微型器件的制造相關的信息。因此，為了在微電路中創建冗余通孔，制造規范可以是圍繞通孔的外部空間的最小值，該外部空間的最小值是用于安全地創建一個冗余通孔而不干擾微電路中的其他元件(例如，布線，晶體管的柵極等等)。制造規范還包括冗余通孔到初始通孔的最小偏移量，以及要由冗余通孔連接的導電層周圍所需要的外部空間的最小值。
在本發明的多個實施例中，制造規范由生產微型器件的制造工廠提供。通常，工廠(fab)在生產微型器件的設備的能力和局限性方面具有更多的技術專長。因此工廠可以向微型器件的設計者提供關于怎樣能夠改進工藝性設計的有益指導(例如，為安全地添加一個冗余通孔所需要的與其他元件隔開的最小的可能間隔)。在過去，設計者可以獲得這些有用的信息，但通常是以書面報告和摘要的形式，而不存在這樣的軟件工具該軟件工具允許將包含制造規范的數據庫與用于修改設計的編輯器相連接。換句話說，設計者沒有使用這些信息對設計加以分析或修改的實用的途徑。然而，根據本發明的各種實施例，在進行微型器件的設計創建期間，工廠的生產經驗和知識就可以直接地整合到設計中。在本發明的其他實施例中，制造規范可選地或額外地可以由微型器件的設計者提供。因此，設計者可以，例如，對安全地添加一個冗余通孔所需與其他元件的最小可用間隔進行指定。
一旦收到制造規范，在步驟503，設計數據處理模塊405確定與制造規范相關的設計數據。因此，在示出的例子中，設計數據處理模塊405確定所有在已有的設計中通過單個通孔相連接的導電層對或“互連”。設計數據處理模塊405隨后檢查每個圍繞通孔結構(每個通孔結構包括該通孔和由該通孔連接的互連)的區域，以判斷該通孔結構能否支持冗余通孔。更具體地，對于設計中每個通孔結構，設計數據處理模塊405將以在制造規范中規定的偏移數值，檢查距通孔一側的第一互連偏移量的區域。隨后，設計數據處理模塊405判斷該第一互連區域能否允許形成一個通孔，以滿足制造規范中闡明的外部最小間隔。類似地，設計數據處理模塊405將判斷通孔層(要穿過它形成該通孔的層)的相應區域和第二互連是否都允許形成通孔，以滿足制造規范中闡明的外部最小間隔值或各種值的要求。
圖6示出了在包括通孔603的通孔結構中的第一互連的區域601。為了判斷第一互連的該區域是否能支持冗余通孔，設計數據處理模塊405因此以在制造規范區域605A中規定的偏移值，檢查該區域605A到通孔603的一側的區域，以判斷在區域603A中，能否以符合制造規范中闡明的外部最小間隔值或各種值來形成一個通孔。設計數據處理模塊405還判斷通孔層的相應區域和第二互連的相應區域是否都能允許通孔的形成，以滿足制造規范中闡明的外部最小間隔值或各種值。
如果對該區域的分析確定該通孔結構不能滿足制造規范的最小間隔的要求，則在該通孔結構的每側重復該分析，直到設計數據處理模塊405確定到通孔一側的區域符合制造規范中闡明的最小間隔的要求，或者直到確定初始通孔的任何一側都不能支持冗余通孔。因此，設計數據處理模塊405可以順序地檢查區域605B至605D，以判斷是否能在這些區域中的任何一個中形成通孔。值得注意的是，盡管區域605A至605D水平地和垂直地排列示于圖6中，但是應當理解的是，本發明的多個實施例可以判斷任意希望的區域能否支持冗余通孔，例如，在區域605A和605B之間的位置。
對于通孔結構的每個層，如果統計數據處理模塊409確認與初始通孔結構相鄰的區域能夠支持滿足制造規范中闡明的最小間隔要求的冗余通孔，則設計數據處理模塊405將通過使用制造規范闡明的最小間隔要求為制造冗余通孔而創建修改的設計數據。即，在步驟505，設計數據處理模塊405將創建修改的設計數據，所述修改的設計數據相應于根據制造規范而確認的設計數據。所述修改的設計數據可以包括，例如，指定冗余通孔的位置和幾何形狀的數據、連接到該冗余通孔所需要的導電層103或105的延伸的位置和幾何形狀、或者是根據希望的制造工藝形成冗余通孔所需要的任何其他的數據。
接下來，統計數據處理模塊409獲取修改的設計數據和初始的設計數據。在步驟507，統計數據處理模塊409向輸入/輸出終端403提供關于修改設計數據的反饋給工具401的用戶。因此，在示出的實施例中，統計數據處理模塊409向用戶提供反饋，例如，確認通孔結構可以被修改以包含冗余的各通孔。該輸入/輸出終端403可以是能夠向用戶提供用戶接口的任何類型的設備，該用戶接口用于與工藝性設計工具401進行互動。例如，輸入/輸出終端403可以是通過專用網絡或共用網絡(例如因特網)連接到設計數據處理模塊405和統計數據處理模塊409的可編程計算機。可選地，輸入/輸出終端403可以包括直接連接到設計數據處理模塊405或統計數據處理模塊409的一個或多個輸入設備(例如顯示器)和一個或多個輸出設備(例如鍵盤、鼠標或其他指點設備(pointing device))。
應該理解的是，可以向用戶提供關于修改設計數據的各種不同類型的反饋。例如，統計數據處理模塊409可以創建“溫標”(temperature)圖，顯示微型器件中修改數據發生最頻繁的那些區域。因此，該圖可能將可以對各初始通孔結構的0-10％進行修改以包含冗余通孔的區域顯示為一種顏色。該圖隨即可能將可以對各初始通孔結構的11-20％進行修改以包含冗余通孔的區域顯示為另一種顏色，等等。可選地，統計數據處理模塊409也可以創建一種圖，該圖顯示了已經創建過修改設計數據的各個位置。
如果設計是以層級布置構成的，那么統計數據處理模塊409可以針對層級的一個或多個特定層級創建反饋。例如，初始設計可能是由對應于設計的不同部分的各“單元”構成的，則設計數據的一個單元可能對應于一個分立的元件，例如一個常常會在微型器件中出現幾百次存儲電路，而一個“更高等級的”(higher)單元可能代表了集成多個存儲電路的寄存器。因此，除了提供相應于整個設計的反饋，統計數據處理模塊409可以基于代表了存儲電路的設計數據的單元提供反饋。例如，統計數據處理模塊409僅創建一個存儲電路的溫標圖，以顯示微型器件中那些修改數據發生最頻繁的區域。可選地或額外地，統計數據處理模塊409可以創建該寄存器的圖示，以顯示在存儲電路中已經創建過修改設計數據的每個位置，或者創建整個微電路圖，以顯示在存儲電路中已經創建過修改設計數據的每個位置。
可選地或額外地，統計數據處理模塊409還可替換地根據由設計數據表示的微電路的布置區域提供反饋。例如，統計數據處理模塊409可以將微型器件的范圍分為多個不同的區域。具有高數值或高百分比的設計修改那些區域可以顯示為一種顏色，而具有較低數值或較低百分比設計修改的那些區域可以顯示為另一種顏色。這個特性允許設計者將注意力集中在設計中設計修改最顯著的那些部分上。
還應該注意的是，統計數據處理模塊409可以提供任何類型的希望的反饋。例如，除了上述圖表，設計數據數據庫407還可以為整個微型器件或者特定的區域、元件或者微型器件的各單元創建柱狀圖。更進一步地，為了將設計數據處理模塊405確定的對于設計數據作出的有效修改通知給用戶，設計數據處理模塊405可以創建圓餅圖、列表或者其他任何類型的希望的或有用的信息。更進一步地，本發明的多個實施例能夠允許用戶選擇怎樣顯示反饋信息。例如，本發明的某些實施例可以允許用戶對用于顯示反饋信息的不同的范圍或數值進行選擇。因此，在上述例子中，本發明的某些實施例可以創建一種圖，將可以對各初始通孔結構的0-15％或0-20％進行修改以包含冗余通孔的各區域顯示為一種顏色；而不是將可以修改的各初始通孔結構0-10％的區域顯示為一種顏色并將可以修改的各初始通孔結構的11-20％的區域顯示為不同的顏色。可選地和額外地，本發明的多個實施例能夠允許用戶指定自選的區域、元件組或者單元組以顯示它們的反饋信息。
在本發明的各種實施例中，統計數據處理模塊409或者設計數據處理模塊405可以額外地向用戶提供指導信息，該指導信息有助于判斷是否將修改的設計數據整合到設計當中。例如，反饋信息可以包括期望的成品率數據，該成品率數據描述了對于修改的設計數據所能夠期望的成品率的增長。可選地或額外地，反饋可以包括成本數據，該成本數據描述了由于將修改的設計數據整合到微型器件設計中而導致的生產成本的增加(或減少)。更進一步地，反饋可以包括性能信息，該性能信息描述了將修改的設計數據整合到微型器件設計中將導致的微型器件性能的提升或降低。其中的一個例子是時序數據，時序數據示出了使用修改的設計數據為完成某些邏輯操作而對所花費時間的影響。
應該注意的是，反饋還可以包含指導信息的任意組合。例如，給用戶的反饋可以包括成本收益分析信息，其描述了由實施修改的設計數據而獲得的成本變化和所導致的成品率的改變。此外，反饋也可以包含所有修改的設計數據、針對修改設計數據的特定類別的細節，或者同時包含兩者。因此，如果修改的設計數據同時涉及冗余通孔和例如加寬的連線，那么反饋信息可以描述由于整合了關于冗余通孔的修改設計數據而導致的成品率的增加、由于整合了關于加寬連線的修改設計數據而導致的成品率的增加、同時整合兩種修改設計數據而導致的成品率的增加，或者這三種類型的成品率信息的任意組合。
在步驟509中，用戶選擇修改數據的哪些部分將被整合到設計中。應該理解的是，用戶可以選擇整合全部的修改設計數據，或者僅整合修改設計數據的一部分。例如，用戶可以使用工具401同時確定可以被修改以包含冗余通孔的各通孔結構和可以被加寬的連線。當考慮修改設計數據時，用戶可以決定對于連線的可能的設計修改是不切實際的、難以實施的、或者不必要的。在這種情況下，用戶隨即可以選擇僅僅將關于冗余通孔的修改設計數據整合到電路設計中，并且放棄關于加寬連線的修改設計數據。
可選地或額外地，本發明的各個實施例可以允許用戶根據設計中的特定層級的級別對修改的設計數據進行整合。例如，用戶可以選擇設計層級中一個或多個單元的修改設計數據進行整合，而放棄同一層級中其他單元的修改設計數據。類似地，可選地或額外地，本發明的各個實施例可以允許用戶根據微型器件的特定元件對修改設計數據進行整合。例如，用戶可以選擇對在微型器件中使用的存儲電路類型的修改設計數據進行整合，而放棄對于更敏感的射頻調制元件的修改設計數據進行整合。
在步驟511，一旦用戶選擇了要整合到設計中的修改設計數據，那么設計數據處理模塊405修改微型器件的設計以將用戶選擇的修改設計數據包含進去。以這種方式，基于制造規范的設計改進可以直接整合到設計當中。進一步的，可以在將設計提供給制造工廠之前就將設計改進整合到設計當中。
需要注意的是，在本發明的各個實施例中，上述步驟中的一個或多個可以重新排序或完全地省略。例如，在本發明的某些實施例中，設計數據的修改可以自動地整合到設計中，而無需用戶的準許。在本發明的其他實施例中，用戶僅能接收關于修改設計數據的反饋，而不能直接將該修改設計數據整合到初始設計中。例如，用戶可以用一個預備的工具對修改的設計數據進行整合。更進一步地，在本發明的各個實施例中，可以要求設計者選擇哪些修改的設計數據不會被整合到設計中，而沒有選擇的那些修改設計數據將被自動地整合到設計中。
更進一步地，應該理解的是，可以同時使用多種類型的制造規范創建修改設計數據。在上述關于創建冗余通孔的例子中，制造規范可以決定在冗余通孔和連線之間的最小距離，根據這個最小距離，設計數據處理模塊405將判斷某個區域能否在不與連線過于接近的情況下支持冗余通孔。然而，在本發明其他的實施例中，制造規范可以包括移動連線或將連線變窄的參數。因此，使用這些參數，設計數據處理模塊405可以額外地判斷能否通過將連線變窄或移動來制造某個區域以支持冗余通孔。因此，使用這樣的制造規范創建的修改設計數據可以同時包含創建冗余通孔的數據和將連線變窄或移動的數據。為修改設計數據提供的反饋則可以分別確認在不改動設計好的連線的情況下創建的冗余通孔，和在將連線變窄或移動的情況下創建的冗余通孔。
基于規則的應用和基于模型的制造規范的應用本發明的各個實施例可以在規則的基礎上或模型的基礎上、或者在二者的組合的基礎上使用制造規范。在基于規則的實施例中，工藝性設計工具601將遵循特定的規則以創建修改設計數據。例如，上述關于創建冗余通孔的方法可以是制造規范的基于規則的應用來實施的。更具體地，設計數據處理模塊405可以遵循一系列的規則，這些規則規定了以下內容，例如，檢查每一個單連通通孔(或者每一個選定的單連通通孔)以判斷該通孔是否支持冗余通孔，如果該通孔支持符合制造規范的冗余通孔，則提供一種類型的輸出；并且如果該通孔不支持符合制造規范的冗余通孔，則提供另一種類型的輸出。
在制造規范的基于模型的應用中，工藝性設計工具601將使用模型，例如過程裝配模型，決定如何修改設計數據。例如，可以使用顆粒尺寸--成品率對應模型來創建說明了多個不同變量的修改設計數據。
現在參考圖7，圖7示出了4條平行連線401-407。連線401與連線403的間距為d1。類似地，連線405與連線407的間距為d1。而連線403與連線405的間距為d2，d2大于d1。本領域技術人員可以理解的是，在生產過程中空氣中的顆粒可能會損傷或甚至毀壞相鄰連線的性能。例如，接觸兩條相鄰連線的顆粒可以使這兩根連線短路，導致它們工作不正常。基于這個原因，廠商在他們的微電路制造車間中嚴格地控制顆粒的數量和大小。
發生在相鄰連線對間的短路故障的類型可能性取決于顆粒的數量、顆粒的大小、和相鄰連線間的距離。如圖7所示，顆粒409的寬度小于距離d1，并且因此不會在任意的連線(401-407)之間造成短路。然而，稍大的顆粒411比距離d1寬。因此，如果顆粒411落在連線401和403或連線405和407之間的區域413中，那么該顆粒411就會使相鄰的連線短路。另一方面，由于顆粒411的寬度小于距離d2，所以顆粒411不會造成連線403和405之間的短路。
在已經示出的實施例中，可以通過如下手段降低短路故障的頻率減小寬度大于d1的顆粒的數量、增加距離d1的數值、或者同時結合兩者。通過移動連線403和405使其相互靠近即可增加距離d1的數值，然而，這將使得這些連線變得更容易短路(例如，這將使寬度大于距離d2的顆粒的數量增加)。本領域技術人員可以理解的是，減小寬度大于距離d1的顆粒的數量和加寬連線間距離d1的數值都可能對成品率帶來益處，但是也同時會付出生產和/或性能成本上的代價。
因此，本發明的各個實施例使用了這樣的模型該模型涉及成品率利益、制造成本、性能成本或者這三者的組合與顆粒大小和分布值、連線寬度和分布值、或二者之間的關系。例如，本發明可以使用模型來確認電路設計的成品率是如何受到不同的顆粒大小和分布值影響的。顆粒大小和分布值可以由例如貝爾曲線(bell-type curve)以圖形方式表示，該貝爾曲線顯示了在每立方英尺的空間中小于1微米的顆粒的數目、在每立方英尺的空間中大小為1至5微米的顆粒的數目、在每立方英尺的空間中大小為5至10微米的顆粒的數目，等等。該模型進一步確認如果連線寬度和分布值改變(例如，如果更多的連線之間的距離變寬)的情況下，設計的生產成品率是如何變化的。
使用這個類型的模型，本發明的各個實施例可以這樣創建修改設計數據，例如，加寬各個連線之間的距離。進一步，本發明的各個實施例可以向設計者提供反饋，以允許設計者將下列二者進行比較將在制造期間由加寬各個連線之間的距離所帶來的成品率收益和/或導致的成本，與減少上述選定尺寸的顆粒的分布所帶來的成品率收益和/或導致的成本進行比較。
可以改進的設計數據類型盡管在上文中使用了增加冗余通孔作為特定例子，然而可以使用本發明的多個實施例修改任意類型的設計數據以改善工藝性。例如，除了增加冗余通孔之外，本發明的各個實施還可以用于例加寬連線、添加金屬覆層(fill)使微型器件表面平整、減小某一微電路區域中連接密度、或者對微型器件元件作出的其他任何改進。
此外，可以使用本發明的各個實施例改進用于構建微型器件的幾何特征的幾何圖形設計數據。例如，可以使用本發明的不同實施方案改進掩模形狀，該掩模形狀用在光刻過程中以創建微型器件。因此，當空間允許時，可以修改掩模設計數據，以延伸微型器件的多邊形結構的封端(end cap)，以確保有足夠的表面空間制造最終的多邊形結構。進一步，可以修改多邊形結構的布置以減小在光刻過程中的步驟(即“shot count”)。
此外，在遇到機械-化學拋光(CMP)時的處理變化也可以通過本發明的各個實施例進行評估和修正。這些修正可以采取在空白區域增加多邊形的形式，以使得額外的金屬充填由多邊形表示的空間，以及修正在拋光過程中的變形。
結論盡管本發明已經描述了包含實施本發明的當前最佳實施模式在內的特定的實施例，本領域技術人員還可以理解的是，在所附的權利要求聲明的本發明的精神和范圍內，上述系統和技術存在著大量的變形和變化。
權利要求
1.一種設計微型器件的方法，包括將對微型器件的設計接收到設計數據庫中；接收制造規范；在所述設計數據庫中對所述設計進行分析以確認與所述制造規范相關的設計數據；選擇將要被顯示的經確認的設計數據的至少一部分；顯示所選擇的經確認的設計數據的該部分；接收所選擇的顯示設計數據的至少一部分以進行修改；以及根據所述制造規范對所顯示的設計數據的選定部分進行修改。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括根據統計信息選擇將要被顯示的設計數據的所述部分。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述統計信息與設計數據的所述部分的出現頻率相關。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述出現頻率是在設計中所述設計數據的所述部分的出現頻率。
5.如權利要求3所述的方法，其中所述出現頻率是在特定結構中所述設計數據的所述部分的出現頻率。
6.如權利要求2所述的方法，其中所述統計信息與設計數據的該部分的故障頻率相關。
7.如權利要求1所述的方法，進一步包括根據微型器件設計的分層結構選擇將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分。
8.如權利要求7所述的方法，其中，所述設計是以各單元分層地構成的；以及被選定要顯示的經確認的設計數據的所述部分相應于某一單元。
9.如權利要求1所述的方法，進一步包括根據由經確認的設計數據的所述部分所代表的結構，選擇將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述結構是由所述設計的用戶所選擇的。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述結構是根據在設計中所述結構出現的頻率進行選擇的。
12.如權利要求1所述的方法，進一步包括根據某一結構在微型器件上的位置，選擇將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分，所述結構是由所述經確認的設計數據的所述部分代表的。
13.如權利要求1所述的方法，進一步包括接收與所述制造規范相應的成本/收益分析信息；以及根據所接收的成本/收益分析信息選擇將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分。
14.如權利要求13所述的方法，進一步包括顯示所接收的成本/收益分析信息的至少一部分。
15.如權利要求1所述的方法，進一步包括接收與所述制造規范相應的性能分析信息；以及根據所接收的性能分析信息選擇將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括顯示所接收的性能分析信息的至少一部分。
17.如權利要求15所述的方法，其中所述性能分析信息與成品率的改進相關，所述成品率的改進是根據所述制造規范通過修改將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分而獲得的。
18.如權利要求15所述的方法，其中所述性能分析信息與微型器件中的時序改進相關，所述時序改進是根據所述制造規范對將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分進行修改而獲得的。
19.如權利要求15所述的方法，其中所述性能分析信息與尺寸改進相關，所述尺寸改進是根據所述制造規范對將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分進行修改而獲得的。
20.如權利要求1所述的方法，其中所顯示的將要被修改的設計數據的所述選定部分是由所述設計的用戶進行選擇的。
21.如權利要求22所述的方法，其中所顯示的將要被修改的設計數據的所述選定部分是自動選擇的。
22.如權利要求1所述的方法，其中所述設計數據代表了微型器件中各元件之間的功能關系。
23.如權利要求22所述的方法，其中所述的設計數據包括描述微型器件各元件間電氣連接的網表。
24.如權利要求1所述的方法，其中所述的設計數據代表了微型器件中各元件間的實體關系。
25.如權利要求24所述的方法，其中所述的設計數據包括分割格式，所述分割格式用于光刻構圖地創建各多邊形結構以形成微型器件。
26.如權利要求25所述的方法，其中所述的設計數據包括用以形成微型器件的多邊形結構的布局圖。
27.如權利要求1所述的方法，其中，所述制造規范包括用于測試微型器件的測試參數。
28.一種設計微型器件的方法，包括將對微型器件的設計接收到設計數據庫中；接收制造規范；在設計數據庫中對所述設計進行分析以確定可能的修改，根據所述制造規范，所述可能的修改可以是對所述設計數據的至少一部分進行的；以及提供關于所述可能的修改的反饋。
29.如權利要求28所述的方法，其中所述反饋包括對所述可能的修改的至少一部分的描述。
30.如權利要求28所述的方法，其中所述反饋描述了共用于整個微型器件的可能的修改。
31.如權利要求28所述的方法，其中所述反饋描述了符合至少一個定義的特征的可能的修改。
32.如權利要求31所述的方法，其中所述至少一個定義的特征與微型器件的時序操作相關。
33.如權利要求31所述的方法，其中所述至少一個定義的特征與微型器件生產的制造成品率相關。
34.如權利要求31所述的方法，其中所述至少一個定義的特征與微型器件的性能相關。
35.如權利要求31所述的方法，其中所述至少一個定義的特征與微型器件的生產成本相關。
36.如權利要求31所述的方法，其中所述至少一個定義的特征與微型器件的可靠性相關。
37.如權利要求28所述的方法，進一步包括根據統計信息提供所述反饋。
38.如權利要求28所述的方法，進一步包括根據設計的分層結構提供所述反饋。
39.如權利要求38所述的方法，其中，所述設計是以各單元分層地構成的；以及所提供的反饋相應于所選擇的某個單元。
40.如權利要求28所述的方法，進一步包括根據在微型器件上所選擇的結構提供所述反饋。
41.如權利要求28所述的方法，進一步包括根據在微型器件上所選擇的區域提供所述反饋。
42.一種設計微型器件的方法，包括將對微型器件的設計接收到設計數據庫中；接收制造規范；在設計數據庫中對所述設計進行分析以確認與所述制造規范相關的設計數據；定義關連數據，所述關連數據描述了經確認的設計數據和所述設計之間的關連；以及將所述關連數據提供給所述設計的用戶。
43.如權利要求42所述的方法，其中，所述經確認的設計數據與一個或多個結構相關；以及所述關連數據描述了所述一個或多個結構中的每個在微型器件上的位置。
44.如權利要求42所述的方法，其中，所述經確認的設計數據與一個或多個結構相關；以及所述關連數據描述了所述一個或多個結構在微型器件上的密度。
45.如權利要求42所述的方法，其中，所述關連數據描述了所述經確認的設計數據和所述設計之間的統計關系。
46.如權利要求42所述的方法，其中，所述經確認的設計數據與一個或多個結構相關；以及所述關連數據定義了在微型器件上所述一個或多個所述結構的每一個與一個或多個其他結構之間的比率。
47.如權利要求45所述的方法，其中，所述經確認的設計數據與一個或多個結構相關；以及所述關連數據定義了在微型器件上所述一個或多個所述結構的每一個與所有結構之間的比率。
48.一種設計微型器件的方法，包括將對微型器件的設計接收到設計數據庫中；接收制造規范，所述制造規范中包括結構的實體特性的參數；在設計數據庫中對所述設計進行分析以確認與所述制造規范相關的設計數據，所述經確認的設計數據包括指定了結構的實體特性的數據；以及根據所述制造規范修改所述經確認的設計數據的至少一部分。
49.如權利要求48所述的方法，其中，所述設計數據包括光刻布局圖的各參數；以及所述制造規范包括用于修改所述光刻布局圖的各參數。
50.一種設計微型器件的方法，包括將對微型器件的設計接收到設計數據庫中；接收多個制造規范；將所述多個制造規范提供給所述設計的用戶；從該用戶接收對所述多個制造規范中至少一個的選擇；確認所述設計中的設計數據，該設計數據與所述多個制造規范中所選定的至少一個相關；以及根據所選定的制造規范對所確認的設計數據中的至少一部分進行修改。
51.如權利要求50所述的方法，進一步包括根據所述制造規范將所確認的設計數據分為兩類或更多；將這些類別提供給所述設計的用戶；從該用戶處接收指定了一個或多個所述類別的輸入；以及根據所述制造規范，在指定的一個或多個所述類別中對所確認的設計數據進行修改。
52.如權利要求51所述的方法，其中所述制造規范由生產微型器件的工廠指定。
53.如權利要求51所述的方法，其中所述制造規范由所述設計的用戶指定。
54.如權利要求51所述的方法，進一步包括在與所述制造規范相關的設計中，使用一個或多個規則以確認設計數據。
55.如權利要求51所述的方法，進一步包括在與所述制造規范相關的設計中，使用模型來確認設計數據。
56.如權利要求55所述的方法，其中所述模型確定了與所述制造規范相關的設計數據的劃分。
57.如權利要求55所述的方法，其中所述模型使用了多種格式的數據庫，用于將所述設計數據與所述制造規范相關聯。
58.一種設計微型器件的工具，包括設計數據數據庫，用于接收微型器件的設計和制造規范；以及設計數據處理模塊，用于在設計中對與所述制造規范相關的設計數據進行確認。
59.如權利要求58所述的工具，進一步包括用戶接口，該用戶接口用于顯示所確認的設計數據的至少一部分。
60.如權利要求59所述的工具，其中所述用戶接口可以接收指令，以根據所述制造規范對所顯示的設計數據進行修改。
61.如權利要求59所述的工具，進一步包括統計數據數據庫，其包括了統計信息，以及其中所述用戶接口允許用戶根據所述統計信息選擇將要被顯示的設計數據的所述部分。
62.如權利要求61所述的工具，其中所述統計信息與設計數據的所述部分的出現頻率相關。
63.如權利要求62所述的工具，其中所述出現頻率是在設計中設計數據的所述部分的出現頻率。
64.如權利要求62所述的工具，其中所述出現頻率是在特定結構中的設計數據的所述部分的出現頻率。
65.如權利要求61所述的工具，其中所述統計信息與設計數據的所述部分的故障頻率相關。
66.如權利要求59所述的工具，其中所述用戶接口根據微型器件的分層設計，允許用戶選擇將要被顯示的設計數據的所述部分。
67.如權利要求66所述的工具，其中，所述設計是以各單元分層地構成的；以及設計數據的所述部分相應于某一單元。
68.如權利要求59所述的工具，其中所述用戶接口根據由設計數據的所示部分表示的結構，允許用戶選擇將要被顯示的設計數據的所述部分。
69.如權利要求68所述的工具，其中所述用戶接口允許用戶選擇由設計數據的所述部分表示的所述結構。
70.如權利要求68所述的工具，其中所述結構是根據在設計中所述結構的出現頻率進行選擇的。
71.如權利要求59所述的工具，其中所述用戶接口根據某一結構在微型器件上的位置，允許用戶選擇將要被顯示的設計數據的所述部分，所述結構是由設計數據的所述部分表示的。
72.一種用于執行如下步驟的具有計算機可執行指令的計算機可讀介質，包括將對微型器件的設計接收到設計數據庫中；接收制造規范；在設計數據庫中對所述設計進行分析，以確認與所述制造規范相關的設計數據；選擇將要被顯示的經確認的設計數據的至少一部分；顯示經確認的設計數據的選定部分；接收所顯示的設計數據的至少一部分以進行修改；以及根據所述制造規范對所顯示的設計數據的選定部分進行修改。
73.如權利要求72所述的計算機可讀介質，進一步包括計算機可執行指令，所述計算機可執行指令用于根據統計信息選擇將要被顯示的設計數據的所述部分。
74.如權利要求73所述的計算機可讀介質，其中所述統計信息與設計數據的所述部分的出現頻率相關。
75.如權利要求74所述的計算機可讀介質，進一步包括計算機可執行指令，其中所述出現頻率是在設計中的設計數據的所述部分的出現頻率。
76.如權利要求74所述的計算機可讀介質，其中所述出現頻率是在特定結構中設計數據的所述部分的出現頻率。
77.如權利要求73所述的計算機可讀介質，其中所述統計信息與設計數據的所述部分的故障頻率相關。
78.如權利要求72所述的計算機可讀介質，進一步包括計算機可執行指令，所述計算機可執行指令用于根據微型器件的分層級設計選擇要顯示的經確認的設計數據。
79.如權利要求78所述的計算機可讀介質，其中，所述設計是以各單元分層地構成的；以及所述選定要被顯示的經確認的設計數據的所述部分相應于某一單元。
80.如權利要求72所述的計算機可讀介質，進一步包括計算機可執行指令，所述計算機可執行指令進一步包括，根據某一結構選擇將要被顯示的經確認的設計數據的所述部分，所述結構是由所述確認的設計數據的所述部分代表的。
81.如權利要求80所述的計算機可讀介質，其中所述結構是由所述設計的用戶選擇的。
全文摘要
本發明公開了一種用于修改現有微型器件的設計以改進其工藝性的技術。根據所公開的技術，設計者接收與設計中的數據相關的制造規范。隨即確定所述相關的設計數據并將其提供給微型器件的設計者，微型器件的設計者根據制造規范可以選擇性地對設計進行修改。以這種方式，設計者可以將來自工廠的制造規范直接整合到微型器件的初始設計中。
文檔編號G06F15/00GK1764913SQ200480008321
公開日2006年4月26日 申請日期2004年7月16日 優先權日2003年7月18日
發明者約瑟夫·D·薩茨基, 勞倫斯·W·格羅德, 約翰·G·福格森, 桑賈伊·達爾 申請人:明導公司