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基于纳米工艺标准单元的光学邻近效应优化设计方法

作　者: 赵浙业
导　师: 冯倩; 陈岚
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 标准单元库可制造性设计分辨率增强技术光学邻近效应单元库验证
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在过去十年中,随着光刻技术的发展,集成电路设计与工艺已进入纳米时代。而器件特征尺寸的缩小,给集成电路设计与工艺带来新的挑战,于是出现了可制造性设计技术(DFM)。由于光刻和化学机械抛光对电路设计性能可靠性的影响较大,它们是目前可制造性技术的主要研究对象。特别是光刻工艺过程中图形失真严重,分辨率增强技术(RET)已成为制造工艺必要条件,其中包括光学邻近效应校正、移相掩膜、离轴照明与散射条插入技术,它们对光刻图形分辨率提高是很有帮助的。本文对光学邻近效应及校正技术进行研究。OPC的基本思想是对掩膜图形进行修正,从而修正在图形转移过程中由于非理想效应导致的图形失真,提高图形分辨率。目前在90nm及以下工艺节点,OPC是光刻掩膜制造的必要步骤。但是随着集成电路设计复杂度与集成度的不断提高,对全芯片OPC修正时间过长,修正后掩膜数据量激增,进而导致成本上升的问题已不容忽视。针对这一问题,本文基于标准单元进行光学邻近与修正,提出一种基于模型OPC修正原理的版图优化设计方法。在建立基于40nm工艺标准单元库过程中,对金属层版图进行了优化,并对优化后单元进行OPC处理。经过对比,优化后版图OPC修正时间缩短了15.03%,而修正后单元版图数据量降低了11%。本文在完成版图优化后,并对单元进行特征化,建立了完善的库模型文件。紧接着对单元库进行了功能验证与工具流程的验证。我们还使用ISCAS’85/89benchmark电路进行性能验证,通过对比,优化后单元库在实际电路中性能(时序、面积和功耗)能够满足设计要求,从而说明了本文提出的优化方法具有可行性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 集成电路技术发展概况  7-8
  1.2 可制造性设计问题  8-11
    1.2.1 光刻技术  8-10
    1.2.2 化学机械抛光技术  10
    1.2.3 当前DFM问题  10-11
  1.3 本文主要工作及内容结构  11-13
第二章光刻技术与OPC  13-23
  2.1 分辨率增强技术  14-16
    2.1.1 移相掩膜伊SM)  14-15
    2.1.2 离轴照明(OAI)  15
    2.1.3 光学邻近校正(OPC)  15-16
  2.2 光学邻近校正技术  16-21
    2.2.1 OPC概述  16-19
    2.2.2 OPC背景  19-20
    2.2.3 面临的挑战  20-21
  2.3 本文研究内容  21-23
第三章基于Model-based OPC原理的标准单元设计优化  23-37
  3.1 基于Cell的OPC技术研究现状  23-24
  3.2 一种新型的优化设计方法  24-32
    3.2.1 OPC修正复杂度的影响因素  24-26
    3.2.2 版图优化基本原理  26-27
    3.2.3 优化方法及实施过程  27-31
    3.2.4 单元版图优化验证  31-32
  3.3 单元库模型文件建立  32-35
    3.3.1 时序参数模型建立  32
    3.3.2 综合库建立  32-33
    3.3.3 仿真库建立  33-34
    3.3.4 布局布线库  34-35
    3.3.5 符号库建立  35
  3.4 本章总结  35-37
第四章单元库验证  37-51
  4.1 单元库功能验证  37-41
    4.1.1 组合逻辑单元功能验证  37-40
    4.1.2 时序逻辑单元功能验证  40-41
  4.2 单元库工具流程验证  41-45
    4.2.1 行为级仿真  42-43
    4.2.2 逻辑综合  43-44
    4.2.3 静态时序分析  44
    4.2.4 布局布线  44-45
    4.2.5 后端分析  45
  4.3 单元库性能验证  45-49
  4.4 本章总结  49-51
第五章总结与展望  51-55
  5.1 总结  51-52
  5.2 未来工作展望  52-55
致谢  55-57
参考文献  57-61
研究成果  61

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