在向先進工藝技術(shù)發(fā)展的過程中，半導體公司除需滿足不斷增長的制造要求之外，還要面對日益增長的實現(xiàn)芯片設(shè)計一次性成功的壓力。晶圓廠期待設(shè)計符合那些面向先進工藝節(jié)點的可制造性設(shè)計(DFM)和良率導向設(shè)計(DFY)的日益復雜的規(guī)則和建議。就設(shè)計師而言，他們希望最大限度地縮小保護頻帶(guardbanding)，同時實現(xiàn)最優(yōu)性能。

制造復雜性的提高給生成過孔、處理緊密排布的走線以及控制更嚴重的納米幾何規(guī)格效應(yīng)帶來了更大的難題。由于這些越來越艱巨的互連設(shè)計挑戰(zhàn)，對于先進的工藝節(jié)點，半導體公司得到的良率一般在40%～70%之間，這樣，僅良率損失一項就達數(shù)百萬美元。對IC設(shè)計團隊而言，這些更高的要求使之呼吁一種更加協(xié)作的方法。的確，設(shè)計和制造可以同時從最新的“DFx”(DFM、DFY和可靠性設(shè)計)優(yōu)化方法中實現(xiàn)互利雙贏。

這種平衡的互連優(yōu)化方法在傳統(tǒng)布局和布線流程之后進行，可以在滿足電氣約束規(guī)則和制造規(guī)則的同時，提高良率、可制造性，并改善設(shè)計過程中的時序收斂問題。

目前可獲得的最佳DFx流程結(jié)合了當今綜合、布局和布線解決方案中有DFM意識的特性與后布線(前GDS)互連優(yōu)化步驟。

應(yīng)該

確保整合進設(shè)計意圖(如關(guān)鍵的節(jié)點信息)，以避免在增強DFx之后出現(xiàn)信號完整性(SI)和時序問題。特別要注意：通過鎖定關(guān)鍵節(jié)點并圍繞它們建立起一個保護圈，來保護它們。這個保護圈可以表示為同一層或整個層堆疊設(shè)定的保護性“禁止入內(nèi)”的間距值。

在增強DFx期間執(zhí)行電氣認知/修正分析，以確保不違反時序和信號完整性原則。這種方法可以在DFx優(yōu)化后實現(xiàn)收斂，并確保在流程的早期實現(xiàn)設(shè)計的保護頻帶不過寬。

合理安排DFx增強順序。合理地安排順序?qū)⒂兄诋a(chǎn)生最佳效果，因為每一步都會為下一步打下基礎(chǔ)。例如，從時序/信號完整性和DRC干凈塊開始，然后應(yīng)用過孔減少技巧，接著進行布線擴展(wire spreading)、冗余過孔插入和閉合增強。

像對待時序收斂一樣對待DFx收斂。建議在設(shè)計周期的早期對每一個電路執(zhí)行這一原則。如果可能的話，將DFx增加到整個流程中。單元良率問題可以在綜合和布局流程的早期得到解決。在布線時，可以使互連更加便于光刻、OPC和DFx。最后，利用基于空間的建模等先進方法，對布線數(shù)據(jù)進行進一步的DFx和光刻增強。

采用下一代方法，如不受網(wǎng)格限制的基于空間的工具，來進行最佳的DFx增強。

圖：IC設(shè)計流程能夠平衡性能與良率，芯片優(yōu)化要在設(shè)計與制造環(huán)節(jié)之間進行。

不應(yīng)該

低估互連優(yōu)化的重要性。除減小保護頻帶以及提高芯片性能之外，互連優(yōu)化還可以加快量產(chǎn)速度，甚至可將良率提高6%，從而帶來可量化的收益。良率每提高1%，就可節(jié)省幾百萬美元，并且更高的量產(chǎn)速度可顯著影響收益。

在評測改進效果時，眼光狹隘失之片面。例如，如果過孔是可靠性和可制造性問題的根源，則不要只盯著那些 double-cut過孔，要逐個檢查所有受保護和不受保護的過孔。受保護的過孔被定義為冗余過孔或者閉合嚴密的過孔。應(yīng)將原始設(shè)計中所有受保護和不受保護的過孔與經(jīng)過優(yōu)化的設(shè)計中所有受保護和不受保護的過孔進行比較。

想當然地認為所有晶圓廠，甚至所有工藝節(jié)點都相同。事實上，每家晶圓廠和每個工藝節(jié)點都是不同的。例如，金屬短路和開路的可能性隨金屬(如鋁與銅)和工藝節(jié)點的不同而不同。應(yīng)留出足夠時間評估以前的DFx流程對新工藝產(chǎn)生的效果。

將晶圓廠建議的規(guī)則僅僅當作可選的規(guī)則。與晶圓廠一起共同確定一系列最影響良率的因素。應(yīng)力圖遵守這些規(guī)則，只有在無法滿足設(shè)計(例如時序、功率)或區(qū)域目標時才能違反這些規(guī)則。加入一個檢查/打分機制以評判在遵守被建議的規(guī)則方面你做得怎樣。

對GDS數(shù)據(jù)進行所有的DFx增強工作。在這個階段只能實現(xiàn)有限的一些幾何方面的增強工作?？梢圆捎每蛇M行拓撲優(yōu)化的工具在GDS之前進行DFx增強可得到最佳結(jié)果。