專利名稱：檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路版圖設(shè)計(jì)軟件工具中的版圖驗(yàn)證領(lǐng)域，特別是涉及一種檢查版圖設(shè)計(jì)驗(yàn)證中斜線擋住規(guī)則的方法。
背景技術(shù)：
ESD (靜電放電)和Latch-up (閂鎖效應(yīng))，均是集成電路產(chǎn)品可靠性評(píng)估的重要項(xiàng)目。據(jù)統(tǒng)計(jì)，芯片在使用中由此導(dǎo)致失效的比例占所有失效的40%以上。在版圖設(shè)計(jì)過程中，為了防止靜電放電和閂鎖效應(yīng)引起內(nèi)部電路的失效，需要在版圖中加入相應(yīng)的保護(hù)環(huán)(Guard Ring)圖形。請參閱圖1a 圖lc，涉及保護(hù)環(huán)完整性檢查的版圖設(shè)計(jì)規(guī)則，其版形可大致分為三大類:一類是輸入輸出區(qū)域的緩沖器件(Buffer器件)10，另一類是內(nèi)部器件(Internal器件)20，保護(hù)環(huán)30用于將前兩類器件隔離開來。保護(hù)環(huán)30的版形或者是多條線段組成的環(huán)狀圖形，一般為矩形，如圖1a所示；或者是一條或多條線段，如圖lb、圖1c所示。保護(hù)環(huán)30需要將緩沖器件10和內(nèi)部器件20完全隔開，否則就需要報(bào)錯(cuò)。目前業(yè)界采用的檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法是:利用通用的版圖驗(yàn)證工具(例如Mentor公司的Calibre DRC工具)檢查緩沖器件10和內(nèi)部器件20的正對(duì)面之間是否有保護(hù)環(huán)30進(jìn)行隔離。這種檢查方法并不能找到所有的錯(cuò)誤。如圖1d所示，當(dāng)緩沖器件10與內(nèi)部器件20沒有正面相對(duì)、而是斜向面對(duì)時(shí)，該方法不能有效檢查二者之間在斜線方向是否有保護(hù)環(huán)30隔開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法，可用于檢查斜向面對(duì)的緩沖器件與內(nèi)部器件之間是否有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離，從而在任何情況下均可得到準(zhǔn)確的關(guān)于保護(hù)環(huán)是否完整的結(jié)果。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法包括如下步驟:第I步，檢查緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間是否有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間沒有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離，則報(bào)警；第2步，在版圖中尋找所有的保護(hù)環(huán)，并記錄每個(gè)保護(hù)環(huán)的圖形坐標(biāo)；第3步，在版圖中尋找出要求隔離的緩沖器件和內(nèi)部器件，將每對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的各個(gè)頂點(diǎn)連線，然后過濾掉水平線段和垂直線段這些正面相對(duì)的線段，剩余的線段都是斜向相對(duì)的線段，并記錄這些連線的圖形坐標(biāo)；第4步，判斷每條連線與保護(hù)環(huán)之間是否具有交點(diǎn)；如果一條連線與任一保護(hù)環(huán)具有交點(diǎn)，則刪除該條連線；如果一條連線與所有保護(hù)環(huán)都沒有交點(diǎn)，則將該條連線作為結(jié)果輸出，并報(bào)警。本發(fā)明用于檢查版圖設(shè)計(jì)中保護(hù)環(huán)的圖形是否完整，既可用于緩沖器件和內(nèi)部器件正面相對(duì)的情況(如圖la、圖lb、圖1c所示)，也可用于緩沖器件和內(nèi)部器件斜向面對(duì)的情況(如圖1d所示)。最終可確保檢查結(jié)果不遺漏任何一個(gè)錯(cuò)誤。


圖1a 圖1e是版圖中緩沖器件、內(nèi)部器件和保護(hù)環(huán)的位置示意圖；圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖中附圖標(biāo)記說明:10為緩沖器件；20為內(nèi)部器件；30為保護(hù)環(huán)。
具體實(shí)施例方式請參閱圖2，這是本發(fā)明檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法的一個(gè)實(shí)施例，包括如下步驟:第I步，檢查緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間是否有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離。當(dāng)發(fā)現(xiàn)緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間沒有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離，則進(jìn)行報(bào)警。該步驟的作用是:如果發(fā)現(xiàn)有未隔離的正面相對(duì)的緩沖器件和內(nèi)部器件，則對(duì)保護(hù)環(huán)的完整性給出報(bào)警。在后續(xù)的第3步中，將過濾掉水平線段和垂直線段這些正對(duì)邊，保留斜線方向的線段，從而在第3、4步中不再重復(fù)檢查正面相對(duì)的圖形關(guān)系。第2步，在版圖中尋找所有的保護(hù)環(huán)，并記錄每個(gè)保護(hù)環(huán)的圖形坐標(biāo)。如何在版圖中尋找出保護(hù)環(huán)的圖形是一種現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。保護(hù)環(huán)的圖形通常為矩形或線段。如果保護(hù)環(huán)的圖形為矩形，則記錄四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)、或三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)、或呈對(duì)角線的兩個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)。如果保護(hù)環(huán)的圖形為線段，則記錄每條線段兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)。這樣便可根據(jù)坐標(biāo)唯一地定位保護(hù)環(huán)的圖形在版圖上的位置。第3步，在版圖中尋找出要求隔離的緩沖器件和內(nèi)部器件，將每對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的各個(gè)頂點(diǎn)連線，然后過濾掉水平線段和垂直線段這些正面相對(duì)的線段，剩余的線段都是斜向相對(duì)的線段，并記錄這些斜向相對(duì)的連線的圖形坐標(biāo)。不同制造工藝(如0.13μπι、0.09μπι等)對(duì)于緩沖器件和內(nèi)部器件的隔離要求是不同的。例如在某一制造工藝的版圖設(shè)計(jì)中要求當(dāng)緩沖器件和內(nèi)部器件之間的最短距離小于50 μ m，中間就必須用保護(hù)環(huán)相隔離。而另一制造工藝的版圖設(shè)計(jì)中該數(shù)值可能會(huì)改為30μπι。如何在版圖中尋找出緩沖器件和內(nèi)部器件的圖形是一種現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。在一個(gè)版圖中具有數(shù)量龐大的緩沖器件和內(nèi)部器件，這一步只要求尋找出符合版圖設(shè)計(jì)規(guī)則所要求必須隔離的緩沖器件和內(nèi)部器件，找尋的結(jié)果表現(xiàn)為一對(duì)對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件。通常緩沖器件和內(nèi)部器件的版圖形狀均為一個(gè)或多個(gè)矩形的組合。這一步將每一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的各個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行連線，例如兩個(gè)矩形之間共有16條頂點(diǎn)連線，并記錄每條連線在版圖中的坐標(biāo)。實(shí)際上只需記錄每條連線的兩個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo)，也即記錄每一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的各個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)。圖1e示意性地表現(xiàn)出緩沖器件10和內(nèi)部器件20a這一對(duì)圖形的部分頂點(diǎn)之間的連線、緩沖圖形10和內(nèi)部器件20b這一對(duì)圖形的部分頂點(diǎn)之間的連線。第4步，判斷每條連線與保護(hù)環(huán)之間是否具有交點(diǎn)。如果一條連線與任一保護(hù)環(huán)具有交點(diǎn)，則刪除該條連線，這表示已有保護(hù)環(huán)將這條連線所連接的緩沖器件一頂點(diǎn)和內(nèi)部器件一頂點(diǎn)相隔離。對(duì)所有連線判斷完畢后剩余的連線就作為報(bào)警結(jié)果。這是由于如果一條連線與所有保護(hù)環(huán)都沒有交點(diǎn)，就表示尚未有保護(hù)環(huán)將這條連線所連接的緩沖器件一頂點(diǎn)和內(nèi)部器件一頂點(diǎn)相隔離，即保護(hù)環(huán)的圖形未能完整地隔離要求隔離的緩沖器件和內(nèi)部器件。圖1e中至少在緩沖器件10和內(nèi)部器件20a這一對(duì)圖形之間有一條頂點(diǎn)間的連線未被保護(hù)環(huán)所隔離，因而要將這一條連線作為報(bào)警結(jié)果之一輸出，這表明這一條連線兩端的緩沖器件10和內(nèi)部器件20a在斜向上的保護(hù)環(huán)不完整。該第一實(shí)施例可用于檢查緩沖器件和內(nèi)部器件正面相對(duì)、斜向面對(duì)兩種情況，確保保護(hù)環(huán)設(shè)計(jì)的完整性。所述方法第I步是一種現(xiàn)有技術(shù),采用通用的版圖驗(yàn)證工具(例如Mentor公司的Calibre DRC工具)的標(biāo)準(zhǔn)命令即可實(shí)現(xiàn)，例如步驟如下:首先,根據(jù)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則定義版圖的層次信息,例如包括tap、psdm、nsdm、nwell、diff > poly、ESDID 等層次；其次，利用圖形結(jié)構(gòu)分別識(shí)別保護(hù)環(huán)、緩沖器件和內(nèi)部器件:例如可通過如下方式識(shí)別保護(hù)環(huán):(tap AND psdm) OR (tap AND nsdm ANDnwell)；例如可通過如下方式識(shí)別緩沖器件:diff AND poly AND nsdm/psdm AND ESDID ；例如可通過如下方式識(shí)別內(nèi)部器件:diff AND poly AND nsdm/psdm NOT ESDID接著，檢查緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間是否有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離:例如可通過如下命令得到距離小于50 μ m且正面相對(duì)的包含緩沖器件和內(nèi)部器件圖形的區(qū)域 A:A = EXT Buffer_M0S Internal_M0S < 50 ABUT < 90SINGULAR REGION例如可通過如下命令得到A區(qū)域去除保護(hù)環(huán)的圖形區(qū)域B:B = A NOT Guardring例如可通過如下命令得到檢查結(jié)果-.C = k ENCLOSE B = = 2 (如果A圖形區(qū)域包含了兩個(gè)B圖形區(qū)域，則賦給C并報(bào)錯(cuò))所述方法第2步可采用如下方式予以實(shí)現(xiàn):根據(jù)版形的結(jié)構(gòu)，尋找所有的保護(hù)環(huán)的圖形，將其坐標(biāo)信息存儲(chǔ)到臨時(shí)變量C中，供第4步使用。優(yōu)選地，存儲(chǔ)時(shí)可按照一定的排序原則進(jìn)行:比較每個(gè)保護(hù)環(huán)的圖形的各個(gè)頂點(diǎn)或端點(diǎn)坐標(biāo)，以平面坐標(biāo)系為例，具有較小X軸坐標(biāo)的頂點(diǎn)或端點(diǎn)所在的保護(hù)環(huán)圖形的坐標(biāo)先存儲(chǔ)；如果有頂點(diǎn)或端點(diǎn)的X軸坐標(biāo)相同，則再比較I軸坐標(biāo)，以具有較小I軸坐標(biāo)的頂點(diǎn)或端點(diǎn)所在的保護(hù)環(huán)圖形的坐標(biāo)先存儲(chǔ)。這樣排序有利于后續(xù)命令的查找與遍歷。所述方法第3步可采用如下方式予以實(shí)現(xiàn):第3.1步，根據(jù)版形的結(jié)構(gòu)，查找所有緩沖器件與內(nèi)部器件；第3.2步，判斷每個(gè)緩沖器件與每個(gè)內(nèi)部器件的最短距離是否小于該版圖設(shè)計(jì)的要求。一個(gè)緩沖器件與一個(gè)內(nèi)部器件之間的最短距離是這兩個(gè)器件的所有頂點(diǎn)進(jìn)行連線，其中長度最短的那條連線的長度。如果是，則將這一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件記錄下來；如果否，則忽略。第3.3步，將所記錄的每一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的所有頂點(diǎn)進(jìn)行兩兩連線。例如，當(dāng)緩沖器件在版圖上為矩形、內(nèi)部器件在版圖上也為矩形時(shí)，一共具有16條連線。第3.4步，過濾掉水平線段和垂直線段這些正面相對(duì)的線段，剩余的線段都是斜向相對(duì)的線段。過濾的方法是:判斷線段的兩點(diǎn)連線是否與坐標(biāo)軸X軸成O度角或者90度角，如果是，就將其過濾。第3.5步，記錄每條連線的坐標(biāo)信息。實(shí)際上只需記錄每條連線的兩個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo)，也即記錄每一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的各個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)。把這些連線的坐標(biāo)信息作為臨時(shí)變量D輸出，供第4步使用。所述方法第4步可采用如下方式予以實(shí)現(xiàn):第4.1步，分別取第2步的計(jì)算結(jié)果C與第2步的計(jì)算結(jié)果D，比較D的每條連線是否與C的保護(hù)環(huán)的圖形相交。第4.2步，如果D的某條連線與C的所有保護(hù)環(huán)的圖形都不相交，則表示這條連線所在的位置沒有被保護(hù)環(huán)所隔離，把該條連線作為報(bào)警結(jié)果。如果D中的所有連線都至少與C的一個(gè)保護(hù)環(huán)的圖形相交，則表示保護(hù)環(huán)的圖形設(shè)計(jì)完整、沒有錯(cuò)誤。上述實(shí)施例的第3步中，需要對(duì)滿足條件的每一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的所有頂點(diǎn)進(jìn)行兩兩連線。就一個(gè)版圖而言會(huì)出現(xiàn)數(shù)量龐大的連線，這些連線之間還可能相交。本發(fā)明將每條連線都看作一條寬度無窮小的線段，為一個(gè)孤立的圖形存在，它不與其它線段做任何幾何圖形的合并與運(yùn)算。這些孤立的線段分別存儲(chǔ)在臨時(shí)的線段變量D中，而不是把這些線段形成一個(gè)合并的圖形。其具體實(shí)現(xiàn)例如可采用版圖處理中經(jīng)典的掃描線算法。其基本思路是:采用有方向的線段來描述每條連線，利用一條垂直線自左向右地掃過版形所在的平面，掃描線只在每條連線的起點(diǎn)、終點(diǎn)及連線之間的交點(diǎn)處停頓，利用掃描線停頓處(當(dāng)前掃描線上)每條連線的狀態(tài)確定圖形運(yùn)算的結(jié)果。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是:查找任意兩個(gè)圖形的關(guān)系只需要處理版圖中局部區(qū)域的圖形，即只處理當(dāng)前掃描線上的圖形，不需要全局搜索版圖，大大降低了計(jì)算復(fù)雜度。本發(fā)明檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法可以提高版圖檢查的效率。經(jīng)試驗(yàn)，針對(duì)一個(gè)典型的3_X3mm芯片版圖數(shù)據(jù)，僅需10分鐘左右即可完整保護(hù)環(huán)完整性的版圖檢查工作?，F(xiàn)有方法所生產(chǎn)的芯片發(fā)生靜電放電或閂鎖效應(yīng)的概率為66 %，采用本發(fā)明所述方法后失效概率降低為55%，這表明本發(fā)明有效提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性，降低了靜電放電或閂鎖效應(yīng)所導(dǎo)致的失效風(fēng)險(xiǎn)。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法，其特征是，包括如下步驟: 第I步，檢查緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間是否有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離；當(dāng)發(fā)現(xiàn)有緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間沒有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離，則報(bào)警； 第2步，在版圖中尋找所有的保護(hù)環(huán)，并記錄每個(gè)保護(hù)環(huán)的圖形坐標(biāo)； 第3步，在版圖中尋找要求隔離的緩沖器件與內(nèi)部器件，將每對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件之間的頂點(diǎn)連線，然后過濾掉水平線段和垂直線段這些正面相對(duì)的線段，剩余的線段都是斜向相對(duì)的線段，并記錄這些連線的坐標(biāo)； 第4步，判斷每條連線與保護(hù)環(huán)之間是否具有交點(diǎn)； 如果一條連線與任一保護(hù)環(huán)具有交點(diǎn)，則刪除該條連線； 如果一條連線與所有保護(hù)環(huán)都沒有交點(diǎn)，則把該條連線作為結(jié)果輸出，并報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法，其特征是，所述方法第2步中，保護(hù)環(huán)圖形為一條或多條線段的組合，記錄保護(hù)環(huán)圖形的每條線段的坐標(biāo)信息，即每條線段的兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法，其特征是，所述方法第2步中，存儲(chǔ)保護(hù)環(huán)的圖形坐標(biāo)按照下列排序原則進(jìn)行:比較每個(gè)保護(hù)環(huán)的圖形的各個(gè)頂點(diǎn)或端點(diǎn)坐標(biāo)，以具有較小X軸坐標(biāo)的頂點(diǎn)或端點(diǎn)所在的保護(hù)環(huán)圖形的坐標(biāo)先存儲(chǔ)；當(dāng)頂點(diǎn)或端點(diǎn)的X軸坐標(biāo)相同，再比較y軸坐標(biāo)，以具有較小y軸坐標(biāo)的頂點(diǎn)或端點(diǎn)所在的保護(hù)環(huán)圖形的坐標(biāo)先存儲(chǔ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法，其特征是，所述方法第3步中，要求隔離的緩沖器件和內(nèi)部器件是指緩沖器件和內(nèi)部器件的最短距離小于版圖設(shè)計(jì)規(guī)則的一對(duì)或多對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法，其特征是，所述第3步具體包括如下子步驟: 第3.1步，在版圖上查找所有緩沖器件與內(nèi)部器件； 第3.2步，判斷每個(gè)緩沖器件與每個(gè)內(nèi)部器件的最短距離是否小于該版圖設(shè)計(jì)的要求； 如果是，則將這一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件記錄下來； 如果否，則忽略； 第3.3步，將所記錄的每一對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的頂點(diǎn)進(jìn)行兩兩連線； 第3.4步，過濾掉水平線段和垂直線段這些正面相對(duì)的線段，剩余的線段都是斜向相對(duì)的線段； 第3.5步,記錄剩余的每條連線的坐標(biāo)信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢查保護(hù)環(huán)完整性的方法，包括如下步驟第1步，檢查緩沖器件和內(nèi)部器件的正對(duì)面之間是否有保護(hù)環(huán)進(jìn)行隔離；第2步，在版圖中尋找所有的保護(hù)環(huán)，并記錄每個(gè)保護(hù)環(huán)的圖形坐標(biāo)；第3步，在版圖中尋找出要求隔離的緩沖器件和內(nèi)部器件，將每對(duì)緩沖器件和內(nèi)部器件的各個(gè)頂點(diǎn)連線，然后過濾掉水平線段和垂直線段這些正面相對(duì)的線段，剩余的線段都是斜向相對(duì)的線段，并記錄剩余每條連線的圖形坐標(biāo)；第4步，判斷每條連線與保護(hù)環(huán)之間是否具有交點(diǎn)；如果一條連線與任一保護(hù)環(huán)具有交點(diǎn)，則刪除該條連線；如果一條連線與所有保護(hù)環(huán)都沒有交點(diǎn)，則報(bào)警。本發(fā)明可用于準(zhǔn)確檢查版圖設(shè)計(jì)中保護(hù)環(huán)的圖形是否完整。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103106290SQ201110361049
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者倪凌云, 陳博文, 蘇慶, 孫長江, 張興洲, 施龍海 申請人:上海華虹Nec電子有限公司