1. DRC的定义与目的
在物理验证中DRC 可以确保后端设计的版图满足晶圆厂的工艺制造要求,DRC验证通常会对最小线宽、最小图形间距、最小接触孔尺寸、栅和源漏区的最小交叠等工艺限制进行检查。设计规则检查(Design Rule Check)是数字集成电路后端物理验证的核心环节,主要验证版图(Layout)是否符合芯片制造工艺的设计规则。DRC验证可以确保芯片在生产制造以后, 器件性能的正确性,其核心目标:
确保可制造性:防止因版图几何尺寸违反工艺极限导致良率下降规避电气故障:避免短路、断路等物理缺陷工艺兼容性:适配特定工艺节点(如n3e, n2p)的物理约束
2. 关键检查内容
DRC验证主要覆盖以下几何规则(以典型28nm工艺为例):
规则类型说明数学表达式示例最小间距规则金属线/多晶硅间最小距离$d_{min}(M1) \geq 0.05\mu m$最小宽度规则晶体管栅极/金属线最小宽度$w_{min}(Poly) \geq 0.03\mu m$覆盖规则接触孔(Contact)与金属层的重叠量$ov_{ct} \geq 0.02\mu m$密度规则金属层密度需满足工艺均匀性要求$0.3 \leq \rho_{metal} \leq 0.8$天线效应规则防止等离子刻蚀损伤栅氧$\frac{A_{gate}}{P_{diff}} < 500$
3. 典型工具链及验证流程
验证工具:Calibre®(Mentor)、IC Validator®(Cadence)、Pegasus®(Synopsys)输入文件:
GDSII/OASIS版图数据工艺厂提供的DRC规则文件(.rul/.tcl)
输出报告:错误坐标映射图(Error Markers)和分级报告
4. DRC验证的GDSII数据准备
1. GDSII文件的导出
Innovus导出的 GDSII数据中,一般只包含金属层的信息,没有器 件的内部的结构,所以在DRC的验证过程中需要将 标准单元、IP和IO的GDSII数据合并进去。
2. GDSII合并
3.添加Dummy
芯片在制造的过程中,由于硅表面的高低起伏,会影响到光刻的准度,每一层的制造中需要 进行化学机械抛光,使得表面平整,在抛光的过程 中,芯片中的金属、多晶硅、二氧化硅等密度如果不够均匀,导致部分区域密度较大,部分区域密度较小,抛光的过程中密度较低的地方可能会产生凹陷.这会影响到后续工序的精确度,导致芯片的良率下降。
所以需要在多晶硅、金属密 度不够的地方填充Dummy,加入的Dummy处于悬空 状态不接任何信号。
在使用Calibre 添加的Dummy,可以分为OD(Oxide,SiO2)的Dummy 和PO(Polysilicon)的Dummy
5.常见问题与解决
密度违规:添加填充图形(Dummy Fill)间距违规:自动布线优化或手动调整天线效应:插入跳线层(Jumper)或二极管保护边缘规则错误:使用基于机器学习的版图预测工具