在一般工業中，可制造性設計（Design for Manufacturability,DFM）是指一套應用于產品設計階段的方法，其在設計的早期階段，就考慮產品制造過程中的困難、要求和約束等，使得最終產品具有良好的可制造性和成品率，能以最低成本、最短時間、最高質量被制造出來。

在集成電路中，DFM主要是針對集成電路制造工藝面臨的嚴峻困難，通過前段和后段的設計手段來部分解決或緩解工藝制造的困難，提高電路制造后的功能成品率（Functional Yield）和參數成品率（Parametric Yield）。

隨著集成電路工藝進入納米尺度，集成電路制造面臨日益嚴重的挑戰。例如，采用193nm波長光源的亞波長光刻導致硅片圖形嚴重畸變，化學機械拋光工藝導致互連線在高度方向發生嚴重偏差，工藝擾動的影響日益嚴重等。

在亞波長光刻工藝中，即使采用分辨率增強技術（Resolution Enhancement Technology,REF）后，光刻中依然容易在互連線頂端和拐角處出現“圓角”形變（Round-off），在線段中出現部分消失（Partial Disappearance）等畸變現象，如圖5-121所示。這些可能產生畸變圖形的設計版圖（Pattern）稱為光刻熱點，在設計時應盡量避免此類圖形，而在流片前要用光刻熱點檢查工具進行徹底排查。

金屬啞元插入（Dummy Filling）對化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）工藝后芯片表面形貌影響如圖5-122所示。插入金屬啞元后，芯片表面平整性明顯優于插入啞元前。但引入金屬啞元會增加寄生電容，降低電路性能。因此，在芯片哪些位置插入啞元、插入多少啞元、確定啞元形狀等是啞元填充工具需要解決的關鍵問題。上述光刻熱點檢查和金屬啞元插入技術均屬于常見的DFM技術。

總體而言，DFM技術是針對傳統設計流程的擴充和優化，其通常包括如下技術。

（1）考慮DFM的標準單元設計技術。該技術不僅需考慮標準單元本身的可制造性，而且應考慮相鄰單元邊界附近光刻的相互影響。在考慮DFM的標準單元綜合技術中，除需滿足傳統設計規則外，還需兼容大量新增的DFM設計規則；甚至為提高成品率，標準單元行間隙（Line-Gap）也需進行優化。為了兼容多重曝光和自對準雙重曝光等新的光刻工藝，滿足日益緊張的布線通道約束，輸入/輸出的位置（Pin Access ）也需進行仔細優化。

（2）考慮DFM的布局優化。在20nm以下的工藝中，需在布局階段考慮雙重/三重/多重曝光光刻技術和化學機械拋光工藝的影響。

（3）考慮DFM的布線優化。傳統布線算法一般僅考慮布通率、總線長等優化目標，而在考慮DFM的布線優化中，還需考慮與多重曝光、電子束光刻（Electron-Bean Lithography）等新光刻技術的兼容性。

（4）考慮DFM的掩模版優化。例如，多重曝光光刻技術、DSA（Directed Self-assembly）等新光刻工藝中的版圖圖形分解技術、多重曝光、DSA與電子束光刻的混合光刻版圖分解技術、Mask版圖中光刻熱點檢測技術等。

（5）金屬啞元插入技術。該技術用于提升化學機械拋光工藝后芯片表面的平整性。

（6）冗余通孔技術（Redundant Via)。該技術用于提升通孔的可靠性。

當集成電路進入納米尺度后，部分DFM技術已進入芯片代工廠（Foundry）的參考設計流程（Reference Flows）中，是設計者必須考慮的設計環節之一。在可見的未來，DFM技術會隨著新的制造工藝和設計技術的出現而不斷擴充和發展。集成電路設計者需在具有DFM功能的電子設計自動化（Electronic Design Automation,EDA）工具的協助下，在設計階段充分考慮工藝制造中的困難，這樣才能有效提升流片后芯片的成品率。

審核編輯 ：李倩

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