版圖驗證工具的作用是檢查版圖是否滿足設(shè)計規(guī)則、電氣規(guī)則、版圖與電路圖是否一致等，對于降低設(shè)計失敗的風(fēng)險具有重要作用。

　　版圖驗證工具不僅要支持扁平化驗證，而且要支持層次化驗證。扁平化驗證是版圖驗證工具的基礎(chǔ)；層次化驗證充分利用版圖層次，可以有效避免重復(fù)報錯和提高處理版圖的速度。對于大規(guī)模版圖，通常還采用并行技術(shù)以加速版圖驗證效率。

　　版圖驗證工具主要包括設(shè)計規(guī)則檢查（Design Rule Check,DRC）、版圖電路圖一致性檢查（Layout Versus SchemaTIc,LVS）、電氣規(guī)則檢查（Electronic Rule Check，ERC）、版圖比對檢查（Layout Versus Layout，LVL）等。

　　1.設(shè)計規(guī)則檢查（DRC）

　　版圖設(shè)計必須遵循制造工藝的設(shè)計規(guī)則要求，因此設(shè)計檢查主要包括連線寬度、連線間距、圖形包含關(guān)系、金屬密度、天線效應(yīng)檢查等。如果版圖設(shè)計中違反了這些規(guī)則將導(dǎo)致制造失敗，例如線條寬度過小可能導(dǎo)致斷路。

　　DRC涉及的關(guān)鍵技術(shù)有層次處理和掃描線算法等。

　　層次處理技術(shù)是對版圖原始層次進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)需要對版圖圖形進(jìn)行投影或提升以提高DRC工具的性能。

　　掃描線算法包括基于梯形的掃描線算法和基于邊的掃描線算法。DRC技術(shù)通常采用基于邊的掃描線算法。

　　邊，即一條線段，用它的兩個端點的坐標(biāo)表示?；谶叺膾呙杈€算法的本質(zhì)是將平面的二維幾何問題轉(zhuǎn)化成兩個一維問題，包含以下幾個步驟：

　?。?）確定當(dāng)前掃描線的位置；

　?。?）加入當(dāng)前掃描線上的新進(jìn)邊，與原有的邊構(gòu)成當(dāng)前掃描線邊集合；

　　（3）對當(dāng)前掃描線邊集合進(jìn)行排序；

　?。?）遍歷當(dāng)前掃描線邊集合，根據(jù)不同的命令進(jìn)行相應(yīng)的邏輯處理；

　　（5）刪除當(dāng)前掃描線上的離開邊，并重新回到步驟（1）。

　　在圖5-117中，L1和L2圖層為輸入圖層，x1、x2、x3、x4為掃描線需要計算的位置，Result圖層為結(jié)果圖層。

　　2.版圖電路圖一致性檢查（LVS）

　　LVS工具的主要功能是檢查從版圖中提取的網(wǎng)表和從電路圖中導(dǎo)出的網(wǎng)表的一致性，涉及的主要技術(shù)有網(wǎng)表提取（Netlist ExtracTIon）技術(shù)和網(wǎng)表比較（Netlist Comparison）技術(shù)。網(wǎng)表提取的主要工作是提取電路的線網(wǎng)（Net）、器件（Device）和器件屬性。網(wǎng)表比較本質(zhì)上是圖論中的圖同構(gòu)問題。

　　LVS的基本原理：在有初始匹配對的情況下通過跟蹤匹配更多的器件或線網(wǎng)；在沒有初始匹配對的情況下使用簽名劃分等方法獲得初始匹配對，然后再從初識匹配對出發(fā)繼續(xù)跟蹤。如此循環(huán)，直至版圖與電路圖全部匹配或無新的匹配對產(chǎn)生為止。對于未能匹配的器件和線網(wǎng)，嘗試根據(jù)其周圍環(huán)境進(jìn)行修復(fù)并進(jìn)行匹配；如果修復(fù)失敗，則作為錯誤寫出至報告中。

　　其中，簽名劃分方法是根據(jù)器件給每種器件賦予相應(yīng)簽名值，根據(jù)簽名值的不同將器件劃分成不同集合；根據(jù)線網(wǎng)與器件的連接關(guān)系，線網(wǎng)也會被賦予簽名值，劃分為不同集合。

　　圖5-118（a）為版圖提取網(wǎng)表，圖5-118（b）為由電路圖導(dǎo)出網(wǎng)表，LVS報告版圖存在一個開路錯誤。

　　3.電氣規(guī)則檢查（ERC）

　　ERC用于檢查版圖的電氣規(guī)則，如開路、短路、路徑檢查等。ERC基于版圖進(jìn)行建成區(qū)，不需要電路圖，可以快速檢查并直觀定位設(shè)計中存在的常見問題。通常ERC功能包含于LVS工具中。

　　4.版圖比對檢查（LVL）

　　LVL工具主要應(yīng)用在兩個方面：1）版圖改版時設(shè)計者需要借助LVL工具查看修改前后的差異；2）制版時版圖數(shù)據(jù)通常被扁平化，LVL工具用于比對版圖扁平化前后的差異。

　　LVL檢查涉及的關(guān)鍵技術(shù)有層次處理、掃描線算法、數(shù)據(jù)壓縮、并行計算等。另外，由于涉及的規(guī)則比較少，可以針對不同類型的版圖采用一些特殊的加速技巧。

　　工藝發(fā)展到40nm和更先進(jìn)的工藝后，因線距變小，層厚度也變小，線與周圍的環(huán)境以及線間耦合的影響變大，光學(xué)效應(yīng)的影響也凸顯出來。傳統(tǒng)的版圖驗證工具所采用的二維檢查技術(shù)已經(jīng)不能滿足檢查需求，需要利用三維和光學(xué)分析技術(shù)以處理各種效應(yīng)的影響，開發(fā)新的檢查功能，例如模式匹配（Pattern Match）、雙重/多重曝光（Double/MulTI- pattern）、智能啞元填充（Smart Fill）等。

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