可制造性設(shè)計(jì)(DFM)的關(guān)鍵圖形匹配方法的分析和實(shí)踐.pdf

1、從1958年產(chǎn)生第一個(gè)集成電路開(kāi)始,集成電路都一直以極其高的速度在發(fā)展,集成電路的集成度(每個(gè)微電子芯片上集成的器件數(shù)),每隔2年左右的時(shí)間就翻一番。同樣,由集成電路發(fā)展的歷史來(lái)看,它的制作工藝中的特征線(xiàn)寬,則相對(duì)應(yīng)的每過(guò)一代縮小30％。隨著半導(dǎo)體工業(yè)進(jìn)入0.13微米工藝、90納米工藝、以及65納米,甚至更小工藝的發(fā)展趨勢(shì),良率問(wèn)題越顯突出。如何快速提高良率是納米級(jí)半導(dǎo)體制造所面臨的最大挑戰(zhàn)之一,特別是采用新型的復(fù)雜設(shè)計(jì)和納米技術(shù)時(shí),良

2、率問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜。要想提高良率就必須先找到影響良率的原因,造成良率損失的原因很多,通常生產(chǎn)設(shè)備的錯(cuò)誤操作會(huì)影響良率,電路設(shè)計(jì)的缺陷會(huì)影響良率,不適當(dāng)?shù)膱D形增強(qiáng)技術(shù)會(huì)影響良率等等,本論文中把這些圖形統(tǒng)稱(chēng)之為關(guān)鍵圖形。而作為量產(chǎn)良率診斷(VolumeYieldDiagnostics)主要關(guān)心的還是圖形設(shè)計(jì)系統(tǒng)缺陷所造成的良率損失,因?yàn)閳D形設(shè)計(jì)系統(tǒng)缺陷比隨機(jī)缺陷多得多,而且更難解決。晶片檢測(cè)設(shè)備可以在晶片中進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,發(fā)現(xiàn)并且報(bào)告缺陷,分析

3、人員需要對(duì)每個(gè)缺陷進(jìn)行分析和分類(lèi),對(duì)于大部分圖形設(shè)計(jì)系統(tǒng)缺陷圖形失效率一般不是百分之百,對(duì)于某個(gè)缺陷是不是圖形設(shè)計(jì)系統(tǒng)缺陷就很難確定,只有發(fā)現(xiàn)和積累這些圖形,制作專(zhuān)門(mén)的測(cè)試版圖并調(diào)節(jié)設(shè)置不同的工藝參數(shù),才能最后確認(rèn),這些都是很昂貴的。在現(xiàn)有的版圖中快速的找到這些圖形,進(jìn)行定位掃描和分析,那就更現(xiàn)實(shí)些。再如,已經(jīng)確認(rèn)某一圖形設(shè)計(jì)系統(tǒng)缺陷和分析出了當(dāng)中的主要圖形,我們通過(guò)圖形修正可以彌補(bǔ)缺陷,那么能夠快速的找到這些圖形也成為關(guān)鍵。本論文根據(jù)

4、關(guān)鍵圖形查找的需要主要研究了以下幾點(diǎn)內(nèi)容:1、根據(jù)關(guān)鍵圖形的形狀,提出一整套圖形定義的方法,方便了圖形描述。2、提出和解決了多層復(fù)雜二維圖形查找問(wèn)題的方法,提高了圖形查找方法的效率。3、將研究開(kāi)發(fā)的軟件與晶片檢測(cè)設(shè)備綁定,提高設(shè)備利用率。本論文首先研究提出了一整套圖形定義的方法,根據(jù)多邊形的形狀給出了直觀(guān)形象的圖形描述。并在此基礎(chǔ)上建立了兩種查找圖形的算法:基于參數(shù)設(shè)置的查找和圖形匹配查找。對(duì)于復(fù)雜的關(guān)鍵圖形查找,還可再細(xì)分為含有完整多

5、邊形的和只含有殘缺多邊形的,對(duì)于含有完整多邊形的還可細(xì)分為只含有一個(gè)和含有多個(gè)的。這些高效的查找算法解決了當(dāng)前電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化圖形查找中難以解決的二維圖形定義和查找問(wèn)題,甚至解決了多層復(fù)雜二維圖形定義和查找問(wèn)題,更加提高了查找方法的速度。對(duì)于每一種查找算法,都需要建立相應(yīng)的圖形描述語(yǔ)言。針對(duì)完整多邊形查找的方法,本論文采用角度片段序列的圖形描述語(yǔ)言;而對(duì)于殘缺多邊形查找算法,本論文提出了一種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述圖形,稱(chēng)為邊結(jié)構(gòu),建立以后可以

6、反復(fù)利用、也可以相互合并和相互拆分,甚至可以做到部分片斷匹配,它將邊在數(shù)學(xué)表達(dá)式中的表述方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起,在數(shù)據(jù)查找和匹配的效率和準(zhǔn)確性上都有很大的提高。對(duì)于這些圖形描述語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),本論文也進(jìn)行了具體的介紹和優(yōu)缺點(diǎn)分析,以及它們?cè)趹?yīng)用的不同之處。本論文首先通過(guò)對(duì)良率損失的分析,掌握由圖形造成良率損失的主要因素,從而得到量產(chǎn)良率診斷的關(guān)鍵圖形的相關(guān)數(shù)據(jù),再通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件編程的方法對(duì)關(guān)鍵圖形進(jìn)行參數(shù)和圖形提取,從而實(shí)現(xiàn)能夠讓芯

7、片設(shè)計(jì)者在芯片設(shè)計(jì)重復(fù)的早期就發(fā)現(xiàn)和避免這些關(guān)鍵圖形,進(jìn)而提高芯片良率。同樣通過(guò)參數(shù)設(shè)置和圖形匹配,本項(xiàng)研究可以按照版圖掃描設(shè)備的需求,對(duì)一些低敏感圖形進(jìn)行辨別,從而對(duì)此類(lèi)圖形采取跳過(guò)或放寬掃描參數(shù)的設(shè)置,避免假缺陷圖形的引入對(duì)于良率分析工作量的增加,提高設(shè)備利用率。本論文研究中開(kāi)發(fā)的軟件可以與晶片檢測(cè)設(shè)備綁定,對(duì)檢測(cè)圖形進(jìn)行在線(xiàn)分析,大大提高了設(shè)備的利用率。經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)和集成調(diào)試,這些算法已經(jīng)集成到某電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electroni