專(zhuān)利名稱(chēng)：集成電路功能成品率估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IC (集成電路)制造中由隨機(jī)缺陷引起的功能成品率的估計(jì)，更確切地，是
確定制造工藝中隨機(jī)形狀的缺陷引起的芯片成品率損失的方法，其結(jié)果可用于預(yù)測(cè)和提高集 成電路芯片的成品率。
背景技術(shù)：
成品率估計(jì)是半導(dǎo)體制造廠獲利的重要指標(biāo)。對(duì)新引進(jìn)的工藝線(xiàn)，成品率一般只有20%。 為了保證制造廠的效益，應(yīng)快速分析成品率損失原因。而在成品率損失原因探詢(xún)中，成品率 的精確估計(jì)是前提。對(duì)成熟的工藝線(xiàn)，在芯片研制及批量生產(chǎn)之前，通過(guò)成品率的精確估計(jì)， 采取措施如改變版圖形狀、設(shè)計(jì)規(guī)則和工藝條件等可使成品率達(dá)到最大。
微粒造成缺陷是影響功能成品率的主要因素。無(wú)論IC工藝線(xiàn)的超凈環(huán)境和化學(xué)試劑超純 情況如何，落在圓片上的灰塵微?？偸谴嬖诘模@些分布在圓片表面的微粒作為阻光物，將 使光刻和金屬化工藝后形成多余和丟失物缺陷，引起IC短路或開(kāi)路，導(dǎo)致IC的功能失效。據(jù) 估計(jì)，在大規(guī)模的IC制造中，成品率損失的75%是由微粒缺陷引起的。 一般微粒缺陷的數(shù)量 隨其尺寸的減少而迅速增加，這給特征尺寸日益減小的器件設(shè)計(jì)生產(chǎn)帶來(lái)更嚴(yán)重的影響。
目前的功能成品率估計(jì)模型均假設(shè)缺陷輪廓為圓形，基于圓形缺陷輪廓的集成電路的功
能成品率模型用負(fù)二項(xiàng)分布描述為]^-f[" + ^二/"'。其中A")是第i'道工序與缺
陷粒徑大小和IC版圖有關(guān)的關(guān)鍵面積，A是第i'道工序的平均缺陷密度，a,是缺陷成團(tuán)系 數(shù)。
在上述模型的使用中，認(rèn)為缺陷粒徑呈隨機(jī)分布，缺陷輪廓為圓形。圓形的直徑可由如 下幾種模型獲得
(1) 最大圓最小圓模型圓直徑定義為缺陷的最大方向尺寸及最小方向尺寸。
(2) 平均圓模型圓直徑定義為缺陷方向尺寸的平均值。
(3)橢圓等效圓模型圓直徑定義為^V鈿oxWm/" +rfwax*^>^ax + ^z>2 其中缺陷的方向尺寸意義為對(duì)于一真實(shí)缺陷，沿參考方向夾角為《的方向上的兩條平 行線(xiàn)在保證與該缺陷相切的前提下所能達(dá)到的最大間距稱(chēng)為該缺陷在此方向上的尺寸，記為 c/^e人記oL和OL分別為缺陷在所有方向上的尺寸的最小值和最大值。oY"是以n為周 期的函數(shù)。
實(shí)際缺陷形狀是非規(guī)則的，上述圓形缺陷模型的實(shí)質(zhì)是用圓形缺陷輪廓代替非規(guī)則缺陷 輪廓，只是圓的直徑的確定不同而已。正是由于用圓缺陷模型代替非規(guī)則缺陷輪廓，使成品 率的估計(jì)出現(xiàn)誤差。另外，在當(dāng)今納米制造工藝下，使用的材料類(lèi)型迅速增長(zhǎng)，缺陷的類(lèi)型 和數(shù)量隨之增多。而在成品率的估計(jì)方法上，仍采用傳統(tǒng)的圓缺陷模型方法，其結(jié)果導(dǎo)致更 大的成品率估計(jì)誤差。綜上所述，迫切需要新的成品率估計(jì)方法以使成品率的估計(jì)更加精確。
發(fā)明的內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有方法的不足，提供一種集成電路功能成品率估計(jì)方法，使成 品率的估計(jì)更加精確，進(jìn)一步地為成品率提升鑒定基礎(chǔ)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案是對(duì)不同類(lèi)型的缺陷使用不同的成品率估計(jì)方法，以克服圓
缺陷模型帶來(lái)的成品率估計(jì)誤差，具體過(guò)程如下
a. 將待估計(jì)的集成電路各層平面版圖按線(xiàn)網(wǎng)編號(hào)；
b. 提取需要估計(jì)的平面版圖對(duì)應(yīng)的制造工序中的缺陷形狀特征； C.將提取的缺陷特征分為圓形輪廓、橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓三類(lèi)；
d. 分別計(jì)算圓形輪廓缺陷、橢圓輪廓缺陷和隨機(jī)輪廓缺陷在所選平面版圖上 的關(guān)鍵面積，并進(jìn)行求和，得到三類(lèi)缺陷在所選平面版圖上的總關(guān)鍵面積；
e. 根據(jù)求和數(shù)值按照常規(guī)方法估計(jì)所選平面版圖對(duì)應(yīng)工序的成品率及集成電
路的成品率。
上述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中步驟b所述的提取需要估計(jì)的制造工序中的
缺陷形狀，按如下過(guò)程進(jìn)行 bl.對(duì)包含缺陷的圖像進(jìn)行分割處理,使其成為二值缺陷b2.采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算消除缺陷內(nèi)部及外部噪音； b3.提取缺陷的邊界特征。
上述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中步驟c所述的將提取的缺陷特征分為圓形輪廓、 橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓，按如下過(guò)程進(jìn)行 Cl.由缺陷的邊界特征得到鏈碼； C2.由連碼提取缺陷的矩形度和圓形度； c3.由圓形度特征將缺陷分為圓形輪廓、 上述的集成電路功能成品率估計(jì)方法， 面版圖上的關(guān)鍵面積，按如下過(guò)程進(jìn)行 d21.對(duì)于所選平面版圖的相鄰導(dǎo)體線(xiàn)條，
版圖關(guān)鍵面積A^。rt。
橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓三類(lèi)。
其中步驟d所述的計(jì)算橢圓形輪廓缺陷在所選平 分別按照如下公式計(jì)算引起水平導(dǎo)體線(xiàn)條短路的
<formula>formula see original document page 7</formula>
a和6分別為橢圓的2個(gè)主半軸長(zhǎng)，^為其主軸與X軸正向夾角，S為線(xiàn)寬；(a,A《J為 橢圓缺陷的參數(shù)；Fa,ca5t-^s咸尸fl^co5"》^'/7Z^ ",:acos^ a = as7'/ e, A二Zw^ 《，"^力CM 0為橢圓缺陷參數(shù)的方程；L為導(dǎo)體線(xiàn)條的長(zhǎng)度，W為導(dǎo)體線(xiàn)條的寬度。
d22.對(duì)于所選平面版圖的相鄰導(dǎo)體線(xiàn)條，按如下公式計(jì)算引起垂直導(dǎo)體線(xiàn)條短路的版圖 關(guān)鍵面積A^^
<formula>formula see original document page 7</formula>(3)
其中a和6分別為橢圓的2個(gè)主半軸長(zhǎng)，^為其主軸與X軸正向夾角,c/^a,A "為橢圓缺
y二 ^cos"j0^r'/3t, ",-acos《，a^二as//7 6 , j0,=6sj';7 S, j0產(chǎn)Z cos 0為橢圓缺陷參數(shù) 方程為,，S為線(xiàn)寬，L為導(dǎo)體線(xiàn)條的長(zhǎng)，W為導(dǎo)體線(xiàn)條的寬度；
d23.對(duì)的dl步驟和d2步驟計(jì)算出關(guān)鍵面積A^。rt和A^。rt ，得到橢圓缺陷在所選版圖上 的關(guān)鍵面積。
上述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中步驟d所述的計(jì)算隨機(jī)輪廓缺陷在所選平面 版圖上的關(guān)鍵面積，按如下過(guò)程進(jìn)行
d31對(duì)于所選平面版圖的相鄰線(xiàn)網(wǎng)，引起兩根導(dǎo)體線(xiàn)條短路的關(guān)鍵面積AS(H,B,N,，N》 按如下公式進(jìn)行；
AS (H, B， N,, N2) = ASD(H, B, Nb N2)-ASD(H， B, N,' N2) n N'- ASD (H, B, N,, N2) nN2 其中AS""汲5,Tig =Z /"7^^, c/汲擬A Z^L47^n c/汲5" 歷為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算中的結(jié)構(gòu)元素， (a歷為缺陷的形心,M和M為導(dǎo)體線(xiàn)條在版圖上的線(xiàn)網(wǎng)， A 汲5,7^yVj為關(guān)鍵面積； d32.對(duì)d31步驟計(jì)算的各相鄰線(xiàn)網(wǎng)的關(guān)鍵面積求和，得到隨機(jī)缺陷在所選版圖上的關(guān) 鍵面積。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 本發(fā)明由于采用根據(jù)缺陷形狀特征對(duì)缺陷進(jìn)行分類(lèi)，使缺陷的表征更加精細(xì)。
2. 本發(fā)明由于在缺陷關(guān)鍵面積的計(jì)算中，對(duì)不同缺陷形狀采用不同的關(guān)鍵面積計(jì)算方 法，使關(guān)鍵面積的計(jì)算快速而精確。
3. 本發(fā)明由于對(duì)隨機(jī)形狀缺陷采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算計(jì)算關(guān)鍵面積，可適合不同形狀的 版圖的需求。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，提供了一種更加精確的集成電路成品率估計(jì)方法。
為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施
方式作以說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明成品率估計(jì)方法的流程圖； 圖2是本發(fā)明對(duì)缺陷的分類(lèi)圖3是本發(fā)明的版圖示意圖4是本發(fā)明用圓形缺陷輪廓在版圖上形成關(guān)鍵面積的計(jì)算示意圖； 圖5是本發(fā)明用橢圓形缺陷輪廓在版圖上形成關(guān)鍵面積的計(jì)算示意圖； 圖6是本發(fā)明用隨機(jī)形缺陷輪廓在版圖上形成關(guān)鍵面積的計(jì)算示意圖； 圖7是本發(fā)明所用的一幅實(shí)際平面版圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施的成品率估計(jì)方法是在已收集的與工藝功能成品率相關(guān)的缺陷特征參數(shù)基礎(chǔ) 上，對(duì)缺陷參數(shù)進(jìn)行分析，然后P據(jù)輸入集成電路芯片的版圖，估計(jì)不同工序?qū)拥墓δ艹善?率。與第/層工藝相關(guān)的功能成品率的缺陷特征參數(shù)一般包括缺陷形狀、缺陷密度f(wàn)t、缺陷 空間分布特性即缺陷成團(tuán)系數(shù)o,，這些參數(shù)被收集并存儲(chǔ)在工程數(shù)據(jù)庫(kù)中。本發(fā)明的實(shí)施例
是根據(jù)已分析的缺陷數(shù)據(jù)的類(lèi)型，即由一組公式，可精確估計(jì)集成電路的功能成品率，具體
過(guò)程如圖l。參照?qǐng)Dl，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的集成電路功能成品率估計(jì)方法的過(guò)程如下 第一步，將待估計(jì)的集成電路各層平面版圖按線(xiàn)網(wǎng)編號(hào)。
首先，將版圖解碼形成兩色的多層平面版圖；然后，將各層平面版圖轉(zhuǎn)化為二值圖；最 后，按列遞增的順序賦予二值圖中各連通區(qū)域即線(xiàn)網(wǎng)以編號(hào)，如圖3所示。圖3是已轉(zhuǎn)換的二 值平面版圖，有8個(gè)連通區(qū)域，即8個(gè)線(xiàn)網(wǎng)，其按列編號(hào)為1…8。
第二歩，提取需要估計(jì)的平面版圖對(duì)應(yīng)的制造工序中的缺陷形狀特征。
首先，對(duì)包含缺陷的灰度圖像利用直方圖取閾值法使其成為二值缺陷圖，對(duì)包含缺陷的 彩色圖像利用彩色模型進(jìn)行分色處理,使其成為二值缺陷圖；然后采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)開(kāi)閉運(yùn)算消
除缺陷內(nèi)外部噪音；最后利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)膨脹腐蝕運(yùn)算獲取缺陷的邊界特征，如圖2所示。
圖2由6個(gè)缺陷組成，6個(gè)缺陷分別由其邊界特征表示。 第三步對(duì)提取的缺陷進(jìn)行分類(lèi)
首先，由缺陷的邊界特征得到鏈碼；然后，由鏈碼提取缺陷的圓形度；最后，由圓形度
特征將缺陷分為圓形輪廓、橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓三類(lèi)，如圖2所示。圖2中的11和13屬于
橢圓輪廓圖，12屬于圓形輪廓，14， 15和16則屬于非規(guī)則缺陷輪廓。 第四步，計(jì)算各類(lèi)缺陷的關(guān)鍵面積
1.計(jì)算圓形缺陷輪廓在給定版圖上關(guān)鍵面積
對(duì)圓形輪廓缺陷，兩根導(dǎo)體線(xiàn)條短路的關(guān)鍵面積A(e),short(R)按如下公式計(jì)算
A(c)，short(R》
0 0SR^P (1)
(R-P)L P<R^W + 2P
(P + W)L R>W+2P
L為導(dǎo)體線(xiàn)條的長(zhǎng)度，W為導(dǎo)體線(xiàn)條的寬度、R為缺陷粒徑、P為導(dǎo)體線(xiàn)間距，參看圖4。圖4 中，41和42是兩根導(dǎo)體線(xiàn)條，44為缺陷輪廓，陰影43為關(guān)鍵面積。 計(jì)算圓形缺陷輪廓在所選版圖層的關(guān)鍵面積的過(guò)程如下
首先，對(duì)所選版圖上的各相鄰導(dǎo)體線(xiàn)條，按照(1)式分別計(jì)算其關(guān)鍵面積；然后將各關(guān) 鍵面積求和，得圓形缺陷在到所選版圖層的關(guān)鍵面積；最后，如果所選版圖對(duì)應(yīng)的工序?qū)拥?圓形缺陷有多個(gè)，則分別按上述方法計(jì)算各圓形缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積，并將所有圓 形缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積求和，得到圓形缺陷對(duì)所選版圖層的關(guān)鍵面積AC。
參考圖2的圓形缺陷22和圖3的版圖，用公式(1)分別計(jì)算22對(duì)圖3上兩兩相鄰的導(dǎo) 體線(xiàn)網(wǎng)的短路關(guān)鍵面積，即計(jì)算線(xiàn)網(wǎng)1和2， 2和3，…，7和8的關(guān)鍵面積，再將其關(guān)鍵面積 求和，就得到圓形缺陷輪廓對(duì)單層版圖的關(guān)鍵面積AC。
2.計(jì)算橢圓形缺陷在給定版圖上的關(guān)鍵面積
橢圓形輪廓缺陷引起水平導(dǎo)體線(xiàn)條短路和引起垂直布線(xiàn)的導(dǎo)體線(xiàn)條短路的關(guān)鍵面積分別 計(jì)算。 (1).對(duì)于所選平面版圖層的相鄰導(dǎo)體線(xiàn)條，按照如下公式計(jì)算橢圓缺陷引起水平導(dǎo)體 線(xiàn)條短路的版圖關(guān)鍵面積A^。rt 。
Ashhcort(a，b,e):
c,+c，+c,
(S+W)L
S〈y,—少^W + 2S (2) y -y >W + 2S
其中 C2^^-h-S/Z—2<%- "
cl = c3 = ^^^Va,a 2+卩,卩J - ^VaA + P,aJ +
4
7~
2
a和6分別為橢圓的2個(gè)主半軸長(zhǎng)，9為其主軸與X軸正向夾角，S為線(xiàn)寬；(s,A e^為橢 圓缺陷的參數(shù)；Fa,casn^7'《尸 "，s"^57'/ t, o'^acas^ a^:asi/ (9, "產(chǎn)力W/7^ y^^cas ^為橢圓缺陷參數(shù)的方程；L為導(dǎo)體線(xiàn)條的長(zhǎng)度，W為導(dǎo)體線(xiàn)條的寬度。 (2).對(duì)于所選平面版圖的相鄰導(dǎo)體線(xiàn)條，按如下公式計(jì)算引起垂直導(dǎo)體線(xiàn)條短路的版 圖關(guān)鍵面積A^。rt
A:t(a,b,e)
0 、
CS+W)L
0一-x^S
S<x -x SW+2S (3) x -x >W+2S
1 3
某^a和6分別為橢圓的2個(gè)主半軸長(zhǎng)，《為其主軸與X軸正向夾角,W為橢圓缺
P包，義二 Q^COSt—P ,57'/7t, Oncost+ "257'/7t , 。 , = SCO 《， <7 = a J'/7 61, A/二/^s//7
",4cose為橢圓缺陷參數(shù)方程為；S為線(xiàn)寬，L為導(dǎo)體線(xiàn)條的長(zhǎng)，W為導(dǎo)體線(xiàn)條的寬度。 參看圖5，圖5中，51和53是兩根導(dǎo)體線(xiàn)條；52為缺陷輪廓，陰影54為關(guān)鍵面積。
(3).計(jì)算橢圓形缺陷輪廓在所選版圖層的關(guān)鍵面積 首先，對(duì)上述計(jì)算出的關(guān)鍵面積A^。rt和Aa。rt求和，得到單個(gè)橢圓缺陷在所選版圖上
鍵面積，并將各關(guān)鍵面積求和，得到橢圓缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積。
參考圖2的橢圓形缺陷21、橢圓形缺陷23和圖3的版圖，則用公式(3)分別計(jì)算21 對(duì)圖3上兩兩相鄰的線(xiàn)網(wǎng)的短路關(guān)鍵面積，即計(jì)算線(xiàn)網(wǎng)1和2， 2和3，…，7和8的關(guān)鍵面積， 再將其關(guān)鍵面積求和，就得到橢圓形缺陷21對(duì)單層版圖的關(guān)鍵面積AE1。使用同樣的步驟， 可以獲得橢圓形缺陷23對(duì)圖3的關(guān)鍵面積AE2。 AE1和AE2之和即為圖2中橢圓缺陷對(duì)圖3 版圖的關(guān)鍵面積AE。
3.計(jì)算隨機(jī)形缺陷輪廓在給定版圖上的關(guān)鍵面積。
對(duì)于所選平面版圖的相鄰線(xiàn)網(wǎng)，引起兩根導(dǎo)體線(xiàn)條短路的關(guān)鍵面積AS(H， B, N,, N》按如下 公式進(jìn)行
AS (H， B, N，N2) = ASD (H, B, N,' N》-ASD (H' B, N', N2)門(mén)N,- ASD (H， B, N'， N2) n N2 (4) 其中ASD(H， B, Nb N2) =DILATE(N,, d(H, B) n DILATE(N,，d(H,B)) ; d(H, B)為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn) 算中的結(jié)構(gòu)元素；(H, B)為缺陷的形心,N,和N2為導(dǎo)體線(xiàn)條在版圖上的線(xiàn)網(wǎng)；AS(H， B, N,, N2) 為關(guān)鍵面積，如圖6所示。
參見(jiàn)圖6， 61和62是兩根導(dǎo)體線(xiàn)條，63為缺陷輪廓，陰影64為關(guān)鍵面積。將相鄰 的線(xiàn)網(wǎng)上的關(guān)鍵面積求和，得到單個(gè)隨機(jī)缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積。對(duì)于多個(gè)隨機(jī) 缺陷，分別計(jì)算各隨機(jī)缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積，然后，將各關(guān)鍵面積求和，得到 隨機(jī)缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積。例如對(duì)于圖2的隨機(jī)形缺陷24和圖3的版圖，則用 上述(4)式分別計(jì)算缺陷圖24對(duì)圖3上兩兩相鄰的線(xiàn)網(wǎng)的短路關(guān)鍵面積，即計(jì)算線(xiàn)網(wǎng) l和2， 2和3，…，7和8的關(guān)鍵面積，再將其關(guān)鍵面積求和，就得到隨機(jī)形缺陷輪廓對(duì) 所選版圖的關(guān)鍵面積AA1。使用同樣的步驟，可以獲得圖2中隨機(jī)缺陷25和26對(duì)于圖3 版圖的關(guān)鍵面積AA2和AA3。 AA1、 AA2和AA3之和即為圖2中隨機(jī)缺陷對(duì)圖20版圖的關(guān) 鍵面積AA。
第五步估計(jì)集成電路的成品率。
首先，將不同類(lèi)型缺陷對(duì)所選版圖層的關(guān)鍵面積求和，得到整個(gè)缺陷對(duì)所選版圖層的關(guān) 鍵面積；然后，利用公式)；-" + M^廠'估計(jì)所選版圖層對(duì)應(yīng)工序的成品率，式中A.""是
鍵面積；然后，利用公式",="+ ^^廣'估計(jì)所選版圖層對(duì)應(yīng)工序的成品率，式中A""是 第i道工序與缺陷和版圖有關(guān)的關(guān)鍵面積，A是第i'道工序的平均缺陷密度，a,是缺陷成團(tuán)系
數(shù)；最后，各工序?qū)拥某善仿是蠓e即>;=^4就可獲得集成電路總的功能成品率的估計(jì)值 r，其中妙制造中的工序數(shù)。
參考圖2的缺陷和圖3的版圖，圓缺陷的關(guān)鍵面積AC、橢圓缺陷的關(guān)鍵面積AE、隨機(jī)缺陷 的關(guān)鍵面積AA之和就是缺陷圖2對(duì)版圖3的關(guān)鍵面積^c，利用]^ = ^7_^^i/^可估計(jì)版圖3
對(duì)應(yīng)工序的成品率，其中D^為缺陷密度，02 為缺陷成團(tuán)系數(shù)。
下面以單層二值平面版圖如圖7所示為例進(jìn)一歩說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程。
第一步，獲得版圖7的線(xiàn)網(wǎng)編號(hào)和數(shù)量，圖7有158個(gè)連通區(qū)域，g卩158個(gè)線(xiàn)網(wǎng)，其按列編
號(hào)為1…158。
第二步，提取需要估計(jì)的平面版圖對(duì)應(yīng)的制造工序中的缺陷形狀特征。在提取形狀特征 時(shí)，采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算消除缺陷外部噪音，其結(jié)構(gòu)元素取值為V(K)氣1…11①)t ， H(K)=( 1…1)，其中①表示原點(diǎn)位置，K表示行和列元素的個(gè)數(shù)；采用形態(tài)學(xué)連續(xù)膨脹 運(yùn)算來(lái)填補(bǔ)小洞噪音，膨脹時(shí)的結(jié)構(gòu)元素選取為E-3S方形結(jié)構(gòu)元素，對(duì)膨脹后的結(jié)果再利 用相同的結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行相同次數(shù)腐蝕運(yùn)算，就可提取到缺陷的完整輪廓；最后利用 ED(X)-X-(X0E)得到缺陷的邊界，其中X為缺陷，ED(X)為缺陷邊界，XOE為缺陷X對(duì)結(jié)構(gòu) 元素的腐蝕運(yùn)算，E為3申3的方形結(jié)構(gòu)元素。
第三步，獲得缺陷的鏈碼和形狀。本發(fā)明中缺陷的鏈碼采用8方向碼表示，其8個(gè)方向用 0…7表示。例如，某缺陷其鏈碼如下
Chain code :000000000007666666767777767 66777767067776777 676666776706666776776766676666676666766666667076767 6 6 7 7 7 7 7 6 6 6 6 6 7 6 6 7 6 7 6 7 6 7 7 6 7 7 6 7 7 6 6 6 6 6 6 4 5 6 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4" 2 3 4 3 4 4 4 2 3 3 3 3 2 3 3 2 3 3 3 2 2 2 3 3 2 2 3 3 2 3 3 3 2 2 2 3 4 4 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2 3 4 4"2232222210133222221223322222222122121342223342334 "42332322222132232232223223322222
由缺陷的鏈碼采用式R = AREA/Ar獲得缺陷得圓形度，其中R表示缺陷的圓形度，AREA為缺 陷的面積，由下式獲得，AREA-tA^々Yw+Yj戶(hù)e2 。進(jìn)一步地，由R將缺陷分類(lèi)為圓
形、橢圓或者其它形狀。
第四步，計(jì)算各類(lèi)缺陷的關(guān)鍵面積和估計(jì)所選版圖成品率。
取一組缺陷9個(gè)，其中圓形缺陷2個(gè)，橢圓缺陷6個(gè)，隨機(jī)缺陷1個(gè)，則利用上述不同 的關(guān)鍵面積計(jì)算模型，利用上述不同的圓缺陷模型，分別計(jì)算其在圖7所示版圖上的關(guān)鍵面 積，其值為圓缺陷的關(guān)鍵面積總和為1.2689+005 um2,橢圓缺陷的關(guān)鍵面積總和為 6. 3972+005啦2隨機(jī)缺陷的關(guān)鍵面積為7. 4571+004 um2，那么缺陷在版圖上的總關(guān)鍵面積為 8.4118+005 um2。若設(shè)缺陷密度為D為1.887*10—8個(gè)/um2， a為0. 015，則與所選版圖對(duì)應(yīng) 工序的估計(jì)成品率為91. 13%.
對(duì)于多層版圖，重復(fù)利用上述步驟，可估計(jì)不同工序?qū)拥某善仿?，然后將各層成品率的?計(jì)值求積就可獲得整個(gè)集成電路的估計(jì)成品率。
權(quán)利要求
1.一種集成電路功能成品率估計(jì)方法，包括如下過(guò)程a.將待估計(jì)的集成電路各層平面版圖按線(xiàn)網(wǎng)編號(hào)；b.提取需要估計(jì)的平面版圖對(duì)應(yīng)的制造工序中的缺陷形狀特征；c.將提取的缺陷特征分為圓形輪廓、橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓三類(lèi)；d.分別計(jì)算圓形輪廓缺陷、橢圓輪廓缺陷和隨機(jī)輪廓缺陷在所選平面版圖上的關(guān)鍵面積，并進(jìn)行求和，得到三類(lèi)缺陷在所選平面版圖上的總關(guān)鍵面積；e.根據(jù)求和數(shù)值按照常規(guī)方法估計(jì)所選平面版圖對(duì)應(yīng)工序的成品率及集成電路的成品率。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中步驟a所述的將待估 計(jì)的集成電路各層平面版圖按線(xiàn)網(wǎng)編號(hào)，按如下過(guò)程進(jìn)行 al.將版圖解碼形成兩色的多層平面版圖； a2.將各層平面版圖轉(zhuǎn)化為二值圖；a3.按列遞增的順序賦予二值圖中各連通區(qū)域即線(xiàn)網(wǎng)以編號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中歩驟b所述的提取需要 估計(jì)的制造工序中的缺陷形狀，按如下過(guò)程進(jìn)行-bl.對(duì)包含缺陷的圖像進(jìn)行分割處理，使其成為二值缺陷圖； b2.采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算消除缺陷內(nèi)部及外部噪音； b3.提取缺陷的邊界特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中步驟c所述的將 提取的缺陷特征分為圓形輪廓、橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓，按如下過(guò)程進(jìn)行Cl.由缺陷的邊界特征得到鏈碼；C2.由連碼提取缺陷的矩形度和圓形度；c3.由圓形度特征將缺陷分為圓形輪廓、橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓三類(lèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中步驟d所述的計(jì)算橢 圓形輪廓缺陷在所選平面版圖上的關(guān)鍵面積，按如下過(guò)程進(jìn)行d21.對(duì)于所選平面版圖的相鄰導(dǎo)體線(xiàn)條，分別按照如下公式計(jì)算引起水平導(dǎo)體線(xiàn)條短路的版圖關(guān)鍵面積A^。rt ,Astrt(a，b，e)=Cj +c2+c3 (S+W)Ly -y >W + 2S -1 。其中& = OW廣 X』cl = C3 =--L「a,a2+p,pj —^~^a,(^ +P,aJ +43和6分別為橢圓的2個(gè)主半軸長(zhǎng)，6為其主軸與X軸正向夾角，S為線(xiàn)寬；(a, & 為橢圓缺陷的參數(shù)；；r-",cost—》,57'/7t, /二 a^casz^j^67'/ t, a,二3Cos a,=aw'/7^ ",fei/7^ ^,4cose為橢圓缺陷參數(shù)的方程；L為導(dǎo)體線(xiàn)條的長(zhǎng)度， W為導(dǎo)體線(xiàn)條的寬度；d22.對(duì)于所選平面版圖的相鄰導(dǎo)體線(xiàn)條，按如下公式計(jì)算引起垂直導(dǎo)體線(xiàn)條短路的 1K圖關(guān)鍵面積A^。rtA:"(a，b，e)0(S+W)LS<x —x SW +2Sx -x >W+2S1 3其中a和6分別為橢圓的2個(gè)主半軸長(zhǎng)，^為其主軸與X軸正向夾角,t/^Z;,"為 橢圓缺陷，"= ca^-",s/77t, 缺陷參數(shù)方程為；S為線(xiàn)寬，L為導(dǎo)體線(xiàn)條的長(zhǎng)，W為導(dǎo)體線(xiàn)條的寬度； d23.對(duì)dl步驟和d2步驟計(jì)算出關(guān)鍵面積Ashhe。rt和Ajhe。rt求和，得到橢圓缺陷在所 選版圖上的關(guān)鍵面積；d24.對(duì)包含多個(gè)橢圓缺陷的工序?qū)?，分別計(jì)算各橢圓缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面 積，并將各關(guān)鍵面積求和，得到橢圓缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中步驟d所述的計(jì)算隨 機(jī)輪廓缺陷在所選平面版圖上的關(guān)鍵面積，按如下過(guò)程進(jìn)行d31對(duì)于所選平面版圖的相鄰線(xiàn)網(wǎng)，引起兩根導(dǎo)體線(xiàn)條短路的關(guān)鍵面積 AS(H, B， N'， N2)按如下公式進(jìn)行；AS(H,B，N,'N2) = ASD(H'B，N,，N2)-ASD(H,B'Ni,N2)門(mén)N'- ASD(H, B, N,, N2) HN2 其中ASD(H， B, Nb N2) =DILATE(Ni, d(H, B) n DILATE (N2, d(H， B)) d(H, B)為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算中的結(jié)構(gòu)元素， (H> B)為缺陷的形心,N,和N2為導(dǎo)體線(xiàn)條在版圖上的線(xiàn)網(wǎng)， AS(H, B,N,N2)為關(guān)鍵面積； d32.對(duì)d31步驟計(jì)算的各相鄰線(xiàn)網(wǎng)的關(guān)鍵面積求和，得到單個(gè)隨機(jī)缺陷在所選版 圖上的關(guān)鍵面積；d33.對(duì)于多個(gè)隨機(jī)缺陷，分別計(jì)算各隨機(jī)缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積，再將各 關(guān)鍵面積求和，得到隨機(jī)缺陷在所選版圖上的關(guān)鍵面積。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成電路功能成品率估計(jì)方法，其中分割處理包括對(duì)灰度 圖像的分割和彩色圖像的分割，即對(duì)包含缺陷的灰度圖像利用直方圖取閾值法使其成為二 值缺陷圖，對(duì)包含缺陷的彩色圖像利用彩色模型進(jìn)行分色處理,使其成為二值缺陷圖。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集成電路功能成品率估計(jì)方法，主要解決現(xiàn)有估計(jì)方法精確度低的問(wèn)題。本發(fā)明采用對(duì)不同類(lèi)型的缺陷使用不同的成品率估計(jì)方法，具體過(guò)程是將待估計(jì)的集成電路各層平面版圖按線(xiàn)網(wǎng)編號(hào)；提取需要估計(jì)的平面版圖對(duì)應(yīng)的制造工序中的缺陷形狀特征；將提取的缺陷特征分為圓形輪廓、橢圓輪廓和隨機(jī)輪廓三類(lèi)；分別計(jì)算圓形輪廓缺陷、橢圓輪廓缺陷和隨機(jī)輪廓缺陷在所選平面版圖上的關(guān)鍵面積，并進(jìn)行求和，得到三類(lèi)缺陷在所選平面版圖上的總關(guān)鍵面積；根據(jù)求和數(shù)值按照常規(guī)方法估計(jì)所選平面版圖對(duì)應(yīng)工序的成品率及集成電路的成品率。本發(fā)明具有估計(jì)精確度高的優(yōu)點(diǎn)，可用于確定制造工藝中由隨機(jī)形狀的缺陷引起的芯片成品率損失估計(jì)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101178809SQ200710018858
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者任春麗, 海 周, 孫曉麗, 宇 張, 張俊明, 王俊平, 王瑞巖, 躍 郝, 郭清衍, 鐵滿(mǎn)霞 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)