用於設計集成電路的方法、設備以及電腦程式產品的製作方法

2023-06-04 10:17:51

專利名稱：用於設計集成電路的方法、設備以及電腦程式產品的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及半導體設計和，更具體而言，涉及對於這樣的設計的 關鍵面積的顯示和修改。
背景技術：
對於半導體工業，準確的預測和改善特定製造工藝的晶片成品率的能力 變得日益重要。成品率預測用於投標和產能確定，因此，直接和生產設備 的盈利率掛鈎。明顯地，改善成品率的能力是希望的。成品率預測的一個方面是確定設計對於由灰塵、材料和設備引入的微粒 汙染物導致的隨機缺陷的敏感度。在過去的三十年中，半導體工業使用隨 機缺陷成品率預測建模來確定設計對微粒汙染物的敏感度。隨機缺陷建模的中心概念是關鍵面積(critical area)的概念，該關鍵 面積為這樣的量化，其量化了半導體設計的哪些部分對於來自微粒汙染物 的特定缺陷失效機制是敏感的。這些微粒汙染物可產生導致不同導電區域 之間的短路的多餘(extra)材料缺陷，和導致開路的缺失(missing)材料 缺陷。可以使用設計的關鍵面積與各種隨機缺陷成品率預測建模技術例如蒙 特卡洛(Monte Carlo )和形狀移動以確定設計對由微粒汙染物所導致的缺 陷失效的敏感度。儘管這些技術為設計者提供了設計對微粒缺陷失效有多麼敏感的信息， 但它們不能提供關於可以如何通過設計的版圖形狀邊緣改善設計的敏感度 的任何信息。因此，具有這樣的一種方法、系統、以及電腦程式產品將是明顯有 益的，所述方法、系統、以及電腦程式產品能以允許設計者改善設計對於各種類型的失效的敏感度的方式提供用於缺陷的設計的關鍵面積和涉及 版圖形狀邊緣的信息。發明內容在一個方面中，本發明是一種設計集成電路的方法。所述方法包括這樣的步驟產生Voronoi圖以表示集成電路的設計的關鍵面積，所述 Voronoi圖具有一個或多個等分線，其中所述一個或多個等分線中的每一 個等分線表示在所述設計的一個或多個對應的邊緣之間的相互作用。所述 方法還包括這樣的步驟視覺識別所述一個或多個對應的邊緣的部分以及 它們彼此的相互作用。


通過結合附帶的說明並參考附圖可較好地理解本發明，並且其優點對 本領域技術人員將變得更顯而易見。圖l是示例了增加了材料但未造成故障的一些微粒的圖；圖2是示例了開放(open)類型故障的圖；圖3是示例了過孔阻擋(block)類型故障的圖；圖4是示例了兩個線網(net) A和B以及用於點(x， y)的關鍵面積 的圖；圖5是示例了具有在邊緣A與多個相互作用的邊緣之間出現的由圓圏 所指示的開放的單個線網的圖；圖6是示例了具有一對線網A和B的設計的圖，該對線網A和B由 具有可以彼此相互作用的邊緣的形狀所限定；圖7是根據本發明的教導示例了用於圖6的線網A和B之間的短路的 Voronoi區域的實例的圖；圖8是根據本發明的教導示例了線網A和B上的相互作用的邊緣的一 部分的圖；圖9是根據本發明的教導關於選擇的產生器更詳細地示例了圖8的Voronoi區域的實例的圖；圖10是根據本發明的教導示例了具有用於形成產生器的相互作用的邊緣的視覺指示的圖9的Voronoi區域的圖；圖11是根據本發明的教導示例了用於短路的高貢獻誤差矢量的圖； 圖12是根據本發明的教導示例了用於開路的高貢獻誤差矢量的圖；以及圖13是根據本發明的教導示例了可進行設計的相互作用的邊緣的視 覺指示的計算機系統的框圖。
具體實施方式
本發明是一種方法、設備、以及電腦程式產品，其用於視覺指示有 助於限定關鍵面積圖形的設計的一個或多個邊緣之間的相互作用。更具體 而言，產生了用於設計的Voronoi圖並將其等分線分配到一個或多個相互 作用的邊緣。使用這些等分線以產生識別彼此相互作用的邊緣的部分的多 邊型區域。根據預定的標準向設計者提供視覺提示，該視覺提示指示了相 互作用的嚴重程度。故障的類型關鍵面積是這樣的量化，其量化了半導體晶片的哪些部分對於具體缺 陷失效機制是敏感的，並用於預測歸因於作為特定故障機制的函數的隨機 缺陷的晶片的成品率損失。故障機制被定義為方式，其中隨機缺陷造成了 基於觸發版圖邊緣的類型的故障(對操作的晶片的電擊穿(disruption))。 增加材料或導致缺失材料的外來物質造成故障，例如下面所描述的那些。圖l是示出了微粒可以怎樣接觸線網而不會造成故障的圖。更具體而 言，；微粒200接觸線網114並將線網114的一部分短路到另一部分，但其 未改變預期的電學特性(即電流仍如所希望的流動)。然而，微粒202， 產生了稱為"短路"的類型的故障，因為其接觸並將兩個不同的線網116 和114彼此耦合。當外來微粒從希望的位置去除了足夠的材料以至造成了如圖2所示例的線網的徹底中斷時，便發生了稱為"開放"的另一類型的故障。在實例中，微粒303去除了足夠的材料以完全中斷線網114。由微粒300去除的 材料僅僅部分中斷線網114，因此沒有產生故障。當微粒增加了足夠的材料以至於如圖3所示完全阻擋了過孔或接觸時， 便產生"過孔阻擋"故障。更具體而言，微粒406完全阻擋了過孔402生 成了過孔阻擋，而孩￡粒400僅僅部分地阻擋了過孔404。 關鍵面積提取關鍵面積是這樣的量化，其量化了半導體晶片的哪些部分對具體的缺 陷失效機制是敏感的，並且關鍵面積用於預測晶片成品率的損失，該損失 歸因於作為特定故障機制的函數的隨機缺陷。一種用於確定關鍵面積的這樣的技術是Voronoi圖。Voronoi圖概念 上採用了平面中的一組形狀並將該平面分割成區域，每一個區域都具有這 樣的特性，區域中所有的點與某特定特性的最近的形狀邊緣有關。基於電路設計並在合適的幾何結構下，可以以被很好公知並理解的方 式(例如，參見美國專利Nos. 6,317,859、 6，247，853以及6,178,539 )構建 Voronoi圖以建模由多餘材料和缺失材料所導致的故障的影響。雖然Voronoi圖為版圖中的區域示例了關鍵面積，但是其無法向設計 者指示為了改善設計的目的怎樣將關鍵面積與版圖形狀邊緣相聯繫。本發 明使用Voronoi圖並結合附加的信息以通知設計者下述的關係。例如，圖4示例了兩個線網A和B以及圓502所示出的用於點(x， y) 的關鍵面積。通過從邊緣B延伸的雙向箭頭指出了與線網B的邊緣B相互 作用的線網A的每一個邊緣。現在假設在點(x, y)上的故障導致了短路。 沒有任何進一步的信息，設計者無法確定加寬或改變哪個相互作用的邊緣 以改善關鍵面積。在另一實例中，圖5示例了單個的線網，其具有可在邊緣A與多個相 關的邊緣之間發生的由圓所指示的開放。再一次，沒有進一步的信息，設 計者無法確定邊緣A的什麼部分應該被移動或者被另外改變以改善關鍵面 積。通過將Voronoi區域的關鍵面積以按比例的方式分配到其等分線的子 集(此後稱為"產生器")，本發明提供了該附加的信息。產生器是在Voronoi 區域內通過其測量距離的等分線。如下面結合圖6和圖7所更詳細解釋的， 產生器與相互作用的形狀邊緣的對相關，該相互作用的形狀邊緣的對涉及 設計內的特定故障類型。現在參考圖6，示出了示例了一對線網A和B的設計的圖，該對線網 A和B由具有可以彼此相互作用的邊緣的形狀所限定。線網B包括邊緣 720、 718以及邊緣B。線網A包括邊緣704到715。現在參考圖7，根據本發明的教導示出了示例了用於圖6的線網A與 B之間的短路的Voronoi區域700的實例的圖。儘管圖7的實例是用於短 路的，但應該理解，相同的方法和分析同樣可應用於開放和過孔阻擋。使 用被公知並理解的技術(例如，在此引作參考的美國專利Nos.6，317，859、 6，247，853，、以及6，187，539)由圖6的形狀構建Voronoi圖。在該實例中， Voronoi區域700與邊緣B相關並具有與邊緣704、 706、 708以及710相 關的鄰近的Voronoi區域，該鄰近的Voronoi區域^L識別為對應的區域 704-710。現在參考圖8,根據本發明的教導示出了示例了線網A和B上的相互 作用的邊緣的一部分的圖。使用雙向箭頭以識別與Voronoi區域700相關 的線網A和B上的相互作用的邊緣。例如，雙向箭頭724接觸線網A的 邊緣706和線網B的邊緣B。將每一個雙向箭頭通過的劃界Voronoi區域 700的等分線識別為產生器。可以很好地理解，面的關鍵面積是界定面的每一個等分線的累積的關 鍵面積貢獻。產生器，其一旦根據本發明的教導被識別，就代表了這些等 分線的子集。為了關鍵面積顯示的目的向其分配每一個產生器(由此相關 的邊緣相互作用)的關鍵面積是Voronoi區域的總關鍵面積乘以相對於在 面周圍的所有產生器的關鍵面積貢獻之和的該產生器的百分比關鍵面積貢獻。通常，每一個產生器界定了兩個Voronoi區域並可以求和來自兩個區 域(如剛剛描述的)的分配的關鍵面積以生成到產生器和相關的邊緣相互作用的最終的關鍵面積分配。現在參考圖9，根據本發明的教導示出了關於選擇的產生器804更詳 細地示例了圖8的Voronoi區域700的實例的圖。在該實例中，通過雙向 箭頭724所標註的邊緣706和邊緣B的相互作用形成產生器804。根據本 發明的教導，分配產生器804這樣的關鍵面積，該關鍵面積等於Voronoi 區域700的關鍵面積乘以產生器804的關鍵面積貢獻並除以界定Voronoi 區域700的所有產生器的關鍵面積貢獻。為確定可以修改的設計中的形狀邊緣的各部分以改善關鍵面積，由在 產生器804的權重(weight)內所包含的產生器804周圍的一組點的輪廓 產生多邊形區域802，點的權重為其到相互作用的邊緣706或邊緣B的距 離。使用多邊形區域以識別可以修改的相互作用的邊緣的那些部分以改善 相關的關鍵面積。更具體而言，接觸多邊形區域的邊緣的部分為這樣的部 分，該部分可以-陂改變以對與產生相關的產生器的邊緣之間的相互作用相 關的關鍵面積產生影響。未接觸多邊形區域的邊緣的任何部分的修改將無 法改善相關的關鍵面積。在該實例中，可以修改接觸多邊形區域802的邊緣706的部分(例如， 通過將其移遠)以改善邊緣706與邊緣B之間的關鍵面積。然而，未接觸 多邊形區域802的邊緣706的任何部分的任何修改都將無法改善關鍵面積。在本發明的優選實施例中，通過視覺描述將該信息提供給設計者。更 具體而言，依賴於關鍵面積的影響的嚴重程度，如圖10中所示例的，向設 計者提供了指示了嚴重程度的級別和相互作用的邊緣的視覺描述。現在參考圖10,根據本發明的教導示出了示例了具有用於產生出產生 器804的相互作用的邊緣的視覺指示的圖9的Voronoi區域700的圖。更 具體而言，可在與邊緣B相互作用的邊緣706的部分之間生成矢量(vector) 卯2並根據嚴重程度(例如，用於關鍵的紅色)顏色編碼矢量902，從而提 供視覺提示。邊緣相互作用的總數目是以百萬計的。因此，基於關鍵面積的值的範圍或關鍵值的百分比的範圍、以及將設計者標註為已處理、未處理、或另外將排除的那些相互作用濾除的能力，本發明的優選實施例允許^:計者識 別並顯示相互作用的子集，。例如，可保持邊斜目互作用、相關的多邊形區域、以及相關的關鍵面 積貢獻的列表。然後可以通過貢獻值的量值顯示並著色最高百分之十貢獻 的相互作用。這使設計者能夠識別可以修改的邊緣以產生最大的改善。也 可以使用其他特定的標準。作為進一 步的實例，可以通過保持多邊形標記以從顯示中濾除設計者 所修改或選擇的相互作用，該多邊形標記接觸或覆蓋將被濾除的那些相互 作用或相互作用的組。在已做出修改和已使用修改之後，這些多邊形標記可堅持(persist)通過隨後的關鍵面積重新計算以識別預先指定為將從顯 示中濾除的相互作用。現在參考圖11,根據本發明的教導示出了示例了用於短路的高貢獻誤 差矢量的圖。如預先所討論的，可以根據特定的標準濾除被顯示的誤差矢 量並使用顏色或其他方法顯示該被顯示的誤差矢量以指示其對於短路的級 別和貢獻。例如，通過使用顏色(例如，紅色)或其他方法將矢量1202指示為對 短路的最關鍵貢獻矢量之一。通過使用顏色(例如，黃色)或其他方法將 矢量1204和1026指示為對短路的次最關鍵貢獻矢量。以相似的方式，如圖12所示，可顯示用於開放的高貢獻誤差矢量。例 如，以相似的方式，通過使用顏色(例如，紅色)或其他方法將矢量1304 指示為對開放的最關鍵貢獻矢量之一，和將矢量1302指示為次最關鍵貢獻 矢量。同樣，可以以相似的方式顯示用於過孔的高貢獻誤差矢量。 現在參考圖13，示出了示例了可進行上述設計的相互作用的邊緣的視覺指示的計算機系統1400的框圖。計算機系統1400包括多個組件，下面較詳細地解釋每一個組件。總線1422表示能夠在計算機系統1400內提供信息通信的任何類型的裝置(例如，系統總線、PCI總線、縱橫開關(cross-barswitch)等等)。處理器1412可以為通用處理器(例如，IBM製造的PowerPC 或Intel 製造的Pentium )，在普通操作期間，處理器在動態存儲器件例如隨機 存取存儲器(RAM) 1414和靜態存儲設備例如只讀存儲器(ROM) 1416 中存儲的作業系統和應用軟體1410的控制下處理數據。作業系統優選向用 戶提供圖形用戶界面(GUI)。可以提供包括可選的優選實施例的本發明作為電腦程式產品，其被 包括在機器可讀的存儲介質上，該機器可讀的存儲介質具有在其上存儲的 用於編程計算機系統1400以進行根據本發明的教導的方法的機器可執行 的指令。在說明書中使用的術語"機器可讀的存儲介質"包括參與將用於執行 的指令提供到處理器1412或計算機系統1400的其他組件的任何存儲介質。 這樣的存儲介質可以採用許多形式，包括但不受限於，非易失性存儲介質 和傳輸介質。例如，非易失性存儲介質的通常形式包括軟盤、柔性盤、硬 盤、磁帶、或任何其他磁性存儲介質、壓縮盤ROM (CD-ROM)，數字 視頻盤ROM (DVD-ROM)或不論是靜態還是可重寫的任何其他的光學 存儲介質(例如，CDRW和DVD RW)、打孔卡或任何其他具有孔圖形 的物理存儲介質、可編程ROM (PROM)、可擦除PROM (EPROM)、 電EPROM ( EEPROM)、閃速存儲器、任何其他存儲器晶片或盒式存儲 器(cartridge)、或計算機系統1400可以讀並適合存儲指令的任何其他存 儲介質。在優選的實施例中，非易失性存儲介質的實例為硬碟驅動器1402。易失性存儲介質包括動態存儲器例如RAM 1414。傳輸介質包括同軸 電纜、銅線或光纖，包括包括總線1422的線。傳輸介質也可以採用聲波或 光波的形式，例如那些在無線電波或紅外數據通信中生成的聲波或光波。此外，可以下載本發明作為計算初4呈序產品，其中以包含在載波或其 他傳播介質中的信號通過網絡連結1434 (例如，數據機或網絡連接) 到達耦合到總線1422的通信接口 1432的方式，可以將程序指令從遠程計 算機例如伺服器1439傳送到請求計算機系統1400。通信接口 1432提供了耦合到可被連接的網絡連結1434的雙向數據通 信，例如，到本地區域網(LAN)、廣域網(WAN)、或如示出的，直 接到互連網服務供應商(ISP) 1437。具體而言，網絡連結1434提供到一 個或多個網絡的有線和/或無線網絡通信。ISP 1437依次通過互連網1438或其他網絡提供數據通信服務。互連 網1438指使用特定協議例如傳輸控制協議(TCP)和互連網協議(IP)來 相互通信的全世界的網絡和網關的集合。ISP 1437和互連網1438都使用 承載數字或^^莫擬數據流的電、電磁或光信號。通過各種網絡的信號和網絡 連結1434上的以及通過通信接口 1432的信號，該信號承載了往來計算機 系統1400的數字或模擬數據流，是傳輸信息的載波的示例性形式。此外，可以將多個外圍組件增加到計算機系統1400。例如，將音頻裝 置1428附著到總線1422用於控制音頻輸出。同樣將顯示器1424附著到總 線1422用於提供視覺、觸覺或其他圖形表示形式。顯示器1424可以包括 不透明的表面例如監視器，和透明的表面例如頭戴式耳機太陽鏡或交通工 具風擋顯示器。將鍵盤1426和光標控制裝置1430例如滑鼠、軌跡球、或光標方向鍵 耦合到總線1422作為用於到計算機系統1400的用戶輸入的接口。在計算機系統1400上執行應用軟體1410實施了以上結合圖7-13所解 釋的用於視覺識別設計的邊緣的方法。然而，本領域的技術人員應該注意 和理解的是，本發明不局限於上述的實施並不依賴於任何的計算機/系統結 構。因此，可同樣在其他計算平臺、程式語言和作業系統上實施本發明， 並且還可將本發明硬布線到電路或其他計算組件中。因此，相信通過前述的說明，本發明的操作和結構將變得顯而易見。 雖然將示出和描述的方法和系統表徵為優選的，但是各種改變和/或修改將 是易於顯而易見的而不背離下列權利要求所限定的本發明精神和範圍。
權利要求
1.一種設計集成電路的方法，所述方法包括以下步驟產生Voronoi圖以表示集成電路的設計的關鍵面積，所述Voronoi圖具有一個或多個等分線，其中所述一個或多個等分線中的每一個等分線表示在所述設計的一個或多個對應的邊緣之間的相互作用；以及視覺識別所述一個或多個對應的邊緣的一部分和它們彼此的相互作用。
2. 根據權利要求l的方法，其中視覺識別的所述步驟包括以下步驟 分配所述一個或多個等分線中的每一個等分線以表示所述設計的一個或多個對應的邊緣之間的所述相互作用。
3. 根據權利要求2的方法，其中視覺識別的所述步驟包括以下步驟 為所述一個或多個等分線中的每一個等分線產生可識別的區域，所述
4. 根據權利要求3的方法，其中視覺識別的所述步驟包括以下步驟 視覺識別接觸所述可識別的區域的所述相互作用的邊緣的所述部分。
5. 根據權利要求4的方法，其中視覺識別的所述步驟包括以下步驟 在所述一個或多個相互作用的邊緣之間產生矢量。
6. 根據權利要求5的方法，其中產生矢量的所述步驟包括以下步驟 根據預定的標準以表示所述相互作用的邊緣的重要性的顏色顯示所述矢量。
7. 根據權利要求6的方法，其中所述預定的標準包括對相關的關鍵面 積的預定的影響。
8. 根據權利要求7的方法，其中對所述相關的關鍵面積的所述預定的 影響與所述相關的關鍵面積的量值相關。
9. 根據權利要求5的方法，其中視覺識別的所述步驟包括以下步驟 基於預定的標準濾除所述矢量。
10. 根據權利要求9的方法，其中所述預定的標準包括與預先已指定為將被濾除的邊緣相互作用相關的矢量。
11. 根據權利要求10的方法，其中所述邊緣相互作用的所述指定包括 以下步驟產生多邊形標記以指定將被濾除的所述位置矢量。
12. 根據權利要求6的方法，其中所述預定的標準為基於相對於鄰近 所述等分線的一個或多個鄰近的Voronoi區域的所述關鍵面積的與所述相 互作用的邊緣相關的等分線的相對的關鍵面積貢獻而分配到所述相互作用 的邊緣的關鍵面積值。
13. 根據權利要求8的方法，其中所述關鍵面積值為所述鄰近的 Voronoi區域的所述關鍵面積乘以由所述相關的等分線所貢獻的關鍵面積 相對於界定所述一個或多個Voronoi區域的表示邊緣相互作用的所有等分 線的所述關鍵面積貢獻的和的百分比。
14. 根據權利要求13的方法，其中所述可識別的區域具有多邊形形狀。
15. —種用於設計集成電路的設備，所述設備包括裝置，用於產生Voronoi圖以表示集成電路的設計的關鍵面積，所述 Voronoi圖具有一個或多個等分線，其中所述一個或多個等分線中的每一 個表示所述i殳計的一個或多個對應的邊緣之間的相互作用；以及裝置，用於視覺識別所述一個或多個對應的邊緣的一部分和它們彼此 的相互作用。
16. ^艮據權利要求15的設備，其中用於視覺識別的所述裝置包括 裝置，用於分配所述一個或多個等分線中的每一個等分線以表示所述設計的 一個或多個對應的邊緣之間的所述相互作用。
17. 根據權利要求16的設備，其中用於視覺識別的所述裝置包括 裝置，用於為所述一個或多個等分線中的每一個等分線產生可識別的區域，所述可識別的區域限定了彼此相互作用的所述設計的所述邊緣的所 述部分。
18. 才艮據權利要求17的設備，其中用於視覺識別的所述裝置包括 裝置，用於視覺識別接觸所述可識別的區域的所述相互作用的邊緣的所述部分。
19. 根據權利要求18的設備，其中用於視覺識別的所述裝置包括 裝置，用於在所述一個或多個相互作用的邊緣之間產生矢量。
20. 根據權利要求19的設備，其中用於產生矢量的所述裝置包括 裝置，用於根據預定的標準以表示所述相互作用的邊緣的重要性的顏色顯示所述矢量。
21. 根據權利要求20的設備，其中所述預定的標準包括對相關的關鍵 面積的預定的影響。
22. 根據權利要求21的設備，其中對所述相關的關鍵面積的所述預定 的影響與所述相關的關鍵面積的量值相關。
23. 根據權利要求19的設備，其中用於視覺識別的所述裝置包括 裝置，用於基於預定的標準濾除所述矢量。
24. 根據權利要求23的設備，其中所述預定的標準包括與預先已指定 為將# 濾除的邊糹彖相互作用相關的矢量。
25. 根據權利要求24的設備，其中所述邊緣相互作用的所述指定包括 裝置，用於產生多邊形標記以指定將被濾除的所述位置矢量。
26. 根據權利要求20的設備，其中所述預定的標準為基於相對於鄰近 所述等分線的一個或多個鄰近的Voronoi區域的所述關鍵面積的與所述相 互作用的邊緣相關的等分線的相對的關鍵面積貢獻而分配到所述相互作用 的邊緣的關鍵面積的值。
27. 根據權利要求24的設備，其中所述關鍵面積值為所述鄰近的 Voronoi區域的所述關鍵面積乘以由所述相關的等分線所貢獻的關鍵面積 相對於界定所述一個或多個Voronoi區域的表示邊緣相互作用的所有等分 線的所述關鍵面積貢獻的和的百分比。
28. 根據權利要求27的設備,其中所述可識別的區域具有多邊形形狀。
29. —種電腦程式產品，其包括具有用於實施根據權利要求1-14中 的任何一項的方法的計算機可用的程序代碼的計算機可用的存儲介質。
全文摘要
本發明涉及設計集成電路的方法、設備以及電腦程式產品，其用於產生Voronoi圖以表示集成電路設計的關鍵面積，所述Voronoi圖具有一個或多個等分線，其中所述一個或多個等分線中的每一個等分線表示在所述設計的一個或多個對應的邊緣之間的相互作用。
文檔編號G06F17/50GK101221594SQ200810001519
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月4日 優先權日2007年1月5日
發明者D·N·梅納德, E·帕帕多普魯, J·D·希伯勒, K·W·麥卡倫, M·T·古佐夫斯基, M·Y·塔恩, R·F·沃克, R·J·愛倫, S·C·布拉施 申請人:國際商業機器公司