JP5204420B2 - システマティック欠陥に対応したルータにおける歩留まりの最適化 - Google Patents

Description

本発明は、システマティック欠陥に対応してルータ（router）における歩留まりを最適化する方法、コンピュータ・プログラム等に関する。

半導体チップの設計及び製造において、製造工程における２つの歩留まり低下原因は、ランダム欠陥及びシステマティック欠陥である。ランダム欠陥は、異物又は不純物によって引き起こされる電気的不良（例えば、開路及び短絡）を指す。プロセス・センシティブ・サイト（process-sensitive sites）としても知られるシステマティック欠陥は、所定の製造技術で特定の構造体を確実に構築することの固有の困難さにより生じる電気的不良を構成する。

システマティック欠陥は、ウェハ処理ラインにおいて見られる。製造ラインの初期段階において、システマティック欠陥は、ランダム欠陥より大きい歩留まり低下原因である。製品がテスト段階に至ると、設計に関連したシステマティックなレイアウト問題が観察される。場合によっては、歩留まりを改善するために、製品が再設計されるが、多くの場合、顧客への影響のために再設計は不可能である。ルータにシステマティック欠陥を考慮させることが望ましい。製品についての最も費用対効果が大きい選択肢を形成するために、歩留まりに対するシステマティック・センシティビティをランダム欠陥に対するセンシティビティとトレードオフする必要がある。

クリティカル・エリア計算（critical-area computation）が周知であるが（例えば、ドット・スローイング、幾何学的拡張、ボロノイ図）、現在のところ、歩留まりを最適化するために、ランダム欠陥に関してのクリティカル・エリア解析評価とシステマティック欠陥の識別とを用いる方法はない。

本発明は、集積回路の歩留まりを向上させるためにルータ設定を最適化する方法、コンピュータ・プログラム等を提供する。方法は、ＩＣ歩留まりに影響を与える構造特有の機構を識別するために、ＩＣ製造ライン内の歩留まりデータを検討することで始まる。次に、方法は、各々の構造特有の機構について、ワイヤコード、タグ、及び／又は固有識別子を含む構造識別子を確立する。異なる幅を有するワイヤについて、構造識別子が確立される。

さらに、方法は、各々の構造特有の機構について重み係数を確立し、ここで、多数の太いワイヤに最も近い太いワイヤを含む構造特有の機構について、より高い重み係数が確立される。方法は、シングル幅ライン、ダブル幅ライン及びトリプル幅ラインの間の間隔、及び大きい金属ランドの上にあるワイヤについての、構造識別子及び重み係数を確立する。次に、システマティック欠陥を最小にするように、構造識別子及び重み係数に基づいて、ルータ設定が修正される。

これに続いて、方法は、ランダム欠陥を最小にするように、ルータ設定を調整する。このことは、多数の代表的なチップを選択することと、異なる重み係数を有する各々のチップを配線することによってルータ・テストケースを実行することとを含む。ルータ・テストケースは、低レベルの配線輻輳、中レベルの配線輻輳、及び／又は高レベルの配線輻輳を有するチップ上で実行される。ルータ設定を調整することは、ルータ・テストケースについてのグラフィカル・データを生成することと、ルータ・テストケースについてクリティカル・エリア解析を行うこととをさらに含む。続いて、クリティカル・エリア解析の結果に基づいて、ルータ設定を調整するために、ルータ・テストケースが選択される。

したがって、システマティック欠陥は、歩留まりに大きな影響を有する（特に技術の初期段階に）。一般に、この影響は部品が完成した後に識別されるため、再設計は不可能であることが多く、プログラムの寿命を通じて歩留まりの損失が見られることになる。システマティック問題の解決法を優先するルータ設定が、高い歩留まりの設計をもたらす。本発明の実施形態は、ランダム欠陥及びシステマティック欠陥のための最適化された歩留まり解決法を提供する。

本発明の実施形態のこれらの及び他の態様は、以下の説明及び添付図面と併せて考慮したときに、より良く認識され、理解されるであろう。しかしながら、以下の説明は、本発明の好ましい実施形態及び多くの特定の詳細を示すと同時に、例示の目的で与えられるものであり、限定的なものではないことを理解すべきである。本発明の範囲から逸脱することなく本発明の実施形態の範囲内で多くの変更及び修正を行うことができ、本発明の実施形態は、こうした修正のすべてを含むものである。

本発明の実施形態は、図面を参照して次の詳細な説明からよりよく理解されるであろう。
本発明の実施形態、並びにそれについての様々な特徴及び利点の詳細は、添付の図面で示され、以下の記載で詳述される限定的でない実施形態を参照して、より完全に説明される。図面に表された特徴は、必ずしも縮尺に合わせて描かれていないことに留意すべきである。公知のコンポーネント及び処理技術の記載は、本発明の実施形態を不必要に分かりにくくしないように省略されている。ここで用いられる例は、単に本発明を実施できる方法の理解を容易にし、当業者がさらに本発明を実施できるようにすることを目的としている。したがって、これらの例は、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきでない。

本明細書の実施形態は、周知のシステマティックな問題（例：広幅ラインと狭幅ラインとの間の間隔、又は広い金属ランドの上のワイヤ位置）に対して歩留まりの影響を最小にするために、ルータ設定を最適化するための手段を提供する。通常、これらの種類のレイアウトに関連した歩留まりの問題は、設計が完了した後に（通常、テストデータが利用可能になった後に）明らかになる。場合によっては、市場の制約又は顧客との取引契約までの時間のために設計を変更することができない。設計変更が行われる場合、設計をやり直し、部品を再構築して設計を検証するのにリソースが必要となり、プロジェクトに予期せぬ著しい支出をもたらす。マスク及びウェハ処理のコストが増すにつれて、システマティックな障害を最小にし、ランダム欠陥に対する障害を最小にもする方法で、システマティックな歩留まり損失に影響を与える要素を識別し、要素をルータ工程に組み込むことが必要になる。ここで与えられる技術は、ランダム欠陥によって引き起こされる歩留まり問題を最小にしながら、周知のシステマティックな問題を回避するようにルータを使用する方法を提供するものである。

本発明の実施形態は、システマティック・センシティビティがＩＣ製造ラインによって識別される方法を提供する（観察される製品歩留まり損失）。センシティビティを識別するレイアウトの特徴（例えば、異なるワイヤ幅、特定のブック内のビア配置、或いは特定レベルのビア又はワイヤ配置など）についての固有識別子が確立される。ルータは、固有識別子を用いて、「システマティックな問題の配置」を選択的に重み付けし（例：広幅ワイヤ配置から狭幅ワイヤ配置に）、システマティックの特徴に対する異なるレベル（低レベル、中レベル及び高レベル）でルータ動作を行う。次に、各々のルータ・テストケースについてのグラフィカル・データが生成され、各々のテストケースにおいてクリティカル・エリア解析が行われる。クリティカル・エリア解析の結果が検討され、製造が要求するシステマティック・センシティビティにも応じながら、最良のランダム欠陥歩留まりを生成する選択肢を選択する。この工程によって定められるルータ設定が、設計者に与えられる。設計者は、この工程によって確立されたルータ設計を使用しなければならない。

この工程は、システマティック問題に対して可能な限り最適化されたレイアウトをもたらし、同様に、ランダム欠陥に対するセンシティビティが最良の歩留まりをもたらす。製造歩留まりの習熟がシステマティック欠陥のセンシティビティを最小にするとき、ルータ設定を更新することができる。

図１を参照すると、垂直方向の矩形がラインを表す。より具体的には、シングル幅ラインとダブル幅ライン又はトリプル幅ラインとの間の間隔の増大が、短絡に対するシステマティック・センシティビティを減少させる。冗長ビアのための空間をより多く許容することによって、狭い空間より広い空間を優先することが、ランダム欠陥に対するセンシティビティも改善する。

図２は、狭幅ワイヤから広幅ワイヤまでの選択的な間隔のクリティカル・エリア解析評価の結果を表わしたテーブルを示す。具体的には、ケース１〜３は、次の隣接した狭幅ラインに対して最小距離で配置された広幅ラインの増大している例である。ケース３は、狭幅ラインに対して最小可能距離で配置された、より多数の例の広幅ラインが、短絡の数を著しく増大させ始める時点を示す。

本明細書の実施形態の技術は、シングル幅ライン、ダブル幅ライン及びトリプル幅ラインの間の間隔について、ルータ設定を最適化するために用いられる。この方法の使用を識別する幾つかのステップがある。すなわち、形状を識別するためのワイヤコード入力、及び技術を記載し、特別なレイアウトについてのルータ識別可能タグを識別するルータ又は欠陥解析情報である。

したがって、本発明の実施形態により、集積回路の歩留まりを向上させるための、ルータ設定を最適化する方法、コンピュータ・プログラム等が提供される。方法は、集積回路の歩留まりに影響を与える構造特有の機構を識別するために集積回路製造ライン内の歩留まりデータを検討することによって始まる。上述のように、システマティック・センシティビティは、ＩＣ製造ラインによって識別される（観察される製品歩留まり損失）。次に、この方法は、各々の構造特有の機構について、ワイヤコード、タグ、及び／又は固有識別子を含む構造識別子を確立する。異なる幅を有するワイヤを含む構造特有の機構について、異なる構造識別子が確立される。例えば、ワイヤコードは、異なるワイヤ幅、特定のブック内のビア配置、特定レベルのビア又はワイヤ配置等のような、センシティビティを識別するレイアウトの特徴について、ワイヤコードを確立することができる。

さらに、方法は、各々の構造特有の機構についての重み係数を確立し、多数の太いワイヤに最も近い太いワイヤを含む構造特有の機構についてより高い重み係数が確立される。方法は、ダブル幅ライン及びトリプル幅ラインから最小距離に配置されたシングル幅ワイヤの配置、又は大きい金属ランドの上に許容されるワイヤ配置についての構造体識別子及び重み係数を確立する。例えば、図１は、シングル幅ラインとダブル幅ライン又はトリプル幅ラインの間の間隔の増大が、短絡に対するシステマティック・センシティビティを減少させることを示す。続いて、システマティック欠陥を最小にするように、構造識別子及び重み係数に基づいて、ルータ設定が修正される。上述のように、システマティック欠陥は、特に技術の初期段階において、歩留まりに大きな影響を有する。

これに続いて、方法は、ランダム欠陥を最小にするように、ルータ設定を調整する。上述のように、製品のための最良の選択肢を生成するために、歩留まりに対するシステマティック・センシティビティをランダム欠陥に対するセンシティビティとトレードオフする必要がある。このことは、多数の代表的なチップを選択することと、異なる重み係数を用いて各々のチップを配線することによってルータ・テストケースを実行することとを含む。ルータのテストケースは、低レベル、中レベル、及び／又は高レベルの配線輻輳を有するチップ上で行われる。ルータ設定の調整は、ルータ・テストケースについてのグラフィカル・データを生成することと、ルータ・テストケースについてクリティカル・エリア解析を行うこととをさらに含む。上述のように、クリティカル・エリア計算は、ドット・スローイング、幾何学的拡張、ボロノイ図を含むことができる。続いて、クリティカル・エリア解析の結果に基づいてルータ設定を調整するために、ルータ・テストケースが選択される。上述のように、製造歩留まりの習熟が欠陥に対するシステマティック・センシティビティを最小にするとき、ルータ設定を更新することができる。

図３及び図４は、集積回路（ＩＣ）の歩留まりを向上させるために、ルータ設定を最適化する方法についてのフロー図を示す。方法は、ステップ３００において、集積回路歩留まりに影響を与える構造特有の機構を識別するために、集積回路製造ライン内の歩留まりデータを検討することで始まる。上述のように、ラインによって、システマティック・センシティビティが識別される（観察される製品歩留まり損失）。

次に、ステップ３１０において、構造特有の機構についての構造識別子及び重み係数が確立される。このことは、ワイヤコード、タグ、及び／又は固有識別子を確立することと（ステップ３１２）、異なる幅を有するワイヤを含む構造特有の機構について異なる構造識別子を確立することと（ステップ３１４）、多数の太いワイヤに最も近い太いワイヤを含む構造特有の機構についてより大きい配置重み係数を確立することと（ステップ３１６）、シングル幅ライン、ダブル幅ライン及びトリプル幅ラインの間の間隔についての構造識別子及び重み係数、並びに、大きい金属ランドの上のワイヤについての構造識別子及び重み係数を確立することと（ステップ３１８）を含む。例えば、図２は、広幅ワイヤに対する選択的な間隔を示すテーブルを示し、そこで、ケース３は、広いライン間隔から狭いライン間隔への増大により、狭幅ラインが近くなりすぎ、短絡が増大する時点を実証する。

ステップ３２０において、続いて、システマティック欠陥を最小にするように、構造識別子及び重み係数に基づいて、ルータ設定が修正される。上述のように、特に技術の初期段階において、システマティック欠陥は、歩留まりに大きな影響を有する。

これに続いて、ステップ３３０において、ランダム欠陥を最小にするために、ルータ設定が調整される。上述のように、製品についての最良の選択肢を生成するために、歩留まりに対するシステマティック・センシティビティをランダム欠陥に対するセンシティビティとトレードオフする必要がある。より具体的には、図４を参照すると、ルータ設定の調整は、多数の代表的なチップを選択することと（ステップ３３２）、異なる重み係数を用いて各々のチップを配線することによって、ルータ・テストケースを実行することと（ステップ３３４）を含む。このルータ・テストケースは、低レベル、中レベル、及び／又は高レベルの配線輻輳を有するチップ上で行われる（ステップ３３５）。次に、各ルータ・テストケースについてのグラフィカル・データが生成され（ステップ３３６）、クリティカル・エリア解析（ＣＡＡ）が行われる（ステップ３３８）。上述のように、クリティカル・エリア計算は、ドット・スローイング、幾何学的拡張、ボロノイ図を含むことができる。続いて、クリティカル・エリア解析の結果に基づいて、ルータ設定を調整するために、ルータ・テストケースが選択される（ステップ３３９）。上述のように、製造歩留まりの習熟が欠陥に対するシステマティック・センシティビティを最小にするとき、ルータ設定を更新することができる。

本発明の実施形態は、全体がハードウェアの実施形態、全体がソフトウェアの実施形態、又は、ハードウェア要素とソフトウェア要素の両方を含む実施形態の形式を取ることができる。好ましい実施形態においては、本発明は、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含むが、これらに限定されるものではないソフトウェアに実装される。

さらに、本発明の実施形態は、コンピュータ又はいずれかの命令実行システムによって、又はこれらと接続して、用いるためのプログラム・コードを提供するコンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読媒体からアクセス可能なコンピュータ・プログラムの形態を取ることができる。この説明のために、コンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、機器又は装置によって、或いはこれらと接続して、用いるためのプログラムを含み、格納し、通信し、伝搬し、又は転送することが可能ないずれかの装置とすることができる。

媒体は、電子システム、磁気システム、光学システム、電磁気システム、赤外線システム、若しくは半導体システム（又は機器若しくは装置）、又は伝搬媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリ又は固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能コンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、磁気ハードディスク及び光ディスクを含む。現時点における光ディスクの例は、コンパクトディスク−読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−読み取り／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）及びＤＶＤを含む。

プログラム・コードを格納及び／又は実行するのに適したデータ処理システムは、システム・バスを通してメモリ要素に直接的に又は間接的に接続された少なくとも１つのプロセッサを含む。メモリ要素は、プログラム・コードの実際の実行時に使用されるローカル・メモリと、大容量記憶装置と、実行時に大容量記憶装置からコードを取得しなければならない回数を減少させるように少なくとも幾つかのプログラム・コードの一時的な記憶場所を提供するキャッシュ・メモリと、を含むことができる。

入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置（キーボード、ディスプレイ、ポインティング装置などを含むが、これらに限定されるものではない）は、直接的に、又は介在するＩ／Ｏコントローラを通して、システムに接続することができる。データ処理システムが、介在するプライベート・ネットワーク又は公衆ネットワークを通して、データ処理システムを、他のデータ処理システム又は遠隔プリンタ若しくはストレージ装置に接続できるように、ネットワーク・アダプタをシステムに接続することもできる。モデム、ケーブル・モデム及びイーサネット（登録商標）・カードは、現時点で利用可能なごくわずかなタイプのネットワーク・アダプタである。

本発明の実施形態を実施するための代表的なハードウェア環境が、図５に示される。この概略的な図は、本発明の実施形態による情報処理／コンピュータ・システムのハードウェア構成を示す。このシステムは、少なくとも１つのプロセッサ又は中央処理装置（ＣＰＵ）１０を含む。ＣＰＵ１０は、システム・バス１２を介して、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１４、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１６、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ１８のような種々の装置に相互接続される。Ｉ／Ｏアダプタ１８は、ディスク・ユニット１１及びテープ・ドライブ１３のような周辺機器、又はシステムにより読み取り可能な他のプログラム記憶装置に接続することができる。システムは、プログラム記憶装置上の本発明のための命令を読み取り、これらの命令に従って本発明の実施形態の方法を実行することができる。システムは、ユーザ入力を集めるために、キーボード１５、マウス１７、スピーカ２４、マイク２２、及び／又はタッチ・スクリーン装置（図示せず）のような他のユーザ・インターフェース装置をバス１２に接続するユーザ・インターフェース・アダプタ１９をさらに含む。さらに、通信アダプタ２０は、バス１２をデータ処理ネットワーク２５に接続し、ディスプレイ・アダプタ２１は、例えば、モニター、プリンタ、又は送信機のような出力装置として具体化され得るディスプレイ装置２３にバス１２を接続する。

したがって、システマティック欠陥は、（特に技術の初期段階に）歩留まりに大きな影響を有する。この影響は、一般に、部品が完成した後に識別されるので、再設計は不可能であることが多く、プログラムの寿命を通じて歩留まり損失が見られる。システマティックな問題の解決法を優先するルータ設定は、高い歩留まり設計をもたらす。本発明の実施形態は、ランダム欠陥及び識別されたシステマティック欠陥のための最適化された歩留まり解決法を提供する。

したがって、特定の実施形態についての前述の説明は、本発明の一般的な性質を完全に明らかにするので、第三者は、現在の知識を適用することによって、一般的な概念から逸脱することなく、こうした特定の実施形態を容易に修正し、及び／又は、それらを種々の用途に適合させることが可能であり、したがって、こうした適合及び修正は、開示される実施形態の均等物の範囲内のものとして理解すべきであり、かつ、そのように意図される。ここで用いられる語句又は用語は、説明を目的とするものであり、限定的なものではないことを理解すべきである。したがって、本発明を好ましい実施形態に関して説明したが、当業者であれば、本発明の実施形態を特許請求の範囲の趣旨及び範囲内で修正を加えて実施可能であることを理解するであろう。

あるタイプの短絡に対するシステマティック・センシティビティの減少を示す図である。 選択的な間隔の広幅ワイヤ及び狭幅ワイヤに起因する障害の変化を示すテーブルである。 集積回路の歩留まりを向上させるためにルータ設定を最適化する方法を示すフロー図である。 集積回路の歩留まりを向上させるためにルータ設定を最適化する方法を示すフロー図である。 コンピュータ・プログラムで実施形態するシステムを示す図である。

Claims (7)

1. 集積回路の製造ラインの歩留まりを向上させるためにルータの設定を最適化する方法であって、
   前記集合回路の製造ラインの歩留まりデータに基づいて、前記集積回路の歩留まりに影響を与える複数の構造特有の機構を識別すること、
   前記複数の構造特有の機構の各々の構造特有の機構についての構造識別子及び重み係数を確立することと、
   システマティック欠陥を最小限にするように、前記構造識別子及び前記重み係数に基づいて前記ルータの設定を修正することと、
   ランダム欠陥を最小にするように、前記ルータの設定を調整することであって、
   低いレベルの配線輻輳を有するチップ、中レベルの配線輻輳を有するチップ、または高レベルの配線輻輳を有するチップの少なくとも１つを含む複数の代表的なチップを選択することと、
   前記複数の代表的なチップの各々を配線することによって、ルータ・テストケースを実行することと、
   前記ルータ・テストケースの各々についてクリティカル・エリア解析を行うことと、
   前記クリティカル・エリア解析の結果に基づいて、前記ルータの設定の前記調整のために、ルータ・テストケースを選択することと、
   を含む、前記ルータの設定を調整することと、
   を含む前記方法。
2. 前記構造識別子を確立することが、前記構造特有の機構の各々について、ワイヤコード、タグ及び固有識別子の少なくとも１つを確立することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記構造識別子を確立することが、異なる幅を有するワイヤについて異なる構造識別子を確立することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記重み係数を確立することが、多数の太いワイヤに最も近い太いワイヤを有する前記構造特有の機構についてより高い重み係数を確立することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記構造特有の機構の各々について前記構造識別子及び前記重み係数を確立することが、シングル幅ライン、ダブル幅ライン及びトリプル幅ラインの間に生じた間隔についての構造識別子及び重み係数を確立することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記構造特有の機構の各々について前記構造識別子及び前記重み係数を確立することが、大きい金属ランドの上に配置されたワイヤについての構造識別子及び重み係数を確立することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 集積回路の製造ラインの歩留まりを向上させるためにルータの設定を最適化するためのプログラムであって、コンピュータに、
   前記集合回路の製造ラインの歩留まりデータに基づいて、前記集積回路の歩留まりに影響を与える複数の構造特有の機構を識別すること、
   前記複数の構造特有の機構の各々の構造特有の機構についての構造識別子及び重み係数を確立することと、
   システマティック欠陥を最小限にするように、前記構造識別子及び前記重み係数に基づいて前記ルータの設定を修正することと、
   ランダム欠陥を最小にするように、前記ルータの設定を調整することであって、
   低いレベルの配線輻輳を有するチップ、中レベルの配線輻輳を有するチップ、または高レベルの配線輻輳を有するチップの少なくとも１つを含む複数の代表的なチップを選択することと、
   前記複数の代表的なチップの各々を配線することによって、ルータ・テストケースを実行することと、
   前記ルータ・テストケースの各々についてクリティカル・エリア解析を行うことと、
   前記クリティカル・エリア解析の結果に基づいて、前記ルータの設定の前記調整のために、ルータ・テストケースを選択することと、
   を含む、前記ルータの設定を調整することと、
   を実行させる、前記コンピュータ・プログラム。

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