现有集成电路的设计分析方法技术

本发明专利技术涉及一种确定集成电路布图的图像中标准单元的位置的计算有效的方法。初始步骤提取并突出所述图像的关注点。执行对可能的标准单元位置的粗略定位，并且该粗略定位基于对所提取的标准单元的实例的关注点与图像中其余关注点的比较。对包括粗略匹配和精细匹配的可能位置的列表进行更严格的比较。粗略匹配得出可能位置的候选列表。精细匹配在模板和候选列表之间执行比较。进行进一步的筛选，以消除噪声和纹理变化的影响，并生成关于结果的统计值以获得集成电路布图上的标准单元的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，并且更特别地涉及确定集成电路布图(IC layout)的图像中的标准单元的位置。
技术介绍
在竞争激烈的微电子领域，半导体集成电路产品的详细分析可以提供关于处理特定技术问题、设计方法的总体优点和缺点等的有价值信息。这些信息可以用于关于市场定位、未来设计和新产品开发做出决策。从产品分析中得到的信息典型地通过电路提取(逆向工程)、功能分析和其他技术手段来提供。此活动的核心是设计分析的处理，在本文中，该设计分析的处理是指在任何处理技术中以基本上任何类型的集成电路开始，得出完整的或部分的原理图(schematic)的技术和方法。对于这种具有策略价值的技术信息，其必须是精确的和成本有效的，并且非常重要的是该信息应当是及时的。设计分析处理一般涉及由熟练的工程师从集成电路(IC)的一组较大的“相片镶嵌图”(photomosaic)中人工提取电路信息。相片镶嵌图是镶嵌和拼接在一起的集成电路的多个部分的高倍放大的照片。为了正确地提取电路，需要每个多晶硅(poly)层和金属层的相片镶嵌图。由于图像处理和电子显微学的发展，相片镶嵌图已经由计算机工作站所代替。通过专用软件，可以在计算机上看到管芯(die)的局部剖面图像。每个金属层示为能够区分彼此的不同颜色。可以对这些层进行选定或取消选定，这样工程师就能看到所选定的层而非所有的层。尽管这一技术比使用相片镶嵌图耗费的时间少，但工程师仍然必须人工提取整个电路。尤其耗费时间的是提取标准单元。标准单元可以构成集成电路的较大部分，但工程师必须个别地人工提取每个标准单元。为了创建用于提取标准单元的有效的自动化系统，有几个问题需要解决A.每个标准单元实例的多晶硅层通常是相同的，但从一个实例到另一个实例，一些较低的金属层可以改变。B.每个多晶硅层和金属层的灰度图像的大小至少是几十亿字节。C.这些层通常不是完全相互对齐的。这些层有可能会偏离几个像素。D.多晶硅层典型地具有较低的对比度、较高的噪声，并且包含明显的失真和亮度/对比度变化。E.这些层典型地包含许多细线(大约3-4像素)，所以自动化的标准单元提取系统必须足够灵敏以体现出这些线。F.这些图像可以包含其他非常相似的单元。其差别可能只存在于几条具有较低对比度的线中。为了克服上述手工处理所存在的问题，已经设计出了自动化系统。1992年2月4日授予Yu等人的美国专利No.5,086,477和1993年3月2日授予Ahmed等人的美国专利No.5,191,213中描述了这种系统。在Yu等人的美国专利No.5,086,477所述的系统中，用显微镜或扫描电子显微镜(SEM)扫描集成电路芯片。该系统识别用于该集成电路中的每个唯一的单元和/或门电路。为这些唯一的单元或门电路中的每一个单元或门电路创建唯一的抽象表示，将这些抽象表示存储在库里。在这个获得专利权的系统中，一旦将所有的唯一单元捕获到参考库中，该系统就会尝试采用经典的模板匹配(template matching)来将包含在布图数据库中的所有抽象特征关联和匹配到该参考库中的单元。然而，由于典型的现代集成电路的布图数据库中包含的数据量较大，因此即使在已经对数据进行压缩之后，可靠地提取网表(netlist)的处理时间仍然过长，因此Yu等人提出应该由操作人员(人工地)来引导这些任务。由于模板匹配操作的数量随着参考单元和/或门电路的数目呈指数增加，因此由操作人员引导的处理的难度和所需的时间随着单元或门电路的数目的增大而增加。一旦将Yu等人的系统中的所有参考单元模板匹配到数据库，理论上就对布图数据库中的所有特征进行了分组和分类，并且可以构造网表。如果仍有未分类的布图数据库特征，则系统必须构造新的单元或门电路以添加到参考库中，并通知操作人员，或者由系统通知操作人员并且操作人员执行这一任务。如上所述，构造网表所需的单元到单元的互连信息提取是采用效率较低的模板匹配来执行的。由于所需的模板匹配方法，Yu等人的系统不得不局限于门阵列或结构化程度非常高的标准单元的集成电路分析，其中绝大多数单元是相同的，并且因此随着集成电路尺寸的增加，其效率会降低。因此，对分析现代ASIC(专用集成电路)或定制集成电路、较大的和/或复杂的集成电路来说，该系统效率较低。由于开发例如涉及不同的一组设计规则的参考库之类的单独的参考库所需的投资和时间，Yu等人的系统还局限于研究来自几个ASIC制造商的许多设备的应用。Ahmed等人的美国专利No.5,191,213涉及一种用于移除集成电路的层并用于扫描每个层的技术，并且该专利并没有呈现为自动化系统。L.R.Avery，J.S.Crabbe，S.Al Sofi，H.Ahmed，J.R.A.Cleaver和DJ.Weaver在2002年的DMSMS会议上发表的“Reverse engineeringcomplex application-specific integrated circuits(ASICs)”(逆向工程的复杂ASIC)一文公开了一种自动化的宏(标准单元)提取方法，其中将通孔和接点信息用于找出宏的可能位置。在某些情况下，由于成像和/或采样准备的问题，接点信息不是很容易获得。在诸如门阵列等其他情况下，接点模式具有非常高的重复性，并且甚至不能用于找出一个初步位置。2004年3月23日授予Lowe的美国专利No.6,711,293中公开了目标定位方法的一个示例，该方法使用关注点(point of interest)匹配和描述符来表示关注点附近区域的特征。这种方法采用了关注点附近区域的一些直方图统计。这种方法中所使用的关注点是像素幅度的极值。在此引用所有上述内容作为参考。因此，需要一种计算可实现的模板匹配方法用于找出IC布图的逆向工程多层图像中的标准单元。
技术实现思路
本专利技术针对一种方法和设备，用于以计算有效的方式来确定IC布图的图像中标准单元的高概率位置。第一步骤是提取和表示IC布图的特征。下一步骤是从布图中进一步提取将用作用于比较的模板或基准的标准单元。为了获得对可能位置的粗略定位，将模板的特征与IC布图的其余部分的特征进行比较。最后的步骤是对可能的匹配位置的候选列表应用精细筛选以最终获得高概率位置。中间步骤可以包括通过粗略筛选来进行粗略定位，以便得到另外一组粗略筛选后的可能位置。根据本专利技术的另一个方面，通过首先提取图像中的关注点，确定IC布图的图像中标准单元的可能位置。为突出这些关注点中的每个关注点，在每个关注点的邻近创建位图描述符。在这些初始化步骤之后，有必要从IC布图中提取标准单元的第一实例。将来自模板的位图描述符与IC布图的其余位图描述符进行比较。这一比较产生一组相似的关注点。对这些相似的关注点进行投票以确定这些所谓的相似关注点的相似性的可信度(confidence level)。在计算这些投票的权重时，图像上具有较高票数的位置对应于标准单元的可能位置。根据本专利技术的一个特定方面，该图像包括IC的第一导电层和选自第一导电层上的接点中心、第一导电层上的通孔中心和代表第一导电层的多边形的拐角的关注点。位图描述符包括具有多个非重叠矩形的网格，如果所述非重叠矩形包含至少预定百分比的第一导电层，则所述非重叠矩形由第一比特表示，并且如果所述非重叠矩形包含少于预定百分比的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定集成电路布图的图像中标准单元的高概率位置的方法，包括：－提取并突出所述集成电路布图的特征；－从所述集成电路布图中提取标准单元，并将所述标准单元用作用于比较的模板；－通过将所述模板的突出特征与所述集成电路布图其 余部分的突出特征进行比较，获得标准单元的可能位置的粗略定位；以及－对所述可能位置应用精细筛选以获得所述高概率位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：维阿基斯莱文L扎瓦迪斯凯，瓦尔冈特，爱德华凯斯，贾森阿布特，斯蒂芬贝格，
申请(专利权)人：英赛特半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]