專利名稱：一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于半導(dǎo)體晶片廠為制作半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件〔test key)布局(layout)的方法與系統(tǒng)，特別是指一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是高科技技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，研發(fā)新制程時(shí)，為確定使用的機(jī)臺(tái)符合新制程的要求，制定掩模圖案(mask pattern)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(phusicaldesign rule)供布局程序中繪制電路時(shí)的依據(jù)，以及建立元件參數(shù)(parameter)供電路設(shè)計(jì)程序中進(jìn)行電路設(shè)計(jì)模擬(simulation)驗(yàn)證(verfication)的用途，必須設(shè)計(jì)相當(dāng)數(shù)量的實(shí)驗(yàn)元件并制作成掩模，交由工廠生產(chǎn)測(cè)試用晶片(chip)。利用此測(cè)試用晶片除了可以測(cè)試生產(chǎn)線機(jī)臺(tái)容許的最小值的外，并且可經(jīng)由反復(fù)分析及投片試驗(yàn)而定義出掩模圖案的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以及建立元件的設(shè)計(jì)參數(shù)。當(dāng)制程技術(shù)能夠穩(wěn)定掌控時(shí)，始能進(jìn)行商業(yè)化產(chǎn)品晶片的生產(chǎn)。
在傳統(tǒng)的作業(yè)模式下，新制程技術(shù)的研發(fā)包括許多分工模組，諸如光學(xué)微影(lithography)的對(duì)焦(focus)及曝光(exposure)、元件設(shè)計(jì)、元件參數(shù)量測(cè)、品質(zhì)控制以及電路保護(hù)設(shè)計(jì)等等。在根據(jù)新制程研發(fā)的需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)元件的程序中，由布局工程師配合設(shè)計(jì)工程師提供的元件設(shè)計(jì)示意圖，籍由操作布局編輯(edit)軟件(software)，以人工方式繪制，從長(zhǎng)方形或多邊形，一個(gè)層次(layer)接著一個(gè)層次，一個(gè)元件接著一個(gè)元件，依照設(shè)計(jì)者的指示繪制出來，再以人工擺置的方式將實(shí)驗(yàn)元件放置到探針量測(cè)介面的適當(dāng)位置上進(jìn)行連線(wiring)，完成后交由設(shè)計(jì)者檢查。每當(dāng)探針量測(cè)介面上的元件增減時(shí)，先經(jīng)過修改布局，再交由設(shè)計(jì)者檢查。重復(fù)上述新建、放置、連線檢查及調(diào)整等步驟，直到整個(gè)掩模圖案資料符合所述的新制程技術(shù)研發(fā)所需為止，然后將掩模圖案式資料轉(zhuǎn)換成制作掩模標(biāo)準(zhǔn)輸出檔(file)送交掩模公司制作掩模。當(dāng)半導(dǎo)體工廠接到掩模后，依標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制程程序制作測(cè)試用晶片，再對(duì)所述的晶片進(jìn)行一連串的制程參數(shù)量測(cè)的工作。
圖1顯示以往一個(gè)新制程專案的開發(fā)流程，其作業(yè)方法以圖解方式說明如下步驟1010首先召集制程研發(fā)的相關(guān)部門，包括負(fù)責(zé)光學(xué)微影對(duì)焦及曝光的工程師、元件設(shè)計(jì)工程師、元件參數(shù)量測(cè)工程師、品質(zhì)控制工程師及電路保護(hù)設(shè)計(jì)工程師等成立專案小組，進(jìn)行任務(wù)分配。
步驟1020決定開發(fā)晶片的面積，劃分各個(gè)功能區(qū)塊所占的比例。
步驟1030由相關(guān)研發(fā)部門依其任務(wù)編組規(guī)劃開發(fā)元件的架構(gòu)及數(shù)量。詳細(xì)過程如圖2所示說明如下步驟1031決定實(shí)驗(yàn)元件的型態(tài)種類及功能屬性。
步驟1032決定各個(gè)實(shí)驗(yàn)元件的預(yù)設(shè)值及每單位的變化量。
步驟1033決定實(shí)驗(yàn)元件的數(shù)量及其占用的探針量測(cè)介面數(shù)量。
步驟1034重復(fù)步驟1031至1033，直至完成規(guī)劃為止。
步驟1040布局工程師以手工方式繪制實(shí)驗(yàn)元件，完成元件的擺置及接線。詳細(xì)過程如圖3所示說明如下步驟1041布局工程師配合設(shè)計(jì)工程師將所要的實(shí)驗(yàn)元件從長(zhǎng)方形或多邊形一個(gè)層次接著一個(gè)層次一一繪制出來，完成實(shí)驗(yàn)元件的掩模圖案。
步驟1042將實(shí)驗(yàn)元件放置到探針量測(cè)介面上。
步驟1043完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)元件與探針量測(cè)介面上各個(gè)探針(probe)接墊(pad)之間的金屬連線。
步驟1044重復(fù)相關(guān)步驟直到完成一個(gè)探針量測(cè)介面上所有的接線工作為止。
步驟1045重復(fù)相關(guān)步驟直到所有的實(shí)驗(yàn)元件皆完成擺置及接線為止。
步驟1046儲(chǔ)存掩模圖案式資料。
步驟1050設(shè)計(jì)工程師檢查所有實(shí)驗(yàn)元件的層次、架構(gòu)、規(guī)格及接腳(pin)有無錯(cuò)誤。詳細(xì)過程如圖4所示說明如下步驟1051是否采用所述的制程所定義的層次繪制？步驟1052元件的架構(gòu)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)格的要求？步驟1053各元件是否依照規(guī)格的變化量繪制？步驟1054元件的接腳端點(diǎn)是否正確？有無內(nèi)部短路(short)或浮接(floating)的情形發(fā)生？步驟1055各實(shí)驗(yàn)元件是否被正確地放置到探針量測(cè)介面上并完成各接點(diǎn)間的接線？步驟1056若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則布局工程師修改錯(cuò)誤，再送交設(shè)計(jì)工程師確認(rèn)步驟1057重復(fù)步驟1051至1056，直到所有實(shí)驗(yàn)元件皆正確無誤為止，然后儲(chǔ)存檔案。
步驟1060調(diào)整實(shí)驗(yàn)元件的數(shù)目。詳細(xì)過程如圖5所示說明如下步驟1061設(shè)計(jì)工程師列出要移除的實(shí)驗(yàn)元件清單。
步驟1062布局工程師將要移除的實(shí)驗(yàn)元件移除步驟1063布局工程師重新擺置實(shí)驗(yàn)元件。
步驟1064布局工程師重新完成實(shí)驗(yàn)元件與探針量測(cè)介面上各個(gè)探針接墊之間的連線。
步驟1065布局工程師將所有實(shí)驗(yàn)元件交給各設(shè)計(jì)工程師檢查。
重復(fù)步驟1061至1065，直到所有實(shí)驗(yàn)元件皆正確無誤為止。
步驟1070當(dāng)布局工程師完成所有布局工作后，再經(jīng)設(shè)計(jì)工程師確認(rèn)無誤后，將掩模圖案式資料轉(zhuǎn)換成制作掩模的標(biāo)準(zhǔn)輸出檔。
步驟1080將掩模的標(biāo)準(zhǔn)輸出檔送交掩模公司制作掩模。
步驟1090半導(dǎo)體工廠接到掩模后，依標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制程制作晶片。
步驟1100制程研發(fā)部門取得晶片后，進(jìn)行各項(xiàng)制程參數(shù)的分析、研究與歸納結(jié)果。
以上即為傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制程實(shí)驗(yàn)元件的開發(fā)過程。從上述過程中得知有幾頊缺失其一為傳統(tǒng)的方式所繪制的實(shí)驗(yàn)元件是以掩模圖案的資料型態(tài)儲(chǔ)存于資料庫中，每個(gè)元件皆為獨(dú)立個(gè)體，如有錯(cuò)誤時(shí)，需逐一修改；其二，由于采用單一制程設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)元件未依制程規(guī)范修改，無法適用其他不同制程的量測(cè)；其三，從元件的繪制、修改及探針量測(cè)介面上元件的擺置、接線及調(diào)整，皆需要耗費(fèi)大量的布局人力；以及其四，無法有效的驗(yàn)證所有經(jīng)人工產(chǎn)出的元件的正確性。
就現(xiàn)今集成電路布局的技術(shù)而言，大致都沿用以手工方式一個(gè)圖形接著一個(gè)圖形的設(shè)計(jì)繪制而成。如此，單單一項(xiàng)專案不但耗時(shí)，且需要大量的人力作業(yè)，而且其完成的工作不能被其他的專案利用，許多性質(zhì)相同或接近的作業(yè)一再重復(fù)，亦缺乏效率。因此，需要一種可以提高效率的半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的形成方法，例如，利用電腦軟件自動(dòng)輸入所需制程的規(guī)格并選取適當(dāng)?shù)膱D庫，而自動(dòng)地產(chǎn)生制程開發(fā)時(shí)所需的實(shí)驗(yàn)圖形的單元資料，或利用電腦軟件將單元資料整合而成為一完全符合制程規(guī)格所需的物理設(shè)計(jì)圖形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于提出一種先期規(guī)劃及預(yù)先整合的工作模式，以便有效率地形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局。
本發(fā)明提供了一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的方法，用以對(duì)一實(shí)驗(yàn)元件布局的各種可能變化自動(dòng)完成各種相對(duì)應(yīng)的布局，所述的方法包括下列步驟備置一程式系數(shù)化元件，其含有至少一代表實(shí)驗(yàn)元件布局所會(huì)變化尺寸的參數(shù)，以及所述的參數(shù)與布局間的關(guān)系；所述的程式系數(shù)化元件根據(jù)所述的參數(shù)的變化產(chǎn)生多個(gè)數(shù)值化元件資料以及通過一物理實(shí)體轉(zhuǎn)換步驟，將各該等數(shù)值化元件資料轉(zhuǎn)換成一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局圖。
本發(fā)明還包括下列步驟備置至少一探針量測(cè)介面布局，其具有一對(duì)應(yīng)于該等數(shù)值化元件資料的測(cè)試布局，并具有一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗，當(dāng)所述的所述的實(shí)體元件布局圖放至所述的實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗時(shí)，即完成所述的實(shí)體元件與所述的探針量測(cè)介面相對(duì)應(yīng)的連接。
所述的備置一程式系數(shù)化元件的步驟包括下列步驟設(shè)定所述的實(shí)驗(yàn)元件的類型；以及設(shè)定所述的實(shí)驗(yàn)元件的各可變參數(shù)的位置與屬性。
所述的實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗具有一實(shí)驗(yàn)元件布局置放基準(zhǔn)點(diǎn)，以及與所述的基準(zhǔn)點(diǎn)呈一定關(guān)系的橋接框，且所述的橋接框設(shè)有至少一橋接點(diǎn)，以供選擇性地連接所述的實(shí)驗(yàn)元件。
所述的探針量測(cè)介面布局包含有多個(gè)探針接墊，供探針接觸用，且各接墊依所要實(shí)驗(yàn)的模式連接至各所述的橋接點(diǎn)。
所述的多個(gè)探針接墊被安排成為一陣列，且所述的實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗被安排在兩個(gè)所述的探針接墊之間。
本發(fā)明還提供了一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的系統(tǒng)，用以對(duì)一實(shí)驗(yàn)元件布局的各種可能變化自動(dòng)完成各種相對(duì)應(yīng)布局，所述的系統(tǒng)包括一程式系數(shù)化元件，其含有至少一代表實(shí)驗(yàn)元件布局所會(huì)變化尺寸的參數(shù)，以及所述的參數(shù)與布局間的關(guān)系，依所述的程式系數(shù)化元件可產(chǎn)生多個(gè)根據(jù)各種參數(shù)變化下的數(shù)值化元件資料；一探針量測(cè)介面，其具有一對(duì)應(yīng)于所述的等數(shù)值化元件資料所對(duì)應(yīng)的測(cè)試布局，并具有一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗，以供擺放所述的實(shí)體元件布局及與所述的實(shí)體元件布局進(jìn)行相對(duì)應(yīng)連接；以及一物理實(shí)體轉(zhuǎn)換程序，藉以將各所述的等數(shù)值化元件資料轉(zhuǎn)換成一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局圖。
所述的探針量測(cè)介面布局的置放窗具有一實(shí)驗(yàn)元件布局置放基準(zhǔn)點(diǎn)，以及與所述的基準(zhǔn)點(diǎn)呈一定關(guān)系的橋接框，且所述的橋接框設(shè)有至少一橋接點(diǎn)，以供選擇性地連接所述的實(shí)驗(yàn)元件。
所述的探針量測(cè)介面布局包含有多個(gè)探針接墊，供探針接觸用，且各接墊依所要實(shí)驗(yàn)的模式連接至各所述的橋接點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的方法包括備置一程式系數(shù)化元件，內(nèi)含至少一代表實(shí)驗(yàn)元件布局件會(huì)變化尺寸的參數(shù)以及所述的參數(shù)與布局間的關(guān)系，然后依所述的程式系數(shù)化元件產(chǎn)生多個(gè)根據(jù)各種參數(shù)變化下的數(shù)值化元件資料，并通過一物理實(shí)體轉(zhuǎn)換步驟，將各所述的等數(shù)值化元件資料轉(zhuǎn)換成一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局圖。所述的程式系數(shù)化元件的備置包括設(shè)定實(shí)驗(yàn)元件布局的類型以及各可變參數(shù)的位置與屬性。此法可以對(duì)一實(shí)驗(yàn)元件布局的各種可能變化自動(dòng)地完成各種相對(duì)應(yīng)布局。
此發(fā)明的方法更包括備置至少一探針量測(cè)介面布局，其具有一對(duì)應(yīng)于上述數(shù)值化元件資料所對(duì)應(yīng)的測(cè)試布局，并具有一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗以及多個(gè)探針接墊。所述的置放窗具有一實(shí)驗(yàn)元件布局置放基準(zhǔn)點(diǎn)以及與所述的基準(zhǔn)點(diǎn)呈一定關(guān)系的橋接框，且所述的橋接框設(shè)有至少一橋接點(diǎn)。而所述的探針接墊是供探針接觸用，且各接墊依所要實(shí)驗(yàn)的模式連接至各橋接點(diǎn)。在所述的實(shí)體元件布局圖放至所述的窗時(shí)，即與所述的介面完成相對(duì)應(yīng)連接。


圖1為現(xiàn)有的新制程專案的開發(fā)流程2為圖1的流程中規(guī)劃元件的架構(gòu)及數(shù)量的流程3為圖1的流程中布局工程師以手工方式繪制“每個(gè)實(shí)驗(yàn)元件的流程圖”圖4為圖1的流程中實(shí)驗(yàn)元件的檢查流程5為圖1的流程中調(diào)整實(shí)驗(yàn)元件數(shù)目的流程6為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中實(shí)驗(yàn)元件庫的工作流程7為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中探針量測(cè)介面的新開發(fā)流程圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)探針接墊陣列的示意9為將實(shí)驗(yàn)元件放置于圖8中的探針接墊之間的示意10為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗的示意11為運(yùn)用圖10中的實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗擺置實(shí)驗(yàn)元件的示意12為本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)元件擺放在實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗中的條件的示意13為本發(fā)明的實(shí)施例中實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗的連線方式的幾組典型的模式的示意14(A)為本發(fā)明的實(shí)施例中已預(yù)先完成連線的探針量測(cè)介面型態(tài)的示意14(B)為將實(shí)驗(yàn)元件放置于圖14(A)中的探針量測(cè)介面中的示意15為本發(fā)明的實(shí)施例中制作實(shí)驗(yàn)元件的要素及建立實(shí)驗(yàn)元件原型的流程圖16為本發(fā)明的實(shí)施例中設(shè)定實(shí)驗(yàn)元件參數(shù)的流程圖17為根據(jù)本發(fā)明的可程式化系數(shù)元件的程序范例圖18為本發(fā)明的實(shí)施例中實(shí)驗(yàn)元件形狀變化的示意19為本發(fā)明的實(shí)施例中探針量測(cè)介面的產(chǎn)生流程圖20為本發(fā)明的實(shí)施例中產(chǎn)生單一實(shí)驗(yàn)元件的示意21為本發(fā)明的實(shí)施例中探針量測(cè)介面自動(dòng)化布局與連線的示意22為本發(fā)明的實(shí)施例中探針量測(cè)介面的抽換方法的示意23為本發(fā)明的實(shí)施例中探針量測(cè)介面的接線修飾的示意24為本發(fā)明的實(shí)施例中各種不同參數(shù)變化的實(shí)驗(yàn)元件資料檔案內(nèi)容的一個(gè)范本圖號(hào)對(duì)照表10探針接墊陣列
11-15探針接墊21-23實(shí)驗(yàn)元件30實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗31實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗30的外圍層32金屬層滑軌34實(shí)驗(yàn)元件36實(shí)驗(yàn)元件擺放的參考點(diǎn)38實(shí)驗(yàn)元件的接腳可以連線的方向40實(shí)驗(yàn)元件42探針接墊48-52實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗54預(yù)先連線的金屬層56與實(shí)驗(yàn)元件的接腳連線的金屬層滑軌58未與實(shí)驗(yàn)元件的接腳連線的金屬層滑軌60預(yù)先連線的金屬層62實(shí)驗(yàn)元件連接滑軌的連線64元件結(jié)構(gòu)圖66實(shí)驗(yàn)元件的示意圖68a元件的屬性說明68b元件名稱68c元件接腳名稱68d參數(shù)清單69a基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則69b實(shí)驗(yàn)元件接線方向的考量70實(shí)驗(yàn)元件原型71a使用者的考量
71b制程環(huán)境參數(shù)設(shè)定72程序74實(shí)驗(yàn)元件74a實(shí)驗(yàn)元件74的一角76新建立的元件庫名稱宣告78程式系數(shù)化元件庫名稱宣告80程式系數(shù)化元件名稱宣告82新建立的元件名稱宣告84參數(shù)宣告86探針量測(cè)介面型態(tài)宣告88元件擺置順序宣告90元件庫92元件資料的典型值94元件資料的最差化96元件資料的最佳化98a典型值陣列98b最差化陣列100探針接墊陣列102實(shí)驗(yàn)元件連接滑軌的連接線104實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗的金屬層滑軌106接點(diǎn)具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的方法中，是由制程研發(fā)部門綜合未來制程的需要，規(guī)劃各種型態(tài)種類的實(shí)驗(yàn)元件及定義各項(xiàng)參數(shù)，接著依規(guī)劃的內(nèi)容參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)元件的實(shí)際架構(gòu)，而后布局工程師依其架構(gòu)負(fù)責(zé)制作可程式系數(shù)化的物理實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件，經(jīng)過功能認(rèn)證后的元件以程序語言的型態(tài)儲(chǔ)存于元件庫(celllibrary)中，使用時(shí)只需準(zhǔn)備所要產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)元件資料參數(shù)，輸入至一物理實(shí)體轉(zhuǎn)換程序，即可藉由電腦自動(dòng)地產(chǎn)生新的實(shí)驗(yàn)元件，并且自動(dòng)地完成探針量測(cè)介面的布局及連線。所述的元件庫可以迅速地轉(zhuǎn)換制程設(shè)定條件，而產(chǎn)出依各種不同制程需要的實(shí)驗(yàn)元件。爾后如有新開發(fā)或共同修改的實(shí)驗(yàn)元件，僅須進(jìn)行元件庫更新增減即可。
以下實(shí)施例分為兩部分分別說明實(shí)驗(yàn)元件庫與探針量測(cè)介面的新開發(fā)流程。
圖6顯示一個(gè)實(shí)驗(yàn)元件庫的工作流程，其作業(yè)方法以圖解方式詳細(xì)說明如下步驟2010制程研發(fā)部門規(guī)劃各種類型態(tài)的實(shí)驗(yàn)元件。
步驟2020由各設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)元件的物理架構(gòu)及定義各參數(shù)的位置與屬性，并提供示意圖給布局工程師。
步驟2030布局工程師根據(jù)設(shè)計(jì)工程師提供的實(shí)驗(yàn)元件示意圖以程序制作可程式系數(shù)化的實(shí)驗(yàn)元件。
步驟2040布局工程師將已設(shè)計(jì)完成的程序元件經(jīng)物理實(shí)體轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換，產(chǎn)出實(shí)體圖形后交給各設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行功能認(rèn)證。
步驟2050若實(shí)驗(yàn)元件實(shí)體圖形有誤，則布局工程師修改更正后再送交各設(shè)計(jì)工程師確認(rèn)。如此重復(fù)直到實(shí)驗(yàn)元件未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤為止。
步驟2060將所有可程式系數(shù)化實(shí)驗(yàn)元件整合于元件庫中，成為中央控管的實(shí)驗(yàn)元件庫。
圖7顯示一個(gè)探針量測(cè)介面的新開發(fā)流程，其具體方法以圖解方式詳細(xì)說明如下步驟3010各設(shè)計(jì)工程師依據(jù)制程的不同，準(zhǔn)備所要產(chǎn)生的各種不同參數(shù)變化的實(shí)驗(yàn)元件資料，如圖24所示的范例，這些資料包含1.新建的元件庫名稱；2.可程式系數(shù)化元件庫名稱；
3.可程式系數(shù)化元件名稱；4.新建的元件名稱；5.參數(shù)輸入值；6.探針量測(cè)介面型態(tài)；以及7.元件擺置的順序。
步驟3020運(yùn)用電腦執(zhí)行物理實(shí)體轉(zhuǎn)換程序，自動(dòng)產(chǎn)生輸入資料中的所有實(shí)驗(yàn)元件。
步驟3030設(shè)計(jì)工程師確認(rèn)所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)元件是否正確。
步驟3040設(shè)計(jì)工程師可籍由修改輸入檔案的內(nèi)容，更正錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)元件，或是增減實(shí)驗(yàn)元件的數(shù)目。再重復(fù)相關(guān)步驟直到所有的實(shí)驗(yàn)元件經(jīng)確認(rèn)為正確。
步驟3050布局工程師利用自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)(Electronic DesignAutomation；EDA)工具(tool)進(jìn)行最后實(shí)驗(yàn)元件的物理實(shí)體圖形檢查驗(yàn)證。
步驟3060將掩模圖案式資料轉(zhuǎn)換成制作掩模的標(biāo)準(zhǔn)輸出檔。
步驟3070送交掩模公司制作掩模。
步驟3080工廠接到掩模后，依標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制造程序制作晶片。
步驟3090制程研發(fā)部門取得晶片后，進(jìn)行各項(xiàng)制程參數(shù)的分析、研究與歸納結(jié)果。
為了可以使用儀器自動(dòng)量測(cè)各個(gè)實(shí)驗(yàn)元件的制程參數(shù)，如圖8所示，在此以一個(gè)探針接墊陣列10作為說明，所述的元件名稱定義為探針量測(cè)介面，是由一排共二十四個(gè)探針接墊構(gòu)成，為方便了解，圖中僅繪示前四個(gè)探針接墊11-14及最后一個(gè)探針接墊15，每個(gè)探針接墊長(zhǎng)度H與寬度W一致，彼此之間的距離S亦相同。將實(shí)驗(yàn)元件放置于任兩個(gè)探針接墊之間，如圖9所示，實(shí)驗(yàn)元件21在探針接墊11及12之間，實(shí)驗(yàn)元件22在探針接墊12及13之間，實(shí)驗(yàn)元件23在探針接墊13及14之間，其他依此類推。在此配置中，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)元件的接腳可以從上、下、左、右四個(gè)方向跟探針接墊進(jìn)行金屬連線。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)元件與各探針接墊連線上的需要，提供一個(gè)名稱為實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗的裝置，其構(gòu)造如圖10所示，置放窗30的四個(gè)方向上各有兩個(gè)長(zhǎng)方形金屬層滑軌32做為實(shí)驗(yàn)元件接腳與探針接墊之間的橋接點(diǎn)，這些滑軌32包括從第一層金屬層至最上層金屬層。置放窗30的最外圍包圍著一道橋接框31，作為置放窗30與探針接墊之間，以及置放窗30與實(shí)驗(yàn)元件接腳之間距離的參考，以規(guī)范彼此之間的距離不得小于最差的條件(worst case)。運(yùn)用置放窗30擺置實(shí)驗(yàn)元件如圖11所示，將實(shí)驗(yàn)元件34擺放在置放窗30內(nèi)，并以參考點(diǎn)36為基準(zhǔn)點(diǎn)，如圖中的箭頭38所示，實(shí)驗(yàn)元件34的接腳可以從上、下、左、右四個(gè)方向進(jìn)行連線。
實(shí)驗(yàn)元件的擺放條件如圖12所示，兩個(gè)探針接墊42及31之間的最小距離為M，置放窗30的長(zhǎng)方形金屬層滑軌32與實(shí)驗(yàn)元件40之間的最小距離為N，金屬層滑軌32的寬度為C。在探針量測(cè)介面中，相鄰兩個(gè)探針接墊42之間的距離為K，探針接墊42的寬度為I。從上述各項(xiàng)參數(shù)可知一般典型的實(shí)驗(yàn)元件的最大面積范圍(H*W)為高度(H)＝K-(2*M)-(2*C)-(2*N)，及寬度(W)＝I-(2*C)-(2*N)。
其他形狀的實(shí)驗(yàn)元件可依照上述公式原理推算。
依照實(shí)驗(yàn)元件接腳數(shù)的不同，置放窗30的連線方式以及方向也有不同的形式，圖13以幾組典型的模式作為說明，在實(shí)驗(yàn)元件的接腳方向上，采用上、下、左、右四個(gè)方向均勻伸展，圖中的44表示與實(shí)驗(yàn)元件40接腳連接的金屬層滑軌，46表示未與實(shí)驗(yàn)元件40接腳連接的金屬層滑軌，其中，(A)圖至(F)圖表示幾種兩個(gè)端點(diǎn)接線的方式，(G)圖及(H)圖是兩種三個(gè)端點(diǎn)接線的方式，(I)圖及(J)圖是兩種四個(gè)端點(diǎn)接線的方式，(K)圖至(P)圖表示幾種五個(gè)端點(diǎn)接線的方式，(Q)圖至(T)圖表示幾種六個(gè)端點(diǎn)接線的方式，(U)圖至(X)圖表示幾種七個(gè)端點(diǎn)接線的方式。
圖14(A)表示已預(yù)先完成連線的探針量測(cè)介面型態(tài)。探針量測(cè)介面依照實(shí)驗(yàn)元件的接腳數(shù)量的不同與連線方式的不同有著相對(duì)應(yīng)的型式可供選用。在此實(shí)施例中，置放窗48介于探針接墊11及12之間，置放窗50介于探針接墊12及13之間，置放窗52介于探針接墊13及14之間，以置放窗48為例，其與探針接墊12之間以預(yù)先連線的金屬層54連接，滑軌56是與實(shí)驗(yàn)元件的接腳連線的金屬層滑軌，滑軌58是未與實(shí)驗(yàn)元件的接腳連線的金屬層滑軌，預(yù)先連線的金屬層60連接不同的置放窗48、50及52。圖14(B)是以一組三個(gè)接腳的實(shí)驗(yàn)元件21-23擺放在圖14(A)的探針量測(cè)介面上作為說明，實(shí)驗(yàn)元件21、22及23分別擺放在置放窗48、50及52內(nèi)，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)元件以三個(gè)連線62連接滑軌56。
現(xiàn)在進(jìn)一步說明制作實(shí)驗(yàn)元件的過程。圖15說明制作可程式系數(shù)化實(shí)驗(yàn)元件的要素。首先設(shè)計(jì)師必須準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)元件的示意圖66，其包含元件的屬性說明68a說明歸屬何種種類以便未來探針量測(cè)介面的選擇、元件名稱68b、元件接腳名稱68c、參數(shù)清單68d為有關(guān)實(shí)驗(yàn)元件變數(shù)的名稱列表以及元件結(jié)構(gòu)圖64包含所使用的層次、參數(shù)及接腳位置的標(biāo)示。布局工程師根據(jù)可程式系數(shù)化實(shí)驗(yàn)元件的要素66、基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則69a以及實(shí)驗(yàn)元件接線方向的考量69b等條件，將實(shí)驗(yàn)元件的基本架構(gòu)依上述的條件整理出符合程序撰寫的實(shí)驗(yàn)元件原型(Prototype)70。
如圖16所示，以實(shí)驗(yàn)元件原型70為藍(lán)本進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)條件運(yùn)算式的定義。實(shí)驗(yàn)元件的參數(shù)分為兩大類，第一類為使用者的考量71a，其包括各設(shè)計(jì)工程師定義的實(shí)驗(yàn)元件各項(xiàng)變數(shù)(即圖15中的參數(shù)清單68d)，用以控制實(shí)驗(yàn)元件的長(zhǎng)度變化、寬度變化、距離變化、物件的復(fù)制、層次的選用及條件的選擇等等；第二類為制程環(huán)境參數(shù)設(shè)定71b，為使實(shí)驗(yàn)元件整體架構(gòu)得以符合不同制程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的規(guī)范，必須加入的制程環(huán)境變數(shù)；最后以程序語言的方式實(shí)現(xiàn)物理幾何圖形，如圖中的程序72。
圖17以一范例說明可程式化系數(shù)元件的程序，依據(jù)參數(shù)特性的不同，將程序語言的運(yùn)算模式分為一般多項(xiàng)式運(yùn)算式、條件式及指標(biāo)暫存式等等，藉各運(yùn)算模式以設(shè)定實(shí)驗(yàn)元件成為可程式系數(shù)化的元件。
實(shí)驗(yàn)元件的面積變化與接腳的相對(duì)位置計(jì)算模式如圖18所示，其是說明圖14(B)的實(shí)驗(yàn)元件的面積大小及元件接腳與實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗金屬滑軌的相對(duì)位置的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)元件74以其一角落74a為參考基準(zhǔn)點(diǎn)，原始寬度為W，原始高度為H，X軸方向上變數(shù)的預(yù)設(shè)值為m，Y方向上變數(shù)的預(yù)設(shè)值為n，X軸方向上變數(shù)的輸入值為M，Y軸方向上變數(shù)的輸入值為N，變更后的寬度為W’，變更后的高度為H’，以x表示X軸或Y軸方向上變化的參數(shù)，則X軸變化值＝∑(W’-W)＝∑(M1-m1)+∑(M2-m2)+∑(M3-m3)+......+∑(Mx-mx)，及Y軸變化值＝∑(H’-H)＝∑(N1-n1)+∑(N2-n2)+∑(N3-n3)+......+∑(Nx-nx)此實(shí)施例中各項(xiàng)運(yùn)算式皆采取正值運(yùn)算模式，以確保在基準(zhǔn)點(diǎn)74a固定不變的情形下，依據(jù)各參數(shù)變化的結(jié)果產(chǎn)生正確的面積與接腳相對(duì)位置的變化。
探針量測(cè)介面的產(chǎn)生流程如圖19所示，使用者執(zhí)行一介面程序及輸入資料的準(zhǔn)備。當(dāng)使用者想要產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)元件時(shí)，依照使用者介面程序的輸入檔案格式規(guī)范準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)元件規(guī)格資料，緊接著步驟5310執(zhí)行使用者介面程序而在步驟5320產(chǎn)生探針量測(cè)介面元件。使用者介面程序的輸入檔案格式共分為七個(gè)部份，即新建立的元件庫名稱宣告76、程式系數(shù)化元件庫名稱宣告78、程式系數(shù)化元件名稱宣告80、新建立的元件名稱宣告82、各項(xiàng)參數(shù)宣告84、探針量測(cè)介面型態(tài)宣告86及元件擺置順序宣告88，圖24所示資料即為一個(gè)范例。除了可程序是數(shù)元件庫名稱N是固定不變的外，其余依使用者的需要分別填入適當(dāng)?shù)男枨笾怠．?dāng)探針量測(cè)介面被產(chǎn)生出來后，由于各個(gè)實(shí)驗(yàn)元件是依照輸入的內(nèi)容，因此在步驟5330后修改使用者介面程序的輸入檔案格式76-88，再重新執(zhí)行程序，即可迅速獲得正確的元件。
圖20及圖21說明物理實(shí)體轉(zhuǎn)換程序的使用者介面架構(gòu)，使用者介面程序以批次(batch)檔方式執(zhí)行，依其功能粗略分為兩個(gè)階段，第一階段產(chǎn)生單一實(shí)驗(yàn)元件，第二階段為探針量測(cè)介面自動(dòng)布局與連線，其過程如下第一階段產(chǎn)生單一元件的過程顯示在圖20中。步驟5210從磁碟機(jī)中取得實(shí)驗(yàn)元件輸入檔案資料，例如圖24所示的資料，步驟5215將新建的元件庫名稱76、可程式系數(shù)化元件庫名稱78、可程式系數(shù)化元件名稱80、新建的元件名稱82、各項(xiàng)參數(shù)輸入值84從輸入的檔案分離出來，并在步驟5220存入暫存檔中。步驟5230緊接著鏈結(jié)可程式系數(shù)化元件庫90，同時(shí)步驟5225將制程環(huán)境系數(shù)輸入。然后從元件庫90依序呼叫可程式系數(shù)化實(shí)驗(yàn)元件，自動(dòng)輸入各項(xiàng)參數(shù)變化值后，步驟5235產(chǎn)生新的實(shí)驗(yàn)元件，步驟5240存入新元件庫中。重復(fù)循環(huán)相關(guān)的步驟，直到所有實(shí)驗(yàn)元件都自動(dòng)產(chǎn)生出來為止。
第二階段探針量測(cè)介面自動(dòng)布局及連線的過程顯示在圖21中。步驟5245從磁碟機(jī)中取得實(shí)驗(yàn)元件輸入檔案資料，例如圖24所示，步驟5250將新建的元件庫名稱76’、新元件名稱82’、探針量測(cè)介面型態(tài)86’、元件擺置順序88’等內(nèi)容從輸入的檔案分離出來，并在步驟5255存入暫存檔中。步驟5260從磁碟機(jī)中取得探針量測(cè)介面型態(tài)應(yīng)對(duì)檔，步驟5265解讀出各探針量測(cè)介面型態(tài)中實(shí)驗(yàn)元件擺置順序的方式。步驟5270將前兩個(gè)步驟所取得的資料重新組合，以符合介面程序所需規(guī)格。步驟5275鏈結(jié)新建的實(shí)驗(yàn)元件庫，將所有的實(shí)驗(yàn)元件自動(dòng)擺置到探針量測(cè)介面上，并完成接腳連線。最后步驟5280將完成的資料儲(chǔ)存。
探針量測(cè)介面的種類、型態(tài)、數(shù)量與位置順序的調(diào)整如圖22所示。當(dāng)使用者想要調(diào)整任何一組實(shí)驗(yàn)元件的數(shù)量與比例時(shí)，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)便的途徑，以探針量測(cè)介面為單位抽換實(shí)驗(yàn)元件，此方法是將各功能性實(shí)驗(yàn)元件的尺寸變化組合方式，在建構(gòu)輸入檔案時(shí)就一并考量進(jìn)去，將元件資料分為典型值92、最差化94及最佳化96三個(gè)部分，各部分再依其重要性編排優(yōu)先權(quán)，例如典型值陣列98a及最差化陣列98b，當(dāng)調(diào)整測(cè)試用晶片面積比例時(shí)，依其重要性優(yōu)先順位抽換探針量測(cè)介面，從優(yōu)先權(quán)最低者開始刪除，如此一來，實(shí)驗(yàn)元件的抽換可被迅速執(zhí)行且又不影響各探針量測(cè)介面的完整性。
圖23顯示探針量測(cè)介面的接線修飾。本發(fā)明所采用的探針量測(cè)介面在實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗與各探針接墊之間的連線已采取預(yù)先連線方式處理，如圖14(A)所示，所有金屬連線的寬度及間距皆符合各制程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的規(guī)范。布局工程師不必再對(duì)整體探針接墊陣列100做最佳化修正，僅需就實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗104與實(shí)驗(yàn)元件102的連接點(diǎn)106作最佳化的修飾即可。
以上對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例所做的敘述是為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明精確地為所揭露形式，基于以上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的實(shí)施例學(xué)習(xí)而作修改或變化是可能的，實(shí)施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓熟習(xí)所述的項(xiàng)技術(shù)者以各種實(shí)施例利用本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術(shù)思想企圖由以下的申請(qǐng)專利范圍及其均等來決定。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的方法，用以對(duì)一實(shí)驗(yàn)元件布局的各種可能變化自動(dòng)完成各種相對(duì)應(yīng)的布局，所述的方法包括下列步驟備置一程式系數(shù)化元件，其含有至少一代表實(shí)驗(yàn)元件布局所會(huì)變化尺寸的參數(shù)，以及所述的參數(shù)與布局間的關(guān)系；所述的程式系數(shù)化元件根據(jù)所述的參數(shù)的變化產(chǎn)生多個(gè)數(shù)值化元件資料以及通過一物理實(shí)體轉(zhuǎn)換步驟，將各該等數(shù)值化元件資料轉(zhuǎn)換成一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局圖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，更包括下列步驟備置至少一探針量測(cè)介面布局，其具有一對(duì)應(yīng)于該等數(shù)值化元件資料的測(cè)試布局，并具有一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗，當(dāng)所述的所述的實(shí)體元件布局圖放至所述的實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗時(shí)，即完成所述的實(shí)體元件與所述的探針量測(cè)介面相對(duì)應(yīng)的連接。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的備置一程式系數(shù)化元件的步驟包括下列步驟設(shè)定所述的實(shí)驗(yàn)元件的類型；以及設(shè)定所述的實(shí)驗(yàn)元件的各可變參數(shù)的位置與屬性。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗具有一實(shí)驗(yàn)元件布局置放基準(zhǔn)點(diǎn)，以及與所述的基準(zhǔn)點(diǎn)呈一定關(guān)系的橋接框，且所述的橋接框設(shè)有至少一橋接點(diǎn)，以供選擇性地連接所述的實(shí)驗(yàn)元件。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的探針量測(cè)介面布局包含有多個(gè)探針接墊，供探針接觸用，且各接墊依所要實(shí)驗(yàn)的模式連接至各所述的橋接點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述的多個(gè)探針接墊被安排成為一陣列，且所述的實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗被安排在兩個(gè)所述的探針接墊之間。
7.一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的系統(tǒng)，用以對(duì)一實(shí)驗(yàn)元件布局的各種可能變化自動(dòng)完成各種相對(duì)應(yīng)布局，所述的系統(tǒng)包括一程式系數(shù)化元件，其含有至少一代表實(shí)驗(yàn)元件布局所會(huì)變化尺寸的參數(shù)，以及所述的參數(shù)與布局間的關(guān)系，依所述的程式系數(shù)化元件可產(chǎn)生多個(gè)根據(jù)各種參數(shù)變化下的數(shù)值化元件資料；一探針量測(cè)介面，其具有一對(duì)應(yīng)于所述的等數(shù)值化元件資料所對(duì)應(yīng)的測(cè)試布局，并具有一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局置放窗，以供擺放所述的實(shí)體元件布局及與所述的實(shí)體元件布局進(jìn)行相對(duì)應(yīng)連接；以及一物理實(shí)體轉(zhuǎn)換程序，藉以將各所述的等數(shù)值化元件資料轉(zhuǎn)換成一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局圖。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述的探針量測(cè)介面布局的置放窗具有一實(shí)驗(yàn)元件布局置放基準(zhǔn)點(diǎn)，以及與所述的基準(zhǔn)點(diǎn)呈一定關(guān)系的橋接框，且所述的橋接框設(shè)有至少一橋接點(diǎn)，以供選擇性地連接所述的實(shí)驗(yàn)元件。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述的探針量測(cè)介面布局包含有多個(gè)探針接墊，供探針接觸用，且各接墊依所要實(shí)驗(yàn)的模式連接至各所述的橋接點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自動(dòng)化形成半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)元件布局的方法與系統(tǒng)，其包括備置一程式系數(shù)化元件，內(nèi)含至少一代表實(shí)驗(yàn)元件布局所會(huì)變化尺寸的參數(shù)以及所述的參數(shù)與布局間的關(guān)系，然后依所述的程式系數(shù)化元件產(chǎn)生多個(gè)根據(jù)各種參數(shù)變化下的數(shù)值化元件資料，并通過一物理實(shí)體轉(zhuǎn)換步驟，將各所述的等數(shù)值化元件資料轉(zhuǎn)換成一實(shí)體實(shí)驗(yàn)元件布局圖。籍由此方法與系統(tǒng)，得以對(duì)一實(shí)驗(yàn)元件布局的各種可能變化自動(dòng)地完成各種相對(duì)應(yīng)布局。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1534723SQ0312124
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者張松鈞, 李榮淇 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司