專利名稱：現(xiàn)有集成電路的設(shè)計(jì)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)有集成電路的設(shè)計(jì)分析方法，并且更特別地涉及確定集成電路布圖(IC layout)的圖像中的標(biāo)準(zhǔn)單元的位置。
背景技術(shù)：
在競(jìng)爭(zhēng)激烈的微電子領(lǐng)域，半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)品的詳細(xì)分析可以提供關(guān)于處理特定技術(shù)問(wèn)題、設(shè)計(jì)方法的總體優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)等的有價(jià)值信息。這些信息可以用于關(guān)于市場(chǎng)定位、未來(lái)設(shè)計(jì)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)做出決策。從產(chǎn)品分析中得到的信息典型地通過(guò)電路提取(逆向工程)、功能分析和其他技術(shù)手段來(lái)提供。此活動(dòng)的核心是設(shè)計(jì)分析的處理，在本文中，該設(shè)計(jì)分析的處理是指在任何處理技術(shù)中以基本上任何類型的集成電路開(kāi)始，得出完整的或部分的原理圖(schematic)的技術(shù)和方法。對(duì)于這種具有策略價(jià)值的技術(shù)信息，其必須是精確的和成本有效的，并且非常重要的是該信息應(yīng)當(dāng)是及時(shí)的。
設(shè)計(jì)分析處理一般涉及由熟練的工程師從集成電路(IC)的一組較大的“相片鑲嵌圖”(photomosaic)中人工提取電路信息。相片鑲嵌圖是鑲嵌和拼接在一起的集成電路的多個(gè)部分的高倍放大的照片。為了正確地提取電路，需要每個(gè)多晶硅(poly)層和金屬層的相片鑲嵌圖。由于圖像處理和電子顯微學(xué)的發(fā)展，相片鑲嵌圖已經(jīng)由計(jì)算機(jī)工作站所代替。通過(guò)專用軟件，可以在計(jì)算機(jī)上看到管芯(die)的局部剖面圖像。每個(gè)金屬層示為能夠區(qū)分彼此的不同顏色。可以對(duì)這些層進(jìn)行選定或取消選定，這樣工程師就能看到所選定的層而非所有的層。盡管這一技術(shù)比使用相片鑲嵌圖耗費(fèi)的時(shí)間少，但工程師仍然必須人工提取整個(gè)電路。尤其耗費(fèi)時(shí)間的是提取標(biāo)準(zhǔn)單元。標(biāo)準(zhǔn)單元可以構(gòu)成集成電路的較大部分，但工程師必須個(gè)別地人工提取每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元。
為了創(chuàng)建用于提取標(biāo)準(zhǔn)單元的有效的自動(dòng)化系統(tǒng)，有幾個(gè)問(wèn)題需要解決A.每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元實(shí)例的多晶硅層通常是相同的，但從一個(gè)實(shí)例到另一個(gè)實(shí)例，一些較低的金屬層可以改變。
B.每個(gè)多晶硅層和金屬層的灰度圖像的大小至少是幾十億字節(jié)。
C.這些層通常不是完全相互對(duì)齊的。這些層有可能會(huì)偏離幾個(gè)像素。
D.多晶硅層典型地具有較低的對(duì)比度、較高的噪聲，并且包含明顯的失真和亮度/對(duì)比度變化。
E.這些層典型地包含許多細(xì)線(大約3-4像素)，所以自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)單元提取系統(tǒng)必須足夠靈敏以體現(xiàn)出這些線。
F.這些圖像可以包含其他非常相似的單元。其差別可能只存在于幾條具有較低對(duì)比度的線中。
為了克服上述手工處理所存在的問(wèn)題，已經(jīng)設(shè)計(jì)出了自動(dòng)化系統(tǒng)。1992年2月4日授予Yu等人的美國(guó)專利No.5,086,477和1993年3月2日授予Ahmed等人的美國(guó)專利No.5,191,213中描述了這種系統(tǒng)。
在Yu等人的美國(guó)專利No.5,086,477所述的系統(tǒng)中，用顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM)掃描集成電路芯片。該系統(tǒng)識(shí)別用于該集成電路中的每個(gè)唯一的單元和/或門電路。為這些唯一的單元或門電路中的每一個(gè)單元或門電路創(chuàng)建唯一的抽象表示，將這些抽象表示存儲(chǔ)在庫(kù)里。
在這個(gè)獲得專利權(quán)的系統(tǒng)中，一旦將所有的唯一單元捕獲到參考庫(kù)中，該系統(tǒng)就會(huì)嘗試采用經(jīng)典的模板匹配(template matching)來(lái)將包含在布圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有抽象特征關(guān)聯(lián)和匹配到該參考庫(kù)中的單元。然而，由于典型的現(xiàn)代集成電路的布圖數(shù)據(jù)庫(kù)中包含的數(shù)據(jù)量較大，因此即使在已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮之后，可靠地提取網(wǎng)表(netlist)的處理時(shí)間仍然過(guò)長(zhǎng)，因此Yu等人提出應(yīng)該由操作人員(人工地)來(lái)引導(dǎo)這些任務(wù)。由于模板匹配操作的數(shù)量隨著參考單元和/或門電路的數(shù)目呈指數(shù)增加，因此由操作人員引導(dǎo)的處理的難度和所需的時(shí)間隨著單元或門電路的數(shù)目的增大而增加。
一旦將Yu等人的系統(tǒng)中的所有參考單元模板匹配到數(shù)據(jù)庫(kù)，理論上就對(duì)布圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有特征進(jìn)行了分組和分類，并且可以構(gòu)造網(wǎng)表。如果仍有未分類的布圖數(shù)據(jù)庫(kù)特征，則系統(tǒng)必須構(gòu)造新的單元或門電路以添加到參考庫(kù)中，并通知操作人員，或者由系統(tǒng)通知操作人員并且操作人員執(zhí)行這一任務(wù)。如上所述，構(gòu)造網(wǎng)表所需的單元到單元的互連信息提取是采用效率較低的模板匹配來(lái)執(zhí)行的。
由于所需的模板匹配方法，Yu等人的系統(tǒng)不得不局限于門陣列或結(jié)構(gòu)化程度非常高的標(biāo)準(zhǔn)單元的集成電路分析，其中絕大多數(shù)單元是相同的，并且因此隨著集成電路尺寸的增加，其效率會(huì)降低。因此，對(duì)分析現(xiàn)代ASIC(專用集成電路)或定制集成電路、較大的和/或復(fù)雜的集成電路來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)效率較低。由于開(kāi)發(fā)例如涉及不同的一組設(shè)計(jì)規(guī)則的參考庫(kù)之類的單獨(dú)的參考庫(kù)所需的投資和時(shí)間，Yu等人的系統(tǒng)還局限于研究來(lái)自幾個(gè)ASIC制造商的許多設(shè)備的應(yīng)用。
Ahmed等人的美國(guó)專利No.5,191,213涉及一種用于移除集成電路的層并用于掃描每個(gè)層的技術(shù)，并且該專利并沒(méi)有呈現(xiàn)為自動(dòng)化系統(tǒng)。
L.R.Avery，J.S.Crabbe，S.Al Sofi，H.Ahmed，J.R.A.Cleaver和DJ.Weaver在2002年的DMSMS會(huì)議上發(fā)表的“Reverse engineeringcomplex application-specific integrated circuits(ASICs)”(逆向工程的復(fù)雜ASIC)一文公開(kāi)了一種自動(dòng)化的宏(標(biāo)準(zhǔn)單元)提取方法，其中將通孔和接點(diǎn)信息用于找出宏的可能位置。在某些情況下，由于成像和/或采樣準(zhǔn)備的問(wèn)題，接點(diǎn)信息不是很容易獲得。在諸如門陣列等其他情況下，接點(diǎn)模式具有非常高的重復(fù)性，并且甚至不能用于找出一個(gè)初步位置。
2004年3月23日授予Lowe的美國(guó)專利No.6,711,293中公開(kāi)了目標(biāo)定位方法的一個(gè)示例，該方法使用關(guān)注點(diǎn)(point of interest)匹配和描述符來(lái)表示關(guān)注點(diǎn)附近區(qū)域的特征。這種方法采用了關(guān)注點(diǎn)附近區(qū)域的一些直方圖統(tǒng)計(jì)。這種方法中所使用的關(guān)注點(diǎn)是像素幅度的極值。
在此引用所有上述內(nèi)容作為參考。
因此，需要一種計(jì)算可實(shí)現(xiàn)的模板匹配方法用于找出IC布圖的逆向工程多層圖像中的標(biāo)準(zhǔn)單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種方法和設(shè)備，用于以計(jì)算有效的方式來(lái)確定IC布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率位置。第一步驟是提取和表示IC布圖的特征。下一步驟是從布圖中進(jìn)一步提取將用作用于比較的模板或基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)單元。為了獲得對(duì)可能位置的粗略定位，將模板的特征與IC布圖的其余部分的特征進(jìn)行比較。最后的步驟是對(duì)可能的匹配位置的候選列表應(yīng)用精細(xì)篩選以最終獲得高概率位置。中間步驟可以包括通過(guò)粗略篩選來(lái)進(jìn)行粗略定位，以便得到另外一組粗略篩選后的可能位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)首先提取圖像中的關(guān)注點(diǎn)，確定IC布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置。為突出這些關(guān)注點(diǎn)中的每個(gè)關(guān)注點(diǎn)，在每個(gè)關(guān)注點(diǎn)的鄰近創(chuàng)建位圖描述符。在這些初始化步驟之后，有必要從IC布圖中提取標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例。將來(lái)自模板的位圖描述符與IC布圖的其余位圖描述符進(jìn)行比較。這一比較產(chǎn)生一組相似的關(guān)注點(diǎn)。對(duì)這些相似的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行投票以確定這些所謂的相似關(guān)注點(diǎn)的相似性的可信度(confidence level)。在計(jì)算這些投票的權(quán)重時(shí)，圖像上具有較高票數(shù)的位置對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定方面，該圖像包括IC的第一導(dǎo)電層和選自第一導(dǎo)電層上的接點(diǎn)中心、第一導(dǎo)電層上的通孔中心和代表第一導(dǎo)電層的多邊形的拐角的關(guān)注點(diǎn)。位圖描述符包括具有多個(gè)非重疊矩形的網(wǎng)格，如果所述非重疊矩形包含至少預(yù)定百分比的第一導(dǎo)電層，則所述非重疊矩形由第一比特表示，并且如果所述非重疊矩形包含少于預(yù)定百分比的第一導(dǎo)電層，則所述非重疊矩形由第二比特表示。此外，位圖描述符可以是32比特描述符，并且來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例的位圖描述符包括該標(biāo)準(zhǔn)單元的八個(gè)可能方位。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，采用嚴(yán)格的比較方法，將IC布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置確定為該標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率匹配。第一步驟是計(jì)算模板和每個(gè)可能位置的像素梯度。接下來(lái)，計(jì)算模板和每個(gè)可能位置的梯度之間的點(diǎn)積。應(yīng)用形態(tài)擴(kuò)張(morphological dilation)篩選所述點(diǎn)積以消除來(lái)自噪聲或紋理變化的任何影響。根據(jù)篩選后的點(diǎn)積計(jì)算順序統(tǒng)計(jì)值(order statistics)，并且如果得到的統(tǒng)計(jì)值小于預(yù)定門限，則可能位置就是標(biāo)準(zhǔn)單元的一個(gè)正確實(shí)例。
通過(guò)閱讀以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的描述，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得明顯。


下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中圖1示出了表示本發(fā)明的處理步驟的流程圖；圖2示出了在一部分IC布圖上所提取的關(guān)注點(diǎn)的示例；圖3示出了關(guān)注點(diǎn)的32比特描述符的示例；圖4示出了與第一圖像部分和第二圖像部分進(jìn)行比較的模板；圖5示出了由對(duì)來(lái)自模板和圖4的第二圖像部分的第一組相似關(guān)注點(diǎn)的比較所產(chǎn)生的投票；圖6示出了由對(duì)來(lái)自模板和圖4的第二圖像部分的第二組相似關(guān)注點(diǎn)的比較所產(chǎn)生的投票；圖7示出了模板和一個(gè)可能匹配之間的點(diǎn)梯度的示例數(shù)組；圖8示出了順序統(tǒng)計(jì)值的數(shù)組；圖9是示出本發(fā)明的初始化、模板提取以及粗略定位的處理步驟的流程圖；
圖10是示出本發(fā)明的粗略匹配和精細(xì)匹配的處理步驟的流程圖；圖11a是SR(狀態(tài)寄存器)鎖存器的門電路表示；圖11b是SR鎖存器的符號(hào)表示；圖12是包括SR鎖存器的符號(hào)表示的D鎖存器的門電路表示；以及圖13是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種用于找出IC布圖中標(biāo)準(zhǔn)單元的位置的計(jì)算有效的方法。圖1示出了本發(fā)明四個(gè)主要步驟的流程圖。第一步驟2是發(fā)生在操作人員開(kāi)始電路提取之前的初始化處理。有必要提取整個(gè)圖像的特征，其將用作隨后步驟的比較基礎(chǔ)。第二步驟4定義了標(biāo)準(zhǔn)單元的模板并且提供了對(duì)可能匹配的粗略定位。第三步驟6承擔(dān)對(duì)在第二步驟4中發(fā)現(xiàn)的可能匹配進(jìn)行粗略篩選或粗略匹配。第四步驟和最后步驟8提供對(duì)在步驟6中發(fā)現(xiàn)的可能匹配結(jié)果的精細(xì)篩選或匹配。步驟2和步驟4提供所研究的標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的候選列表，并且步驟6和步驟8對(duì)該候選列表執(zhí)行更嚴(yán)格的比較?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地解釋這些步驟。圖1的初始化處理的第一步驟2是提取圖像中的關(guān)注點(diǎn)。
標(biāo)準(zhǔn)單元定位中的第一步驟是特征提取或關(guān)注點(diǎn)提取。在此引用作為參考的授予Lowe的美國(guó)專利No.6,711,293中，關(guān)注點(diǎn)是像素幅度的極值，并且描述符從局部直方圖中得出。在IC的布圖中，局部直方圖基本上是相同的，并且期望描述符能反映附近區(qū)域的配線幾何形狀。對(duì)于本發(fā)明，所考慮的關(guān)注點(diǎn)包括接點(diǎn)的中心，接點(diǎn)是第一導(dǎo)電層和多晶硅層之間的連接，所考慮的關(guān)注點(diǎn)還包括導(dǎo)電層之間的通孔連接以及代表最低導(dǎo)電層的多邊形的拐角?？梢詮妮^高的導(dǎo)電金屬層提取關(guān)注點(diǎn)，但是僅來(lái)自于一個(gè)導(dǎo)電金屬層的關(guān)注點(diǎn)的數(shù)目就足夠了。在單元的實(shí)例之間，將最低導(dǎo)電金屬層連接到多晶硅層的接點(diǎn)不會(huì)改變，但是由于難以對(duì)導(dǎo)電金屬取消分層或難以進(jìn)行SEM成像，這些接點(diǎn)有可能并不總是可用的。在單元的實(shí)例之間，對(duì)鄰近的導(dǎo)電金屬層進(jìn)行電連接的通孔可以不同。導(dǎo)電金屬多邊形的拐角總是可用的，但其在單元的實(shí)例之間可以不同。圖2示出了具有第一級(jí)導(dǎo)電金屬層的一部分IC布圖10上的所提取的關(guān)注點(diǎn)的示例。陰影線區(qū)域表明了導(dǎo)電金屬層12，并且下面的實(shí)心圖像代表多晶硅14。接點(diǎn)16用十字表示，通孔18用三角表示，并且導(dǎo)電金屬層的拐角20用方塊表示。因?yàn)樯鲜鲞x擇產(chǎn)生了足夠數(shù)量的點(diǎn)并且特定于逆向工程IC布圖的應(yīng)用，所以關(guān)注點(diǎn)的選擇限于這些選擇。
接下來(lái)的步驟是表示每個(gè)關(guān)注點(diǎn)的特征。例如，在每個(gè)點(diǎn)周圍創(chuàng)建32比特描述符。這種位圖描述符基本上是具有32個(gè)非重疊矩形的網(wǎng)格。如果導(dǎo)電金屬多邊形占據(jù)了矩形的最小預(yù)定百分比，則將該矩形設(shè)定為1。如果沒(méi)有導(dǎo)電金屬多邊形占據(jù)該矩形或?qū)щ娊饘俣噙呅握紦?jù)的百分比小于最小預(yù)定百分比，則將該矩形設(shè)定為0。在關(guān)注點(diǎn)的附近，32比特描述符基本上描述了最低導(dǎo)電金屬層的形狀。圖3示出了創(chuàng)建32比特描述符的示例。圖像24的關(guān)注點(diǎn)22由32比特描述符26包圍。將具有小于預(yù)定百分比的導(dǎo)電金屬多邊形的矩形28設(shè)定為0，并將具有多于預(yù)定百分比的導(dǎo)電金屬多邊形的矩形30設(shè)定為1。
如圖1所示的本發(fā)明的第二步驟4是提取將用作比較模板的標(biāo)準(zhǔn)單元，并執(zhí)行對(duì)可能匹配的粗略定位。當(dāng)操作人員提取一個(gè)代表標(biāo)準(zhǔn)單元的IC布圖區(qū)域時(shí)，該操作人員表明該單元是標(biāo)準(zhǔn)單元并且將用作模板以幫助對(duì)布圖中的其他標(biāo)準(zhǔn)單元進(jìn)行定位。用戶可以高亮顯示選中區(qū)域或者在選中區(qū)域周圍創(chuàng)建一個(gè)方框。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，通過(guò)自動(dòng)的或人工的方法來(lái)將布圖的某些部分識(shí)別為含有標(biāo)準(zhǔn)單元的任何方法都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
在操作人員創(chuàng)建模板之后，將模板內(nèi)的關(guān)注點(diǎn)與圖像內(nèi)的所有關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行比較。比較的基礎(chǔ)是32比特描述符。為說(shuō)明圖像區(qū)域內(nèi)模板的可能變換，創(chuàng)建代表模板的八種可能變換的八個(gè)32比特描述符。這包括0°，90°，180°和270°的變換，以及每個(gè)這種旋轉(zhuǎn)的鏡像版本。將模板關(guān)注點(diǎn)的32比特描述符的每一比特與圖像內(nèi)每個(gè)關(guān)注點(diǎn)的每個(gè)32比特描述符的相應(yīng)比特相比較。這一比較是XOR(異或)運(yùn)算。結(jié)果是一個(gè)32比特的整數(shù)，其中每一比特代表模板關(guān)注點(diǎn)的32比特描述符的一個(gè)比特與圖像內(nèi)每個(gè)關(guān)注點(diǎn)的每個(gè)32比特描述符的相應(yīng)位之間的比較值。對(duì)該代表正匹配(positive match)的32比特整數(shù)內(nèi)的位數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果該位數(shù)大于預(yù)定門限，則認(rèn)為圖像的關(guān)注點(diǎn)相似于模板的關(guān)注點(diǎn)。如果該位數(shù)小于預(yù)先為關(guān)注點(diǎn)的所有八個(gè)32比特描述符定義的門限，則認(rèn)為這是一個(gè)不成功的匹配。圖4示出了模板32、第一圖像部分34和第二圖像部分36的示例。將模板32的關(guān)注點(diǎn)與第一圖像部分34的關(guān)注點(diǎn)和第二圖像部分36的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行比較。在此只示出該比較的一個(gè)樣本。將來(lái)自模板32的第一關(guān)注點(diǎn)38與來(lái)自第一圖像部分34的第一關(guān)注點(diǎn)40進(jìn)行比較。本示例示出，當(dāng)采用32比特描述符時(shí)，只基于關(guān)注點(diǎn)位置的比較不能提供粗略的匹配。模板32上的第一多邊形42包含第一關(guān)注點(diǎn)38。第一圖像部分34上的第一多邊形44包含第一關(guān)注點(diǎn)40。第一多邊形42與第一多邊形44不完全相同，但其作用是相同的。將第一關(guān)注點(diǎn)40作為不成功匹配而舍棄是武斷的。在使用32比特描述符作為比較基礎(chǔ)時(shí)，預(yù)先設(shè)定容限，并且因此這種比較更不嚴(yán)格。
一旦確定了圖像部分中的關(guān)注點(diǎn)與模板上的關(guān)注點(diǎn)相似，就開(kāi)始可信度投票過(guò)程。將圖像部分分成粗略的網(wǎng)格，并將投票記錄在網(wǎng)格的每個(gè)方框內(nèi)。圖5示出了模板32和圖4的第二圖像部分36。將第二圖像部分36粗略地分成包括第一方框46、第二方框48和第三方框50的網(wǎng)格。通過(guò)比較第二圖像部分36上的第一關(guān)注點(diǎn)52的32比特描述符和模板32的第一關(guān)注點(diǎn)54，可確定這兩個(gè)點(diǎn)是相似的。模板32的中心由點(diǎn)56給出。當(dāng)把模板32疊加到第二圖像部分36上使得點(diǎn)54對(duì)齊點(diǎn)52時(shí)，模板的中心56對(duì)齊第二圖像部分36上的點(diǎn)58。投票到點(diǎn)58所在的方框中。投票結(jié)果由位于第三方框50中的第一投票標(biāo)記58表示。將第二圖像部分36上的第二關(guān)注點(diǎn)60視為與模板32上的第二關(guān)注點(diǎn)62相似。通過(guò)將模板32疊加到第二圖像部分36上使得點(diǎn)62對(duì)齊點(diǎn)60，由第二投票標(biāo)記64給出投票，并且投票位于第二方框48中。對(duì)其他關(guān)注點(diǎn)繼續(xù)該過(guò)程，并且結(jié)果是大多數(shù)投票位于圍繞第二方框48和第三方框50之間的邊界的區(qū)域。這些投票代表可能匹配的可信度值。區(qū)域中的票數(shù)越高，可能匹配就越有可能是正確匹配。
圖6示出了與圖4和圖5相同的模板32和第二圖像部分36。在本例中，通過(guò)比較每個(gè)點(diǎn)的32比特描述符，將第三關(guān)注點(diǎn)70視為與第三關(guān)注點(diǎn)68相似。根據(jù)兩個(gè)32比特描述符之間的比較容限，只要有最小數(shù)目的比特到比特(bit-bit)匹配，就可以將兩個(gè)看起來(lái)不相似的點(diǎn)視為相似。當(dāng)將模板32疊加到第二圖像部分36之上使得點(diǎn)68對(duì)齊點(diǎn)70時(shí)，由第三投票標(biāo)記72表示的投票將位于第一方框46中。通過(guò)比較每個(gè)點(diǎn)的32比特描述符，將發(fā)現(xiàn)來(lái)自第二圖像部分36的第四關(guān)注點(diǎn)74與來(lái)自模板32的第四關(guān)注點(diǎn)76相似。當(dāng)將模板32疊加到第二圖像部分36之上時(shí)，點(diǎn)76與點(diǎn)74的對(duì)齊使得第四投票標(biāo)記78位于第四方框80中。來(lái)自圖5和圖6的結(jié)果示出正確匹配的關(guān)注點(diǎn)的投票位于相同區(qū)域內(nèi)并且錯(cuò)誤的正匹配的關(guān)注點(diǎn)落入不同區(qū)域的可信度。在對(duì)模板和IC布圖的選定圖像部分的全部關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行全部投票之后，為每個(gè)單元計(jì)算投票標(biāo)記的平均位置和總權(quán)重。對(duì)于諸如圖5所示的情況，其中大多數(shù)的票都投在兩個(gè)單元的邊界上，將這兩個(gè)相鄰單元合并在一起并且權(quán)重是兩個(gè)原始單元之和。將選定圖像部分中具有最高權(quán)重的單元確定為模板匹配的中心。由于與其他單元相比一個(gè)單元將具有相當(dāng)大的權(quán)重，因此這通常會(huì)給出模板匹配的精確位置。
圖1中概述的最后兩個(gè)處理步驟(步驟6和步驟8)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)單元和潛在匹配執(zhí)行了更嚴(yán)格的比較。對(duì)32比特描述符的比較承擔(dān)第一級(jí)篩選，并且投票承擔(dān)第二級(jí)篩選。隨后的嚴(yán)格比較比最初兩個(gè)步驟更耗費(fèi)時(shí)間，只在通過(guò)投票發(fā)現(xiàn)的可能的正匹配的候選列表上執(zhí)行該嚴(yán)格比較。
通過(guò)諸如圖像金字塔等本領(lǐng)域公知的方法，以一種由粗到精的方式進(jìn)行粗略的篩選或匹配(步驟6)。以下出版物中公開(kāi)了這種方法S.L.Tanimoto的“金字塔中的模板匹配”(Template matching inpyramids)，《計(jì)算圖形學(xué)圖像處理》(Computer Graphics ImageProcessing)第16(1981)期第356-369頁(yè)，在此引用作為參考。
精細(xì)的篩選或匹配(步驟8)是改良的模式識(shí)別算法，其基于以下出版物M.Ulrich，C.Steger，A.Baumgartner的“采用改良的廣義霍夫變換的實(shí)時(shí)目標(biāo)識(shí)別”(Real-time object recognition using a modifiedgeneralized Hough transform)，《模式識(shí)別》(Pattern Recognition)第36(2003)期第2557-2570頁(yè)，并基于以下出版物2002年3月16日由Steger提交的美國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)2002/0057838和2004年3月4日由Ulrick等人提出的美國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)2004/0042661。前述文獻(xiàn)均在此引用作為參考。本發(fā)明的這一改良處理有五個(gè)步驟。第一步驟是采用不同尺寸(即n×n個(gè)像素)的內(nèi)核來(lái)計(jì)算模板和可能匹配的灰度梯度。這些梯度以向量格式表示，其中向量長(zhǎng)度是成比例的，但小于圖像區(qū)域的最小特征尺寸(即最小門電路長(zhǎng)度、最小配線長(zhǎng)度)。下一步驟是計(jì)算模板梯度和可能匹配梯度之間的點(diǎn)積。這些點(diǎn)積表示模板和可能匹配之間的差異，使得點(diǎn)積越高，兩個(gè)圖像部分之間的差異越大。然后，對(duì)點(diǎn)積的結(jié)果進(jìn)行形態(tài)擴(kuò)張，形態(tài)擴(kuò)張是本領(lǐng)域中公知的統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)。圖7示出了模板和可能匹配之間的點(diǎn)梯度的示例數(shù)組100。假設(shè)點(diǎn)積之間的關(guān)系為x1＜＜x2＜x3。在形態(tài)擴(kuò)張的情況下，這些單元將由最小相鄰點(diǎn)積代替。在圖7的情況中，所有的單元都將包含x1。這種形態(tài)擴(kuò)張解決了由模板和可能匹配之間的噪聲或亮度/對(duì)比度的差異所引起的差異。如果差異是由于模板和可能匹配之間的現(xiàn)有金屬布圖的差異而發(fā)生的，則很可能會(huì)有更多的x2和x3。在該形態(tài)擴(kuò)張的步驟之后，計(jì)算順序統(tǒng)計(jì)值。計(jì)算示例數(shù)組100的一個(gè)n×n的內(nèi)核102內(nèi)的點(diǎn)積之和，并將結(jié)果放入另一數(shù)組。圖8示出了順序統(tǒng)計(jì)值104的一個(gè)數(shù)組，其中每個(gè)單元格都代表內(nèi)核102內(nèi)的點(diǎn)積之和。假設(shè)本例中的結(jié)果之間的關(guān)系為x4＜x5＜x6＜＜x7。將來(lái)自圖8的結(jié)果從最低的和到最高的和給出為x4，x4，x4，x4，x4，x4，x4，x4，x4，x4，x4，x5，x6，x6，x7，x7。在觀察這些結(jié)果時(shí)，檢查最高的百分之二十的和。如果這些和超過(guò)預(yù)定門限，則將可能匹配作為不成功的匹配而舍棄。如果這些和小于預(yù)定門限，則將可能匹配確定為高概率匹配。
在上面概述的處理中，某些步驟依靠門限值來(lái)確定正匹配(positive match)或負(fù)匹配(negative match)，這限額門限值例如32比特描述符所需要的門限值和順序統(tǒng)計(jì)值所需要的門限。如果操作人員使標(biāo)準(zhǔn)單元具有多個(gè)“訓(xùn)練單元圖像”，即標(biāo)準(zhǔn)單元的一組正確匹配，則他可以使用來(lái)自這些匹配的信息來(lái)確定門限值。通過(guò)在已知的模板匹配上運(yùn)行模板匹配算法，可以反向操作以確定所需的門限。然而，尋找這些“訓(xùn)練單元圖像”會(huì)降低操作性能，并且在自動(dòng)布線布圖(auto-routed layout)中，在合理數(shù)量的時(shí)間內(nèi)，確定標(biāo)準(zhǔn)單元實(shí)例的位置是不可能完成的，從而將使本發(fā)明所節(jié)省的時(shí)間和計(jì)算量失去意義。作為代替，可以采取自校準(zhǔn)或自舉(bootstrap)的形式。這包括估計(jì)點(diǎn)狀噪聲、紋理變化以及圖像的最小特征尺寸。有一些本領(lǐng)域中公知的方法采用具有有界混合派生(bounded mixed derivative)的函數(shù)的近似來(lái)估計(jì)噪聲和紋理能量。分析計(jì)算的近似特征和實(shí)際圖像之間的差異歸因于點(diǎn)狀噪聲或紋理的存在。為了估計(jì)最小特征尺寸，可以采用本領(lǐng)域中公知的計(jì)算幾何算法來(lái)計(jì)算關(guān)注點(diǎn)之間的典型最小距離。一旦完成對(duì)噪聲參數(shù)的估計(jì)，就可以產(chǎn)生多個(gè)類似于“訓(xùn)練單元圖像”的失真單元圖像。將上面計(jì)算的估計(jì)參數(shù)附加到隨機(jī)噪聲和紋理上，可以創(chuàng)建這些失真單元圖像，其可以用于確定所需的門限。
圖9表示圖1中的前兩個(gè)處理步驟(步驟2和步驟4)。圖9的前兩個(gè)步驟(步驟106和步驟108)形成初始化步驟(步驟2)。第一步驟106是從圖像中提取所有關(guān)注點(diǎn)。如前所述，這可以包括通孔和接點(diǎn)的中心以及代表最低導(dǎo)電金屬層的多邊形的拐角。接下來(lái)的步驟108是為每個(gè)關(guān)注點(diǎn)構(gòu)造32比特描述符。32比特表示是關(guān)注點(diǎn)附近的最低導(dǎo)電金屬層的位圖表示。一旦完成這些步驟，操作人員就可以開(kāi)始提取電路了。
其余的步驟概述了模板提取和粗略定位處理。一旦提取了標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例，操作人員就高亮顯示模板匹配的單元(步驟110)。接下來(lái)的步驟(步驟112)是在圖像區(qū)域中創(chuàng)建用來(lái)投票的粗略的網(wǎng)格。然后，將標(biāo)準(zhǔn)單元模板中的每個(gè)關(guān)注點(diǎn)與其余圖像區(qū)域中的每個(gè)關(guān)注點(diǎn)相比較(步驟114)。這一比較基于每個(gè)點(diǎn)的八個(gè)32比特描述符(代表八個(gè)可能的模板變換)。接下來(lái)的步驟(步驟116)查詢比較結(jié)果。如果圖像區(qū)域上的關(guān)注點(diǎn)不具有與模板上關(guān)注點(diǎn)的八個(gè)32比特描述符之任一的最小數(shù)目的正的比特到比特匹配，則考慮對(duì)圖像中的下一個(gè)關(guān)注點(diǎn)(步驟118)。如果達(dá)到了最小數(shù)目的匹配，則在將模板疊加到圖像區(qū)域上使得模板的關(guān)注點(diǎn)與圖像區(qū)域中的相似關(guān)注點(diǎn)對(duì)齊時(shí)，在與模板中心對(duì)齊的區(qū)域內(nèi)投票(步驟120)。一旦進(jìn)行了投票，另一查詢(步驟122)就確定是否已經(jīng)將關(guān)注點(diǎn)i與圖像區(qū)域中所有關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行了比較。如果還沒(méi)有將關(guān)注點(diǎn)i與圖像區(qū)域中所有關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行比較，則將關(guān)注點(diǎn)i與圖像區(qū)域中的下一個(gè)關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行比較(步驟118)。如果已經(jīng)將關(guān)注點(diǎn)i與圖像區(qū)域中所有關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行了比較，則下一查詢(步驟124)查詢是否已經(jīng)將模板中的所有關(guān)注點(diǎn)與圖像區(qū)域中的所有關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行了比較。如果還沒(méi)有考慮完模板中的所有關(guān)注點(diǎn)，則模板的下一個(gè)關(guān)注點(diǎn)i+1將其自身與圖像區(qū)域中的所有關(guān)注點(diǎn)相比較(步驟126)。一旦模板的所有關(guān)注點(diǎn)都已經(jīng)與圖像區(qū)域中的所有關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行了比較，則計(jì)算投票標(biāo)記的平均位置及其在粗略網(wǎng)格的每個(gè)單元中的總權(quán)重(步驟128)。本發(fā)明前面一半處理的最后步驟是確定對(duì)模板來(lái)說(shuō)哪一個(gè)圖像部分是合適的匹配(步驟130)。通常，與模板匹配的圖像部分將帶有一個(gè)具有大多數(shù)投票的單元。在大多數(shù)情況下，這個(gè)單元表示已匹配的模板的中心。
圖10表示圖1的第三處理步驟(步驟6)和第四處理步驟(步驟8)。嚴(yán)格比較的第一步驟是對(duì)根據(jù)投票確定的可能匹配應(yīng)用粗略篩選(步驟140)。其余步驟處理精細(xì)匹配或篩選。該處理的第一步驟是計(jì)算模板和來(lái)自粗略篩選的可能匹配的梯度(步驟142)。一旦確定了梯度，接下來(lái)的步驟就計(jì)算來(lái)自模板的梯度和來(lái)自粗略篩選的可能匹配的梯度的點(diǎn)積(步驟144)。然后，將點(diǎn)積排列為一個(gè)數(shù)組，然后用經(jīng)過(guò)形態(tài)擴(kuò)張的最小鄰近點(diǎn)積代替該點(diǎn)積(步驟146)。然后，將數(shù)組排列為順序統(tǒng)計(jì)值。將第一數(shù)組分成n×n的內(nèi)核，并將每個(gè)內(nèi)核的點(diǎn)積之和排列為第二個(gè)數(shù)組(步驟148)。然后，將結(jié)果按從最低的和到最高的和進(jìn)行排列(步驟150)。接下來(lái)的步驟查詢結(jié)果并確定最高的百分之二十的和是否超過(guò)了預(yù)定門限(步驟152)。如果最高的百分之二十的和超過(guò)了預(yù)定門限，則舍棄所研究的可能匹配(步驟154)。如果最高的百分之二十的和沒(méi)有超過(guò)預(yù)定門限，則將可能匹配確定為高概率匹配(步驟156)。
由于比較標(biāo)準(zhǔn)單元的關(guān)注點(diǎn)比進(jìn)行更嚴(yán)格的逐像素比較更計(jì)算有效，因此本方法特別有利。
到現(xiàn)在為止，包括圖1到圖10的描述已經(jīng)概述了確定可能的標(biāo)準(zhǔn)單元位置的過(guò)程。一旦得出前述高概率匹配的列表，就有必要識(shí)別輸入管腳和輸出管腳。這有助于將這些高概率匹配標(biāo)準(zhǔn)單元與電路的其余部分放置在一起，并有助于獲得電路的網(wǎng)表表示。為了在高概率匹配上放置輸入/輸出(I/O)管腳，將由操作人員加框的原始標(biāo)準(zhǔn)單元用作模板以便將原始標(biāo)準(zhǔn)單元的每個(gè)I/O管腳的坐標(biāo)(x，y)映射到高概率匹配。這一坐標(biāo)映射還會(huì)考慮高概率匹配的旋轉(zhuǎn)版本和鏡像版本。由于原始標(biāo)準(zhǔn)單元的I/O管腳的坐標(biāo)有可能沒(méi)有精確地映射到高概率匹配上的導(dǎo)電像素，因此允許由未對(duì)齊引起的一定容限。由Abt等人于2003年5月1日提交的美國(guó)公開(kāi)專利申請(qǐng)2003/0084409中描述了關(guān)于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)單元的I/O管腳、邏輯門和其他電子組件來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)表的細(xì)節(jié)。在此引用該專利全文作為參考。
在一些情況下，高概率匹配上的兩個(gè)或更多的I/O管腳有可能是短接在一起的。這有可能表明了不正確的匹配或不正確短接的多邊形。這些情況由操作人員標(biāo)出用于進(jìn)一步檢查，以確定錯(cuò)誤類型。短路的高概率匹配占總數(shù)的較小百分比，因此操作人員不用花費(fèi)太多時(shí)間就能個(gè)別地分析它們。
大多數(shù)IC會(huì)具有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元。隨著電路提取的進(jìn)行，會(huì)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)單元A也是標(biāo)準(zhǔn)單元B的子集的情況。圖11(a)示出了采用NOR(或非)門162的SR鎖存器160的門電路表示。圖11(b)示出了SR鎖存器164的符號(hào)。圖12示出了D鎖存器166的門電路表示。D鎖存器包括SR鎖存器164。SR鎖存器164可以看作D鎖存器166的一個(gè)子集。當(dāng)首先將SR鎖存器164識(shí)別為標(biāo)準(zhǔn)單元時(shí)，高概率匹配的所有位置將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里。每個(gè)匹配具有其自己的標(biāo)記以將其與多個(gè)其他匹配區(qū)分開(kāi)來(lái)。當(dāng)操作人員將D鎖存器166識(shí)別為標(biāo)準(zhǔn)單元時(shí)，開(kāi)始對(duì)D鎖存器166的其他實(shí)例的定位過(guò)程。當(dāng)發(fā)現(xiàn)高概率匹配時(shí)，系統(tǒng)查詢?cè)撈ヅ湟匝芯科渌麡?biāo)準(zhǔn)單元是否存在于該匹配中。執(zhí)行查詢的方法對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的。下述出版物中包括了一些示例V.Gaede，O.Gunther的“多維存取方法”(Multidimensional Access Methods)，《美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)計(jì)算技術(shù)調(diào)查》(ACM Computing Surveys)第30卷第2(1998)期第170-231頁(yè)以及A.P.Popescu的“基于R樹(shù)的空間存取方法研究”(A Study ofR-Tree Based Spatial Access Methods)，赫爾辛基大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系2003級(jí)碩士論文。在此引用全部前述文獻(xiàn)作為參考。當(dāng)系統(tǒng)在D鎖存器166的高概率匹配內(nèi)發(fā)現(xiàn)SR鎖存器164的實(shí)例時(shí)，將SR鎖存器164的實(shí)例從D鎖存器166的這些匹配中移除以避免重復(fù)。在標(biāo)準(zhǔn)單元的每個(gè)高概率匹配上都執(zhí)行這樣的查詢，避免了在網(wǎng)表和圖表中產(chǎn)生重復(fù)的或錯(cuò)誤的電路。
結(jié)合在圖13中示意性地示出的設(shè)備170，還可以描述根據(jù)本發(fā)明的定位集成電路中標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率匹配的方法。設(shè)備170包括掃描照相機(jī)172、處理器174、接口監(jiān)視器176和電子圖像存儲(chǔ)器178。必須解封(de-capped)該集成電路以暴露出所研究的電路的頂層，其通常是金屬層。通過(guò)接口監(jiān)視器176，在操作人員采用處理器174所進(jìn)行的控制下，采用基于膠片的掃描器172、數(shù)字照相機(jī)、掃描電子顯微鏡(SEM)或X射線照相機(jī)在較高的放大率下掃描暴露層。優(yōu)選地采用SEM或一些此類裝置，以便獲得所需的放大率，并產(chǎn)生電子圖像。通常，必須掃描該集成電路的整個(gè)表面。這通常通過(guò)產(chǎn)生一系列電子拼接在一起的重疊圖像以形成整個(gè)層的一個(gè)單獨(dú)的電子鑲嵌圖像來(lái)完成。接下來(lái)，將表示該IC布圖的層的所存儲(chǔ)的圖像的電子圖像轉(zhuǎn)換為向量表示并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器178中。一旦對(duì)整層或?qū)拥钠谕糠诌M(jìn)行了掃描，就確定是否還有待掃描的另外的層。如果有，則移除先前掃描過(guò)的層以暴露出該集成電路中待掃描的下一層。對(duì)分析該IC所需的所有層繼續(xù)這一過(guò)程。一旦掃描了所有層并將其以向量格式電子存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器178中，就使用該層的向量數(shù)據(jù)，垂直和水平地對(duì)齊各層。然后，以其正確順序疊放各層以形成可在接口監(jiān)視器176上觀察到的該IC的三維向量圖像。每一層可以由不同顏色或交叉陰影線表示，以方便操作人員觀察不同的層，這接下來(lái)將使操作人員可以容易地辨認(rèn)出諸如晶體管、門電路之類的電路元件甚至更復(fù)雜的電路。
處理器174在其存儲(chǔ)器內(nèi)包括關(guān)注點(diǎn)提取裝置180、特征描述符創(chuàng)建裝置182、創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例的符號(hào)創(chuàng)建裝置184、粗略定位裝置186、粗略篩選裝置188和精細(xì)篩選裝置190。
關(guān)注點(diǎn)提取裝置180從IC布圖中提取特定于電路提取應(yīng)用的所有關(guān)注點(diǎn)，包括接點(diǎn)和通孔的中心以及代表最低導(dǎo)電層的多邊形的拐角。這些點(diǎn)從整個(gè)IC布圖中提取。特征描述符創(chuàng)建裝置182創(chuàng)建描述符以表示每個(gè)關(guān)注點(diǎn)的特征。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在每個(gè)關(guān)注點(diǎn)的附近采用32比特位圖描述符，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的其他描述符也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。符號(hào)創(chuàng)建裝置184創(chuàng)建被操作人員定義為標(biāo)準(zhǔn)單元的一組晶體管的符號(hào)。這組晶體管的符號(hào)表示包括I/O管腳和該組晶體管的屬性，諸如寬度和長(zhǎng)度。將標(biāo)準(zhǔn)單元的這一符號(hào)表示用作用于對(duì)其他可能標(biāo)準(zhǔn)單元進(jìn)行定位的模板。粗略定位裝置186確定標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的粗略列表。粗略定位裝置可以進(jìn)一步分成子算法描述符比較算法和投票算法。一旦通過(guò)符號(hào)創(chuàng)建裝置184提取了標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例或模板，描述符比較裝置就將來(lái)自該模板的描述符與IC布圖中的所有其他描述符進(jìn)行比較。這一比較通過(guò)XOR運(yùn)算來(lái)完成，并且結(jié)果是一個(gè)32比特的整數(shù)，其中每一比特都是模板的32比特描述符的一個(gè)比特和圖像內(nèi)每個(gè)關(guān)注點(diǎn)的每個(gè)32比特描述符的相應(yīng)比特之間的比較值。如果正匹配的數(shù)目大于預(yù)定門限，則認(rèn)為圖像的關(guān)注點(diǎn)與模板的關(guān)注點(diǎn)相似。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，存在其他比較方法，并且這些比較方法在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在比較之后，投票算法在相似關(guān)注點(diǎn)上投票。這一算法在相似關(guān)注點(diǎn)上投票以確定模板上的關(guān)注點(diǎn)與根據(jù)描述符比較算法而確定的相應(yīng)“相似”關(guān)注點(diǎn)之間的相似性的可信度。對(duì)投票賦予權(quán)重，并將圍繞具有較高權(quán)重值的“相似”關(guān)注點(diǎn)的圖像區(qū)域視為標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置。粗略篩選裝置188進(jìn)一步篩選標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置以獲得一組粗略篩選過(guò)的可能位置。本領(lǐng)域中公知的這種方法例如圖像金字塔方法。精細(xì)篩選裝置190篩選經(jīng)粗略篩選的可能位置以進(jìn)一步縮小記錄范圍，得到高概率匹配的列表。精細(xì)篩選裝置可以進(jìn)一步分成子算法梯度計(jì)算、點(diǎn)積計(jì)算、形態(tài)擴(kuò)張和順序統(tǒng)計(jì)。梯度計(jì)算計(jì)算模板和基于各種尺寸的內(nèi)核的粗略篩選后的可能位置之間的灰度梯度。點(diǎn)積計(jì)算確定模板和粗略篩選后的可能位置之一之間的點(diǎn)積。這些點(diǎn)積代表模板和可能匹配之間的差異，使得點(diǎn)積越高，這兩個(gè)圖像部分之間的差異越大。形態(tài)擴(kuò)張算法構(gòu)成一種對(duì)點(diǎn)積進(jìn)行平滑(smoothesout)的統(tǒng)計(jì)算法，以解決由模板和可能匹配之間的噪聲或亮度/對(duì)比度的差異而引起的差異。順序統(tǒng)計(jì)算法對(duì)從n×n內(nèi)核中的形態(tài)擴(kuò)張得出的點(diǎn)積進(jìn)行求和并將結(jié)果放入一個(gè)數(shù)組中。然后，從低到高排列這些和并檢查最高百分之二十的和。如果這些和超過(guò)了預(yù)定門限，則將該可能匹配作為不成功匹配而舍棄。如果這些和小于預(yù)定門限，則將該可能匹配確定為標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率匹配。
盡管已經(jīng)根據(jù)目前認(rèn)為最實(shí)用的和優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于這些公開(kāi)的實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的本質(zhì)和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改，并產(chǎn)生各種等效的結(jié)構(gòu)和功能。因此，權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明必須依照最廣泛的可能性來(lái)解讀，以便涵蓋所有這些修改以及等效結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種確定集成電路布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率位置的方法，包括-提取并突出所述集成電路布圖的特征；-從所述集成電路布圖中提取標(biāo)準(zhǔn)單元，并將所述標(biāo)準(zhǔn)單元用作用于比較的模板；-通過(guò)將所述模板的突出特征與所述集成電路布圖其余部分的突出特征進(jìn)行比較，獲得標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的粗略定位；以及-對(duì)所述可能位置應(yīng)用精細(xì)篩選以獲得所述高概率位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括-對(duì)所述可能位置應(yīng)用粗略篩選以獲得粗略篩選后的可能位置，其中對(duì)所述粗略篩選后的可能位置應(yīng)用精細(xì)篩選以獲得所述高概率位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中獲得標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的粗略定位包括-將來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例的所述特征與所述圖像的所述特征進(jìn)行比較以識(shí)別相似特征；-對(duì)所述相似特征進(jìn)行投票，以顯示關(guān)于所述相似特征的相似性的可信度；以及-計(jì)算所述投票的權(quán)重，并根據(jù)所述圖像上顯示出較高權(quán)重的位置來(lái)確定可能的匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中精細(xì)篩選的應(yīng)用包括-計(jì)算所述模板和所述可能位置組中的一個(gè)可能位置的梯度；-計(jì)算所述梯度的第一組點(diǎn)積；-應(yīng)用所述第一組點(diǎn)積的形態(tài)擴(kuò)張以獲得第二組點(diǎn)積；-確定關(guān)于所述第二組點(diǎn)積的順序統(tǒng)計(jì)值；以及-確定所述順序統(tǒng)計(jì)值是否低于預(yù)定門限，其中如果所述順序統(tǒng)計(jì)值小于所述預(yù)定門限，則所述可能位置是所述高概率位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述突出特征包括所述集成電路的第一導(dǎo)電層上的關(guān)注點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述關(guān)注點(diǎn)選自所述第一導(dǎo)電層上的接點(diǎn)的中心、所述第一導(dǎo)電層上的通孔的中心以及代表所述第一導(dǎo)電層的多邊形的拐角。
7.一種確定集成電路布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的方法，包括-從所述圖像中提取關(guān)注點(diǎn)；-在每一個(gè)關(guān)注點(diǎn)的附近創(chuàng)建描述符；-從所述圖像中提取標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例；-將來(lái)自所述標(biāo)準(zhǔn)單元第一實(shí)例的描述符與所述圖像的其他描述符進(jìn)行比較以識(shí)別相似關(guān)注點(diǎn)；-對(duì)所述相似關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行投票以顯示關(guān)于所述相似關(guān)注點(diǎn)的相似性的可信度；以及-計(jì)算所述投票的權(quán)重并根據(jù)所述圖像上顯示出較高權(quán)重的位置來(lái)確定可能的匹配。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述關(guān)注點(diǎn)包括第一導(dǎo)電層上的接點(diǎn)的中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述關(guān)注點(diǎn)包括第一導(dǎo)電層上的通孔的中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述關(guān)注點(diǎn)包括代表第一導(dǎo)電層的多邊形的拐角。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述描述符包括具有多個(gè)非重疊矩形的網(wǎng)格，如果所述非重疊矩形包含至少預(yù)定百分比的第一導(dǎo)電層，則所述非重疊矩形由第一比特表示，并且如果所述非重疊矩形包含少于預(yù)定百分比的第一導(dǎo)電層，則所述非重疊矩形由第二比特表示。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述描述符是32比特位圖描述符。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中來(lái)自所述標(biāo)準(zhǔn)單元第一實(shí)例的描述符包括所述標(biāo)準(zhǔn)單元的八個(gè)可能方位。
14.一種確定集成電路布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置是否為由模板代表的所述標(biāo)準(zhǔn)單元的正確高概率匹配的嚴(yán)格比較方法，包括-計(jì)算所述模板和一組可能位置中的一個(gè)可能位置的梯度；-計(jì)算所述梯度的第一組點(diǎn)積；-應(yīng)用所述第一組點(diǎn)積的形態(tài)擴(kuò)張以獲得第二組點(diǎn)積；-確定關(guān)于所述第二組點(diǎn)積的順序統(tǒng)計(jì)值；以及-確定所述順序統(tǒng)計(jì)值是否低于預(yù)定門限，其中如果所述順序統(tǒng)計(jì)值小于所述預(yù)定門限，則所述可能位置是所述標(biāo)準(zhǔn)單元的正確實(shí)例。
15.一種用于確定集成電路布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率位置的設(shè)備，包括-用于提取和突出所述集成電路的特征的裝置；-用于創(chuàng)建所述集成電路的標(biāo)準(zhǔn)單元的符號(hào)表示并將所述標(biāo)準(zhǔn)單元用作用于比較的模板的裝置；-用于通過(guò)將所述模板的突出特征與所述集成電路布圖其余部分的突出特征進(jìn)行比較，獲得標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的粗略定位的裝置；-用于對(duì)所述可能位置應(yīng)用粗略篩選以獲得粗略篩選后的可能位置的裝置；以及-用于對(duì)所述粗略篩選后的可能位置應(yīng)用精細(xì)篩選以獲得所述高概率位置的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中用于獲得標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的粗略定位的裝置包括-用于將來(lái)自所述標(biāo)準(zhǔn)單元第一實(shí)例的所述特征與所述圖像的所述特征進(jìn)行比較以識(shí)別相似特征的裝置；-用于對(duì)所述相似特征進(jìn)行投票以顯示關(guān)于所述相似特征的相似性的可信度的裝置；以及-計(jì)算所述投票的權(quán)重并根據(jù)所述圖像上顯示出較高權(quán)重的位置來(lái)確定可能的匹配。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述精細(xì)篩選裝置包括-用于計(jì)算所述模板和所述可能位置組中的一個(gè)可能位置的梯度的裝置；-用于計(jì)算所述梯度的第一組點(diǎn)積的裝置；-用于應(yīng)用所述第一組點(diǎn)積的形態(tài)擴(kuò)張以獲得第二組點(diǎn)積的裝置；-用于確定關(guān)于所述第二組點(diǎn)積的順序統(tǒng)計(jì)值的裝置；以及-用于確定所述順序統(tǒng)計(jì)值是否低于預(yù)定門限的裝置，其中如果所述順序統(tǒng)計(jì)值小于所述預(yù)定門限，則所述可能位置是所述高概率位置之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述突出特征包括選自所述第一導(dǎo)電層上的接點(diǎn)的中心、所述第一導(dǎo)電層上的通孔的中心以及代表所述第一導(dǎo)電層的多邊形的拐角的所述集成電路的第一導(dǎo)電層上的關(guān)注點(diǎn)。
19.一種用于確定集成電路布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置的設(shè)備，包括-用于從所述圖像中提取關(guān)注點(diǎn)的裝置；-用于在每一個(gè)所述關(guān)注點(diǎn)的附近創(chuàng)建描述符的裝置；-用于從所述圖像中提取標(biāo)準(zhǔn)單元的第一實(shí)例的裝置；-用于將來(lái)自所述標(biāo)準(zhǔn)單元第一實(shí)例的描述符與所述圖像的其他描述符進(jìn)行比較以識(shí)別相似關(guān)注點(diǎn)的裝置；-用于對(duì)所述相似的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行投票以顯示關(guān)于所述相似關(guān)注點(diǎn)的相似性的可信度的裝置；以及-用于計(jì)算所述投票的權(quán)重并根據(jù)所述圖像上顯示出較高權(quán)重的位置來(lái)確定可能的匹配的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述關(guān)注點(diǎn)選自第一導(dǎo)電層上的接點(diǎn)的中心、第一導(dǎo)電層上的通孔的中心以及代表第一導(dǎo)電層的多邊形的拐角。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述描述符包括具有多個(gè)非重疊矩形的網(wǎng)格，如果所述非重疊矩形包含至少預(yù)定百分比的第一導(dǎo)電層，則所述非重疊矩形由第一比特表示，并且如果所述非重疊矩形包含少于預(yù)定百分比的第一導(dǎo)電層，則所述非重疊矩形由第二比特表示。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述描述符是32比特位圖描述符。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中來(lái)自所述標(biāo)準(zhǔn)單元第一實(shí)例的描述符包括所述標(biāo)準(zhǔn)單元的八個(gè)可能方位。
24.一種用于采用嚴(yán)格比較方法來(lái)確定集成電路布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的可能位置是否為由模板代表的所述標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率匹配的設(shè)備，包括-用于計(jì)算所述模板和所述可能位置組中的一個(gè)可能位置的梯度的裝置；-用于計(jì)算所述梯度的第一組點(diǎn)積的裝置；-用于應(yīng)用所述第一組點(diǎn)積的形態(tài)擴(kuò)張以獲得第二組點(diǎn)積的裝置；-用于確定關(guān)于所述第二組點(diǎn)積的順序統(tǒng)計(jì)值的裝置；以及-用于確定所述順序統(tǒng)計(jì)值是否低于預(yù)定門限的裝置，其中如果所述順序統(tǒng)計(jì)值小于所述預(yù)定門限，則所述可能位置是所述標(biāo)準(zhǔn)單元的高概率匹配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定集成電路布圖的圖像中標(biāo)準(zhǔn)單元的位置的計(jì)算有效的方法。初始步驟提取并突出所述圖像的關(guān)注點(diǎn)。執(zhí)行對(duì)可能的標(biāo)準(zhǔn)單元位置的粗略定位，并且該粗略定位基于對(duì)所提取的標(biāo)準(zhǔn)單元的實(shí)例的關(guān)注點(diǎn)與圖像中其余關(guān)注點(diǎn)的比較。對(duì)包括粗略匹配和精細(xì)匹配的可能位置的列表進(jìn)行更嚴(yán)格的比較。粗略匹配得出可能位置的候選列表。精細(xì)匹配在模板和候選列表之間執(zhí)行比較。進(jìn)行進(jìn)一步的篩選，以消除噪聲和紋理變化的影響，并生成關(guān)于結(jié)果的統(tǒng)計(jì)值以獲得集成電路布圖上的標(biāo)準(zhǔn)單元的位置。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1770166SQ200510097930
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者維阿基斯萊文·L·扎瓦迪斯凱, 瓦爾·岡特, 愛(ài)德華·凱斯, 賈森·阿布特, 斯蒂芬·貝格 申請(qǐng)人:英賽特半導(dǎo)體有限公司