Введение к работе
Актуальность.' 'боту:. 3 послед- іе годи» едкяа то главнее исправлений f определоны вопросы ускорения С01\-:чяьно-эконо1пг?5сяог|о развития на основе наутао-тохннчгсясго прогресса. Раозлти* кикроаяазїро-ники по пути роста интеграции чздаяий, ювнзеаия ах н&декностк а качества обеспечивается разработкой и капрорывккм согвртеиотвовмггея как технологических процессов, так л м-этодов проектирования, кярокет использованном на всех этапах их создания средств автоматизации к внедрения в инженерную практику систем автоматизированного проектирования (САПР). Создание СДПР s значительной степени определяет разра-' ботку и ускоренное внедрение в производство перспективной элементной базы и в йервую очередь больаих :гатегральнш: .схе',; (БИС).
Разработка и производство БИС порождают рад проОлга, к числу которых-относятся обеспечение качества, повшенчэ процента анходя. годных изделий и кх надизносгл. Анализ выходных трглйтроз и характеристик, по которым.оиениваатся воспроизводимость изделий, но всегда позполяэт сделать з.іхлмч8ішв об уровне к&чзстза отдельных операций и применяемых для ях реализации. Т'іхнологичзсіїях средств. В этих-условиях традиционный катоды проактирогания иэ иогут обеспечить csoa-врсмокное и- качестЕ-зніюе вкподаеняг работ по соэдакв тсхнологичггкк оптикаяышх схем я конструкций с трсбуг.-дыи урогнгд ТОХНОЛОГИЧЇСЯОЛ
ВОСПрОИЗБОДИІЮеїИ (ТБ1І), Т. 2. усТОЙЧИЗШ УрСТЛСПД ЕКХОДЙ. ГОДНЬТ, :ta«c
основной г-;срк зффзктгігнооти процессов прсектароьснкл И ПройЗЗОДССЗП.
Проводимнэ в униашкх направлениях исследования показывали?, что одним из путей решения иознїіїкзй ярсО'л?іш являзтея разработка к гггед-р-гние болєз прогрессишах кэтодов обеспечения ТВП ВІЮ на основ? иод-з-лнрования, контроля, диагностики, оптимизации 5і принятия оп-тикальпаз: конструкторско-технологкчасзшх рошеняй совремгшала ередстваш вычислительной техники и САПР.
Цель диссертационной работа заключается в разработка гютодккя обеспечения ТВП БИС на осново системного подхода путей создания' азто-уатизированннх методов режшд ряда задач модчадросаетя к диагкоси:-кл на катек&ткчвеккх кодфяях обьгжтоз ігроекїзроваїкя к процаесов производства, ях адгорг?нязацл« к програканой рзз^зецет в взда про-, грошйто-азтоднчвекого конпггкеа, как основной честя САПР. Дос-'ЗЕэагэ указанной цела првдп.одя'&'ат ргзенхе следущшс зздач* - яссхйдоглть . иробхг^у ТВП БИС, ызтодн оценки еэ уровня; на "«іскеяиївг оїалзз: npos?»s-ровання я производства, особенности фзркАяазгдэд! зэдгл кодояіро^аісал н диагностика; - создать обьздпгекку» модель оо'мкта проїгте.роедгагя к процесса производства в гида екзозкой статястячзской йізгжО'-їегяо-логкчзстсой іюдоли ВИС; - построить и йссяадовгяъ к».т?1г:.?етзскуз модель технологического процесса прекзеодстза БИС кїж шд»а ебьгзкг
диагностнки, позволяющую функционально связать характеристики среда производства с параметрами пооперационного и- заключительного тестового контроля; - разработать модель диагностики технологического процесса производства БИС, использование которой дает возможность инверсного отображения, количественной и качественной оценки процесса производства на соответствующих этапах проектирования и производства; - создать программно-методический комплекс обеспечения ТВП БИС, реализующий разработанные модели, методы и алгоритмы.
Матовы исследования. При решении поставленных задач использовались методы системного анализа, аппарат математической статистики, теории вероятности, принятия оптимальных решений, математического моделирования, распознавания образов, математической физики, факторного и кластерного анализа, а также аппарат и методы вычислительной математики, прикладного"и системного программирования.
Научная новизна работы.
-
На основании системного подхода предложен и разработан метод многоуровневой диагностики, позволяющий в процессе автоматизированного проектирования и производства оценить и обеспечить уровень ТВП БИС. Разработаны структурные модели и модели функционирования сквозного технологического моделирования (СТМ) БИС, формирования математической модели объекта диагностики и диагностики технологического процесса производства БИС.
-
Разработана математическая модель полной тестовой структуры (ПТС), позволяющая, согласно заданного маршрута проектирования, моделировать технологические процессы и характеристики полупроводниковых структур. В основу ПТС заложены библиотеки операций технологического процесса,.характеристик полупроводниковых структур, а также библиотеки математических моделей'каждой-операции, что дало возможность учета воздействий случайных факторов и отработки режимов
. и параметров процесса изготовления.
-
Разработаны и развиты математические модели основных формирующих-операций процесса производства (термической диффузии, ионной имплантации, окисления, роста эпитаксиальных пленок, химической обработки), в основу которых заложена функциональная связь контролируемых характеристик с режимами изготовления, параметрами установок и характеристиками материалов.
-
Разработана методика и алгоритмы качественного и количественного выделения оптимального набора контролируемых параметров, формирование рабочего словаря признаков и построение математических моделей технологических операций и всего процесса производства БИС как модели обьекта диагностики.
5. Разработаны и развиты ыетода, модели и алгоритмы формирования дерева построения математических моделей обьоктов диагностики н идентификации возмущений технологического процесса производства., позволящие качественно (методами распознавания образов) и количественно (статистическими методами принятия оптимальных ршенпй) оценить уровень ТВП БКС. Практическая ценность работы заключается-в следуиви:
разработана подсистеыа моделирования технологического процесса производства БКС "ТЕХНОЛОГИЯ-Й";
разработана подсистема моделирования характеристик полупроводниковых структур "ТЗТ/?{Я;
разработана подсистема їгаагностики технологического процесса производства БИС "ДОШЗ".
Реализация и внедрение результатов работы. Теоретические и практические результаты диссертационной работы использовались в ряде научно-исследовательских работ, выполняющихся в 1983-1990гг. на кафедрах: "Конструирование и технология производства радиоаппаратуры" и "Системы автоматизированного проектирования Львовского политехнического института. Разработанные методика и программное обеспечение внедрено на одном из предприятий. От внедрения результатов работы получен годовой экономический эффект евкяе 30 тыс.руб. Акт внедрения приведен в диссертации.
Апяробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и были обсуядены на научно-технических конференциях и семинарах. Всесоюзные конференции: "Автокатизацяя проектных и конструкторских работ" (Свердловск, 1985); "Проблемы теории чувствительности электронных и электротехнических устройств и систем" (Москва, 1985-1967); "Функциональная оптоэлектронкка в вычислительной технике и устройствах управления" (Тбилиси, 1986); "Теория и практика принятия решений техническими системамя" (Винница, 1966); "Внедрение САПР - путь совершенствования инженерного труда и качества разработок" (Винница, 1987); "Проблемы создания и развития интегрированных автоматизированных систем в проектировании и производстве" (Таганрог, 1987); "Интеграция систем подготовки кадров, автоматизации проектирования и гибкого производства РЭА" (Москва, 1987, 1988); "Математическое и метвшее моделирование в микроэлектронике" (Паланга, 1987); "Автоматизация проектирования и производства радиоэлектронных устройств и средств управления" (Одесса, 1988); "Разработка и оптимизация САПР и ГАП изделий электронной техники на базе высокопроизводительных мини- и иикроЭВМ" (Воронеж, 1989); "Теория и практика построения интеллектуальных интегрированных САПР
ЮА в БЖгі (Косота, 1989, 1990). Всесоюзное совс-цглке Л Техноло-пня а орггкигаїїяд производства" (Ивано-Франковск^ 1967); Ксордина-цас-йнзв соьезаага cssijpts САПР ТИ-(Львов, 1938); Республиканская шо,са-сеіай}гр "Метода аогоаатваоцзв проеятгроЕгкия ЭВА к СБИС (КаеЕ-ЧграоЕцы, 1933, 1989); иаучко-ткккачсекке конференции профес-сорсх^-яроподаватеяьското состава ЛІТИ {Львов, 1984-1989); Еаесоюз-кая Екода-сеиинср "Матоды искусственного интеллекта в САП?" (Гурзуф, 1990).
В погнои o6bsus дассартацкошаг работа докладывалась на кафедро "Системи автоматизированного проектирования" Львовского ордена
І5К2КЛ ЮЯЛТЕНШгЭСКОГО ЕКСТПїута.
На завулту каюедтся сседукциа основные положения:
структура» а внфоризцеоюша додели сквозного технологического иодзлкроваияя БИС, автоматизированного формирования ыатематнчзеких кодаяэй объекта диагностики'в диагностики технологического процессе производства ВИС;
ултьаатнчзская аод»ль полной тестовой структури, составными час-тійсі которой игляэтея: кодгяь технологического процесса производства ВМС, шзкгдя библиотеку операций к библиотеку математических код&лей каздай операцяа; кодель зжымнтов тестовых структур, км«с-щзя библиотеку характеристик полупроводниковых структур и библиотека иатекаттгаекпз: ыоделгй параметров физической структуры, пас-сквк;з п активних элмкнтог;
кдтеыат2чвскг.а кодвяи операций тйрт-гяческой діф^узіти, иокзой иия-лгитец^а, окисления, форьсфопгизія гпитаксиалышх пленок и хиккигс-кой обработки;
игтод и алгоритм формирования рабочего словаря признаков (коитро-якрусь&к параметров) si построения математических моделей как поделай обюкта диагностика;
язтодн и алгоритмы модельной диагностики технологического процесса производства как сопсоба качественной и количественной оценки уровия ЇБП БЙС, в том чвело модели построешш плана иодолироЕания возиуцаш;;, структурго-инфоркеционного преобразования признакового пространства, водоженко рккэдес правил к принятия решений в задачах распознавания образом;
програіжно-їістодическай комплекс» пестроекахй по кодулыкоу принципу органязецак програАСягаго обеспечения к формирования на их остове адьтбраатішккх вариантов способа роаснил задач ыодкжрова-utiz и диагностики процесса прокзводстаа БИС.
Ш^Ш2Ш]іЛ„Шй2ї2.' По материалам диссертационной работы огуйлзкевгло 18 печатних работ.
-s-
Структура. и объем работа. Диссертационная работа состоят яз: введения; пяти глав с виводами; закяшяшя, излоявзных на /5/ страницах; списка литературы, включагщего/З/ наиманозаннй, а тавзэ І^З рисунка; 33 таблиц и прялоканий на IS страницах.
(ЮДЕР2АШЕ РАБОТЫ
Во впадении изложена общая характеристика работы, определили цели и задачи исследования, сформулирована научная новазна а практа-ческая ценность работы.
В первой главе дан краткий анализ современного состояние аетодо-лории обеспечшия качества Акционирования и ТВП БЙС. Уя&зйва ..основные производственные проблемы обеспечения ТВП с учетоа констструктор-еко-технологических особенностей и ограничений процесса проектирования и производства, что позволило сделать вывод о. необходимости комплексного подхода к решению задачи.
Анализируя проблему системного подхода к обеспечение ТВП БИС путем решения" задач.моделирования, контроля, диагностики, оптдашзацяи и принятия решений на основных уровнях автоматизированного проектирования, сформулированы основные задачи, рекаемнз в дпесертанза:
-
Создание объединенной модели объекта проектирования и процзсеа производства в виде сквозной статистической фнзико-технологнчзеной модели БИС.
-
Построение и исследование математической модели технологического процесса производства БИС как модели объекта диагностики.
-
Разработка, модели диагностики технологического процесса производства БЙС на основных уровнях проектирования и производства с целью обеспечения требуемого уровня ТВП.
В основе комплексного подхода (програ&шо-кзтодичэского комплекса) находится разработанная сквозная технологическая модель (СТН) БИС, которая позволяет расчитать конструкторско-технологячвекнэ и функциональные параметры элементов и изделия в целом и описывается иерархической совокупность» математических моделей:
СТМ БИС: J Xa*(Uaflfr,Up);
где: Ztcfexj}fJ-Unjp"s - контролируемые и управляша» параметры; Zc « {ic/)t j - і,пі - контролируемыэ случайные параметра технологических операций; Zn = ІЗСщУ »j"itH& - неконтролируемо случайные параметры процесса производства; U/i*{Utji},i*I}p's~ ~
ех.-одвііз паравзтры технологического процесса дал кавдой р-ой опера-ярзц Ur"{(J.rt}j i-{fl - топологические характеристики элементов; Up"{Ufii}f i-ifiz -'реззваї функционирования элемзитов для каздого ,«_го ища элементов; Хз*{хф,1*і,т*e*{,cj, - выходные статистические и дганшяческис характеристики моделей элементов; Х%= {xSj}, j*/,m/- описание принципиальной_схекы; Xa.-{Xaj), <і*/7лй- - ре-sjssa анализа схеиы; Y-{t/j}, j=l>h - выходные характеристики электронной схемы.
На основании СГМ БИС предложена модель ПТС, позволяющая расчитывать характеристики пооперационного и заключительного тестового контроля к является исходной для формирования математических моделей объекта диагностики. В основу ІГГС заложены подсистемы "ТЕХН0Л0ГЙЯ-2Н в "TESTQU ". '
Основу подсистемы иоделировашвд технологического процесса производства БИС "ТЕХН0Л0ГИЯ-2" составляет библиотека моделей технологических операций, которая включает в себя операции диффузии, ионной имплантации, окисления, эпитаясиальиого роста пленок, химической обработка, осаждения, литографии.-Каздая операция имеет свою библиотеку математических моделей (дисперсионных, регрессионных, аналитических е численных), являющиеся частными ретаняями уравнений описываящих физические изменения при проведении операций и характеризующие особенности производственного процесса. Формализованная модель операции является базовой для проведения многократных модельных экспериментов и состоит из пяти составляющих (полупроводниковой пластины, среды производства, установки, потока реагентов, производственного процесса), температурно- и назово-временных диаграмм. -Подсистема "ТЕХШЯОГИЯ-2" позволяет, согласно заданной структуре полупроводниковой области и маршрута проектирования (последовательности технологических операций), гибко формировать и отрабатывать маршруты технологического проектирования. Основу подсистемы расчета характеристик полупроводниковой структуры "TfSTfil/" составляет библиотека характеристик тестовых элементов и состоит из трех библиотек математических моделей: физической структуры, пассивных и активных элементов.
Предложен метод формирования математических моделей обьекта диагностики посредством составления априорного словаря признаков, формирования рабочего словаря признаков и математического описания обьекта диагностирования. Априорное признаковое пространство формируется моделированием характеристик полупроводниковой структуры с помощью. ПТС согласно уровня автоматизированного проектирования или производства (обусловлено наличием задаваемой полупроводниковой структуры и последней операции процесса). Тогда, с помощью предложенного алгоритма на модели ПТС проводятся модельные эксперименты, позволяющие,
используя метода регрессионного анализа, выделить рабочий словарь признаков и построить математическую модель объекта диагностика.
Разработаны структурные модели диагностика технологического процесса производства БИС на основании методов распознавания образов "ОБРАЗ" и статистических методов принятия оптимальных реяений "ДАШОР" Подсистема "ДИАГНОЗ", реализующая предлояенныв метод, модели и алгоритмы, работает в режимах обучения и идентификации. В режиме обучения формирование эталонных образов состоит из последовательности решаемых задач: формирования возмущений процесса производства, моделирования ситуаций технологического процесса,бинарного представленій признакового пространства, структурно-информационного его преобразования, кластеризации методом К -внутренних средних в двумерном пространстве и формирования характеристик образа. На фазе идентификации модели пакета прикладных программ (ПІШ) "ОБРАЗ" работают аналогично предыдущему, отличительной чертой которого является замена' модели формирования возмущений на модель контроля параметров в реальном процессе. Тогда, используя теорему Байеса, характеристики реального образа н разработанные решающие правила, принимается репанио о вероятности при-надлеяности образа реального обьекта диагностики одному из эталозшнх. Модели ППП "ДАШОР" позволяют непосредственно определить характеристики параметров возмущения на основе линеаризованной модели по результатам тестового контроля.
Для решения задачи многоуровневой диагностики строится дерево на верхней уровне которого используются модели ПШ "ДАШОР", а на нижнем - ППП "ОБРАЗ", что позволяет по характеристикам кристалла, выделить операция проводимые некачественно, а на втором шаге провести идентификацив параметрических возмущений данной операции.
Вторая глава посвящена разработке математических моделей операций технологического процесса: термической диффузии, окислотяя, формирования эгштаксиального слоя, ионной имплантации и химической обработки. Разработанные модели, составляющие основу библиотеки операций технологического процесса, позволяют функционально связать характеристики технологической среды производства с контролируемыми парамэт-, рами операций.
Библиотека математических моделей операций диффузии содержит модели, позволяющие расчитывать профиль распределения легирующей пркиз-си в зависимости от условий проведения операции: диффузия через окисел, диффузия из окисла, диффузия из легированного окисла через нело-гированный, одностадийные и двухстадийш процессы, диффузия с различными значениями эффективного соотношения коэффициентов диффузии при загонке и разгонке, процессы с использованием определенного легирующего материала (бора, фосфора, мшкяка и сурьмы).
-в'
С цаяь» учета характеристик производственного процесса разработала модель расчета поверхностной концентрации легированной области з зависимости от температур процесса и стабилизации диффузанта, расстояния ткду дкффузантоы к кремниевыми пластинами ь лодочка, скорости расхода газа-носнтехк, соотношения диаметров кварцевой трубы и кремниевых пластин.
Предложены аналитические выражения для расчета коэффициентов диффузии с учетом изменения их значений при высокой концентрации легирующей примеси. Эффективные значения коэффициентов диффузии учитывают все этапы операции от загрузки до выгрузки с установки.
В библиотеке математических моделей операции окисления заножены подоли, учитнвазщи такие факторы как температура и длительность процесса, . давление окиелкщвго реагента, скорости потоков кислорода, па-роз вода и их соотношение, угол кремниевых пластин в партии, ориентация пластин а использования хдорсодэркащих сред. На основе экспериментальных данных уточнена модель для расчета скорости роста даокиси кр*шия. в сухой кислороде, содержащем НС при нормальном давлении и d даапазоне температур Ю00-1200С. Аналитическая модель расчета су-Еазвя Ешршш запрещенной зоны в кремнии от температуры процесса и гсвцзнтрацші легирующей примеси позволила повысить эффективность рас-потов при использовании известных математических моделей. Моделирова-гаеа окисша: пленок проводится дискретно, в форме приращения, что далс -везшвюсть учитывать изманзиио концентрации легирующей примеси по ггубгше полупроводниковой структуры н температурных режимов в каждый шкзит вре-йшн.
Для фораирования библиотеки математических моделей наращивания эшзтаксиальннх пленок поставлены пассивные и активные эксперименты. Результаты зкепзрииаитов дали возиоваос'ть построить аналитнчэсккз и рзгрессиоикдо модели, связывазщне характеристики формирования пленок в газовой среда с режимами изготовления (температура и время процесса, расхода фосфкна, водорода, тетрахлорида кремния и т.д.).
Дія формирования областей с помощью ионного луча проведено теоретическое я экспериментальное исследование.аппроксимаций распределения примеси: Гоуса, двойного Гауса, Пирсона и Эдаворта. Предложенная аппроксимация параметров моделей позволила учитывать влияние тока іуча, напряжений вытягивания и ускорения, дозы, температуры и давленая откачки.на выходные характеристики, а таюке использовать извь-іт-низ распределения для различных материалов и анергий.
Библиотека математических моделей химической обработки содержит Еодзяа дхя расчета операций гошзмо-хямнческого, ионного, жидкого и разового травления. Предлокьна универсальная модель, позволяющая оп-
ределить скорость травления от изменения одного из трех параметров (приповерхностной концентрации травителя, обьема или веса крткякввой пластины), а также рггрессиогашэ модели, лоетрсенныэ на основания экспериментальных данных.
Третья глава посвяцона разработке моделей расчета характеристик полупроводниковшс структур и формирования математических моделей объекта диагностики.
При расчете характеристик полупроводниковой структуры используются известные и разработанные модели: параметров физической структуры (подвижности электронов и дырок, времена жизни неосновных носителей, параметры процессов генерации-рекоибинацни и т.д.); пассивных элементов (резисторы, сформированные в различных областях структури, конденсаторы на основе р-п переходов при приложенных н&пряЕеииях и без них и т.д.); активных элементов (п-р-п и р-п-р транзисторов и их параметры: прямой и инверсный коэффициенты передачи, ток иаалцения, напряжение Ирли, сопротивления, паразитные емкости и пробивныэ напряжения р-п переходов и т.д.). Предложенные математические модели расчетов влияния легирующей пришей на собственную концентрацию крзкния и на значение jp -фактора, характеризующего возрастание тока рекомбинации в переходе по сравнения с диффузионный током, позволяли повысить точность моделировения. Использование аппарата статистического анализа дало возможность провести обработку результатов глодеяировагая для получения моментов распределения характеристик, матриц корреляция, ковариаций и чувствительности.
Предлагается метод определения рабочего словаря признаков.- Устанавливаются допустимые значения характеристик распределений входннх параметров технологического процесса и по определенкоіцу илаку выполняется необходимое количество исшинных экспериментов для получения требуемого шоэества выходных функциональных параметров и характеристик ПГС. Формируется априорное бинарное пространство для 4-ой тестовой структуры, элементы которого отражают низшие а верхниз допустпкво границы выходных параметров. Множество параметров ТС полностью характеризует уровень функционирования в пределах критических значений аргументов. Используя энтропию, определяем количество информации, необходимой для контроля состояния технологического процесса как слезной системы. Частнум информацию о системе находим из матрицы чузствк--тельности параметров ТС к изменению параметров среды производства. Критерием количественного и качественного отбора признакового прост-. ранства является равенство значений информации по Шэннону а сукна нормированных коэффициентов чувствительности с накигньпай зктропяой.
Приведен план построения регрессионных моделей обьоста деогнос-
~/a-
TEEK. Согласно дерева диагностики, характеризующего операцию, группу операций иди весь технологический процесс на основании метода формирования рабочего словаря признаков определяются входные и выходные параметры модели. Определив пределы адекватности модели с помощью модели ПГС проводим модельные эксперименты. Полученные результаты используются для построения регрессионной модели. Для моделей ШШ "ДаШОР" на основе регрессионной строится линеаризованная модель вида:
Z~A(X~X)+B(Y-Y) + F(X,Y),
где: Z - вектор выходных характеристик;/,V - вектора диагностируемых и недлагностируемых параметров;^ У - математические ожидания соответствующих векторов; Л fB - матрицы чувствительностей.
В глаке дан анализ существующих методов тестового контроля поверхностных сопротивлений, эффективной ширины линий, характеристик активных элементов и предложены оптимальные тестовые элементы для контроля этих характеристик. Результаты, полученные с помощью тестовой структуры в состав которых входят, рассмотренные элементы, позволили провести анализ пробивных напряжений, сопротивлений областей, коэффициентов усиления транзисторов, параметров эпитаксиалышх пленок и влияние их на пробивное напряжение схемы, а такке процент выхода годных изделий. Использование результатов контроля в производстве дало возмояиость настроить модели ПГС на базовый процесс производства.
Четвертая глава посвящена вопросам разработки алгоритмов и математических моделей диагностики.
С целью построения плана моделирования возмущений разработана процедура, позволяющая получить информацию об возмущениях, появление которых считается наиболее вероятным и тем самым правильно направить процесс обучения. Проведя анализ чувствительности формируем вектор нораализованных коэффициентов чувствительности, которые характеризуют важность возмущений математической модели и выбираем наиболее чувствительные к выходным параметрам. По результата*! ранговой корреляции, проведенной на основании опроса специалистов, проверяем соответствие параметров возмущений к базовому технологическому процессу.
Разработан метод преобразования я -мерного признакового пространства в двумерное, координатами которого для /'-ой выборки являются: к
yd) -- ke tie Ніг iogaP4e > где: Rj,Pji - вероятность брака / т-го и jt -го параметра при і-ой
-//-
Еыборко, которые определяются из матрицы бинарного признакового про
странства В=йвцН, *у , itf - коэффициенты влияния изменения па
раметров, значение которых зависит от математических ожиданий и дис
персии моделируемых параметров\Uj ,Uj - важность параметров но
всем возмущениям технологического процесса. Такой подход позволяет
уменьшить время вычислительных процедур и преобразовать многомерную
выборку в структурно-информационное пространство с выделением особен
ностей моделируемой технологической ситуации.
После кластеризации полученной выборки в структурно-информационном пространстве производится выделение характеристик образа в этом пространстве, который характеризуется графом образа (расстояниями между центрами всех кластеров), его местоположением и ориентацией в двумерном пространстве.
Разработаны решающие правила, использование которых позволяет принимать реиенке о принадлежности реального объекта диагностики к одному из библиотеки эталонных. Эти решающие правила основаны на характеристиках образов и приведения их к одной метрике с назначением весовых коэффициентов. Окончательное реиение принимается с применением теоремы BaReca.
Рассмотрен и развит аналитический метод принятия оптимальных решений, который позволяет на основании линеаризованной модели, построить непосредственное инверсное отображение ситуации" технологического процесса. Математические ожидания параметров контроля и характеристик среды производства Xg при возмущенном процессе производства можно связать уранением:,
АтАХі~АтІ2
где: А - матрица чувствительностей.
Матрица ковариаций параметров технологического процесса оценивается следующим образом:
К» = (А ТА Т'АтКы А (А 7АҐ;
Так как эти выражения справедливы в окрестности аргументов рассматриваемой области, то матрица А представляет постоянные изменения на основе расчетов новых значений ХЇ Работа алгоритма считается законченное, если значения матрицы А на предыдущем и последующем шагах итерации нэ изменяются.
Пятая глава посвящена вопросам разработки программно-методического комплекса (ПЖ) моделирования и диагностики технологического процесса производства БИС. ПЖ включает в себя комплекс программных модулей, предназначенных для решения целого ряда сравнительно бальших взаимосвязанных задач, ориентированных на обеспечение устойчивого
-12.-
уровня ТШ. В основу организации комплекса положен модульный принцип; подобная -структура позволяет легко наращивать функциональные возможности, расширяя набор програщашх модулей к кроме того, модифицировать отдельные модули. Он обладает стандартизированной и оптимальной структурой, .гибкостью, функциональным соответствием и полнотой. По способу управления относится н пакетам сложной структуры с произвольной последовательностью обращений к модулям. Функции управления сосредоточены в специальных модулях, образующих управляющую программу. Межмодульный интерфейс организуется на уровне оперативной памяти и файлов на внеш-- них носителях; Организация обращения к обрабатывающим модулям осуществляется с..помощью программно-ориентированного входного языка. Управляющая программа ПЖ позволяет осуществлять связь с другими пакетами прикладных программ (подсистема сквозного моделирования ИС "ТЕШС" и пакета прикладных программ "ОПГИКИЗЩЮ"). Программные модули имеют следующее назначение: "ШЇЇГ - моделирование технологического процесса, МШД_- модели обьекта .диагностики; "ЩШС" - моделирование характеристик полупроводниковой структуры; "ДИАГНОЗ" - диагностика; . "СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ" - статистический анализ;- "ЮДУЛЬ" - построение регрессионных моделей.
Функциональные возможности ПЖ: Задача I. Моделирование технологического процесса'. "ШШ",
"СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ". Задача 2. Моделирование полупроводниковой структуры: "МНТП", "ЩШС",
"СТАТИСТИЧЕСКИЙ М1АЯЙЗ". Задача 3. формирование параметров тестовой структуры: "ШШ", "ММХПС"
"СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ", "ШЭД". Задача 4. Построение модели обьекта диагностики: "ШШ", "ШХПС",
"СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ", "МШД", "ЮДУЛЬ". Задача 5. Построение модели обьекта диагностики для решения задач
другого типа: "ЮДУЛЬ", "ШЭД", "СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ",
"ЮДУЛЬ". Задача 6. Формирование эталонных образов обьекта диагностики: "МОД",
"ЮДУЛЬ", "СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ", "ДИАГНОЗ". Задача 7. Идентификация возмущений обьекта диагностики: "ДИАГНОЗ".
3 главе освещены вопросы построения структуры ПЖ; даны характеристики управляющим модулям и модулям тела комплекса. ПЬК функционирует в вычислительной среде операционной системы ОСШТб.1 и выше для ЭВМ серии ЕС в пакетном и мультипрограммном режимах с терминальной связью с использованием диалоговых систем "JEC", "РАМІ/!? или "ВИКТОР" и большинство систем на ПЭВМ.
Приведены основные эксплуатационные характеристики ПЖ.
З приложении приведенії описания методов построения регрессионных
моделей, таблицы и гравики стандартных конфигураций полупроводниковых областей для расчета сопротивлений и ;*етод кластеризация К -внутренних средних.
Похожие диссертации на Модели и методы диагностики технологического процесса производства БИС средствами САПР
