本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)，尤其涉及一種利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，mems（microelectromechanical?systems，微機(jī)電系統(tǒng)）產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，市場(chǎng)逐步壯大，工廠出貨量顯著上升。為保證成本效益，mems器件的制造商/代工廠需要在規(guī)模制造的過(guò)程中盡可能提高良率。由于良率的提升需要不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)-流片-測(cè)試的迭代，良率提升的時(shí)間及成本隨迭代次數(shù)逐漸增加。為了降低良率迭代次數(shù)及成本，提交良率迭代效率，急切需要一種針對(duì)于mems器件的良率預(yù)測(cè)及優(yōu)化方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)方法，以至少部分解決上述問(wèn)題。

2、本發(fā)明第一方面提供了一種利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)方法，所述方法包括：

3、確定目標(biāo)器件的目標(biāo)性能參數(shù)、所述目標(biāo)性能參數(shù)對(duì)應(yīng)的器件參數(shù)；

4、獲取所述器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的樣本，以及所述樣本對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)；

5、以所述樣本為輸入，對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)為輸出對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到性能參數(shù)預(yù)測(cè)模型；

6、采用預(yù)設(shè)采樣方法，基于目標(biāo)偏差，獲取器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本，基于所述性能參數(shù)預(yù)測(cè)模型確定各個(gè)待預(yù)測(cè)樣本對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)；

7、基于多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本的性能參數(shù)和預(yù)設(shè)分類標(biāo)準(zhǔn)，確定所述預(yù)設(shè)采樣方法目標(biāo)偏差對(duì)應(yīng)的器件良率。

8、可選地，所述方法還包括：

9、在所述器件良率大于或者等于預(yù)設(shè)器件良率的情況下，確定所述目標(biāo)偏差為合格偏差。

10、可選地，所述預(yù)設(shè)采用方法為正態(tài)分布采樣，采用預(yù)設(shè)采樣方法，基于目標(biāo)偏差，獲取器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本，包括：

11、獲取目標(biāo)器件的器件參數(shù)的設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)間；

12、基于正態(tài)分布采樣方法和目標(biāo)偏差，在所述設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)間內(nèi)采樣，確定多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本。

13、可選地，確定目標(biāo)器件的目標(biāo)性能參數(shù)、所述目標(biāo)性能參數(shù)對(duì)應(yīng)的器件參數(shù)，包括：

14、確定目標(biāo)器件的目標(biāo)性能參數(shù)和多個(gè)器件參數(shù)；

15、基于主成分分析方法確定所述目標(biāo)性能參數(shù)對(duì)應(yīng)的主要參數(shù)，將所述主要參數(shù)作為器件參數(shù)。

16、可選地，獲取所述器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的樣本，以及所述樣本對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)，包括：

17、確定器件參數(shù)對(duì)應(yīng)參數(shù)分布區(qū)間；

18、在所述參數(shù)分布區(qū)間內(nèi)采樣獲得樣本；

19、采用有限元法確定樣本對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)，或者

20、針對(duì)基于所述樣本制造得到的樣本器件，測(cè)量得到樣本性能參數(shù)。

21、可選地，獲取所述器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的樣本，以及所述樣本對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)，包括：

22、獲取針對(duì)實(shí)際器件的測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，基于所述測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的樣本和對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)。

23、本發(fā)明第二方面提供了一種利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)裝置，所述利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)裝置包括：

24、第一確定模塊，用于確定目標(biāo)器件的目標(biāo)性能參數(shù)、所述目標(biāo)性能參數(shù)對(duì)應(yīng)的器件參數(shù)；

25、獲取模塊，用于獲取所述器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的樣本，以及所述樣本對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)；

26、訓(xùn)練模塊，用于以所述樣本的參數(shù)為輸入，對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)為輸出對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到性能參數(shù)預(yù)測(cè)模型；

27、預(yù)測(cè)模塊，用于采用預(yù)設(shè)采樣方法，基于目標(biāo)偏差，獲取器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本，基于所述性能參數(shù)預(yù)測(cè)模型確定各個(gè)待預(yù)測(cè)樣本對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)；

28、第二確定模塊，用于基于多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本的性能參數(shù)和預(yù)設(shè)分類標(biāo)準(zhǔn)，確定所述預(yù)設(shè)采樣方法目標(biāo)偏差對(duì)應(yīng)的器件良率。

29、可選地，所述裝置還包括：

30、第三確定模塊，用于在所述器件良率大于或者等于預(yù)設(shè)器件良率的情況下，確定所述目標(biāo)偏差為合格偏差。

31、可選地，所述預(yù)測(cè)模塊，用于：

32、獲取目標(biāo)器件的器件參數(shù)的設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)間；

33、基于正態(tài)分布采樣方法和目標(biāo)偏差，在所述設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)間內(nèi)采樣，確定多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本。

34、可選地，所述第一確定模塊，用于：

35、確定目標(biāo)器件的目標(biāo)性能參數(shù)和多個(gè)器件參數(shù)；

36、基于主成分分析方法確定所述目標(biāo)性能參數(shù)對(duì)應(yīng)的主要參數(shù)，將所述主要參數(shù)作為器件參數(shù)。

37、可選地，所述獲取模塊，用于：

38、確定器件參數(shù)對(duì)應(yīng)參數(shù)分布區(qū)間；

39、在所述參數(shù)分布區(qū)間內(nèi)采樣獲得樣本；

40、采用有限元法確定樣本對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)，或者

41、針對(duì)基于所述樣本制造得到的樣本器件，測(cè)量得到樣本性能參數(shù)。

42、可選地，所述獲取模塊，用于：

43、獲取針對(duì)實(shí)際器件的測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，基于所述測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的樣本和對(duì)應(yīng)的樣本性能參數(shù)。

44、本發(fā)明第三方面提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)方法。

45、本發(fā)明第四方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)方法。

46、本發(fā)明第五方面提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一所述的利用機(jī)器學(xué)習(xí)的mems器件建模及良率預(yù)測(cè)方法中的步驟。

47、在mems規(guī)模制造中，一般存在隨機(jī)性良率與系統(tǒng)性良率兩方面。本發(fā)明實(shí)施例主要針對(duì)系統(tǒng)性良率進(jìn)行分析，系統(tǒng)性良率指的是由于工藝條件“偏移”，導(dǎo)致片內(nèi)/片間均勻性差造成的良率損失。例如由化學(xué)機(jī)械拋光、刻蝕、光刻等制造過(guò)程中的不確定性帶來(lái)的良率損失。設(shè)計(jì)與制造之間的差距導(dǎo)致了理想和實(shí)際制造出來(lái)電路的差異。例如，懸臂梁寬度、長(zhǎng)度、功能層厚度等設(shè)計(jì)好的物理參數(shù)在實(shí)際情況下就會(huì)發(fā)生變化。

48、mems器件的建模及良率預(yù)測(cè)一般采用經(jīng)驗(yàn)公式、等效模型、有限元仿真等方法，但是在mems器件的良率預(yù)測(cè)中，需要重復(fù)進(jìn)行建模、優(yōu)化的迭代，采用上述方法會(huì)造成單次迭代所需時(shí)間較長(zhǎng)、且所需迭代次數(shù)較多的現(xiàn)象，其效率較低。此外，由于mems器件三維結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，影響mems器件性能的參數(shù)比較多，體現(xiàn)為器件建模的維度較高，傳統(tǒng)的方法在考慮較高的維度時(shí)，更加凸顯了其效率低下的短板。而采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行器件建模和良率預(yù)測(cè)，可以針對(duì)高維度、大樣本量的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的計(jì)算，提高了單次迭代的計(jì)算效率，降低了建模、優(yōu)化的迭代數(shù)目，具有較高的效率。

49、本發(fā)明實(shí)施例中，可以采用預(yù)設(shè)采樣方法，基于目標(biāo)偏差確定多個(gè)待預(yù)測(cè)樣本，再基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法和待預(yù)測(cè)樣本，預(yù)測(cè)得到對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)，從而可以預(yù)測(cè)出具有不同幾何尺寸、材料特性的器件的性能，進(jìn)一步對(duì)待預(yù)測(cè)樣本的性能參數(shù)進(jìn)行分析，確定對(duì)應(yīng)的器件良率預(yù)測(cè)結(jié)果，最終得到不同變差參數(shù)分布的器件參數(shù)對(duì)應(yīng)的器件良率結(jié)果。從而可以對(duì)mems器件的制造過(guò)程進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的模擬和分析，并識(shí)別和優(yōu)化可能導(dǎo)致低良率的因素，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工藝窗口的量化分析，降低規(guī)模生產(chǎn)中的良率迭代次數(shù)；并且可以幫助設(shè)計(jì)師預(yù)測(cè)mems器件的制造缺陷和失效模式，并在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。