中文摘要：

随机缺陷的布线优化是集成电路可制造性设计的重要组成部分之一，它在纳米技术节点的集成电路设计、制造和测试等方面有着广泛的应用。项目旨在采用图像处理技术探索布线综合优化的新方法，主要研究内容包括随机形状缺陷和布线的表征；布线系统中考虑缺陷分布特性的布线优化代价函数的建立；基于数学形态学的布线热点的检测；布线热点的消除和布线优化处理中并行技术的研究。项目的研究不仅能丰富和发展布线优化的理论和算法，而且能保证在不增加硬投资的同时，取得集成电路性能、功率、面积、可靠性和成品率的提高，同时还会为相关学科和产业的发展提供技术支持。项目的研究内容涉及图像处理、模式识别、算法设计与分析、集成电路可制造性设计、数学形态学理论与应用等诸多学科，因此具有很高的难度，需要有全新的思路才能得以突破。

结论摘要：

为了适应纳米半导体技术发展的需要，集成电路业必须应对投资剧增而成品率日益下降的挑战。采用在版图设计阶段考虑制造信息的集成电路可制造性设计DFM（Design For Manufacturability）是近几年发展起来的一种新型的指导集成电路制造和设计的理论和方法,其可以在不增加制造投资的条件下，达到了设计版图对制造缺陷敏感度的降低，从而为纳米技术节点的VLSI设计和制造提供一个很有前途的解决途径。由于在可制造性布线的研究中，联系制造和布线的关键参数是随机缺陷，因此如何利用缺陷信息优化版图布线成为可制造性布线研究的重中之重。 我们在本项目中研究的主要内容研究提取随机缺陷形状特征的方法和缺陷形状的表示方法；分析以文本信息所表示的版图和以矩阵信息所表示的版图的特点，设计两者相互间转化的算法；基于数学形态学理论，建立版图优化系统中考虑缺陷分布特性的版图优化的代价函数，设计并实现代价函数的提取算法；在数学形态学理论的应用中，研究结构元素的选取规则和自动选取方法；研究基于代价函数的版图热点自动检测和消除算法，实现版图的优化设计；研究基于随机缺陷的版图优化时的并行技术，解决应用图像处理方法的版图设计优化算法的时间复杂度和实时性问题。 针对以上内容的研究，取得的重要成果为（1）缺陷图像增强新模型和算法的提出。提出一种新的PSLIP和图空间的形态学新模型，实现了灰度和彩色缺陷图像的增强。（2）版图格式转换的实现。实现了CIF版图和图像版图及优化后的图像版图到CIF版图的格式转换。（3）版图优化的代价函数的建立与提取。基于随机丢失物和多余物缺陷及版图线网，建立了新的版图优化代价函数-开路灵敏度、短路灵敏度及综合灵敏度新模型并实现了各模型的参数提取。（4）基于相似权的自适应形态学新算子的提出及应用。新算子不仅考虑了缺陷图像像素点的局部特征，同时考虑了背景线网的特征，具有自动选取阈值和自动选取结构元素的优点。（5）实现了基于灵敏度和随机缺陷的版图热点自动检测和消除算法，实现了版图的优化。在版图优化中不仅实现了金属层线网的优化，还实现了通孔的优化，同时考虑了优化对电路时序的影响（6）在版图优化系统中，设计并实现了基于Hadoop的图像版图提取系统，从而大大提升了版图优化系统的速度。