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微光刻图形数据处理与转换系统是微光刻技术的一个重要部分,也是微电子工艺技术中的一个重要环节。随着微电子技术不断从微米级向深亚微米级、百纳米级以至纳米级发展,促进先进掩模制造技术、光学分辨率增强技术、下一代光刻掩模制造技术以及众多微纳加工技术领域也都应用微电子的微细图形加工技术的发展,图形数据处理与转换技术的难度越来越大,尤其是微光学、微机械和其他各种微纳加工领域所需要加工图形的复杂程度远远超出原本为以矩形为主的半导体集成电路版图设计软件的编辑能力,已经构成技术瓶颈,需要我们从事微光刻技术的科技工作者紧密结合工作实践继续深入开展微光刻图形切割、数据处理与格式转换技术的研究,自主地开发出相应的操作方便、运算快捷、准确可靠且能够在PC机Windows操作系统下运行的格式转换软件。中国科学院微电子研究所微细加工与纳米技术研究室多年来一直从事微光刻图形数据处理与格式转换体系的研究工作,取得了丰硕的成果并很有效地拓展了微光刻图形数据处理与转换系统功能。但软件开发研究是非常烦琐、细致的工作,甚至需要几代人不断更新发展才能适应技术发展的要求。本论文是在陈宝钦老师指导下,在胡勇师兄、陆晶师兄、汤跃科同窗开发的非常有特色的复杂图形数据处理系统的基础上,重点开展复杂图形数据切割技术的研究并开发CIF格式图形数据转换为PG3600的转换格式图形数据软件,自主成功地开发了相应的软件模块,为进一步拓展微光刻图形数据处理体系的功能做出了贡献。
本文主要完成了如下几点有创新性意义的工作:
1)开展了CIF数据格式的四种基本图素切割算法的研究。提出了把CIF格£的四种基本图形先转化为多边形,进行不同长宽的矩形切割后存储为CIF数据式的算法。自主成功地开发了相应的软件模块,此模块可以实现在切割前CIF数据格式四种基本图形数据转化为多边形的CIF数据格式,切割后得到以多边形为存储单元的CIF数据格式。由于CIF数据格式是所有光学曝光系统和电子束光刻系统数据传输和处理最重要的数据格式之一,本论文开发的统一多边形存储单元CIF数据形式为将来所有这些设备所需要的专用数据格式处理创造非常有利的条件。
2)开展了CIF格式的四种基本图形到PG3600格式矩形的切割算法的研究。本论文运用计算机图形学的方法,提出了切割后图形分布更加合理的图形混合切割算法。自主成功地开发了相应的软件模块,实现了把CIF格式图形数据切割成矩形后可以同时保存为转换后的PG3600格式和CIF格式的两种数据格式形式,本软件模块为光学图形曝光提供了在PC机Windows操作系统环境下方便、快捷的数据格式处理手段。
3)开展了PG3600F图形发生器曝光数据优化技术的研究。采用冒泡排序算法实现角度数据排序优化处理。为提高大数据量、大面积掩模图形曝光速度,解决计算机内存有限的问题,增加了图形区域预切割功能。成功地开发了相应的软件模块,实现了由CIF格式转换为PG3600格式的数据的优化功能,满足了特殊掩模制造上的需求。
4)开展了PG3600格式图形和数据存储技术的研究。成功地开发了在PC机Windows操作系统环境下由PG3600格式图形数据反转换为CIF格式的功能模块,可以很方便的进行反转换检验,为光学掩模制造前版图检查提供有效手段,同时与集成电路版图编辑软件(如L-EDIT)配合,也为那些过去只保留了PG3600格式的图形数据的文件恢复成CIF格式和GDSII格式数据提供了很有用的工具。