專利名稱：用于陣列式集成電路光刻系統(tǒng)的版圖編碼方法
技術領域：
一種陣列式用于集成電路光刻系統(tǒng)的版圖編碼方法，屬于芯片版圖計算機處理技術領域，尤其涉及一種陣列式集成電路光刻系統(tǒng)中線陣光源掃描裝置所需的版圖編碼技術。
徐端頤教授在申請?zhí)枮?1120598.9、01120600.4、01123501.2和01144580.7的發(fā)明中，提出了一種新型的利用線陣光源進行掃描光刻的陣列式集成電路光刻系統(tǒng)，其光刻原理如

圖1所示。該系統(tǒng)利用對線陣光源的調制實現(xiàn)了寬度掃描，即在一次掃描過程中同時光刻出一定寬度內硅片上的所有圖案。左圖為光學頭所用的100×1的線陣光源形狀，同時也是線陣光源通過光學頭光路后在硅片上所成像的形狀。右圖所示為光刻成圖原理，其單個光源所成像在一次掃描過程中得到的光刻圖案(白色方塊表示該處材料未感光，而黑色方塊表示已經(jīng)感光)為其中的一行，這100行的圖案排列在一起就拼成目標圖案。經(jīng)國內外檢索，未發(fā)現(xiàn)適用于線陣光源掃描光刻系統(tǒng)的版圖編碼方法。
本發(fā)明的特征在于對于一個大小為m×n個象素的二色(黑白)版圖(即一個m×n的矩陣，其中每個元取值僅為0或1，代表一個象素的黑白狀態(tài))。當掃描裝置使用的是p×1的線陣光源時，采用按掃描寬度逐組逐列編碼的方法把所有數(shù)據(jù)按行編號均勻分為m/p組，每p行一組。每次對一組即p行數(shù)據(jù)進行逐列編碼直至完畢。在所述及的編碼文件中加入了組索引。
使用證明本發(fā)明實現(xiàn)了預期目的。
圖2實施例所用的編碼對象2a、一個簡單的芯片版圖；2b、圖2a版圖中每一象素對應的數(shù)據(jù)。
圖3兩種不同的掃描寬度所對應的分組方案3a、掃描寬度為3；3b、掃描寬度為4。
圖4單組數(shù)據(jù)的編碼順序。它是圖3a的第一組版圖數(shù)據(jù)，它的編碼順序是按圖中箭頭方向逐列編碼的。
圖5編碼程序的演示界面。
圖6編碼程序的流程簡圖。
圖7逐組編碼過程的的流程簡圖。
圖中m，n為版圖的長和寬，單位是象素個數(shù)；p是掃描裝置的掃描寬度，即每一組的寬度。指針index指向當前組索引在文件data.dat中的存儲地址，指針pointer指向當前編碼的存儲地址。參數(shù)i和j表示當前象素在版圖(即矩陣T)中的位置(i表示行，j表示列，T[i][j]即表示該象素)。參數(shù)k表示當前正在編碼的組。而i＝p*k-p+1就是第k組的第一行，p*k是第k組的最后一行。
編碼文件是二進制文件由三個部分組成1.文件頭文件頭包含兩部分內容，一是該芯片版圖的基本信息，比如設計時間、編碼版本、芯片尺寸、最小線寬等；二是該編碼文件所對應的光刻過程信息，比如掃描寬度、掃描速度、光刻精度等，見圖5。
2.組索引現(xiàn)有的單色圖像的編碼方法中，由于一般所處理的對象數(shù)據(jù)比較小，一般圖形的象素個數(shù)都在107這一數(shù)量級以下，數(shù)據(jù)量小，同時也沒有單獨高速讀取某一部分數(shù)據(jù)的需要，因而不需要對某一部分數(shù)據(jù)建立索引。而對芯片版圖來說，一個10mm×10mm的芯片版圖，如果其最小線寬為100nm，那么該版圖的象素個數(shù)將達到1010！陣列式集成電路光刻系統(tǒng)采用寬度掃描方式，需要能快速讀取版圖中每一組的數(shù)據(jù)，因而在編碼文件中添加了組索引。
組索引是一串數(shù)據(jù)，它們記錄每一組數(shù)據(jù)對應編碼在文件中的起始地址。單個組索引的數(shù)據(jù)長度為32byte。它可以使對某一組數(shù)據(jù)的訪問更直接、更快捷。
3.版圖編碼版圖編碼采用逐組進行的二進制編碼。組的寬度即為掃描裝置的掃描寬度，這樣控制系統(tǒng)在讀取編碼時，就可以方便地按照掃描寬度讀取版圖數(shù)據(jù)。
圖2所示12×12象素的芯片版圖，如果是光刻過程的掃描寬度是3，則12行數(shù)據(jù)可以分成4組(第1、2、3行為第I組，第4、5、6行為第II組，依次類推，如圖3左圖所示)。每一組數(shù)據(jù)的編碼采用逐列編碼方式，例如圖3左圖第I組數(shù)據(jù)的編碼順序如圖4所示。按箭頭所指順序可以得到該組二進制編碼為10010111，11011000，00100110，01100101，1110(16進制代碼為97D82665E)。
同理，其第II組、第III組、第IV組的編碼如下，第II組01001011，00100100，00011110，10011001，1001(4B241E999)
第III組00000100，10010010，01000000，00000000，1011(04924000B)第IV組10011011，01101101，10100001，01111010，0000(9B6D17A0)從而得到該版圖的數(shù)據(jù)編碼為97D82665E，4B241E999，04924000B，9B6D17A0。
同理，如果掃描寬度為4，則12行數(shù)據(jù)可以分成3組(如圖3右圖所示)，其每一組的二進制代碼如下第I組10001010，11111010，10000000，10001101，01110011，01101100(8AFA808D736C)第II組10001000，10001000，10000000，11001000，00001000，11000101(888880C808C5)第III組01001110，11101110，11101110，01000001，00110110，11001000(4EEEEE4136C8)從而得到該版圖的數(shù)據(jù)編碼為8AFA808D736C，888880C808C5，4EEEEE4136C8。
一、編碼的程序實現(xiàn)編碼過程都是由專門的編碼程序來實現(xiàn)的，用戶只要提供芯片版圖的單色圖像(PCX文件)然后在程序中輸入光刻過程信息(掃描寬度等)，程序即可自動完成編碼。編碼演示程序的界面如圖5所示。在文本編輯框中輸入相應信息，點擊“開始”按鈕即可。
主程序流程圖如圖5所示。下面是對主程序中其中幾個重要部分的簡單說明1.讀取版圖數(shù)據(jù)即打開普通編碼方式的單色圖像文件(data.pcx)，讀取版圖基本信息(版圖長m，寬n等)和所有圖形數(shù)據(jù)。在C++中，可以直接用fopen函數(shù)打開文件，用fread函數(shù)讀取data.pcx文件的文件頭(即版圖基本數(shù)據(jù))和數(shù)據(jù)部分的每一字節(jié)(即圖形的象素數(shù)據(jù))，讀出的圖像數(shù)據(jù)保存在m×n的矩陣T中(在計算機上可以用二維數(shù)組、表等多種數(shù)據(jù)結構來表述，為簡化編碼過程，一般采用二維數(shù)組)。
2.手動輸入光刻過程信息光刻過程信息(比如掃描寬度、掃描速度、光刻精度等)，通過程序界面上的的文本編輯框中輸入即可被程序接收。
3.在編碼文件data.dat中寫入文件頭即將版圖基本信息和光刻過程信息以二進制方式寫入文件data.dat中。
4.逐組編碼得到代碼和組索引并寫入文件data.dat其中逐組編碼過程的具體程序流程見圖5。流程圖中初始化過程執(zhí)行的步驟如下i＝1，j＝1，k＝1；index＝1000(組索引從文件data.dat的第1000個byte開始)；pointer＝index+32*m/p(圖形數(shù)據(jù)從組索引結束后開始)。
編碼程序按照圖7所示流程將保存在矩陣T的版圖數(shù)據(jù)逐組編碼，寫入到文件data.dat中。
由此可見，本發(fā)明解決了應用線陣光源的陣列式集成電路光刻系統(tǒng)的版圖編碼問題。
權利要求
1.一種陣列式集成電路光刻系統(tǒng)的版圖編碼方法，含有逐行編碼的步驟。本發(fā)明的特征在于對于一個大小為m×n個象素的二色黑白版圖，當掃描裝置使用的是p×1的線陣光源時，采用按掃描寬度逐組逐列編碼的方法把所有數(shù)據(jù)按行編號均勻分為m/p組，每p行一組，每次對一組即p行數(shù)據(jù)進行逐列編碼直至完畢。
2.根據(jù)權利要求1的陣列式集成電路光刻系統(tǒng)的版圖編碼方法，其特征在于在所述及的編碼文件中加入了組索引。
全文摘要
一種陣列式集成電路光刻系統(tǒng)的版圖編碼方法,屬于陣列式集成電路光刻系統(tǒng)中線陣光源掃描所需版圖的編碼技術領域,其特征在于:對于一個大小為m×n個象素的二色(黑白)版圖,當掃描裝置使用的是p×1的線陣光源時,采用按掃描寬度逐組逐列編碼的方法:把所有數(shù)據(jù)按行編號均勻分為m/p組,每p行一組。每次對一組即p行數(shù)據(jù)進行逐列編碼直至完畢。從而解決了采用線陣光源的陣列式集成電路光刻系統(tǒng)的版圖編碼問題。
文檔編號H01L21/00GK1369859SQ02104178
公開日2002年9月18日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權日2002年3月15日
發(fā)明者徐端頤, 蔣培軍, 齊國生, 錢坤, 范曉冬 申請人:清華大學