Разработка и исследование принципов построения систем обработки топологической информации и формирования фотошаблонов ЦМД-микросхем на базе высокопроизводительной ЭВМ

• Автор: Сагитов, Кадус
• Шифр специальности: 05.13.13, 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 245 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ существующих систем обработки топологической информации БИС, языков описания топологии, алгоритмов и программ формирования фотошаблонов БИС.
1.2. Определение основных проблем обработки топологической информации и формирования фотошаблонов доменных интегральных микросхем.

1.3. Постановка задачи исследования .

ГЛАВА П. РАЗРАБОТКА ПРОБЛЕМНООРИЕНТИРОВАННОГО ЯЗЫКА ОПИСАНИЯ ТОПОЛОГИИ ДОМЕННЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ ,

2.1. Разработка основных конструкций языка

2.2. Создание операторов описания топологии .

2.3. Разработка операторов действия над элементами . .

2.А. Реализация операций перехода.
2.5. Построение оператора присвоения
2.6. Построение оператора запоминания .
2.7. Построение оператора продолжения .
2.8. Разработка оператора для указания типа технологического оборудования производства фотошаблонов
2.9. Разработка операторов для вывода информации на печать
2 Построение оператора масштабирования
2 Построение оператора возврата в начало координат
2 Разработка операторов для вывода информации на фотоповторитель
Выводы
Стр.
ГЛАВА Ш. ОРГАНИЗАЦИЯ И СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ТОПО ЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ ФОТОШАБЛОНОВ ДИМ СОТИФ ДИМ.
3.1. Технические средства обеспечения СОТИФ ДИМ . .
3.2. Программное обеспечение СОТИФ ДИМ .
3.3. Структура транслятора языка описания топологии
3.3.1. Разработка блока синтаксического анализа . . .
3.3.2. Создание организующей программы .
3.3.3. Организация библиотеки стандартных элементов
3.3.4. формирование библиотеки стандартных масок . .
3.3.5. Реализация программы автоматической аппроксимации элементов топологии ДИМ . .
3.3.6. Разработка процедуры образования рабочей программы
3.3.7. Разработка принципов формирования топологии
Выводы
ГЛАВА 1У. СОЗДАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ПРОГРАММ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ ФОТОШАБЛОНОВ ДИМ .
4.1. Разработка алгоритмов организующей программы сжоркхл и стандартных подпрограмм для формирования и вывода управляющей информации на координатограф .
4.2. Разработка алгоритмов организующей программы ЮТЮй2 и стандартных подпрограмм для формирования и вывода управляющей информации на микрофотонаборную установку
4.3. Разработка алгоритмов организующей программы ОБЦлРЖЮЗ и стандартных подпрограмм для формирования и вывода управляющей информации на фотоповторитель .
Стр.
4.4. Разработка алгоритмов организующей программы сжарив и программы автоматической аппроксимации элементов и вывода топологической информации на экран графического дисплея . . .
4.5. Изготовление фотошаблонов ЦМДчипов малой, средней степени интеграции .
4.5.1. Проектирование и технология изготовления фотошаблонов чипа 4 кбит .
4.5.2. Разработка и изготовление фотошаблона чипа средней степени интеграции кбит . . .
4.6. Исследование и создание методов контроля топологии и изготовления фотошаблонов ДИМ . . .
Выводы
У. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
У1. ЛИТЕРАТУРА

Ж
ВВЕДЕНИЕ
За последнее десятилетие одним из перспективных направлений развития средств вычислительной техники является разработка устройств на цилиндрических магнитных доменах ЦВД. Физические свойства ЦВД позволяют реализовать на одном кристалле функции памяти, логики, коммутации и отображения информации . ЦВД структуры обладают малыми габаритами и потреблением энергии и характеризуются высокими информационной плотностью до битсм, быстродействием порядка нескольких мегагерц,надежностью и энергонезависимостью сохранение информации при отключении питания 2, 3 3. Все это обуславливает возможность широкого применения ЦВД систем в приборостроительной отрасли, основные этапы развития которых показаны в таблице I .
Конкретное применение доменные структуры в вычислительной технике нашли в качестве внешней памяти мини и микроЭВМ, в системах вводавывода информации и редактирования текста, в устройствах подготовки данных и отображения графической информации, в программируемых терминах и ассоциативных процессорах, в станках с числовым программным управлением.
Основные усилия разработчиков сосредоточены на создании доменной памяти для замены магнитных дисков. В настоящее время по функциональным и стоимостным показателям ЗУ на ЦВД могут успешно конкурировать с дисковыми ЗУ с фиксированными головками. Однако, существенное повышение информационной плотности доменных ЗУ разработка чипа емкостью ,5 Шит фирмой ве д позволяют ожидать замену в ближайшем будущем дисков с подвижными головками доменными ЗУ.
Основной конструктивнотехнологической единицей на ЦВД явля
АСЛиЦй. .
ЦНЪ . x. Ориыти i i. Цгхебссаз НОЛ i ЗУ СлССсГ Vi iii
3 . I 2.II7 5x5 6 . т6.4 5 v i i .
2 i 0.5 МГиЛ. iii 6 6 .0 2.0 оран омпсфра. ii I с 4 л4 Цмрсптлапсргфл.
1 0 . I ii 4 4 0 С 0 ЗА ктрС7ОЛй7С i ii.ii при ЗМкпраНСЛШСуЪсрй л
0.5 . i7 i 0 оооом 0ii iiii Оскра Л. ЗиШроНслпсграри Л iiii Л. 7 i .
7 ршпдл
ется доыенная интегральная микросхема ДИМ. Проектирование топологии ДИМ, насчитывающей от сотен тысяч до сотен миллионов элементов на кристалле, и изготовление фотошаблонов чрезмерно длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс. Достичь радикального сокращения сроков и стоимости проектирования возможно только на основе автоматизации процесса проектирования с применением ЭВМ.
Для достижения указанных целей в соответствии с планами важнейших работ Минприбора в Институте электронных управляющих машин в рамках научноисследовательских тем Домен3 0 и Регистр автором оыла выполнена данная диссертационная работа по исследованию и разработке методов и средств автоматизированной обработки топологической информации и изготовления фотошаблонов ДИМ.
Актуальность


Топология топологический чертеж полупроводниковых интегральных микросхем представляет собой совокупность геометрических образов, в подавляющем большинстве своем прямоугольников, линий, многоугольников, взаиморасположение которых удовлетворяет определенным правилам проектирования. Совокупность топологических областей, сформированные по функциональному признаку, образуют понятие топологического слоя. При проектировании топологии слоя преимущественно используются четыре метода послойный, символический, условноэскизный и библиотечный б, . При послойном проектировании топологии разрабатываемая схема разбивается на функциональные блоки и осуществляется первоначальное их размещение на топологическом чертеже. При размещении блоков необходимо учитывать размеры блоков и их взаимное влияние, длину межсоединений, расположение внешних выводов, ширину проводников и т. Как видно, задача размещения имеет большую размерность и, кроме того, необходимо соблюдать определенные ограничения. В виду этого автоматизация этого этапа затруднена. В большинстве случаев задача предварительного размещения выполняется проектировщиком схем. Затем производится прорисовка топологического чертежа, причем чертится не весь чертеж, а его отдельные оригинальные части. Полный топологический рисунок формируется с помощью ЭВМ. Для кодирования исходной топологической информации используются ряд проблемноориентированных языков описания топологий 9. БИС используются одни и те же ранее разработанные приборы или группы приборов, которые могут быть закодированы определенными символами один раз. Исключая перечисленные причины избыточности, можно однозначно определить топологию БИС, не указывая всех ее угловых точек. С уменьшением количества цифровой информации, необходимой для описания топологии, снижается трудоемкость кодирования и вероятность появления ошибок. С этой целью и у нас в стране, и за рубежом разработаны специальные языки описания топологий БИС. Эти языки позволяют проводить над элементами топологии ряд операций преобразования и редактирования. К ним относятся такие простые геометрические операции как сдвиг, поворот, инверсия,масштабирование, симметрия, позволяющие проводить необходимые преобразования отдельных элементов топологии. Имеются операции, предназначенные для работы над группами элементов. К ним относятся операции типа размножение, мультипликация, применяющиеся для создания копий исходных элементов. При операции размножение копии исходного элемента помещаются в произвольные места схемы. При размножении с постоян
ным шагом применяется операция мультипликация. Некоторые операции над элементами топологии показаны на рис. I.I. Рассмотрим подробнее основные особенности языков описания с точки зрения возможности использования для описания топологий ДИМ. Существующие языки описания топологии можно подразделить на специализированные и универсальные. Примером специального языка, предназначенного для описания топологии МОПБИС, является язык ЯЗОТ 9 . Поскольку ЯЗОТ разработан сугубо для автоматизации проектирования фотошаблонов МОПБИС, то инструкции языка учитывают специфику и особенности топологий МОПБИС. Это проявляется в задании имени в инструкциях языка. ЯЗОТ состоит из набора инструкций I рода, инструкций П рода и библиотек. К именам относятся транзистор ТР, конденсатор КД, внешний контакт ВК, окно контактное ОК, линия горизонтальная ЛГ, линия вертикальная ЛВ, фигура ФИГ и маска М. Тип характеризует одноименные элементы с послойной геометрией. Положение элемента на топологическом чертеже определяет полем координаты . Для типовых элементов задаются координаты. X, У соответствующего узла координатной сетки. Существенное сокращение трудоемкости кодирования топологического чертежа достигается с помощью инструкций П рода, позволяющими многократные операции с ранее описанными фрагментами группами топологии. Каждая группа имеет координатную и собственное начало отсчета координат, называемое нулем. Для повторения группы с регулярным шагом по горизонтальным и вертикальным направлениям применяется инструкция мультипликация I.