Информационная система поддержки принятия решений при проектировании процесса ультрафиолетовой литографии (1090501), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Поскольку сложность микроэлектронныхизделий будет возрастать, а время проектирования должно сокращаться, можносделать вывод, что единственно разумной альтернативой неавтоматизированномупроектированию может быть широкое использование САПР [15].Практика разработки и эксплуатации САПР показала, что ряд особенностейпостроения автоматизированной системы может и должен быть оговорен исформулирован до начала ее проектирования [15]. Специфика проектированиятехнологическихпроцессовультрафиолетовойлитографиинакладываеттребования на структуру и организацию САПР, она включает в себя следующее:—литография – это «старый» объект, расчетами и проектированиемэлементов которого специалисты занимаются уже более 50 лет, следовательно,все принципиальные улучшения уже, как правило, внесены, а стремление кповышению технико-экономических показателей литографического процессазаставляет проектировщиков все глубже вникать в существо физическихпроцессов,чтодостигаетсянапутипоследовательногоусложненияматематической модели и адекватного отражения протекающих процессов.—Еслитрудоемкостьпроектированиятехнологическогопроцессаультрафиолетовой литографии принять за 100 %, то трудоемкость отдельныхпроектных процедур можно принять ориентировочно следующим образом: обзорсуществующих конструкций и определение патентной чистоты изделия микро- инаноэлектроники 12 – 13 %; выполнение расчетов 16 – 19 %; проработкатехнологических карт 12 – 20 %; выполнение чертежей 22 – 29 %; согласованиетехнической документации 6 – 18 %; оформление технической документации 9 –16 %.Процесс автоматизации проектирования для ТП УФЛ (рис.

2.2.2) должен всебя включать следующие этапы [15]:1.Поиск принципиальных проектных решений.2.Разработка эскизного варианта конструкций оборудования и егооптимизация.73Рис.2.2.2Алгоритмическаяструктураавтоматизированногопроектирования технологического процесса УФЛ.743.Уточнениеидоработкавыбранноговариантареализациитехнологического процесса, выполнение полного детального расчета.4.Разработка полного комплекта технологической документации.Таким образом, для решения проблем проектирования технологическогопроцесса ультрафиолетовой литографии необходимо создать ИТ, котораяпозволит обеспечить:—высокийуровеньпроектирования,засчетиспользованияспециального математического аппарата;—повышениекачествавыполнениячертежа,возможностьмногократного использования чертежа;—уменьшение времени на доработку конструкции за счет ускорениярасчетов анализа при проектировании;—сокращение сроков разработки конструкции за счет уменьшениязатрат времени и средств на усовершенствование (средства имитации и анализа);—интеграцию проектирования с другими видами деятельности за счетболее точной связи с другими инженерными подразделениями.Учитывая сложность расчетов, жесткие ограничения по срокам и стоимостипроектныхработ,необходимопроизвестианализсовременныхсредств,математических моделей, а также методов проектирования автоматизированныхсистем, используемых при проектировании САПР.752.3.

Выбор подходов к моделированию технологического процессаформирования изделий микро- и наноэлектроники методомультрафиолетовой литографииМоделирование при проектировании таких сложных процессов какпроцессы ультрафиолетовой литографии при производстве изделий микро- инаноэлектроники–многоуровневыйпроцесс.Онхарактеризуетсяпоследовательными этапами, предусмотренными процедурной моделью, накаждом из которых проектируемая система получает описание на языкепризнаков, образующих некоторое пространство. На каждом этапе областьпризнакового пространства сужается за счет конкретизации описания структурыэлементов литографического процесса и их параметров.

В этой связи описаниеТП УФЛ, как объекта проектирования, можно назвать стратифицированным [12],развивающимся от сжатого на этапах верхнего уровня процедурной модели, доразвернутого на нижних. Очевидно, что описание технологического процессаультрафиолетовой литографии при использовании ЭВМ должно носить характерматематических моделей. Для любой ситуации принятия решений [23] моделипредставляют собой множество соотношений, связывающих управляющиевоздействия (переменные, значения которых выбираются лицом, принимающимрешение) и параметры рассматриваемой задачи с выходными переменными(переменные, зависящие от выбора управляющих воздействий).Построениеконцептуальноймоделипроцессаультрафиолетовойлитографии целесообразно выполнять, назначая следующие основные элементы иправила:1)A – цель функционирования;2)E{ei }–множествоэлементовтехнологическогопроцесса,составляющих систему;3)T {t } – множество элементов времени;4)Pi { pij } – множество признаков, характеризующих систему в целом на76всех этапах жизненного цикла;5)P { pj }–множествопризнаков,характеризующихэлементытехнологического процесса на всех этапах производственного цикла;6)S  {si } – множество состояний элементов технологического процессав рассматриваемый промежуток времени;7)H  S   T – правило упорядочения смены состояний;8)Q{ei , ek } – множество связей между всеми элементами системы;9)F : { pj  f ì ( pij )} – математические схемы, описывающие отношениямежду признаками элементов и признаками систем;10)Pc { pc } – множество признаков, определяющих взаимодействиесистемы со средой.Концептуальная модель технологического процесса ультрафиолетовойлитографии будет определена, если определены все перечисленные множества иправила 7 и 9.

Множество целей, признаков и элементов технологическогопроцесса ультрафиолетовой литографии также целесообразно представлять в видеграфов. Множество состояний включает определенный набор значений признаковсистемы, подсистемы или элементов ТП УФЛ в момент времени t процессаформирования.Элемент ei литографической операции или вся система за рассматриваемоевремя t0 , tk в процессе формирования переходит из одного состояния в другоеопределенное число раз. Единственный переход составляет элементарнуюоперациюQm  si  si 1 ,(2.3.1)где si – состояние; Qm – элементарная операция;  – знак отношения порядка.Считается, что операция определена, если для нее указаны: начальноесостояния s н , конечное состояние s к , порядок смены состояний системы, которыйможет быть описан дифференциальным уравнением, конечными автоматами,77вероятностными автоматами, цепями Маркова, булевыми функциями, функциямипредикат.Взаимодействие элементов системы, при реализации технологическогопроцессаультрафиолетовойлитографииопределяетсясвязями,которыесоединяют элементы и признаки в целое.

Предполагается, что связи существуютмежду всеми элементами ТП УФЛ. В первую очередь рассматриваются те связи,которые по заданным правилам определяют процесс взаимодействия междуэлементами для достижения общей цели. Множество связей между элементамиТП УФЛ, существующих при выполнении конкретных операций, составляетструктуру системы в данной операции. Воспользуемся приведенными в работе[19] аксиомами.Аксиома 1. Взаимодействиемеждуэлементамиилиподсистемамипроисходит по отдельным признакам.

Конкретная связь может быть осуществленатолько по одноименным признакам.Аксиома 2. Между средствами (системами, подсистемами, элементами)nиkсуществует связь, если они характеризуются хотя бы однимодинаковым признаком и если признаки имеют одинаковое значение (еслиизменение признака одного элемента приводит к изменению признака другого).Таким образом, аналитически связь между средствамиnиkпопризнаку может быть определена в виде:1, если связь существует;g ink  0, в противном случае, либо с учетом знака (1, 0,  1).(2.3.1)Процесс проектирования технологических процессов ультрафиолетовойлитографии, может быть представлен как переход от одного описания объекта кдругому:~~~(2.3.2)O0  ОП 1  ОП 2    ОП l ,~~~где O0 – означает процесс проектирования; ОП 1 , ОП 2 , ..., ОП l – описание ТП УФЛна разных этапах его разработки.78Описание ТП УФЛ, определяющее достигаемые с его созданием ииспользованием цели, называется целевым:~(2.3.3)ОП 1  A0  {a1 , a 2 , ..., a m } .Описание ТП УФЛ, дающее представление об идее его техническогорешения, называется концептуальным.

Математические модели технологическогопроцессаультрафиолетовойлитографиипритакомописаниивключаютмножество целей и множество признаков, характеризующих объект в целом навсех этапах его жизненного цикла:~(2.3.4)ОП 2  { A0 , Pi } .Описание, дающее представление о функционировании оборудования притехнологическомпроцессеультрафиолетовойлитографии,называетсяфункциональным. Математические модели, относящиеся к этому описанию,содержат множество признаков, определяющих взаимодействие системы сосредой Pс , и правило упорядочения смены состояний H :~(2.3.5)ОП 3  { Pс , H } .Математические модели технологического процесса ультрафиолетовойлитографии, относящиеся к структурному описанию системы, должны включатьследующие множества: элементов, составляющих системуE ; признаков,характеризующих элементы на всех этапах производственного цикла P ; связеймежду всеми элементами системы Q , т.е.~(2.3.6)ОП 4  {E, P , Q} .Динамическоеописаниелитографическихпроцессоввключаетматематические модели, построенные на множестве признаков, определяющихвзаимодействие системы со средой Pс , множестве элементов времени T иматематических схемах, описывающих отношения между признаками элементови признаками системы:~ОП 5  {Pс , T , F : ( pj  f м ( pij ))} .(2.3.7)79Описание,определяющеепараметрыразрабатываемогоТПУФЛ,называется параметрическим.

В его состав входит множество параметров~(2.3.8)ОП 6  {1 ,  2 , ...,  n } .В автоматизированном проектировании процесса формирования изделиймикро- и наноэлектроники методом ультрафиолетовой литографии спецификавыполняемых процедур проявляется, прежде всего, в математических моделях.Различают три уровня математических моделей: микро-, макро- и метауровень [21].На микроуровне фазовые переменные распределены в пространстве(распределенныемодели).Модельчащевсегопредставляетсядифференциальными уравнениями в частных производных.На макроуровне процесс формирования микроэлектронных изделийпосредством литографического процесса представляется в виде дискретныхмоделей, элементами которых выступают элементы, рассматриваемые намикроуровне как системы.

Фазовые переменные на макроуровне – это скоростинанесения слоев, потоки веществ формирования слоев, давления, диффузионныепотоки между слоями и т.д., а сами модели выражаются обыкновеннымидифференциальными уравнениями.На метауровне процесс формирования изделий микро- и наноэлектроникирассматривается как сложная система, взаимодействующая с факторамиокружения.Дляпостроенияматематическоймоделивданномслучаеиспользуются: теории автоматического управления и массового обслуживания,методы планирования эксперимента, математическая логика, теория множеств.На любом уровне к моделям процесса ультрафиолетовой литографиипредъявляются требования точности, экономичности и универсальности. Подточностью понимают степень совпадения предсказанных на основе моделейзначений параметров, с их истинными значениями.

Характеристики

Список файлов диссертации