Диссертация (1137121), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Расчеты проводятся на основе эмпирических формул, чтоведет к многообразию возможных решений, в зависимости от констант. Выборнеобходимого решения зачастую происходит достаточно субъективно. Далееразработчик либо проводит исследования математической модели, либопропускает этот этап.
Реализация данного этапа выполняется в виде блоков 4, 5 и6. С точки зрения автоматизации данный этап является одним из наиважнейших,78так как именно на этом этапе определяется целесообразность принятия решенияпо проектированию технологии литографического процесса формированияизделий микро- и наноэлектроники. Кроме этого, практически все блоки этапа,кроме 5, могут быть автоматизированы [25].Этап эскизного проектирования начинается с результатов предыдущегоэтапаизаканчиваетсяанализомрезультатовтестированияпробнойпроизводственной партии (блок 21). На этапе эскизного проектированияосуществляетсядекомпозиция(разбиение)технологическогопроцессанаэлементы – блок 8.
Здесь критерии, условия и ограничения носят более детальныйи конкретный характер, а сроки проектирования и стоимость занимаютвторостепенное значение. Документация, выпускаемая на этом этапе, носитвременный характер и служит для тестирования отдельных опытных этаповтехнологического процесса. Такая документация содержит эскизы конструкций,технологических карт, монтажных схем, условия технической эксплуатации,предварительное программное обеспечение.
По этой эскизной документации наопытном производстве тестируют возможности получения изделий микро- инаноэлектроники с заданными свойствами, после которых начинается реализациянаиболее трудоемких и сложных проектных процедур – анализ отдельных ееэлементов технологического процесса методами физического моделирования.Кроме этого на этапе эскизного проектирования составляются математическиемодели, алгоритмы и решаются задачи анализа и синтеза вариантов реализациилитографического технологического процесса, оптимизации их параметров,вырабатываются вычислительные алгоритмы.Этап эскизного проектирования наиболее длительный и содержит 14различных блоков.
Для автоматизации процесса данного этапа целесообразноавтоматизировать блоки 8, 10, 11, 12, 14, 15, 17, 18 и 21.Если обратить внимание на структуру схемы, то можно заметить, что слевой стороны расположены блоки, которые отвечают за документооборот, всерединенаходятсяблоки,выполняющиеосновнуюзадачупроцессамоделирования, а именно, выбор, расчет и анализ, а справой стороны79расположены блоки, отвечающие за испытания и технологию.Приведенный анализ процесса проектирования технологических процессовультрафиолетовойлитографиидляпроизводстваизделиймикро-инаноэлектроники с заданными свойствами позволяет перейти к решению одной изважных задач при создании ИТ – выбору проектных процедур, подлежащихавтоматизации.
Для решения этой задачи необходимо формализовать процесспроектирования, составить его математические модели, с тем, чтобы обоснованнои во взаимосвязи проводить автоматизацию проектных процедур.Следуетособоподчеркнутьпроблемы,которыепоявляютсяприпроектировании технологических процессов ультрафиолетовой литографии, аименно [26, 29]:1.Сложность и уникальность стадий технологического процесса.2.Высокие точностные требования при разработке изделий микро- инаноэлектроники.3.Необходимость учета сохранности топологии пластины в объемерабочего слоя полупроводникового кристалла.4.Чрезвычайно низкий уровень межотраслевой и внутриотраслевойунификации и стандартизации элементов, проектных и конструкторских решений,чтотребуетсозданиянакаждомпредприятиисвоейбазыданныхтехнологическому процессу, содержащей уникальные физико-математические,графические и информационные модели элементов.5.Высокая стоимость этапа экспериментально-доводочных работ истендовых испытаний.6.Сложность и громоздкость математических моделей, описывающихформирование микроэлектронных изделий литографическим методом, чтозатрудняет процесс формализации моделирования.7.Высокие требования, предъявляемые к конкретному проектировщикуили группе проектировщиков литографических процессов.В настоящее время продолжительность проектирования такого сложногопроцесса, как ультрафиолетовая литография, в микроэлектронном производстве80очевидно, может превышать сроки определенные моральным износом, утратойконкурентоспособности изделия и т.д.
Поскольку сложность микроэлектронныхизделий будет возрастать, а время проектирования должно сокращаться, можносделать вывод, что единственно разумной альтернативой неавтоматизированномупроектированию может быть широкое использование САПР [25].Практика разработки и эксплуатации САПР показала, что ряд особенностейпостроения автоматизированной системы может и должен быть оговорен исформулирован до начала ее проектирования [25]. 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 [25]:1.Поиск принципиальных проектных решений.2.Разработка эскизного варианта конструкций оборудования и егооптимизация.81Рис.2.2.2Алгоритмическаяструктураавтоматизированногопроектирования технологического процесса УФЛ.823.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.832.3.
Постановка задачи оптимизации технологического процессаформирования изделий микро- и наноэлектроники методомультрафиолетовой литографииАвтоматизация проектирования технологического процесса формированияизделий микро- и наноэлектроники методом ультрафиолетовой литографиивключает в себя разработку принципиальных схем, маршрутной технологии,операционной технологии и получение управляющей информации на машинныхносителях для программно-управляемого технологического оборудования.Как и любой технологический процесс, независимо от его физическойприроды, процесс ультрафиолетовой литографии всегда можно представить ввиде некоторой системы, а значит, для его организации следует применятьсистемный подход, сущность которого заключается в комплексном, единомрассмотрении всех частей систем технологического проектирования и вгармоничном их сочетании.Рис.
2.3.1. Постановка задачи оптимизации технологического процессаформирования изделий микро- и наноэлектроники методом ультрафиолетовойлитографииПостановку задачи оптимизации технологического процесса формированияизделий микро- и наноэлектроники методом ультрафиолетовой литографииможно представить следующим образом (рис. 2.3.1). Данный технологическийпроцесс рассматривается как объект проектирования, на вход которого поступаетвектор X(t ) ( x1 (t ), ..., xn (t )) входных переменных, а скалярный выход F84характеризует качество технологического процесса.
Требуется сформироватьтакойвекторуправляющихвоздействийR * (t ) ( R1* (t ), ..., Rl* (t )) , которыйминимизировал бы значение показателя F , т.е.F ( X(t ), R* (t )) minFk X(t ), R(t ).(2.3.1)R (t )Выходы h1 (t ), ..., hm (t ) характеризуют состояние технологического процессаи индицируют нежелательные режимы работы оборудования или выходконтролируемых параметров за установленные пределы:h j (t ) b j , j 1, m ,(2.3.2)где b j – требуемые или допустимые значения соответствующих параметров.Таким образом, оптимизация технологического процесса формированияизделий микро- и наноэлектроники методом ультрафиолетовой литографиирассматривается как задача определения оптимального вектора управления R* (t ) ,минимизирующего целевую функцию F X(t ), R (t ) при условии выполнениязаданных в (2.3.2) ограничений.Подобные задачи оптимизации решают в два этапа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
