182812. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mikroáramköri maszkok számítógéppel segített tervezésére, ellenőrzésére és előállítására
1 182 812 2 bemenő adatként felhasználva ezekből összeállíthassuk a mikroáramköri csip maszkjainak teljes rajzolatát leíró adatokat, és az adatok feldolgozása után a maszkkészítő berendezések vezérlő adathordozóit kapjuk eredményként. Az ilyen maszktervező rendszerek általában kapcsolatban állnak egy ábramegjelenítő berendezéssel (pl. rajzgép, elektronsugaras grafikus megjelenítő ernyő stb.), amelynek segítségével lehetőség nyílik a maszk részleteinek vagy teljes rajzolatának megjelenítésére és ellenőrzésére. A modem, ún. interaktív maszktervező rendszerekben egyre nagyobb szerepet kap az ember és a számítógép közvetlen kapcsolata, kihasználva az olyan adat- és ábramegjelenítő eszközök előnyeit, amelyek lehetővé teszik a megjelenített hibás adatok azonnali kijavítását és a javító beavatkozás következményeinek automatikus kezelését. A kis és közepes integráltsági fokú mikroáramköri eszközök maszkjainak elkészítése a leírt ismert eljárással nagyobb nehézségek nélkül elvégezhető, a nagy integráltsági fokú eszközök maszkjainak elkészítésénél azonban komoly nehézségek és hátrányok lépnek fel. Hátrány, hogy az optikai ábragenerátor és a lépkedő-ismétlő kamera folyamatos működése közben történt bármilyen hiba a berendezések mozgató mechanizmusában vagy a számítógépi adathordozón fatálisnak minősülhet az elkészítendő eszköz működése szempontjából. Ilyen hiba előfordulása esetén az exponálási műveletet új maszklemezzel újra el kell kezdeni. Ebből következik, hogy a nagy integráltsági fokú eszközök maszkjainak elkészítésénél figyelembe kell venni a berendezések hibamentes működésének várható átlagos időtartamát. Ezt a berendezések műszaki stabilitási jellemzői, az elektromos hálózat stabilitása és a szokásos munkaidőbeosztás is korlátozza. Célszerű minden exponálási sorozatot megszakítás nélkül, folyamatosan lefuttatni, ugyanis az automatikus üzemmód megszakítása után az asztal alaphelyzetének és aktuális koordinátaértékeinek kívánt pontosságú visszaállítására általában nincs mód. A végső méretű maszk elkészítése során a lépkedőismétlő kamerával a 102—103 számú csip exponálása a négyzethálós elrendezés szerint legfeljebb néhány óra üzemidőt igényel, tehát nem jelent kritikus megterhelést a berendezés szempontjából. A nagy integráltsági fokú mikroáramköri csípek közbenső maszkjának elkészítése optikai ábragenerátorral azonban 104—106 funkcionális elem, vagyis 105—107 téglalap exponálását igényli. Az ehhez szükséges több száz vagy ezer óra folyamatos, hibamentes üzemidő rendkívül nehezen biztosítható. Egyszerűsödik a feladat, ha a csip egymástól lényegében funkcionálisan független részletekből állítható össze. Ilyenkor az egyes részletekről különálló közbenső maszkot lehet készíteni, mindegyik maszklemezen független illesztőábrákkal. így a végső méretű maszk összeállítása során egy maszkrészlet sokszorozott leképezése után a lépkedő-ismétlő kamerában ki lehet cserélni a közbenső maszklemezt, ezzel egy másik maszkrészletet az előzőkhöz pontosan illesztve leképezni és sokszorozni, amíg minden részlet a helyére kerül és elkészül a végső méretű maszk. Ezzel a megoldással a közbenső maszkok generálásához szükséges hosszú idő rövidebb szakaszokra osztható, amelyeken belül az optikai ábragenerátor hibamentes működése könnyebben biztosítható. Hátrány azonban, hogy a mikroáramköri csípek független részekre való felosztása nem mindig lehetséges, és az ábragenerálás összideje így is megmarad, csak rövidebb szakaszokra osztódik. A maszkrajzolatok előzetes ellenőrzése hasonló nehézségekkel és hátrányokkal jár a nagy integráltsági fokú mikroáramköri eszközök esetén. A 104— 106 számú funkcionális elem megjelenítése a szokásos ismert ábramegjelenítő berendezéseken vagy túl hosszú időt, vagy túl nagy számítógépi operatív memóriakapacitást igényel. Hátrány, hogy gyakorlatilag csak a maszkrajzolat egyes részletei ellenőrizhetők egyszerre, a részletek illesztésének és az esetleg szükséges javítások következményeinek ellenőrzése közben az emberi szubjektum nagy szerepet kap és a tévedés lehetősége nehezen zárható ki. A találmánnyal célunk a fentiekben leírt valamennyi nehézség és hátrány kiküszöbölése és olyan optikai maszkkészítési eljárás kialakítása, amely lehetővé teszi a rajzolatellenőrzés és a maszkkészítés időtartamának lényeges lecsökkentését és megbízhatóságának növelését. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően abban jelölhetjük meg, hogy a maszkok tervezését, rajzolat-ellenőrzését, elkészítését és a mikroáramköri eszköz működésének fizikai feltételeit egymással kölcsönható egységes folyamatként szem előtt tartva, a maszkkészítés technológiai lépéseit és az előzetes rajzolat-ellenőrzés folyamatát úgy szervezzük meg, hogy lehetővé váljon a nagy integráltsági fokú eszközök maszkkészletének ésszerű, gazdaságos és megbízható előállítása, különös tekintettel az olyan maszkokra, amelyeknek rajzolata azonos felépítésű, ismétlődő funkcionális elemekből vagy részegységekből épül fel, de a részegységek az eszköz működése szempontjából egymással szorosan összefüggő funkcionális kapcsolatban állnak. Ilyen eszközök tipikus példái a töltéscsatolt eszközök (CCD) vagy a félvezető memória és mágneses buborékmemória integrált áramkörök, amelyekben az információ bitjeinek tárolására szolgáló áramköri egységek azonos felépítésűek, egymással szoros funkcionális kapcsolatban állnak és a memória kapacitásának megfelelő számban ismétlődnek a csip felületén. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldható, ha a maszkok rajzolatának előzetes ellenőrzését és a maszkkészítés technológiai kivitelezését több — az integráltsági foktól függő számú — hierarchikus lépcsőben részletenként végezzük el. Ennek megfelelően a maszkkészlet mindegyik maszkjának rajzolatát célszerűen megválasztott több híerarchiaszinten részletrajzolatokra, más szóval fragmentumokra osztjuk fel olyan módon, hogy mindegyik szinten a fragmentumok lehetőség szerint azonos felépítésűek legyenek és az egymástól különböző felépítésű fragmentumok száma minél kisebb legyen. Ebben a felosztásban a legmagasabb hierarchiaszintű fragmentum maga a végső méretű maszk teljes rajzolata, a legalacsonyabb szintű fragmentumok pedig a legegyszerűbb felépítésű ismét5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
