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交替移相掩模技术的版图优化方法研究

作　者: 黄惠萍
导　师: 赵文庆
学　校: 复旦大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 交替移相掩模技术相位分配三连通分支相位冲突检测动态优先搜索树
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着集成电路的不断发展,电路特征尺寸不断缩小。在电路尺寸达到纳米量级的今天,设计与工艺的独立性被打破,引发了一系列可制造性设计问题与相关研究。交替移相掩模是一种通过对掩模版进行相位偏移而提高光刻分辨率的先进工艺技术,用来解决深亚波长光刻下由于衍射效应引起的图形失真问题。交替移相掩模技术的版图优化是可制造性设计领域的计算机辅助设计技术,用于对版图进行相应技术的修改。本文提出了一种交替移相掩模版图优化软件原型FDPSM(Fudan Phase ShiftMask),以及在FDPSM中应用的交替移相掩模技术版图优化的相关数据结构和算法,实现暗场条件下的相位冲突检测和相位分配。本文提出了一种基于三连通分支分解的相位分配算法TCDBPA(Triconnected-Component-Decomposition Based Phase Assignment)。由于版图庞大的数据量,已有的相位分配算法难以处理全芯片级的交替移相掩模问题。TCDBPA应用分而治之的思想,将相位冲突图分解成各个三连通分支,然后在传统算法基础上结合三连通分支的性质对各个分支进行求解,最后合理地合并各个解集并进行最终相位分配。由于有效地降低了问题规模,因此能够提高求解速度,从而该算法可以应用于规模巨大的全芯片级的移相掩模版图优化中。本文还提出了一种改进的动态优先搜索树数据结构,应用于冲突检测中以查询版图图形之间的冲突情况,加快相位冲突图的构建时间。相比于传统的动态优先搜索树,本文数据结构逻辑简单清晰,在数据量庞大、需要频繁进行数据插入与删除、而且查询的解个数较少的应用中优势突出,特别适用于集成电路物理设计方面的应用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
第1章绪论  6-18
  1.1 研究意义与目的  6-14
    1.1.1 深亚光波长光刻以及其存在问题  7-11
    1.1.2 交替移相掩模技术  11-13
    1.1.3 交替移相掩模技术的版图优化  13-14
  1.2 国内外的研究现状与本文主要工作  14-17
    1.2.1 国内外的研究现状  14-16
    1.2.2 本文工作  16-17
  1.3 论文结构  17-18
第2章交替移相掩模技术版图优化方法回顾  18-30
  2.1 相位冲突检测  18-23
    2.1.1 暗场冲突图  19-20
    2.1.2 明场冲突图  20-22
    2.1.3 冲突图的权重  22-23
  2.2 相位分配  23-29
    2.2.1 双连通分支  24-25
    2.2.2 最大二分子图问题  25-29
      2.2.2.1 最优化T-join问题  26-27
      2.2.2.2 最小权重完美匹配问题  27-28
      2.2.2.3 综述  28-29
    2.2.3 最终相位分配  29
  2.3 本章小结  29-30
第3章快速动态优先搜索树  30-45
  3.1 动态优先搜索树  30-31
  3.2 数据结构  31-32
  3.3 相关算法  32-40
    3.3.1 插入操作  33-34
    3.3.2 删除操作  34-35
    3.3.3 查询操作  35-38
      3.3.3.1 迭代器的初始化  36-37
      3.3.3.2 迭代器自增  37-38
    3.3.4 平衡操作  38-40
  3.4 在相位冲突检测中的应用  40-41
  3.5 实验结果与分析  41-44
    3.5.1 插入操作  42-43
    3.5.2 删除操作  43-44
    3.5.3 查询操作  44
  3.6 本章小结  44-45
第4章基于三连通分支分解的相位分配算法  45-68
  4.1 三连通分支及其数据结构  45-52
    4.1.1 三连通分支  45-48
    4.1.2 SPQR-Tree数据结构  48-52
  4.2 算法概述  52-54
  4.3 求解分支解集  54-62
    4.3.1 非根结点  54-61
      4.3.1.1 S型节点  56-58
      4.3.1.2 P型节点  58-59
      4.3.1.3 R型节点  59-61
    4.3.2 根结点  61-62
  4.4 合并解集  62-65
  4.5 实验结果及分析  65-67
  4.6 本章小结  67-68
第5章 FDPSM软件  68-73
第6章总结与展望  73-75
  6.1 工作总结  73-74
  6.2 未来工作展望  74-75
参考文献  75-79
致谢  79-80
硕士期间发表的论文  80-81

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