电子束图形转移过程中的数据分割和压缩算法

电子束图形转移过程中的数据分割和压缩算法 微 细 加 工 技 术 2000 年?. 3 第 3 期 Microfabricatio n Technology 2000 () 文章编号 :1003Ο8213 200003Ο0012Ο06 电子束图形转移过程中的数据分割和压缩算法 李 蔚 ,顾文琪 ,薛 虹 ()中科院电工研究所 ,北京 100080 摘要 : 研究了电子束曝光机图形数据格式转换软件的分割 、压缩算法 ,针对传统的图形数据分割 、压缩算法存在的主要缺点 ,提出了新的分割算法和压缩算法 ,并对压缩 算法进行了详细的论述和研究 。 关键词 :电子束曝光机 ;图形数据格式 ;压缩算法 中图分类号 : TN305?7文献标识码 :A 1 引言 电子束曝光机是利用被加速的电子打在涂有抗蚀剂的铬版或硅片上来制作掩模或直接刻 写图形的微电子专用设备。通常的电子束曝光机不能直接接受光学曝光通用的 C IF 格式数 据 ,需要通过图形数据转换软件将其进行数据格式转换 ,生成电子束曝光机能直接接受的特定 的数据格式 ,而分割和压缩算法是图形数据格式转换软件的核心算法 。传统的分割算法分为 (( ) 三步 :第一步是毫米级分割 一般采用 2 ×2 mm,称为场分割 ;第二步是微米级分割 一般采用 μ) 100 ×100m,称为子场分割 ;第三步是束斑尺寸分割 ,对于一般的可变矩形电子束曝光机 ,其 2 () μμ 电子束束斑尺寸 直径 ?12 . 5m ,面积 ?64m,角度 ?45 度和具体曝光图形的尺寸确定分 割尺寸 ,也称单元图形分割 。传统的单元图形分割算法中 ,是将二次分割后图形一次读入一个 μ 图形 ,直接针对该图形来决定第三级单元分割场的尺寸 。例如 ,对于尺寸为 30 ×24m 的简单 μ 矩形 ,就可以确定第三级分割场的尺寸为 6 ×6m 。如此就能够利用 J EOL 51 特定的压缩格 式 ,用一条命令将次矩形描述出来 。这种算法的优点在于 :它极大的简化了数据压缩算法 。但 该算法同时也带来了两个严重的缺点 :一 、曝光图形的利用率低下 ,导致整个系统的工作效率 2 μμ 降低 。仍以前例说明 ,第三级分割场的尺寸为 6 ×6m ,则其一次曝光图形的面积为 36m,而 2 μ 曝光图形的面积尺寸限制为 64m,二者相差很多 ;二 、压缩算法仅仅只考虑了局部的单个图 收稿日期 :1999Ο12Ο10 () 作者简介 :李蔚 1974 - 男 ,毕业于清华大学精密仪器系 ,硕士研究生 ,从事电子束曝光机研究 ; 顾文琪() () 1941 - 男 ,研究员 ,毕业于北京机械学院 ,硕士 ,从事电子束曝光机研究 ;薛虹 1956 - 男 ,高级工程师 () 形 ,而忽视了整体 子场内所有图形优化效果 ,所以其压缩率不高 。 针对这些缺点 ,本文提出了新的分割算法和压缩算法 。在这一算法中 ,为了最大限度地提 1 μ 高工作效率 ,统一规定第三级分割单元的尺寸为 8 ×8m ,并采用窗口裁剪算法分割图形。 这一分割算法的提出 ,从根本上否决了传统的数据压缩算法 。 2 数据压缩算法 新的数据压缩算法采用了 J EOL 51 压缩格式中的子场内压缩格式 。大致状况是一次读入 (μ( μ) 一个第二级子场 例如 :100 ×100m内的全部分割后的单元图形 即一个 8 ×8m 分割单元 ) 中的所有被分割图形,然后用经过优化的压缩算法对这些数据进行压缩 。其整体流程步骤如 图 1 所示 : () 1该算法的核心是优化 。即在找到一个二级子场中的所有相同的单元图形后 ,如何从中 找到符合 J EOL 51 压缩格式的 ,数量最多的相同单元图形 ,并能保证优化策略的延续性 。在图 1 所示的算法流程中 ,步骤 A 、B 、C 是整个压缩算法的优化部分 。 () ( 2步骤 A 的具体算法流程如图 2 所示 。该算法的基本思路是 : 将稀松矩阵 实际为相同 ) () 单元图形的位置矩阵的行 或列中的所有等间距的组合都存入链表 A3 中 ,然后以组合中单 元图形的数量 nj 为关键词进行检索 ,取出 nj 最大的组合存入链表 A4 中 。 () 3步骤 B 的具体算法流程如图 3 所示 。该算法的基本思路是 : 以步骤 B 得到的经过优 () () 化的行 列内组合为基准 ,实现行与行 或列与列之间所有等间距组合的优化 。该步骤的重 点在于取得优化结果的同时 ,要求尽量减少待选组合中的重复现象 ,即一种组合在待选链表中 多次出现的问题 。目的是为了最大限度地提高系统的工作效率 。 () 4步骤 C 的过程较为简单 ,其功能是将步骤 C 优化所得的组合进一步进行优化 ,具体实 现是以组合中的单元图形的数目 n 为关键词进行检查 ,取得 n 最大的组合即为所求最佳结果 。 3 数据压缩算法的效果 经过多次试验的测试 ,证明该算法的平均压缩比率为 10,15 % ,极大地提高了压缩数据 的比率 ,节省了大量的磁盘空间并且提高了系统的工作效率 。 4 结束语 本文简单介绍了电子束曝光机图形数据格式转化软件中新的数据压缩算法 。虽然该数据转化软件是一种专用的软件 ,但本文所提压缩算法对国内外生产的同类机型有着广泛的应用 前景 。 参考文献 : () 1 孙家广 ,杨长贵 1 计算机图形学 新版M 1 北京 :清华大学出版社 ,1994 :199 - 209 . Algorithm of division and compression f or pattern Format Conversion in The EΟBea m L ithogra phy System L I Wei , GU WenΟqi , XU E Ho ng ( )Instit ute of Elect rical Engineering ,Academia Sinica ,Beijing 100080 ,China Abstract :The algo rit hm of divisio n and co mp ressio n fo r t he pat ter n data fo r mat co n2 versio n sof t ware in t he variableΟshape eΟbeam lit ho grap hy system is discussed. To t he questio n of defect s of t he existing algo rit hm ,new algo rit hm fo r divisio n and co mp res2 sio n is advanced and repo rted in detail . Key words :eΟbeam lit ho grap hy system ;pat ter n dat a fo r mat ; co mp ressio n algo rit hm () 上接第 22 页 Detection and Appl ication of the Backscattered Electrons with Lo w Loss Energy and Close to the Microscope Axis 1 1 2 J IAN G ChangΟzho ng, P EN G Yo uΟgui, ZHAN G WenΟcui (1 Depart ment of Physics ,Wuhan U niversit y ,Wuhan 430072 ,China )2 Instit ute of Auto matio n of Hubei ,Wuhan 430071 ,China Abstract :We p resent in t his paper a detectio n and measure system of t he backscat2 tered elect ro ns. This system can collect t he backscat tered elect ro ns having low lo ss en2 ergy and diff usio n angle near 180?. We have measured t he co rrespo nding backscat ter2 ing coefficient s in Au , Pt ,Ag and C target s. The result s show t hat t his detectio n sys2 tem has a bet ter ato mic number co nt rast t han t he detectio n system in t he co nventio nal scanning elect ro n micro scope . So t his detectio n system will be applied to t he target co mpo sitio n analysis in t he f ut ure . () Key words :backscat tered elect ro n B S E;coaxial detectio n ,co mpo sitio n analysis ; scan2 ( )ning elect ro n micro scope S EM