CN105809720B - 用于无掩模直写光刻的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于无掩模直写光刻的系统和方法。该方法包括：接收表示集成电路(IC)布局的多个像素；识别适合于第一压缩方法的像素的第一子集；以及识别适合于第二压缩方法的像素的第二子集。该方法还包括分别使用第一压缩方法和第二压缩方法压缩第一子集和第二子集，从而产生压缩数据。该方法还包括将压缩数据传输至无掩模直写器，以用于制造衬底。在实施例中，第一压缩方法使用行程编码，并且第二压缩方法使用基于词典的编码。由于混合压缩方法，压缩数据能够以足够用于大批量IC制造的数据速率膨胀比率进行解压缩。

Description

用于无掩模直写光刻的系统和方法
技术领域
本发明的实施例涉及集成电路器件，更具体地，涉及用于无掩模直写光刻的系统和方法。
背景技术
半导体集成电路(IC)工业已经经历了快速增长。在IC演化的过程中，功能密度(即，每芯片面积的互连器件的数量)普遍增大，而几何尺寸(即，使用制造工艺可以产生的最小组件(或线))减小。这种按比例缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。这样的按比例缩小也增大了处理和制造IC的复杂度，并且为了实现这些进步，需要IC制造中的类似发展。
例如，电子束(e束)技术已经用于使用无掩模光刻的半导体器件的制造中。在一个实例中，计算机控制的电子束数据图案发生器(DPG)用于将入射的电子束导向涂覆有电子敏感光刻胶层的半导体衬底(目标)。然后显影光刻胶的曝光部分，在半导体衬底上留下图案化的光刻胶层，图案化的光刻胶层作为用于进一步的光刻工艺的掩蔽元件。典型的电子束DPG使用反射镜的阵列来使入射的电子束转向以在目标上形成灰度光栅图像。使用数字格式的像素表示将形成的图像。考虑到提交给电子束DPG并且由电子束DPG处理的大量的图像数据，通常使用无损数据压缩和解压缩。然而，已经难以在为大批量半导体制造提供高解压缩数据速率的同时实现足够的压缩。
发明内容
本发明的实施例提供了一种方法，包括以下步骤：接收表示集成电路(IC)布局的多个像素；识别适合于第一压缩方法的所述像素的第一子集；识别适合于第二压缩方法的所述像素的第二子集，其中，所述第二子集与所述第一子集不重叠；对所述像素实施压缩过程，从而产生压缩数据，其中，所述压缩过程包括：使用所述第一压缩方法压缩所述第一子集；和使用所述第二压缩方法压缩所述第二子集；以及将所述压缩数据传输至无掩模直写器，以用于制造衬底。
本发明的另一实施例提供了一种形成集成电路(IC)的方法，包括以下步骤：接收表示所述IC的布局的像素的有序集；通过使用第一压缩方法分析所述有序集来识别所述像素的第一子集；初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述有序集的成员；通过使用第二压缩方法分析所述剩余子集来识别所述像素的第二子集；将所述剩余子集减少所述第二子集；对所述有序集实施压缩过程，从而产生压缩数据，其中，所述压缩过程包括：使用所述第一压缩方法压缩所述第一子集的成员；和使用所述第二压缩方法压缩所述第二子集的成员；以及将所述压缩数据存储在有形介质中，以用于下一个IC工艺阶段。
本发明的又一实施例提供了一种无掩模直写光刻系统，包括：压缩单元，所述压缩单元配置为：接收表示集成电路(IC)布局的像素的有序集；通过使用行程压缩方法压缩所述有序集的第一部分以及使用基于词典的压缩方法压缩所述有序集的第二部分来生成压缩数据；以及使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据。
附图说明
当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
图1是电子束光刻系统的实施例的简化的框图。
图2是根据实施例的图1的系统的部分的简化的示意图。
图3示出了根据本发明的各个方面的制造晶圆的方法。
图4示出了根据实施例的图3的方法的部分的流程图。
图5示出了用于实施本发明的一个或多个实施例的硬件/软件系统。
具体实施方式
以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
本发明总的来说涉及无掩模光刻系统和方法。更具体地，本发明涉及电子束直写光刻中的数据传输系统和方法。电子束直写光刻有希望产生具有较小部件尺寸的更密集的微芯片。但是，电子束直写光刻通常遭受低生产量。为了保持比得上现代的光学光刻系统的生产量，它需要以高达5兆兆位每秒(Tb/sec)的速率处理数据。在电子束直写系统的数据路径设计中已经采用了无损数据压缩和解压缩，以提高它的生产量。常用的方法集中于具有高压缩比率(定义为原始数据量与压缩数据量的比率)的压缩方法。当将压缩数据传输至电子束直写器时，高压缩比率降低了数据速率需求。但是它也使电子束直写器的数据恢复过程复杂化并且导致它的解压缩数据速率低。另一方面，简单的压缩方法通常不能产生足够的数据压缩。本发明通过布局可调整的混合压缩/解压缩方法和系统来解决上面的问题。如即将示出的，本发明的实施例能够产生高数据压缩，同时提供高解压缩数据速率，从而通过电子束直写系统来满足对大批量制造的要求。在以下讨论中，给出了关于电子束直写光刻的实施例和/或实例。然而，本发明的发明构思不是如此局限的并且多个实施例可以应用于其他无掩模直写系统，诸如使用除了电子束之外的离子束或其他电荷粒子的系统。
图1示出了可以得益于本发明的一个或多个方面的电子束直写系统100。参照图1，系统100能够在制造或修复多个晶圆中实施电子束直写。系统100包括生成电子束104的电子源102、弯束机(beam-bender)106、数字图案发生器(DPG)108、投射光学组件110和旋转工作台112，旋转工作台112保持并且对准一个或多个衬底114，以用于在制造或修复集成电路(IC)中的适当的曝光。电子束104可以是单电子束或多电子束。在所示出的实施例中，系统100还包括连接至DPG 108的数据压缩单元118。数据压缩单元118配置为接收数据文件116。在实施例中，数据文件116包括表示IC或IC的一部分的布局的像素的有序集。数据压缩单元118压缩数据文件116并且产生压缩数据文件120。随后将压缩数据文件120提交给DPG 108，以用于数据解压缩和恢复。在本实施例中，在一个系统中实施数据压缩单元118和DPG 108。可选地，数据压缩单元118和DPG 108可以在不同的系统中实施，并且它们直接或间接连接以用于它们之间的数据通信。
在实施例中，衬底114是半导体晶圆。晶圆114包括具有形成在其上的材料层的硅衬底或其他适当的衬底。其他适当的衬底材料包括：另一合适的元素半导体，诸如金刚石或锗；合适的化合物半导体，诸如碳化硅、砷化铟或磷化铟；或合适的合金半导体，诸如碳化硅锗、磷砷化镓或磷化镓铟。
在曝光之前，晶圆114涂覆有抗蚀剂(或光刻胶)层。光刻胶层对入射的电子束104是敏感的并且可以是正性光刻胶或负性光刻胶。正性光刻胶通常不溶于显影剂但是在曝光于辐射(诸如电子束104)之后变得可溶。负性光刻胶具有相反的表现：其通常可溶于显影剂，但是在辐射之后变得不可溶。可以在光刻胶涂覆之前清洁晶圆114和/或在光刻胶涂覆之后软烘烤晶圆114。基于数据文件116/120，DPG 108反射或吸收电子束104，从而利用IC布局曝光光刻胶层。在曝光之后，进行下一个步骤以使用光刻工艺形成IC或IC的一部分。例如，晶圆114可以经受曝光后烘烤、显影和硬烘烤工艺，从而在光刻胶层中形成图案。将图案化的光刻胶层用作蚀刻掩模来蚀刻晶圆114。蚀刻工艺可以包括干蚀刻、湿蚀刻或其他蚀刻技术。随后可以通过诸如湿剥离或等离子体灰化的适当的方法来剥离光刻胶层。实施下一个步骤以在晶圆114上形成各种部件，诸如掺杂区、介电部件和多层级互连件。
图2示出了根据本发明的各个实施例构建的压缩单元118和DPG 108的简化的示意图。参照图2，压缩单元118包括布局分析仪202、混合压缩器204和混合编码器206；并且DPG108包括混合解码器208。
压缩单元118配置为接收存在于数据文件116中的IC布局或IC布局的一部分。在各个实施例中，从IC的GDSII或OASIS设计文件或从其他合适的格式的设计文件逐层提取数据文件116。数据文件116可以具有合并的邻近效应校正、位置效应校正和/或其他形状校正。另外，已经通过灰度等级分配将IC布局呈现为像素。例如，IC图案可以分裂为通过基于单纯形法的方法(simplex based method)计算的单独的20nm(或更小)的像素强度。在实施例中，可以使用32灰度等级强度。在实例中，数据文件116包括表示IC布局的像素的有序集，其中每个像素对应于IC布局的一个部分。该部分的尺寸取决于入射的电子束104的直径。每个像素可以包括表示期望的灰度等级强度的多个位。通过DPG 108将数据文件116扫描到目标114上。然而，当将数据从压缩单元118传输至DPG 108时，为了降低数据速率需求，压缩并且编码数据文件116。
在实施例中，布局分析仪202分析由数据文件116表示的IC布局，并且该分析可以包括识别适合于具体选择的压缩方法的IC布局的部分。基本原理是IC布局的不同层或层内的不同部分可以展示出不同的特征。结果，一些部分可以良好的适合于一种简单的压缩方法(即，不涉及很多计算复杂性)，并且一些其他部分用于另一种简单的压缩方法。然而，可能不存在用于整体的单个简单的压缩方法。例如，数据文件116的第一部分可以是强度为3的20个连续灰度等级。这是用于行程编码的良好候选，而不是将20个数据元素发送至DPG108，可以发送一对数据元素(像素值＝3，重复＝20)。继续该实例，数据文件116的另一部分可以是交替或重复的数据图案，诸如(2,3,2,3,2,3)或(2,1,4,3,3,2,1,4,3,3,2,1,4,3,3)，这并不良好地适合于行程编码，但是特别良好地适合于基于词典的编码方案。然而，数据文件116的另一部分可能并不良好地适合于行程编码或基于词典的编码。可以理解，单个复杂的压缩方法可以用于压缩数据文件116。但是，如上所讨论的，这样的方法导致DPG 108的设计的高复杂性并且不满足对大批量生产的写入数据速率需求。本发明的各个实施例找出了数据文件116中的差异并且将不同的简单的压缩方法应用于数据文件116的不同部分，以实现整体的良好压缩比率，同时保持DPG 108中的解压缩和解码相对直截了当。
在实例中，布局分析仪202确定：数据文件116的第一部分适合于第一压缩方法，诸如基于行程的压缩方法，并且数据文件116的第二部分适合于第二压缩方法，诸如基于词典的压缩方法。另外，布局分析仪202可以确定：数据文件116的第三部分不适合于任何简单的压缩方法并且可以最好保留为未被压缩。可以插入第一部分、第二部分和第三部分。例如，数据文件116可以包括适合于行程编码的连续的12个像素、随后的适合于基于词典的编码的连续的15个像素以及随后的适合于行程编码的8个像素。第一部分、第二部分和第三部分的所有不同组合和布置都在本发明的范围内。如果使用基于词典的编码方案，那么布局分析仪202可以额外地构建词典。例如，可以以用户定义的最大词条限制将词典构建到存储元件中。词典的每个词条包含用于编码和解码数据文件116的词(或词组)。使用以上给出的实例，如果数据文件116包括像素(2,1,4,3,3,2,1,4,3,3,2,1,4,3,3)，那么词典可以构建为具有一个词条A＝(2,1,4,3,3)和编码为(A,A,A)的数据。在各个实施例中，布局分析仪202在其分析中可以使用两种以上的压缩方法，并且每种压缩方法可以有利地为简单的无损压缩方法。
混合压缩器204根据由布局分析仪202实施的分析来压缩数据文件116。继续上面讨论的实例，混合压缩器204使用第一压缩方法来压缩数据文件116的第一部分，使用第二压缩方法来压缩数据文件116的第二部分，并且将数据文件116的第三部分保持为未压缩数据(即，原始数据)。如果布局分析仪202已经构建词典，则混合压缩器204相应地使用该词典。结果，混合压缩器204产生通过不同的方法压缩并且通常混在一起的数据流(并且该数据的一些部分可能根本未压缩)。为了使DPG 108适当地恢复数据文件116，不仅需要传递混合压缩数据，而且需要传递数据是如何被压缩的。这可以通过多种设计或方式实现。例如，可以与混合压缩数据同步地使用带外控制信号，并且控制信号给DPG 108指出用于相应的压缩数据的压缩方法。在本实施例中，混合编码器206使用带内信令方法—指令集将数据压缩方法传递至DPG 108。
在实施例中，混合编码器206使用具有5位操作码(或OPCODES)的指令集。例如，混合编码器206可以使用如下面表1示出的示例性OPCODES。
表1：示例性OPCODES
可以理解，表1示出的实例不是限制性的。在各个实施例中，混合编码器206可以使用具有不同OPCODES和/或不同参数的指令集。混合编码器206简化了压缩单元118和DPG108之间的数据处理。结果，压缩数据120是编码的压缩数据。
仍参照图2，混合解码器208位于DPG 108中并且负责从编码的压缩数据120恢复数据文件116。混合解码器208反转由压缩单元118实施的数据编码和压缩。在各个实施例中，混合解码器208可以利用由布局分析仪202构建的词典或该词典的副本以及混合编码器206所使用的指令集或该指令集的副本。由于编码方案，混合解码器208能够在一个步骤中解码和解压缩数据。而且，由于使用的简单的编码和压缩方法，混合解码器208通常可以利用较少门电路数来实施并具有最小数据路径延迟。由于若干原因，这特别有利于无掩模光刻系统，诸如电子束直写系统100。例如，它降低DPG 108的功耗。它也为将微透镜或反射镜放置到DPG 108内留下更多空间。另外，它使DPG 108中的快速处理成为可能，从而为大批量IC生产提供足够的数据速率。
如图2所示的压缩单元118的划分仅是实例。在各个实施例中，在不背离本发明的范围的情况下，可以灵活地分割、合并或组合单元202、204和206的功能。另外，压缩单元118和DPG 108可以在一个系统或不同的系统中采用，并且可以与硬接线、电缆或无线通信通道连接。此外，可以使用能够执行一系列指令的硬件/软件系统来实施压缩单元118和DPG108，并且硬件/软件系统可以包括以下的一种或多种：通用微处理器、专用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、存储设备和其他外围设备。
图3示出了根据本发明的各个方面的用于使用系统100(图1)制造IC(或多个IC)的方法300的流程图。具体地，方法300包括如以上结合压缩单元118(图2)所讨论的实施IC布局数据分析、识别、压缩和编码的步骤。可以在方法300之前、期间和之后提供额外的操作，并且对于方法的额外实施例，可以代替、消除或重排描述的一些操作。方法300是实例，并且不旨在限制本发明，除了权利要求中明确列举的之外。下面结合图1和图2描述方法300。
在操作302中，方法300接收数据文件116，数据文件116包括对应于集成电路(IC)布局或IC布局的一部分的多个像素。多个像素组织为有序集(即，序列)。在实施例中，多个像素存在于计算机可读介质中。多个像素可以具有合并的邻近效应校正、位置效应校正和/或其他形状校正。在实施例中，多个像素分配有强度从0至31的灰度等级。
在操作304中，方法300从多个像素中识别适合于第一压缩方法的像素的第一子集。在实施例中，这通过使用第一压缩方法和一组用户定义的参数来分析有序集而实现。在实例中，第一压缩方法是行程压缩方法并且用户定义的条件包括“大于m个具有相同强度等级的连续像素”，其中，“m”是用户定义的参数。继续该实例，满足标准的任何像素子集都包括在第一子集内。在各个实施例中，第一压缩方法是无损的简单的压缩方法。
在操作306中，方法300初始化剩余子集，剩余子集包括除了第一子集中的那些像素之外的多个像素的成员。剩余子集存储在暂时存储器中，以用于下一步骤。在特定情况下，剩余子集可以是空集，并且方法300可以跳至用于压缩的操作312。然而，在现实中，剩余子集通常不是空集。
在操作308中，方法300从剩余子集识别适合于第二压缩方法的像素的第二子集。由于第二子集选自剩余子集，所以第二子集与第一子集不重叠。在实施例中，这通过使用第二压缩方法和一组用户定义的参数来分析剩余子集而实现。在实例中，第二压缩方法是基于词典的压缩方法，并且用户定义的参数包括最大量的词典条目(例如，1024)、最大词长度(例如，32)、最小词长度(例如，8)和事件的阈值(例如，2)。在又一实例中，操作308构建词典，并且可以用词典编码的任何像素都包括在第二子集内。在实施例中，可以独立于IC布局构建词典。在本实施例中，词典构建为可适应于IC布局，IC布局通常优化它的数据压缩。在各个实施例中，第二压缩方法是无损的简单的压缩方法。将结合图4呈现关于操作308的更详细的讨论。
在操作310中，方法300通过第二子集减小剩余子集，即，从剩余子集去除已经包括在第二子集内的那些像素。在一些情况下，之后剩余子集可以变成空集，这表明有序集将完全由第一和第二压缩方法压缩。在一些情况下，在剩余子集中仍存在一些留下的像素。在这些情况下，方法300还可以包括使用与操作304或操作308类似的步骤来识别用于第三压缩方法的像素的第三子集。在本实施例中，在操作310之后，剩余子集中的像素将保留为未被压缩(即，原始数据)。
在操作312中，方法300执行混合压缩过程。在本实施例中，这包括使用第一压缩方法压缩第一子集(操作312a)以及使用第二压缩方法压缩第二子集(操作312b)。在本实施例中，第一压缩方法是行程压缩方法，而第二压缩方法是基于词典的压缩方法。另外，剩余子集中的像素未被压缩。操作312产生压缩数据，压缩数据通常包括以第一压缩方法压缩的第一部分、以第二压缩方法压缩的第二部分和第三部分原始数据，其中，第一部分、第二部分和第三部分通常是混在一起的。
在操作314中，方法300使用指令集编码压缩数据。这与结合混合编码器206(图2)所讨论的相类似。操作314产生编码的压缩数据120。
在操作316中，方法300将编码的压缩数据120传输至无掩模直写器，诸如系统100(图1)，以用于制造衬底。在实施例中，方法300将编码的压缩数据120存储在可由无掩模直写器存取的有形介质中。在该实施例中，IC布局可能仅压缩一次，并且随后多次使用以用于大批量制造。在另一实施例中，方法300在编码的压缩数据120变得可用时传输编码的压缩数据120，并且仅部分地存储编码的压缩数据120，以用于数据缓冲目的。这减少了系统100中的存储需求。
在操作318中，方法300用编码的压缩数据形成IC或IC的一部分。在实施例中，这包括解码和解压缩过程，解码和解压缩过程反转通过操作312和314对数据文件116进行的过程。这与结合混合解码器208(图2)所讨论的相类似。在恢复像素的有序集之后，无掩模直写器曝光具有像素的目标，从而在目标上形成图案。这与结合图1所讨论的相类似。
尽管以上讨论针对大批量晶圆生产，但是发明构思可以类似地应用于掩模制造，其中，衬底114(图1)是掩模衬底，掩模衬底可以包括诸如石英、硅、碳化硅或氧化硅-氧化钛复合物的低热膨胀材料。
图4示出了为操作308(图3)的实施例的方法400的流程图。下面简要地描述方法400。
在操作402中，方法400初始化存储介质或压缩单元118的内部存储器中的库。方法400也将第二子集初始化为最初的空集，并且将候选词长(CWL)初始化为最初是最大词长(用户定义的或系统确定的参数)。
在操作404中，方法400从剩余子集中的像素选择候选词。候选词是连续CWL像素的部分，即，候选词中的像素的数量等于CWL。在实施例中，操作404使用滑动窗口法识别剩余子集中的所有可能的候选词。例如，使用1的计算尺并且从像素的有序集(1,2,3,4,5,6,7)，操作404以CWL＝6产生两个候选词：候选词A＝(1,2,3,4,5,6)和候选词B＝(2,3,4,5,6,7)。
在操作406中，方法400计算事件的数量R，以用于识别的每个候选词。例如，如果候选词在剩余子集中出现一次，则事件的数量等于1；如果候选词在剩余子集中出现两次，则事件的数量等于2；以此类推。在实施例中，操作406还通过它们的事件的相应数量来排列候选词，并且将排名最高的候选词用于下一操作。
在实施例中，方法400同时执行操作404和406，其中，方法400通过滑动窗口法扫描剩余子集，以找到所有可能的候选词，在扫描期间计算候选词的相应事件，以及排列候选词。这节省计算资源并且使操作加速。此外，在实施例中，操作404和406产生并且保持一列候选词以及它们的排名。该列表可以被之后的操作使用以加速整个过程。
在操作408中，方法400确定排名最高的候选词是否出现在剩余集中并且足以添加到词典。在实施例中，这通过比较排名最高的候选词的事件的数量R与用户定义的参数(事件的阈值)Thd来实现。如果满足条件“R>Thd”，则候选词变成合格的候选词，并且方法400移至操作410。如果候选词不合格，则方法400移至操作416。
在操作410中，方法400确定词典是否已满，即，词典中的词条的数量是否已经达到最大词条限制。如果词典已满，方法400移至操作420，操作420连接至方法300(图3)中的下一步骤。否则，方法400移至操作412。
在操作412中，方法400更新词典和第二子集。在实施例中，这包括将合格的候选词添加到词典并且将合格的候选词的所有事件从剩余子集移至第二子集。在另一实施例中，操作412用具有最高事件数的合格的候选词更新词典和第二子集。
在操作414中，方法400通过从剩余子集减去已经添加到词典的合格的候选词的所有事件来更新剩余子集。然后，例如，通过查找操作404和406的先前循环中产生的一列候选词，方法400得到下一个排名最高的候选词，并且重复操作408、410、412和414。方法400反复重复以上操作，直到它未发现合格的候选词(操作408)或者它发现词典已满(操作410)。
在操作416中，方法400确定候选词长CWL是否小于或等于最小词长(用户定义的或系统确定的参数)。如果是肯定的，则方法400移至操作420。否则，方法400移至操作418。
在操作418中，方法400减小候选词长CWL。在实施例中，操作418在每个词条上将CWL减小1。在另一实施例中，操作418将CWL减小用户定义的参数。然后，方法400移至404并且反复重复操作404、406、408、410、412、414和416，直到在操作410和416中满足用于移至操作420的条件中的一个。
图5示出了作为压缩单元118和/或DPG 108(图1)的实施例的硬件/软件系统500。系统500包括微处理器502、输入设备504、存储设备506、视频控制器508、系统存储器510、显示器514和通信设备516，所有这些设备通过一条或多条总线512互连。存储设备506可以是软盘驱动器、硬盘驱动器、CD-ROM、光盘驱动器或任何其他形式的存储设备。另外，存储设备506可以能够接收软盘、CD-ROM、DVD-ROM或可以包含计算机可执行指令的任何其他形式的计算机可读介质。此外，通信设备516可以是调制解调器、网卡或任何其他设备以使计算机系统能够与其他节点通信。
在实施例中，微处理器502是通用微处理器。可选地，微处理器502是诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的精细的硬件平台。
诸如系统500的硬件/软件系统通常至少包括能够执行机器可读指令的硬件以及用于执行产生期望结果的步骤(通常为机器可读指令)的软件。
硬件通常至少包括诸如客户机器(也称为个人计算机或服务器)和手持处理设备(诸如智能手机、掌上电脑(PDA)或个人计算设备(PCD))的具有处理器能力的平台。此外，硬件可以包括能够存储机器可读指令的任何物理设备，诸如存储器或其他数据存储设备。其他形式的硬件包括硬件子系统，例如，包括诸如调制解调器、调制解调卡、端口和端口卡的传输设备，以及例如，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)的处理设备。
软件包括存储在诸如RAM或ROM的任何存储介质中的任何机器代码和存储在其他设备(例如，诸如软盘、闪存或CD ROM)上的机器代码。例如，软件可以包括源代码或目标代码。另外，软件包含能够在客户机器或服务器中执行的任何指令集。
对于本发明的特定实施例，软件和硬件的组合也用于提供增强的功能和性能。一个实例是将软件功能直接制造在硅芯片内。因此，应该理解，硬件和软件的组合也包括在硬件/软件系统的定义内并且因此被本发明预期为可能的等同结构和等同方法。
计算机可读介质包括诸如随机存取存储器(RAM)的无源数据存储器以及诸如光盘只读存储器(CD-ROM)的半永久数据存储器。另外，本发明的实施例可以体现在计算机的RAM中，以将标准计算机转换成新的特定计算机器。
数据结构是可以使本发明的实施例成为可能的数据的定义的组织。例如，数据结构可以提供数据的组织或可执行代码的组织。数据信号可以通过传输介质运载并且存储和传输各种数据结构，并且因此可以用于传输本发明的实施例。
该系统可以设计为在任何特定架构上工作。例如，该系统可以在单个计算机、局域网络、客户服务器网络、广域网络、互联网、手持和其他便携和无线设备和网络上执行。
虽然不旨在限制，但是本发明的一个或多个实施例使用无掩模直写光刻为半导体制造提供许多益处。例如，本发明的实施例提供整体良好的IC布局压缩比率(CR)，同时保持无掩模直写器中的解压缩和解码相对直截了当，从而提供良好的解压缩数据速率。相对较高的数据速率膨胀比率(DER)(定义为解压缩数据速率与压缩数据速率的比率)已经在实验中实现。在许多情况下，DER基本等于CR并且它们均大于3，这满足对大批量IC制造的需求。另外，本发明的各个实施例可以用少的门电路数来实施并具有最小数据路径延迟。这特别有利于无掩模光刻系统，因为它减小系统的功耗，为将微透镜或反射镜放置在系统内留下更多空间，以及使系统中的快速处理成为可能，从而为大批量IC生产提供足够的数据速率。
在一个示例性方面，本发明针对一种制造衬底的方法。该方法包括：接收表示集成电路(IC)布局的多个像素；识别适合于第一压缩方法的像素的第一子集；以及识别适合于第二压缩方法的像素的第二子集，其中，第二子集与第一子集不重叠。该方法还包括对像素执行压缩过程，从而产生压缩数据。压缩过程包括使用第一压缩方法压缩第一子集以及使用第二压缩方法压缩第二子集。该方法还包括将压缩数据传输至无掩模直写器，以用于制造衬底。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据，其中，传输所述压缩数据包括传输所述编码的压缩数据。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据，其中，传输所述压缩数据包括传输所述编码的压缩数据，其中，所述无掩模直写器配置为从所述编码的压缩数据和所述指令集恢复所述多个像素。
在上述方法中，其中，所述第一压缩方法和所述第二压缩方法均为无损压缩。
在上述方法中，其中，所述第一压缩方法是行程压缩方法。
在上述方法中，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法。
在上述方法中，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述多个像素的成员；初始化词典；从所述剩余子集选择候选词，其中，所述候选词具有M个连续像素的词长；核对所述剩余子集中的所述候选词的事件的数量；以及如果所述事件的数量大于事件阈值并且所述词典未满，实施包括以下步骤的更新过程：将所述候选词添加到所述词典；和将所述候选词的所有事件从所述剩余子集移至所述第二子集。
在上述方法中，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述多个像素的成员；初始化词典；从所述剩余子集选择候选词，其中，所述候选词具有M个连续像素的词长；核对所述剩余子集中的所述候选词的事件的数量；以及如果所述事件的数量大于事件阈值并且所述词典未满，实施包括以下步骤的更新过程：将所述候选词添加到所述词典；和将所述候选词的所有事件从所述剩余子集移至所述第二子集，其中，所述方法还包括：在实施所述更新过程之前：通过所述剩余子集中的事件的相应数量来排列具有M的词长的所有候选词，其中，根据所述排列来执行所述更新过程的实施。
在上述方法中，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述多个像素的成员；初始化词典；从所述剩余子集选择候选词，其中，所述候选词具有M个连续像素的词长；核对所述剩余子集中的所述候选词的事件的数量；以及如果所述事件的数量大于事件阈值并且所述词典未满，实施包括以下步骤的更新过程：将所述候选词添加到所述词典；和将所述候选词的所有事件从所述剩余子集移至所述第二子集，其中，所述方法还包括：实施第一反复过程，所述第一反复过程反复重复所述选择、所述核对以及有条件地实施所述更新过程的步骤，直到以下条件中的一个发生：所述词典达到最大词条限制；以及所述剩余子集不包含具有M的词长并且具有大于所述事件阈值的事件的数量的候选词。
在上述方法中，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述多个像素的成员；初始化词典；从所述剩余子集选择候选词，其中，所述候选词具有M个连续像素的词长；核对所述剩余子集中的所述候选词的事件的数量；以及如果所述事件的数量大于事件阈值并且所述词典未满，实施包括以下步骤的更新过程：将所述候选词添加到所述词典；和将所述候选词的所有事件从所述剩余子集移至所述第二子集，其中，所述方法还包括：实施第一反复过程，所述第一反复过程反复重复所述选择、所述核对以及有条件地实施所述更新过程的步骤，直到以下条件中的一个发生：所述词典达到最大词条限制；以及所述剩余子集不包含具有M的词长并且具有大于所述事件阈值的事件的数量的候选词，其中，所述方法还包括：实施第二反复过程，所述第二反复过程反复重复用于从M个连续像素下至N个连续像素的每个词长的所述第一反复过程，其中，M和N均是整数并且N大于零且小于M。
在上述方法中，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述多个像素的成员；初始化词典；从所述剩余子集选择候选词，其中，所述候选词具有M个连续像素的词长；核对所述剩余子集中的所述候选词的事件的数量；以及如果所述事件的数量大于事件阈值并且所述词典未满，实施包括以下步骤的更新过程：将所述候选词添加到所述词典；和将所述候选词的所有事件从所述剩余子集移至所述第二子集，其中，传输所述压缩数据包括传输所述词典。
在另一示例性方面中，本发明针对一种形成集成电路(IC)的方法。该方法包括接收表示IC布局的像素的有序集以及通过使用第一压缩方法分析有序集来识别像素的第一子集。该方法还包括初始化剩余子集以及通过使用第二压缩方法分析剩余子集来识别像素的第二子集，剩余子集包括除了第一子集中的像素之外的有序集的成员。该方法还包括将剩余子集减少第二子集。该方法还包括对有序集执行压缩过程，从而产生压缩数据。压缩过程包括使用第一压缩方法压缩第一子集的成员以及使用第二压缩方法压缩第二子集的成员。该方法还包括将压缩数据存储在有形介质中，以用于下一个IC工艺阶段。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据，其中，存储所述压缩数据包括存储所述编码的压缩数据。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据，其中，存储所述压缩数据包括存储所述编码的压缩数据，从所述编码的压缩数据和所述指令集恢复所述像素的有序集。
在上述方法中，其中，所述第一压缩方法是行程压缩方法，并且所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法。
在上述方法中，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化词典；将候选词长初始化为最大词长；从所述剩余子集选择候选词，其中，每个所述候选词均具有等于所述候选词长的词长；对于每个所述候选词，计算所述剩余子集中的相应的候选词的事件的数量；以及对于每个所述候选词，如果事件的相应数量大于事件阈值并且所述词典未满，则实施包括以下步骤的更新过程：将所述相应的候选词添加到所述词典；和将所述剩余子集中的所述相应的候选词的所有事件移至所述第二子集。
在上述方法中，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化词典；将候选词长初始化为最大词长；从所述剩余子集选择候选词，其中，每个所述候选词均具有等于所述候选词长的词长；对于每个所述候选词，计算所述剩余子集中的相应的候选词的事件的数量；以及对于每个所述候选词，如果事件的相应数量大于事件阈值并且所述词典未满，则实施包括以下步骤的更新过程：将所述相应的候选词添加到所述词典；和将所述剩余子集中的所述相应的候选词的所有事件移至所述第二子集，所述方法还包括：在实施所述更新过程之前：通过所述剩余子集中的事件的相应数量来排列所述候选词。
在上述方法中，其中，识别所述第二子集包括以下步骤：初始化词典；将候选词长初始化为最大词长；从所述剩余子集选择候选词，其中，每个所述候选词均具有等于所述候选词长的词长；对于每个所述候选词，计算所述剩余子集中的相应的候选词的事件的数量；以及对于每个所述候选词，如果事件的相应数量大于事件阈值并且所述词典未满，则实施包括以下步骤的更新过程：将所述相应的候选词添加到所述词典；和将所述剩余子集中的所述相应的候选词的所有事件移至所述第二子集，所述方法还包括：减小所述候选词长；以及反复重复选择所述候选词、计算事件的数量、有条件地实施所述更新过程以及减小所述候选词长的步骤，直到以下条件中的一个发生：所述词典达到最大词条限制；和所述候选词长变成等于或小于最小词长。
在另一示例性方面，本发明针对无掩模直写光刻系统。该系统包括压缩单元，压缩单元配置为接收表示集成电路(IC)布局的像素的有序集。压缩单元还配置为通过使用行程压缩方法压缩有序集的第一部分以及使用基于词典的压缩方法压缩有序集的第二部分来生成压缩数据。压缩单元还配置为使用指令集编码压缩数据，从而产生编码的压缩数据。在实施例中，该系统还包括解码器单元，解码器单元连接至压缩单元并且配置为从编码的压缩数据恢复像素的有序集。
在上述系统中，其中，所述系统还包括：解码器单元，所述解码器单元连接至所述压缩单元并且配置为从所述编码的压缩数据恢复所述像素的有序集。
上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实施与本文所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，本文中他们可以做出多种变化、替换以及改变。

Claims (17)

1.一种形成集成电路(IC)的方法，包括以下步骤：
接收表示集成电路(IC)布局的多个像素；
识别适合于第一压缩方法的所述像素的第一子集；
识别适合于第二压缩方法的所述像素的第二子集，其中，所述第二子集与所述第一子集不重叠，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法，识别所述第二子集包括以下步骤：
初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述多个像素的成员；
初始化词典；
从所述剩余子集选择候选词，其中，所述候选词具有M个连续像素的词长；
核对所述剩余子集中的所述候选词的事件的数量；以及
如果所述事件的数量大于事件阈值并且所述词典未满，实施包括以下步骤的更新过程：
将所述候选词添加到所述词典；和
将所述候选词的所有事件从所述剩余子集移至所述第二子集；
对所述像素实施压缩过程，从而产生压缩数据，其中，所述压缩过程包括：
使用所述第一压缩方法压缩所述第一子集；和
使用所述第二压缩方法压缩所述第二子集；以及
将所述压缩数据传输至无掩模直写器，以用于制造衬底。
2.根据权利要求1所述的形成集成电路的方法，还包括：
使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据，其中，传输所述压缩数据包括传输所述编码的压缩数据。
3.根据权利要求2所述的形成集成电路的方法，其中，所述无掩模直写器配置为从所述编码的压缩数据和所述指令集恢复所述多个像素。
4.根据权利要求1所述的形成集成电路的方法，其中，所述第一压缩方法和所述第二压缩方法均为无损压缩。
5.根据权利要求1所述的形成集成电路的方法，其中，所述第一压缩方法是行程压缩方法。
6.根据权利要求1所述的形成集成电路的方法，还包括，在实施所述更新过程之前：
通过所述剩余子集中的事件的相应数量来排列具有M的词长的所有候选词，其中，根据所述排列来执行所述更新过程的实施。
7.根据权利要求1所述的形成集成电路的方法，还包括：
实施第一反复过程，所述第一反复过程反复重复所述选择、所述核对以及有条件地实施所述更新过程的步骤，直到以下条件中的一个发生：
所述词典达到最大词条限制；以及
所述剩余子集不包含具有M的词长并且具有大于所述事件阈值的事件的数量的候选词。
8.根据权利要求7所述的形成集成电路的方法，还包括：
实施第二反复过程，所述第二反复过程反复重复用于从M个连续像素下至N个连续像素的每个词长的所述第一反复过程，其中，M和N均是整数并且N大于零且小于M。
9.根据权利要求1所述的形成集成电路的方法，其中，传输所述压缩数据包括传输所述词典。
10.一种形成集成电路(IC)的方法，包括以下步骤：
接收表示所述集成电路的布局的像素的有序集；
通过使用第一压缩方法分析所述有序集来识别所述像素的第一子集；
初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述第一子集中的像素之外的所述有序集的成员；
通过使用第二压缩方法分析所述剩余子集来识别所述像素的第二子集，其中，所述第二压缩方法是基于词典的压缩方法，识别所述第二子集包括以下步骤：
初始化词典；
将候选词长初始化为最大词长；
从所述剩余子集选择候选词，其中，每个所述候选词均具有等于所述候选词长的词长；
对于每个所述候选词，计算所述剩余子集中的相应的候选词的事件的数量；以及
对于每个所述候选词，如果事件的相应数量大于事件阈值并且所述词典未满，则实施包括以下步骤的更新过程：
将所述相应的候选词添加到所述词典；和
将所述剩余子集中的所述相应的候选词的所有事件移至所述第二子集；
将所述剩余子集减少所述第二子集；
对所述有序集实施压缩过程，从而产生压缩数据，其中，所述压缩过程包括：
使用所述第一压缩方法压缩所述第一子集的成员；和
使用所述第二压缩方法压缩所述第二子集的成员；以及
将所述压缩数据存储在有形介质中，以用于下一个集成电路工艺阶段。
11.根据权利要求10所述的形成集成电路的方法，还包括：
使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据，其中，存储所述压缩数据包括存储所述编码的压缩数据。
12.根据权利要求11所述的形成集成电路的方法，还包括：
从所述编码的压缩数据和所述指令集恢复所述像素的有序集。
13.根据权利要求10所述的形成集成电路的方法，其中，所述第一压缩方法是行程压缩方法。
14.根据权利要求10所述的形成集成电路的方法，还包括，在实施所述更新过程之前：
通过所述剩余子集中的事件的相应数量来排列所述候选词。
15.根据权利要求10所述的形成集成电路的方法，还包括：
减小所述候选词长；以及
反复重复选择所述候选词、计算事件的数量、有条件地实施所述更新过程以及减小所述候选词长的步骤，直到以下条件中的一个发生：
所述词典达到最大词条限制；和
所述候选词长变成等于或小于最小词长。
16.一种无掩模直写光刻系统，包括：
压缩单元，所述压缩单元配置为：
接收表示集成电路(IC)布局的像素的有序集；
通过使用行程压缩方法压缩所述有序集的第一部分以及使用基于词典的压缩方法压缩所述有序集的第二部分来生成压缩数据，其中，使用基于词典的压缩方法压缩所述有序集的第二部分包括以下步骤：
初始化剩余子集，所述剩余子集包括除了所述有序集的第一部分中的像素之外的多个像素的成员；
初始化词典；
从所述剩余子集选择候选词，其中，所述候选词具有M个连续像素的词长；
核对所述剩余子集中的所述候选词的事件的数量；以及
如果所述事件的数量大于事件阈值并且所述词典未满，实施包括以下步骤的更新过程：
将所述候选词添加到所述词典；和
将所述候选词的所有事件从所述剩余子集移至所述有序集的第二部分；以及
使用指令集编码所述压缩数据，从而产生编码的压缩数据。
17.根据权利要求16所述的无掩模直写光刻系统，还包括：
解码器单元，所述解码器单元连接至所述压缩单元并且配置为从所述编码的压缩数据恢复所述像素的有序集。
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