JPH0498577A

JPH0498577A - ３次元分布データ管理方式

Info

Publication number: JPH0498577A
Application number: JP2216782A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tanaka; 克彦田中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-08-17
Filing date: 1990-08-17
Publication date: 1992-03-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、測定、若しくは計算機シミュレーションによ
って求められた、半導体装置内部の物理量の３次元的な
分布を表すデータの管理方式に関するものである。

〔従来の技術〕

分布データは、半導体装置内部を微小な形状要素、例え
ば細かな直方体や四面体に分割し、それらの頂点位置に
おける物理量の値のテーブルとして与えられる。従来の
この種の３次元分布データ管理方式は分布データを一括
して管理するものであり、通常、全領域のデータを一度
に外部記憶装置から読み込む。

〔発明が解決しようとする課題〕

表示範囲内が指定されると描画に必要なデータか否かを
調べねばならない、微小形状要素の数が多くなると必然
的にこの処理速度は遅くなる。描画範囲が全領域にわた
る場合には止むを得ないが、実際には半導体装置内部の
限られた一部分を表示させることが多い。また、立体的
表示よりも、ある平面で切ったときの断面上の分布やあ
る直線に沿った分布を表示させることが多い。

この場合、表示に必要なデータは全データ中のごく一部
である。微小形状要素数の典型的な値は数百から数十刃
であり、その内、断面上の分布の表示に必要なものは数
千から数百、直線上の分布の表示に必要なものは数十か
ら数百である。このように、必要な形状要素数が少ない
場合には、それだけデータ処理時間は少なくて済むはず
である。

ところが、上述した従来の３次元分布データ管理方式で
は、データを一括管理するため処理時間は必要以上に増
加する。例えば、全データを外部記憶装置から主記憶へ
一度に読み込むと、不要なデータを読む分、遅くなる。

３次元の分布データは一般に膨大なデータ量となり、こ
の大量のデータを全て主記憶に格納すると、データにア
クセスする際、キャッシュのヒツト率が低下し、いわゆ
るベーシングが頻繁に発生してアクセス速度が低下する
。また、指定された表示範囲内か否かのチエツクも、不
要なデータが含まれる分、処理に時間がかかる。

本発明の目的は、本来不要なデータを主記憶上に保持す
ることによって生じる、上記のような処理速度の低下を
抑える３次元分布データ管理方式を提案することにある
。

〔課題を解決するための手段〕本発明の半導体装置内部の物理量の３次元的な分布を表
現したデータの管理を行う３次元分布データ管理方式に
おいて、予め半導体装置を直方体領域に分割しておき、
半導体装置内部の物理量の３次元的な分布を表現したデ
ータを、各直方体領域ごとに外部記憶装置に格納してお
き、データを表示する際に指定された表示範囲内の直方
体領域の分布データのみを主記憶装置上に読み込む。

〔作用〕

第１図は本発明のデータ管理方式を示すものである。本
発明においては半導体装置を直方体領域に分割し、その
各直方体ごとに分布データを外部記憶装置３に格納しで
ある。描画範囲が指定されると、データ管理プログラム
１は直方体分割のやり方を示すデータ４を参照して描画
に必要なデータを持つ直方体領域、即ち、描画範囲に交
差する直方体領域を全て求める。そして、一つの直方体
領域について分布データを外部記憶装置から主記憶装置
２に読み込み、描画データを生成する。

次に、別の直方体領域について分布データを読み込み、
描画データを生成、追加する。これを繰り返すことによ
り、全体の描画データを生成する。

第２図は直方体領域分割を示したものである。

直方体領域分割は、その直方体の面が、マスクデータフ
のラインの水平方向（Ｘ方向）、垂直方向（Ｘ方向）、
及び、それらに直角な鉛直方向（２方向）のいずれかに
平行になるようにしておく。各々の直方体領域について
、その内部の分布データが格納されているが、そのデー
タ量は全体のデータ量を直方体領域数で割った程度とな
る。

本発明の３次元分布データ管理方式では、指定された描
画範囲と交差する直方体領域に関する分布データのみを
主記憶に読み込む、従って、全体領域に比べ描画範囲が
狭い場合、外部記憶装置からの読み込みの時間が節約さ
れる。実際、半導体装置の特定の部分を拡大したり、あ
る平面で切った断面上の分布を表示したり、ある直線に
沿った分布を表示したりすることがほとんどである。

また、いくつもの種類の描画範囲について表示する場合
、最初に一括して全データを読み込む方が有利になるが
、実際にはある分布を出力した結果を検討した後に、改
めて表示システムを起動して別の分布を表示させるのが
普通である。つまり、−度にいくつもの描画範囲が指定
されることは少なく、実用性を考慮すると、−括読み込
みの方が不利であると言える。

また、本発明の３次元分布データ管理方式では、主記憶
上に直方体領域の一つ分の分布データを格納すればよい
ので、十分軸やかな領域分割をすればベーシングは発生
しない。指定された描画範囲内の微小要素を選び出す手
間も効率化できる。全データを一括管理している場合、
最も単純なのは全微小要素について一つ一つチエツクす
る方法である０本発明の場合、始めに直方体領域単位で
必要か否かをチエツクする。各直方体領域に複数個の微
小形状要素が含まれればチエツク回数自体が低減できる
。さらに、以下に述べるように、一般的な描画範囲の指
定のされかたを考慮すれば、この直方体領域の選び出し
を効率的に行えることがわかる。

一般に描画範囲は面がｘｙ平面、ＸＺ平面のいずれかに
平行な直方体で与えらる。正し、直方体が平面若しくは
直線に縮退している場合もある。

第３図（ａ）は半導体装置の領域分割のＸ軸方向の分割
位置とそれによって作られる区間を示したものである。

ｙ軸方向、Ｚ軸方向にも同様の区間考えると、各直方体
領域は３つの軸に対する区間番号が何であるかによって
特定される。即ち、Ｘ軸方向の区間ＩＸ、３／軸方向の
区間Ｉｙ、ｚ軸方向の区間Ｉｚ値の組（１，、Ｉ、、Ｉ
ｔ）と直方体領域とが一対一に対応する。第４図は直方
体領域分割と軸方向の区間分割の関係を示したものであ
る。個の場合直方体領域９は区間番号の値のＭ（１，１
゜１）で表される。

指定された描画範囲が各軸のどの区間にまたがっている
かを求めれば描画範囲に交差している直方体領域がわか
る。このとき、描画範囲の両端が含まれている区間が求
まれば十分である。描画範囲がＸ方向にｘｌからＸｒま
でであったなら、ｘｌを含む区間からＸｒを含む区間ま
で、第３図（ａ）では区間５から区間７までまたいでい
ることになる。故に、ある座標値を含む区間が高速に求
まれば良い。

数十万の直方体領域に分割しても、３つの軸の分割数を
ほぼ同数にすれば、軸方向の分割数は百程度なので区間
１から順番に捜しても１、全微小要素を調べるのに比べ
れば無視できる手間で済む。

第３図（ｂ）は二分探索本を示したものであるが、この
木の根元から下へ順番に捜せば、ｌｏｇ２（区間数）程
度の包含判定で区間が求まる。

図では、まず区間４に含まれるか否かが調べられる。含
まれればそこで探索は終了する。区間４より左にあれば
次に区間２、右にあれば次に区間６に関して包含が調べ
られる。第３図（ｃ）は等間隔に区間分割した場合を示
したもので、このときは、スケール変換と整数化演算の
みで直ちに区間が求まる。図の場合、座標値を２で除し
たものの整数部に１を加えたものが区間番号となる。

このようにして求めた直方体領域に格納されている分布
データは大部分が描画に必要なものとなるので、指定さ
れた描画領域内のデータを効率的に捜すことができる。

〔実施例〕

第４図はＸ軸方向に（１−１）分割、ｙ軸方向に（ｍ−
１）分割、Ｚ軸方向に（ｎ−１）分割した直方体領域分
割例を示したものであり、第５図はの分割の仕方を示す
データの構成例である。この例では最初に各軸の分割数
、次に分割位Ｉ座標、最後に各直方体領域の分布データ
を格納したファイル名が順番に書かれている。例えば、
ｘ＝ｘ”という平面で切った断面上の分布を描画する場
合には、Ｘ方向の分割位置データからｘｌを含む区間１
．を求める。そして、Ｘ方向の区間番号が１、であるフ
ァイル名を選び、これらのファイルに順次アクセスし、
描画データを作成してゆく。

第６図はある直方体領域に関する分布データの構成例で
ある。ここでは微小形状要素は四面体を仮定している。

また、ここでは単純に直方体領域と交差する四面体に関
する分布データを持つ方法を採用している。

この分布データの構成を説明するために、第７図（ａ）
に示す直方体領域と、（ｂ）に示す微小形状要素である
四面体を考えることにする。この場合、（ｂ）に示され
た四面体は全て直方体領域１５と交差し、それらによっ
て直方体領域１５が包含されるので、最初に格納される
データ、即ち、直方体領域と交差する四面体数ｔは３で
ある。

また、関与する頂点数ｐは図に示す通り６である。

物理量の数ｑは場合による。続いて、四面体の個数分だ
けの頂点番号の組、＜Ｖｌ、Ｖ２　＋　Ｖｓｖ６　）、
（Ｖｔ　、　Ｖ２　、　Ｖ５　＋　Ｖ６　）、　　（Ｖ
ｔＶ４　＋　Ｖ５　、　Ｖ６　）が格納される。最後に
、頂点の個数分だけ、頂点番号・座標値、ｑ個の物理量
値が格納される。

この構成の仕方から自明なように、頂点番号は１〜６の
範囲の値である必要はない。通常、頂点番号は全領域の
頂点に対して固有の番号が付与されている。ここに格納
される頂点番号はその値をそのまま用いれば良い。

仮に平面ｘ＝０．５で切った断面上の分布を描画したい
とすると、３つの四面体について順次この平面との交差
がチエツクされる。この例では全ての四面体が交差し、
描画データが生成される。

一般には不要なデータが含まれる場合もあるが、直方体
分割が十分細かければ、不要なデータは殆ど現れない。

〔発明の効果〕

本発明の３次元分布データ管理方式を用いれば、不要な
分布データへのアクセスを避けながら描画に必要なデー
タを作成することができる。従って、全体領域に比べて
、描画領域が狭いことの多い半導体装置内部の物理量分
布描画の際には効率的にデータ生成を実行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデータ管理方式を説明する図、第２図
は半導体装置の直方体領域分割を説明する図、第３図は
軸方向の区間分割と与えられた点を含む区間を捜すため
の方法を説明するための図であり、（ａ）はＸ軸の不等
間隔の区間分割、（ｂ）は７つの区間を二分探索するた
めの本構造、（ｃ）はＸ軸の刻み幅２．０の等間隔分割
をそれぞれ示す図、第４図は直方体領域分割とｘ、ｙ２
各軸方向の区間分割の関係を説明する図、第５図は直方
体領域分割の仕方をデータの格納例を示す図、第６図は
ある直方体領域内の物理量の分布データの格納例を示す
図、第７図は分布データの格納の仕方を具体的に説明す
るための図であり、（ａ）は直方体領域、（ｂ）は３つ
の微小四面体要素を示す。１・・・データ管理プログラム、２・・・主記憶装置、
３・・・外部記憶装置、４・・・領域分割データ、５・
・・１番目の領域の分布データ、６・・・２番目の領域
の分布データ、７・・・マスクデータ、８・・・領域分
割された半導体装置、９・・・区間番号の値の組（１，
１゜１）で表される直方体領域。

Claims

【特許請求の範囲】半導体装置内部の物理量の３次元的な分布を表現したデ
ータの管理を行う３次元分布データ管理方式において、予め半導体装置を直方体領域に分割し、各直方体領域ご
とに分布データを外部記憶装置に格納しておき、データ
を表示する際に指定された表示範囲内の直方体領域の分
布データのみを主記憶装置上に読み込むことを特徴とす
る３次元分布データ管理方式。