使用CATS软件分割含圆阵列版图的技巧

董 磊，蒋玉贺

(中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032)

1 引言

在掩模版制造领域，CATS软件是一种将版图设计软件(如L－EDIT)绘制的GDS格式的版图数据文件，转换成掩模版曝光设备(如MEBES)能够识别的文件格式的翻译软件。

在使用CATS软件分割版图文件时，圆会被分割成由许多个梯形和矩形所组成的曝光图形。版图中圆的数量越多，产生的曝光图形就越多，形成的MEBES过渡格式文件(*.CFLT)的数据量就越大。如果过渡格式文件的数据量太大超出了CATS软件所能转换的能力，就会造成CATS软件无法将其转化成MEBES能够识别的格式文件，也就无法使用MEBES来制造该掩模版了。由于含圆的图形阵列所构成的掩模版，所含的圆都比较多，极容易超出CATS软件的处理能力，所以需要采取一种办法来解决这一问题，下面就通过一个实例来详细说明。

2 实例掩模版的制版要求

制作一块5英寸的四合一掩模板，四种图形阵列的分布情况如图1所示。要求以五寸版的中心为原点，四个图形阵列分别位于四个象限内，并且在每个象限内图形阵列的范围均为50mm×50mm，图中阴影部分不透紫外光，其它部分透过紫外光。每个象限具体图形详述如下:

第一象限的图形是由串珠状结构构成的阵列。每个串珠结构中圆的直径为20μm，中间条带宽度为10μm，同一串珠上相邻两个圆的中心间距为40μm，相邻串珠条带结构的间距为50μm。

第二象限的图形是由边长为5蘭的四个正三角形作为单元构成的阵列。每个单元中四个正三角形最内侧的四个顶点位于边长为5μm的正方形的四个顶点上，其中位于左上方的三角形的右侧边、位于右下方的三角形的左侧边均与水平方向垂直;位于右上方的三角形的下侧边、位于左下方的三角形的上侧边均与水平方向平行，相邻单元的中心间距为30μm。

第三象限的图形是由圆构成的阵列。圆的直径为10μm，横向相邻两个圆的中心间距为20μm，纵向相邻两个圆的中心间距为40μm。

第四象限的图形是由5×8个圆组成的阵列作为单元构成的阵列。每个单元中圆的直径为10μm，横向和纵向相邻的两个圆的中心间距均为20μm，相邻两个单元的中心间距为130μm。

图1 四合一实例掩模版分布情况示意图

3 使用L－EDIT软件绘制实例掩模版版图

按照用户要求，使用专业的版图编辑软件LEDIT版图编辑器绘制该版图。由于该版图第一、第三、第四三个象限的图形中含有的圆比较多，而每一个圆在后续使用CATS(计算机辅助翻译系统)软件进行数据分割时会被分割成由许多个梯形和矩形组成的图形。圆的数量越多，产生的梯形和矩形组合就会越多，由此形成的MEBES(生产用电子束曝光系统)过渡格式(比如*.CFLT格式)的数据量就越大。如果直接按要求画满每个象限50mm×50mm范围内的图形，就会因为分割后产生的过渡格式的数据量过大，超出了CATS软件所能允许的范围而最终导致无法将其转换成MEBES能够识别的数据格式，从而无法使用MEBES制版。

为了避免上述情况的出现，需要对版图排布进行特殊处理。根据MEBES曝光掩模版时每次扫描条带高度均为1024μm的特点和CATS软件支持图形单元阵列排布的优势，在L－EDIT软件中把每个象限的图形，X方向按照他们的分布间距ΔX，排满50mm范围的图形;Y方向按照它们的分布间距ΔY，排满1024μm范围的图形，X、Y方向的排布数不能被整除的取整数，小数一律舍去。根据以上原则计算出的各象限图形排布情况见表1。

按照表1中的数据，用L－EDIT软件绘制好各个象限的版图后(Y方向只绘制1024μm范围内的图形)，输出GDS格式的制版数据lwdshy.gds，并用FLASHFXP软件将其传送到装有CATS软件工作站的相应目录的文件夹下，等待使用CATS软件进行数据处理。

表1 实例版图四个象限图形排布情况表

4 使用CATS软件进行实例掩模版版图的数据处理

4.1 实例掩模版版图数据的分割和MEBES格式转换

在装有CATS软件的工作站中，在命令行提示符下修改路径进入要进行分割的数据文件所在的目录，运行CATS命令，在弹出的分割屏幕中对分割参数进行设置。以第一象限的图形为例，对其数据进行分割参数设置如下:

CATS 10:22:08 SunOS 5.7 Production 29Jul03 16:06

－－－－－－－Fracture Screen－－－－－－

Format:MEBES/4 Function:VOID

Resolution:0.125

Units:MICRON Justify:CENTER

Height:128 ［1024］

Compact:NO Reverse:YES

Width:4096 ［32768］

Pregrid:NO Overlaps:NO Grow:0

Precut:YES Produce:CFLT

Rule:SQUARE Border:FIT

Join:YES Select:NO Twosided:NO

Keep:NO Tag:

Input:$TED/lwdshy.gds——输入 L －EDIT 软件输出的GDS格式文件

Structure:Cell0——第一象限图形文件所在的主单元

Layers:1——第一象限图形文件的GDS层号

Limits:(－50，－40)(49950，920)——第一象限图形文件的左下角、右上角坐标

Sizing:0——图形不胀缩

Scale:1——放大比例为1倍

Orientation:MIRROR90——对图形沿垂直方向对称轴镜像

Output:($TED/)lwdshy000(_01.cflt)——输出MEBES过渡格式数据

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

Mon May 28 13:47:43 2012

Output size:50000，960

Started 2 threads

Processing:10 seconds Rectangles:973402

Trapezoids:823200 Total:1796602

其中lwdshy000_01.cflt为经过分割后得到的过渡文件，运行writefile命令将其转换成MEBES能够识别的格式文件lwdshy000.01。由于只分割了第一象限Y方向1024μm范围内的图形，所以大大减少了分割产生的数据量，使得原本超出CATS软件处理能力的图形阵列得以分割。通过同样的方式得到第二、第三和第四象限的MEBES能够识别的格式的数据分别为 lwdshy000.02、lwdshy000.03 和lwdshy000.04。

4.2 创建实例掩模版版图的JOB工作文件

MEBES制版所需要的数据文件已经得到了，现在还需要再创建一个JOB文件，来告诉MEBES，要制造的掩模版的尺寸、采取的扫描方式、所需曝光剂量的强度，以及数据文件放置的位置、数量、分布间距等问题。根据用户制版要求和电子束制版的规则，创建如下文件名为lwdshy.jb的JOB文件。

SLICE LWDSHY，14—文件名为 LWDSHY.JB的5英寸掩模版

OPTION DHA=0—不测量掩模版的平整度

REPEAT A，4—重复曝光次数为4次

PHASE A，SPP—扫描方式为SPP

DOSE A，NOMINAL=8—曝光剂量为8

CHIP 1，(1，LWDSHY0 －00 －01，AD=0.125，SS=0.25)—分辨率 0.125μm，束斑大小 0.25μm

ROWS 63980，52，960/88500—第一象限图形的排布情况

CHIP 2，(1，LWDSHY0 －00 －02，AD=0.125，SS=0.25)—分辨率 0.125μm，束斑大小 0.25μm

ROWS 64010，49，1020/38500——第二象限图形的排布情况

CHIP 3，(1，LWDSHY0 －00 －03，AD=0.125，SS=0.25)—分辨率 0.125μm，束斑大小 0.25μm

ROWS 14060，52，960/38500——第三象限图形的排布情况

CHIP 4，(1，LWDSHY0 －00 －04，AD=0.125，SS=0.25)—分辨率 0.125μm，束斑大小 0.25μm

ROWS 14000，50，1000/88500—第四象限图形的排布情况

END

以第一象限图形为例，说明其图形的排布情况。以5英寸版的左下角为原点，其水平和垂直方向的两条边分别为X和Y轴建立直角坐标系，其中心坐标为(63500，63500)。第一象限图形 Y方向1024μm范围内的阵列单元大小为X=50000μm，Y=80×12=960μm，其中心点在直角坐标系中的坐标为(88500，63980)，阵列单元在X方向只排1个，在 Y方向50mm范围内以960μm为步距，排52个，在JOB文件中以“ROWS 63980，52，960/88500”的形式来表达。同理，得到其它象限的排布情况。这样通过阵列排布就得到了每个象限在50mm×50mm范围内的图形。

将得到的MEBES能够识别的格式数据和JOB文件一同传送到 MEBES工作站中，就可以使用MEBES制版了。

5 结束语

通过对实例版图进行数据分割技巧的详细说明，以后在使用CATS软件处理类似情况时，均可以采取这样的方法来有效地避免由于数据分割时产生的过渡文件数据量过大而无法进行MEBES格式转换的问题。即在绘制含圆的阵列版图时，X方向保持制版要求的排布不变，Y方向只绘制出1024μm范围内的排布图，并以此为单元，根据制版要求计算出Y方向实际范围内的排布情况。这样在使用CATS软件进行数据分割时就只分割了Y方向上1024μm范围内的图形数据，大大降低了产生的过渡文件的数据量，再利用JOB文件对1024μm范围内的图形单元进行排列，最终得到实际需求的阵列图形。

［1］Numerical Technologies，Inc..CATS Command Reference Manual［M］USA，2812－2000－000－0918［P］.2001［2012］.