8. Подготовка к производству. Правила передачи топологии. Понятие gds файла. Подготовка управляющего файла в формате gdsii

Топология УБИС представляет собой множество геометрических фигур, расположенных в различных топологических слоях. Топологические слои объединяются в фигуры, которые будут нанесены на фотошаблоны. Некоторое множество фигур в одном или нескольких слоев объединяются в топологическую группу. Топологическая группа кроме геометрических фигур может содержать в себе ссылки на другие группы, формируя иерархическое описание топологии блока.

Маршрут проектирования завершается преобразованием формата проектного топологического файла в промежуточную форму, используемую для передачи проекта на кремниевые фабрики. Существует несколько индустриальных форматов для передачи данных:

- формат CIF;

- формат SOU;

- формат GDS II.

В настоящее время основным форматом файлов, используемым для передачи топологии 90 нм на фабрику, является GSD II.

Данные, содержащиеся в GDS-файле, используются в качестве управляющей информацией для изготовления фотошаблонов, поэтому сам файл должен формироваться согласно требованиям, предъявляемым фабрикой-изготовителем.

Понятие GDS файла. GDS II - формат файлов баз данных, являющийся индустриальным стандартом, предназначен для обмена данными по интегральным схемам и их топологиям. Данный формат описывает плоские геометрические формы, текстовые метки и иную информацию в иерархической форме. Данные могут использоваться для обмена между различными САПР или для создания фотошаблонов.

Топология, представленная в формате GDS, имеет такую же иерархическую структуру, как и исходная топология, т.е. каждая ячейка топологии описывается в файле отдельно. Каждому слою топологии в GDS-файле присваивается индивидуальный номер. Во время преобразования топологии в формат GDS каждый слой топологической ячейки разбивается на прямоугольники, в случае наличия полигонов с большим количеством углов, после чего происходит вычисление координат полигонов, шин и полученных прямоугольников. Далее информация о слое и вычисленных координатах фигур заносится в GDS-файл. Таким образом описывается каждый слой каждой ячейки топологии.

Подготовка управляющего файла в формате GDS II. Для преобразование топологии блока в GDS-файл требуется управляющий файл strmInOut.layertable, представляющий собой правила преобразования в виде таблицы-карты топологических слоев. Как правило такой файл поставляется в составе библиотеки к конкретному технологическому процессу. В случае его отсутствия его нетрудно сформировать самостоятельно. Ниже представлен формат типового файла:

nwell drawing 1 Nwell

pdiff drawing 2 PD_act

ndiff drawing 3 ND_act

poly drawing 6 Si2_perif

cont1 drawing 8 Cont1

met1 drawing 10 Met1

via drawing 11 Via

met2 drawing 12 Met2

pad drawing 14 Pad

В первом столбце перечисляются все слои, которые содержатся в топологии и должны быть переконвертированы в формат GDS. Второй столбец содержит тип слоя: drawing – рисуемый, net – проводящий, pad –терминальный. В третьем столбце назначается номер слоя, который будет присвоен слою в GDS-формате. Последний столбец представляет собой комментарий и не требуется для конвертирования, т.е. его можно не указывать.

Для конвертирования топологии блока в GDS-файл используется программа-конвертор, запустить которую можно выбрав команду из меню «File/Export/Stream…» основного окна icfb. После выполнения указанной команды откроется окно Virtuoso Steam Out.

Рис. 8.1. Окно конвертора GDS Virtuoso Stream Out

Перед выполнением конвертирования необходимо указать следующие данные:

- Run Directory – рабочая директория, где будет сохраняться текущий выполняемый процесс;

- Library Name – имя библиотеки, где расположен рабочий проект;

- Top Cell Name – имя головной ячейки топологии блока;

- Wiew Name – преставление головной ячейки;

- Output – формат выходного GDS-файла. Возможны два варианта: Stream DB – база данных GDS, ASCII Dump – текстовое представление.

- Output File – название файла GDS, в который будет преобразована топология блока, и путь его расположения;

- Error Message File – файл отчета, содержит данные о процессе преобразования и ошибки в случае их возникновения.

После определения представленных настроек необходимо в окне Stream Out User-Defined Data, которое вызывается при нажатии кнопки «User-Defined Data» в окне Virtuoso Stream Out, указать расположение управляющего файла strmInOut.layertable в строке Layer Map Table и нажать клавишу «ОК»

Рис. 8.2. Окно настроек Stream Out User-Defined Data

Возможны дополнительные расширенные настройки преобразования топологии, окно редакции которых Stream Out Options появляется при нажатии на кнопку «Set Fast Options». Дополнительные настройки позволяют более гибко настроить процесс конвертирования топологических структур для исключения некоторых возможных ошибок.

Основные настройки окна Stream Out Options:

- Snap XY to Grid Resolution – привязка к сетке в случае небольших отклонений;

- Convert Lines to – конвертировать линии (линии нулевой ширины): path – в линии, ignore – игнорировать;

- Convert Dots to – конвертировать точки: polygon – в полигоны, node – в узлы, ignore – игнорировать;

- Keep PCells – сохранять ячейки;

- Convert Paths to Polygons – конвертировать шины в полигоны.

Описанных настроек достаточно для осуществления трансляции топологии в GDS-файл.

Рис. 8.3. Окно дополнительных настроек Stream Out Options

После трансляции необходимо проверить соответствие полученного GDS-файла начальной топологии. Для этого необходимо извлечь топологию из GDS-файла. После выполнения команды «File/Import/Stream…» откроется окно импорта топологии из GDS-файла Virtuoso Stream In, показанное на рис. 8.4.

Рис. 8.4. Окно импорта топологии из GDS Virtuoso Stream In.

Основные настройки окна импорта топологии из GDS-файла:

- Run Directory – рабочая директория, где будет сохраняться текущий выполняемый процесс;

- Input File – входной файл в формате GDS;

- Output – формат выходной базы или файла: Opus DB – база данных топологии Cadence, ASCII Dump – текстовый файл, TechFile – извлечение техфайла из базы данных GDS;

- Library Name – каталог, в который будет извлечена топология;

- Error Message File – файл отчета в случае возникновения ошибок импорта топологии.

Все остальные настройки идентичны настройкам, используемым при экспорте топологии в формат GDS.

После завершения импорта топологии осуществляется верификация. При успешном завершении верификации подготовленную информацию отправляют изготовителю. В случае появления ошибок исходную топологию корректируют, конвертируют в формат GDS, вновь импортируют из GDS-файла и опять верифицируют. Цикл повторяется до полного исправления ошибок.