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21世纪是技术高度发达的信息化世纪。起关键性作用的技术是以集成电路为核心的电子信息技术。随着集成化程度的不断提高,使得集成电路加工工艺越来越趋于微细化,芯片制作精度由原来的0.25 μm逐步发展到0.18 μm甚至更低的0.09 μm,所以对于高集成度的芯片,如何来检验它的质量,检查表面是否存在拐角、跨接线的断路,以及布线是否均匀等问题是一件迫待解决的事情。
扫描电镜是微电子工业和微细加工研究中不可缺少的设备,它的分辨率、扫描速度已经满足了目前的要求。但是,对于进行大面积图形的检测,现有图形发生器存在以下问题:一是DSP芯片访问外部器件速度慢:二是扫描的速度种类不多,变换不够灵活。
课题中,一方面将D/A,A/D芯片的控制权由DSP移交给FPGA。原有图形发生器的核心DSP芯片对外部芯片D/A,A/D的控制访问速度最大仅为1MHz,而采用FPGA芯片进行控制可以达到25MHz的高速度,并且对PFGA采集的数据采用大容量方式传输到DSP芯片,比原来采用单个数据采集方式节约时间;另一方面设计了多种A/D扫描速度和D/A的驱动转换速度,A/D采集图形分辨率有:256*256,512*512,1024*1024,4096*4096,8192*8192等,根据不同的线条宽度和精度要求进行选择。采用以上措施对系统总体效率的提高估计值计算如下:假设扫描时问为总体时问的1/6,FPGA实现外部控制速度为10MHz,则效率提高:
课题中设计了一整套的图形检测系统,包括其硬件电路搭建和软件程序设计、调试,到正常运行。多速度多分辨率的扫描控制,三角或锯齿波驱动D/A芯片对电子束的控制,采用FPGA来进行时序控制。
此外,在PC机界面程序中设计了图形校正功能,采用三点定面的原理,顺序选取三个边界点或者对称点,对图形进行几何校正,同时将控制数据传送到相应的D/A芯片,完成硬件驱动。
系统中充分利用了DSP芯片在进行算法运算的快速性和FPGA芯片对外部10访问的高效性,对系统的各部分速度进行提高,进而提高整个系统的速度,实现对大面积图形的检测。