Integrinių grandynų topologijos elementų atpažinimo sistemos sukūrimas ir tyrimas

Abstract

Disertacijoje nagrinėjama integrinių grandynų (IG) topologijos elementų atpažinimo sistemos metodai ir algoritmai, jų taikymas bei pačios sistemos architektūra. Integrinių schemų projektavimo ir gamybos pramonėje problema yra automatinis kiekvieno technologinio lusto sluoksnio vaizdinės informacijos apdorojimas ir analizė, tiksliai išskiriant gamybos proceso metu suformuotas struktūras, tam kad šių duomenų pagalba galima būtų atlikti gamybos proceso tikslumo patikrinimą. Šio disertacijos darbo tyrimų objektas yra puslaidininkinių integrinių schemų sluoksniuose suformuoti elementai. Kiekvieno iš skirtingų sluoksnių struktūros pasižymi skirtingomis savybėmis, todėl labai sunku sukurti universalius analizės metodus. Dėl šios priežasties buvo sukurta speciali programinės įrangos (PĮ) sistema. PĮ architektūra yra disertacijos tyrimų objektas. Pagrindiniai disertacijoje sprendžiami uždaviniai: IG elementų struktūrų atpažinimo metodų pritaikymas ir kūrimas, PĮ sistemos projektavimas ir įgyvendinimas, eksperimentinis įdiegtų metodų efektyvumo ir tikslumo tyrimas. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai ir rezultatų apibendrinimas. Įvade nagrinėjamas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas mokslinis darbo naujumas, pristatomi autoriaus pranešimai ir publikacijos, disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas analitinei literatūros apžvalgai. Jame nagrinėjamos žinomos IG topologijos elementų atpažinimo sistemos ir jose naudojami metodai. Taip pat nagrinėjami bendri vaizdų apdorojimo ir analizės metodai. Antrasis skyrius nagrinėja IG sluoksnių tipus, jų ypatybes, skirtingiems sluoksniams tinkamus apdorojimo ir analizės metodus, kurie buvo panaudoti IG analizės sistemoje. Trečiasis skyrius nagrinėja IG atpažinimo sistemos struktūrą, algoritmų įgyvendinimo ypatybes, vartotojo sąsają. Ketvirtame skyriuje aprašyti eksperimentiniai sistemoje įdiegtų algoritmų tikslumo ir efektyvumo tyrimai. Disertacijos tema perskaityti 4 pranešimai tarptautinėse konferencijose ir 3 pranešimai Lietuvos konferencijose. Paskelbti 4 straipsniai: trys – recenzuojamuose mokslo žurnaluose, įtrauktuose į tarptautines duomenų bazes, vienas – tarptautinės konferencijos medžiagoje.

Integrated circuit (IC) layer topology analysis methods are the main research topic of this doctoral thesis. Multiple methods are presented for IC layer feature analysis along with a software system where they are implemented and tested. Each of different IC layers has distinct features therefore it is very difficult to use universal algorithm for their analysis. A specialized software system was developed to test various analysis algorithms. The system and its architecture is a part of this thesis. Main tasks solved during research of this these were: finding or developing of optimal methods suitable for IC layer structure recognition, software system design and implementation, experimental testing of implemented methods accuracy and efficiency. Thesis consists of introduction, four chapters and the chapter of conclusions. In the introduction scientific novelty of the work is described as well as the aims and tasks of the work are formulated and the author’s publications and structure of the thesis are presented. The first chapter is dedicated to literature review. It covers existing IC layer structure analysis systems and algorithms which are used for this task. Generic image processing and analysis algorithms and methods are also covered as they are used as part of methodology developed in this thesis. The second chapter details different types of IC layers and their properties. Image processing and analysis methods suitable for each of these layer types are presented. The third chapter covers IC analysis software system architecture, implementation and graphical user interface. Also, implementation details for each present image processing or analysis algorithm are presented. The fourth chapter covers experimental testing results of implemented methods. Suitability for practical use, accuracy and efficiency were tested. The results of the thesis were presented at 4 international conferences and 3 national conferences. Besides, 4 scientific papers were published, three of which are in peer reviewed journals referred in international databases and one is published in international conference proceedings.