CN102736449B - 直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据压缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法，每次读取N×N位图数据，以字为单位，同时进行N行位图数据进行压缩，压缩后数据依次为行起始标志、压缩后的数量、位图数据或位图压缩数据，位图压缩数据和起始标志是不会出现的N×N位图。本发明的压缩方法简单，速度快；压缩数据后的数据在传输中可以用行方式传输，速度宜控制。
Description
技术领域
本发明涉及半导体行业和印刷电路板行业光刻领域，具体涉及一种在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法，特别是使用在空间光调制器的直写式光刻机曝光系统或者激光直写曝光系统（LDI）的倾斜扫描的图像数据传输时压缩处理方法。
背景技术
直写曝光系统中采用倾斜扫描工作方式，是增强图像的分辨率一种方法。在设计时图形是使用矢量图的格式，在直写曝光系统中的图像必须是栅格图，矢量图具有可以任意放大、缩小、旋转而图形不会失真的特点，所以正常图形的保存、设计采用的是矢量图格式，但直写曝光系统中投影的图像只能是位图形式的栅格图，就需直写曝光系统中先完成矢量图转栅格的位图，因而存在转换失真及图形走样。反走样算法中有两种处理方案，一是利用人眼识别图像的特点的图像灰度化处理；一是提高分辨率、缩小栅格尺寸，以减少走样的尺寸，这也是在各种图像处理中常用的方法。
直写曝光系统中采用倾斜扫描工作方式，不仅可以增强图像的分辨率，而且可以提高曝光系统的产能。倾斜扫描工作原理是将直写曝光系统中的空间光调制器即数字微镜DMD倾斜旋转，利用倾斜后微镜DMD的相邻微镜的在工件台投影面的曝光中心X、Y的间距缩小，从而改变曝光能量变化空间范围，达到缩小栅格尺寸的目的，提高图像的分辨率。因此在提高图像分辨率同时，可以增大微镜的在工件台投影面的光斑，以提升曝光系统长度产能。
直写曝光系统中倾斜扫描缩小栅格尺寸的比例与微镜DMD倾斜有关，栅格尺寸的减小意味位图尺的增大成倍增大，增大比例是栅格尺寸缩小比例的平方，如微镜DMD倾斜的因子为N，栅格尺寸缩小为原尺寸的1/N，位图的数据量增加N2，直接造成数据传输的压力。由于数据传输的带宽有限，增大数据传输带宽将改变已有设计，而且也不能满足分辨率提高的要求，并将引进未知的风险，增大设计工作量。
本发明的特点是在通讯传输介质不变的基础上，根据倾斜扫描曝光图像的性能要求，压缩位图传输的数据量。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够满足数据传输要求的在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法。
本发明的技术方案如下：
在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法，其特征在于：同时进行N行位图数据进行压缩，每压缩后N×N位图数据，以字为单位，压缩后数据依次为行起始标志、压缩后的数量、位图数据或位图压缩数据；
假设N×N=4×4；
具体步骤如下：
（1）读取4行位图数据，建立压缩缓冲区；
（2）压缩入行起始标志HEX数0xA5A5，再压入0xFFFF；
（3）取出4×4位图数据，组成16bit的数，计数值cnt清零；
（4）全白检测，是计数加1，重复取出4×4位图数据作全白检测，直至不是全白，则压缩入0xAA00与计数值cnt的和；
（5）全黑检测，是计数加1，重复取出4×4位图数据作全黑检测，直至不是全黑，则压缩入0x5500与计数值cnt的和；
（6）把位图数据与上一个压缩入缓冲区的位图数据比较，不同则转下一个步骤；相同则计数值cnt加1，重复取出4×4位图数据作相同检测，直至是不相同，则压缩入0x5A00与计数值的和；
（7）将此位图数据压缩入缓冲区；
（8）重复步骤（3）～（7），直至4行数据检查完，用压入的数据量改写前项0xFFFF数据；
（9）4行数据压缩完毕，依次向下扫描检查压缩图像数据，重复步骤（1）～（8），直至全部图像数据压缩完。
所述的N等于4或5。
所述的位图压缩数据和起始标志是不会出现的N×N位图，不会出现的N×N位图可以选择用行或者用列编排。
本发明根据直写光刻系统中倾斜扫描的特点及技术要求，图像曝光的最大分辨率尺寸是一个栅格尺寸、是最小线宽的十分之一，图像的图形是有线和图块组成，无孤立的点，无小于最小线宽的线或点或图块，即出现小于最小线宽的二分之一的线或点或图块可以认为是错图数据。因此，按照最大分辨率的栅格尺寸建立N×N网格位图，一个位图是最大分辨率的栅格尺寸，在N×N位图中应单个的位点或线出现，利用不可能出现的图案组成一定含义的数据，表示需要压缩数据任务等，对于不能压缩的图像数据因其中无单个的位点或线而直接显示，如此压缩后的图像数据的压缩比最小为1，即未压缩，对于任何复杂图形也不会出现压缩数据膨胀问题。
本发明一次处理一个N×N位图，并组合为一个数据，考虑到计算机的处理N的选择为4，即一个N×N位图组合成16bit数据，压缩处理同进行4行数据的监测，可以压缩全部0或1的图块，以及相同位图的数据。压缩后图像数据以行形式存放排列，有可以识别的行头标示和压缩后的行长度数据，根据行起始标志可以判断4行图像数据开始，根据行长度数据可以快速检索定位到下一4行图像数据的开始。
本发明的压缩方法所对应的解压缩方法是压缩方法的逆处理，方法类似。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明的压缩方法简单，速度快；
（2）压缩后数据不会出现负压缩，即不会有数量反而增加的问题；
（3）压缩数据可以快速检索定位；
（4）压缩数据后的数据在传输中可以用行方式传输，速度宜控制。
附图说明
图1是本发明的压缩数据的结构编码图。
具体实施方式
实施例：
在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法，其特征在于：同时进行N行位图数据进行压缩，压缩后N×N位图数据，以字为单位，压缩后数据依次为行起始标志、压缩后的数量、位图数据或位图压缩数据；N等于4或5，位图压缩数据和起始标志是不会出现的N×N位图，不会出现的N×N位图可以选择用行或者用列编排；
假设N×N=4×4；
具体步骤如下：
（1）读取4行位图数据，建立压缩缓冲区；
（2）压缩入行起始标志HEX数0xA5A5，再压入0xFFFF；
（3）取出4×4位图数据，组成16bit的数，计数值cnt清零；
（4）全白检测，是计数加1，重复取出4×4位图数据作全白检测，直至不是全白，则压缩入0xAA00与计数值cnt的和；
（5）全黑检测，是计数加1，重复取出4×4位图数据作全黑检测，直至不是全黑，则压缩入0x5500与计数值cnt的和；
（6）把位图数据与上一个压缩入缓冲区的位图数据比较，不同则转下一个步骤；相同则计数值cnt加1，重复取出4×4位图数据作相同检测，直至是不相同，则压缩入0x5A00与计数值的和；
（7）将此位图数据压缩入缓冲区；
（8）重复步骤（3）～（7），直至4行数据检查完，用压入的数据量改写前项0xFFFF数据；
（9）4行数据压缩完毕，依次向下扫描检查压缩图像数据，重复步骤（1）～（8），直至全部图像数据压缩完。
本发明利用不可能出现位图重新编排定义压缩后的数据和标志。
本发明的实施例选择的N等于4,4×4的位图组合成16bit的字数据。
参照图1，本发明的4×4位图以行排列，位图(1)的排列数据为HEX数0xA5A5，位图(2)的排列数据为HEX数0xA55A，位图(3)的排列数据为HEX数0xAA00，位图(4)的排列数据为HEX数0x5500，位图(5)的排列数据为HEX数0x5A00。在位图(1)中有孤立点存在，位图(2)中有不可分辨的线宽存在，这些是半导体或PCB设计中矢量图栅格化不应出现的位图，当然这类还有许多，在位图(3)-(5)中上一半图像在最小线宽是栅格尺寸的5倍以上下是不会出现的，因此正常矢量图栅格化出现的位图是有限的，不会出现的位图是有规律的。
参照图1，本发明的压缩后数据位最多可以达到8bit，如位图(3)-(5)中下两行可以是0～0xFF（HEX）间任何一个数，组合后的数据都是不会出现的位图。本发明的数据压缩根据半导体或PCB设计图中的特性，只考虑三种情形的位图压缩，图块是全白或者全黑或者相同，全白设16bit为0xAA00与计数值的和，全黑设16bit为0x5500与计数值的和，相同设16bit为0x5A00与相同时计数值的和，最大计数值为255，最小计数值为1。
参照图1，本发明的数据压缩处理是针对4行数据同时检查，每次压缩数据时同时压缩4行数据，解压缩时也同时释放4行数据。
解压缩是上压缩步骤的逆过程，先检查到行起始标志，初始化4行数据的释放开始，再检查其后数据依次检查是全白或全黑或相同，是则按计数值释放位图数据，不是则直接写入位图数据，直至待释放数据解压缩完成。
Claims (3)
1.一种在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法，其特征在于：同时进行N行位图数据进行压缩，压缩后N×N位图数据，以字为单位，压缩后数据依次为行起始标志、压缩后的数量、位图数据或位图压缩数据；
假设N×N=4×4；
具体步骤如下：
（1）读取4行位图数据，建立压缩缓冲区；
（2）压缩入行起始标志HEX数0xA5A5，再压入0xFFFF；
（3）取出4×4位图数据，组成16bit的数，计数值cnt清零；
（4）全白检测，是计数加1，重复取出4×4位图数据作全白检测，直至不是全白，则压缩入0xAA00与计数值cnt的和；
（5）全黑检测，是计数加1，重复取出4×4位图数据作全黑检测，直至不是全黑，则压缩入0x5500与计数值cnt的和；
（6）把位图数据与上一个压缩入缓冲区的位图数据比较，不同则转下一个步骤；相同则计数值cnt加1，重复取出4×4位图数据作相同检测，直至是不相同，则压缩入0x5A00与计数值的和；
（7）将此位图数据压缩入缓冲区；
（8）重复步骤（3）～（7），直至4行数据检查完，用压入的数据量改写前项0xFFFF数据；
（9）4行数据压缩完毕，依次向下扫描检查压缩图像数据，重复步骤（1）～（8），直至全部图像数据压缩完。
2.根据权利要求1所述的在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法，其特征在于：所述的N等于4或5。
3.根据权利要求1所述的在直写式光刻系统中倾斜扫描的图像数据的压缩方法，其特征在于：所述的位图压缩数据和行起始标志是不会出现的N×N位图，不会出现的N×N位图可以选择用行或者用列编排。
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