專利名稱：一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無掩膜直寫光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
光刻數(shù)據(jù)處理，是以⑶SII、OASIS、GERBER等格式的文件為輸入數(shù)據(jù)，通過一系列處理，輸出光刻設(shè)備可以直接曝光使用的數(shù)據(jù)的過程。掃描曝光是一種先進(jìn)的光刻技術(shù)，可以快速完成大面積版圖的曝光工作。光刻技術(shù)是在襯底表面上印刷具有特征的構(gòu)圖的技術(shù)，本發(fā)明所涉及的無掩膜光刻技術(shù)使用SLM生成圖像，通過光學(xué)投影元件，圖像以一定的倍率投影到光敏感的襯底上， 產(chǎn)生特征的構(gòu)圖?？臻g光調(diào)制器(SLM)，可以接收光刻設(shè)備數(shù)據(jù)處理模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)，生成曝光圖像，通過光學(xué)系統(tǒng)反射到處于運動平臺上的待加工面上。光刻設(shè)備可以將各種圖形轉(zhuǎn)移到光敏感的襯底上，這些圖形來自于各種版圖文件，比如⑶SII、OASIS、GERBER等格式的文件。這些版圖文件中的圖形不能直接被光刻設(shè)備使用，必須經(jīng)過解析、變換、裁剪、柵格、圖像處理等過程。數(shù)據(jù)處理過程的質(zhì)量和速度直接制約著光刻設(shè)備的曝光質(zhì)量和產(chǎn)能。如果在數(shù)據(jù)處理的過程中不能很好地進(jìn)行控制，就會出現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的錯位或丟失，以及提供圖像數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足光刻設(shè)備曝光速度的問題。特別是掃描式光刻設(shè)備，對數(shù)據(jù)的要求是實時的。就是說在掃描平臺掃描移動的過程中，必須根據(jù)掃描速度不間斷地提供掃描所需要的數(shù)據(jù)。在實時掃描曝光的過程中，每秒鐘處理的數(shù)據(jù)量達(dá)到幾百MB，而且都是復(fù)雜的圖形圖像處理，所以如果把圖形的解析、提取、柵格、其它處理都在一臺主機上完成，效率就會非常低，在當(dāng)前配置較好的機器上運行時，CPU和內(nèi)存處于滿負(fù)荷運行仍然反應(yīng)遲鈍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，能夠有效提高掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理效率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于包括以下步驟
(1)使用數(shù)據(jù)處理客戶端和服務(wù)器端進(jìn)行共同處理客戶端負(fù)責(zé)輸入版圖文件和各種處理命令，進(jìn)行解析并提取特定區(qū)域內(nèi)的圖形；服務(wù)器端對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖形圖像處理； 客戶端和服務(wù)器端通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，和操作上的同步；
(2)緩存中間數(shù)據(jù)以適應(yīng)數(shù)據(jù)處理速度和平臺運動速度差異在存儲設(shè)備上暫時保存數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，待數(shù)據(jù)足夠平臺一次運動所需的總數(shù)據(jù)時，平臺才開始從起點運動到終
點；(3)在數(shù)據(jù)處理中設(shè)置存儲區(qū)池和處理流水線進(jìn)行版圖數(shù)據(jù)處理在處理之前先分配若干存儲區(qū)，每個存儲區(qū)都有不同的狀態(tài)，只有空閑的存儲區(qū)才會被拿來使用，每個存儲區(qū)在使用之前先改變狀態(tài)然后放入數(shù)據(jù)，再放到處理流水線上進(jìn)行處理。所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述步驟(3)中， 將整個處理作為一個流水線，各種具體的圖形圖像處理作為流水線上的一個操作，每個數(shù)據(jù)處理存儲區(qū)在流水線上處理一遍之后便被設(shè)置為空閑狀態(tài)。所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于對大陣列進(jìn)行特殊處理某些圖形陣列規(guī)模非常龐大的情況下，可從其中提取特定區(qū)域數(shù)據(jù)時采用特殊的放法；從其中提取特定區(qū)域數(shù)據(jù)時，提前對版圖做陣列的預(yù)處理，提取版圖陣列中從起點開始的一個區(qū)域，然后提前進(jìn)行后續(xù)處理，處理完之后保存結(jié)果；實際掃描曝光提取數(shù)據(jù)時， 只記錄要提取區(qū)域和版圖陣列的交疊區(qū)的大小和位置，最后從處理好的陣列數(shù)據(jù)中將這一區(qū)域的數(shù)據(jù)合并進(jìn)來。所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述的大陣列指于版圖中單位面積的矢量數(shù)據(jù)密集，每平方微米達(dá)到上百個點或更多的版圖。所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述平臺是指裝載光敏感介質(zhì)運動的高精度的電控裝置，平臺在進(jìn)行一個條帶掃描過程中勻速運動。本發(fā)明提高了掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理效率，解決了由于CPU和內(nèi)存處于滿負(fù)荷運行仍然反應(yīng)遲鈍而導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理實時性無法掃描式光刻設(shè)備要求的問題，提高了圖像數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確度。


圖1為對版圖數(shù)據(jù)處理分客戶端和服務(wù)器端示意圖。圖2為緩存中間數(shù)據(jù)解決數(shù)據(jù)處理變速和平臺移動勻速矛盾示意圖。圖3為設(shè)置存儲區(qū)池和處理流水線示意圖。圖4為大陣列版圖取數(shù)據(jù)示意圖。圖5為優(yōu)化陣列模式處理流程示意圖。圖6為任意區(qū)域和陣列之間交疊區(qū)的重新定位示意圖。
具體實施例方式圖1-圖6中，1為版圖處理客戶端，2為版圖處理服務(wù)器端，3為空間光調(diào)制器Slil， 4為掃描條帶，5為版圖，6為處理結(jié)果緩沖區(qū)，7為單個數(shù)據(jù)處理存儲區(qū)，8為空閑狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理存儲區(qū)，9為使用狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理存儲區(qū)，10為普通圖形，11為大規(guī)模圖形陣列，12 為需要提取數(shù)據(jù)的一個特定區(qū)域，13為從陣列起點開始平移得到的區(qū)域12和陣列的交疊區(qū)。本發(fā)明中客戶機和服務(wù)器對數(shù)據(jù)處理的任務(wù)進(jìn)行了分擔(dān)，如圖1所示，客戶機1負(fù)責(zé)對版圖文件的解析、提取，并將提取的矢量信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器2 ；服務(wù)器負(fù)責(zé)大部分的剩余的圖形圖像處理工作，如柵格化、拼接、格式轉(zhuǎn)化等等其他處理。最終的處理結(jié)果會傳遞給SLM3。客戶機和服務(wù)器之間通過發(fā)送和接受網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，二者可以實時了解對方目前的工作狀況，以確定自己下一步可以采取的操作。
一張掃描版圖的原始圖形，其表面的圖形數(shù)據(jù)密度(可以理解為單位面積的矢量圖形數(shù)據(jù)量)是不均勻的，這必然導(dǎo)致從原始圖形中不同部位提取同樣大小一塊數(shù)據(jù)時其所消耗的時間的不一致。如果提取數(shù)據(jù)和平臺掃描同步進(jìn)行，二者之間一個是速度不均勻的處理，另一個是勻速的過程，因此存在沖突。本發(fā)明的處理過程如圖2所示，對于要處理的版圖5，以掃描過程中的一個條帶 4為單位設(shè)置緩沖區(qū)6解決時間不一致的問題，處理時單獨一張圖處理好并不立即發(fā)送到 SLM的內(nèi)存中去，而是先緩存起來，一個掃描條帶的所有圖形都處理好時才一次性發(fā)出去， 平臺掃描運動時SLM只需從已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)中，取數(shù)據(jù)就可以了。在對每個區(qū)域進(jìn)行圖形圖像處理時，都需要大量的存儲資源。如果在處理每個區(qū)域時都單獨的為其分配存儲資源，必然會大量消耗存儲資源，即使使用后立即回收也會留下大量不可用的存儲碎片最終造成資源的枯竭系統(tǒng)的崩潰。本發(fā)明中，如圖3所示，首先分配若干個數(shù)據(jù)處理存儲區(qū)7，組成存儲區(qū)池和處理流水線，每個存儲區(qū)域足夠處理一個圖形區(qū)域使用。每個存儲區(qū)域都有空閑8和使用中9 兩個狀態(tài)，當(dāng)有一個圖形區(qū)域需要處理時就會從空閑的存儲區(qū)域8中取出一個供使用，放到處理流水線上進(jìn)行處理，同時將其狀態(tài)設(shè)置為使用中，在處理流水線上處理完成時再將該存儲區(qū)域的狀態(tài)設(shè)置為空閑，以便提供給其他的圖形區(qū)域處理使用。光刻設(shè)備處理的版圖文件中，有一種版圖文件中含有巨大的圖形陣列。圖4中的版圖文件除了包含有一些普通的圖形10外，還包含有兩個比較大的圖形陣列11，如果兩個都是兩微米以下圓形陣列，掃描曝光中需要從版圖中取一個SLM大小的區(qū)域12的時候，一個區(qū)域可能就會覆蓋上萬個圓形，每個圓有上百個點的矢量數(shù)據(jù)，因此單單一個區(qū)域的矢量數(shù)據(jù)就會達(dá)到幾十MB。幾十MB的矢量數(shù)據(jù)重復(fù)的傳輸和處理都會是巨大的負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響曝光設(shè)備的產(chǎn)能。本發(fā)明中設(shè)置了兩種處理模式，具體流程如圖5所示，對于面積較小或者圖形數(shù)據(jù)密度較小的版圖，我們可以直接使用普通模式，提取數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，普通模式采用對版圖所有數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索的方式，確定每次要提取的數(shù)據(jù)。對于圖4所示的版圖則選用陣列模式，該模式是先對版圖中的陣列進(jìn)行預(yù)處理，并在服務(wù)器端保存處理結(jié)果，再在去除陣列后的版圖中按普通方法取數(shù)據(jù)，最后合并兩個結(jié)果得到處理結(jié)果，這一過程中避免了重復(fù)傳輸和處理大量的數(shù)據(jù)，可以成倍的提高此種版圖處理的產(chǎn)能。圖6演示了本發(fā)明中合并最終處理結(jié)果的過程，圖6中給出的是大陣列11的簡化圖，當(dāng)前要取的數(shù)據(jù)區(qū)域13和陣列11有一個交疊區(qū)，這個交疊區(qū)可以通過計算，在陣列的起點位置通過平移得到，平移后的交疊區(qū)14位于陣列的起點附近。因此預(yù)處理陣列的過程實際就是把從陣列起點開始的一塊區(qū)域進(jìn)行柵格化等圖形圖像處理，然后在服務(wù)器端2 保存起來。當(dāng)區(qū)域14已經(jīng)完成了自身的處理后，將其和陣列交疊的區(qū)域的處理結(jié)果從服務(wù)器端2取出來合并即可。首先在掃描曝光之前確定本次曝光所使用的版圖文件屬于哪種類型的文件，根據(jù)不同的文件類型選擇不同的查看工具，比如gds文件可使用L-Edit軟件進(jìn)行查看。這樣可以確定版圖文件中有沒有大規(guī)模的陣列圖形。如果沒有大規(guī)模陣列圖形，則選擇普通模式，將版圖文件輸入到客戶端，客戶端按掃描條帶從文件中取出矢量數(shù)據(jù)，取出的矢量數(shù)據(jù)不斷發(fā)送到服務(wù)器端，服務(wù)器端對接收到的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行其它圖形圖像處理，并實時反饋客戶端自己目前的處理狀態(tài)。服務(wù)器端在處理的過程中使用存儲區(qū)池和處理流水線，避免存儲區(qū)域的不斷分配造成存儲區(qū)破碎系統(tǒng)崩潰。服務(wù)器端將處理得到的SLM可以接收的數(shù)據(jù)先緩存起來，等到一個條帶全部緩存完畢，光刻設(shè)備的平臺開始一個條帶的勻速掃描運動，并且可以勻速得到數(shù)據(jù)，最終將掃描數(shù)據(jù)曝光到光敏感的介質(zhì)上。 如果有大規(guī)模的陣列圖形，則選擇陣列模式，將版圖文件輸入到客戶端，客戶端首先掃描陣列信息，將陣列的編號、起始位置、行列寬度、行列數(shù)、從起始點一個預(yù)定區(qū)域內(nèi) (一個SLM大小)的所有矢量數(shù)據(jù)等發(fā)送到服務(wù)器端，服務(wù)器端進(jìn)行所有必須的圖形圖像處理操作后，暫時保存陣列圖像結(jié)果。然后客戶端的操作和普通模式下相同，只是當(dāng)從版圖中取某個區(qū)域數(shù)據(jù)時，如果這個區(qū)域和陣列有交疊，那么記錄下交疊區(qū)的位置、大小等信息， 將這些信息和該區(qū)域的其它信息一起發(fā)送到服務(wù)器端。服務(wù)器端仍然按普通模式下的方式先進(jìn)行處理，不同的僅僅是最后根據(jù)每個區(qū)域中的陣列信息將事先保存的處理好的陣列圖像數(shù)據(jù)合并即可。
權(quán)利要求
1.一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)使用數(shù)據(jù)處理客戶端和服務(wù)器端進(jìn)行共同處理客戶端負(fù)責(zé)輸入版圖文件和各種處理命令，進(jìn)行解析并提取特定區(qū)域內(nèi)的圖形；服務(wù)器端對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖形圖像處理； 客戶端和服務(wù)器端通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，和操作上的同步；(2)緩存中間數(shù)據(jù)以適應(yīng)數(shù)據(jù)處理速度和平臺運動速度差異在存儲設(shè)備上暫時保存數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，待數(shù)據(jù)足夠平臺一次運動所需的總數(shù)據(jù)時，平臺才開始從起點運動到終占.(3)在數(shù)據(jù)處理中設(shè)置存儲區(qū)池和處理流水線進(jìn)行版圖數(shù)據(jù)處理在處理之前先分配若干存儲區(qū)，每個存儲區(qū)都有不同的狀態(tài)，只有空閑的存儲區(qū)才會被拿來使用，每個存儲區(qū)在使用之前先改變狀態(tài)然后放入數(shù)據(jù)，再放到處理流水線上進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述步驟(3)中，將整個處理作為一個流水線，各種具體的圖形圖像處理作為流水線上的一個操作，每個數(shù)據(jù)處理存儲區(qū)在流水線上處理一遍之后便被設(shè)置為空閑狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于對大陣列進(jìn)行特殊處理某些圖形陣列規(guī)模非常龐大的情況下，可從其中提取特定區(qū)域數(shù)據(jù)時采用特殊的放法；從其中提取特定區(qū)域數(shù)據(jù)時，提前對版圖做陣列的預(yù)處理，提取版圖陣列中從起點開始的一個區(qū)域，然后提前進(jìn)行后續(xù)處理，處理完之后保存結(jié)果；實際掃描曝光提取數(shù)據(jù)時，只記錄要提取區(qū)域和版圖陣列的交疊區(qū)的大小和位置，最后從處理好的陣列數(shù)據(jù)中將這一區(qū)域的數(shù)據(jù)合并進(jìn)來。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述的大陣列指于版圖中單位面積的矢量數(shù)據(jù)密集，每平方微米達(dá)到上百個點或更多的版圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述平臺是指裝載光敏感介質(zhì)運動的高精度的電控裝置，平臺在進(jìn)行一個條帶掃描過程中勻速運云力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理方法，包括使用數(shù)據(jù)處理客戶端和服務(wù)器端進(jìn)行共同處理、緩存中間數(shù)據(jù)以適應(yīng)數(shù)據(jù)處理速度和平臺運動速度差異、在數(shù)據(jù)處理中設(shè)置存儲區(qū)池和處理流水線進(jìn)行版圖數(shù)據(jù)處理幾步。本發(fā)明提高了掃描式無掩膜光刻機的數(shù)據(jù)處理效率，解決了由于CPU和內(nèi)存處于滿負(fù)荷運行仍然反應(yīng)遲鈍而導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理實時性無法滿足掃描式光刻設(shè)備要求的問題，提高了圖像數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確度。
文檔編號G03F7/20GK102354327SQ20111014314
公開日2012年2月15日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者張愛明 申請人:合肥芯碩半導(dǎo)體有限公司