一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法，該方法針對(duì)數(shù)字無(wú)掩模光刻技術(shù)中數(shù)字掩模只能是位圖的特點(diǎn)，通過(guò)解析矢量圖的坐標(biāo)和屬性，逐層劃分，圖元合并和位圖補(bǔ)償?shù)姆绞接行?zhǔn)確的將一副矢量圖轉(zhuǎn)化位圖并分割成適用于數(shù)字無(wú)掩模光刻的多幅子位圖。該方法避免了矢量圖形直解映射到位圖造成精度的損失，解決了數(shù)字無(wú)掩模光刻技術(shù)中生成數(shù)字掩模的局限性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法，轉(zhuǎn)換分割后的子圖用做數(shù)字微透鏡陣列無(wú)掩模光刻設(shè)備中的數(shù)字掩模板，屬于無(wú)掩模光刻領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著微納加工技術(shù)的發(fā)展，微納器件在制作時(shí)常常需要具有較強(qiáng)靈活性、高效、快速、低成本的光刻技術(shù)和設(shè)備，以適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)的光刻方法(即電子束光刻制作掩模，用投影光刻或接近接觸光刻進(jìn)行復(fù)制)不能同時(shí)滿(mǎn)足靈活、高效、低成本的要求。而基于數(shù)字微透鏡陣列的數(shù)字無(wú)掩模光刻技術(shù)正好可以解決這些難題，并且該方法可采用紫外光、深紫外光、甚至更短波長(zhǎng)的極紫外光作為光源，因而具有很強(qiáng)的技術(shù)延伸性和工藝兼容性，更易在光刻實(shí)踐中得到應(yīng)用，有很好的應(yīng)用前景。
[0003]然而，這種數(shù)字無(wú)掩模光刻技術(shù)主要是基于數(shù)字微透鏡陣列(DMD)創(chuàng)建數(shù)字掩模代替?zhèn)鹘y(tǒng)的掩模，并且單次刻蝕面積有限，需要通過(guò)步進(jìn)拼接，來(lái)實(shí)現(xiàn)大尺寸圖形的曝光。數(shù)字微透鏡陣列可以很好的映射出同尺寸的位圖，每一個(gè)鏡片相當(dāng)于位圖的每一個(gè)像素點(diǎn)，這也導(dǎo)致該設(shè)備的掩模生成器只能讀取位圖，而在微光學(xué)元件，掩模板，IC版圖等各種結(jié)構(gòu)圖形復(fù)雜多變的器件制備中均是采用矢量圖格式進(jìn)行繪制的。用數(shù)字無(wú)掩模光刻設(shè)備制作就必須將矢量圖轉(zhuǎn)化成位圖，而矢量圖形直解映射到位圖必然造成精度的損失，這就需要一種自適應(yīng)圖形轉(zhuǎn)換分割方法，它能有效的按照用戶(hù)需求將矢量圖完美的轉(zhuǎn)化成適合數(shù)字無(wú)掩模光刻應(yīng)用的位圖。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是為了滿(mǎn)足數(shù)字無(wú)掩模光刻技術(shù)特點(diǎn)的發(fā)展需求，解決了數(shù)字無(wú)掩模光刻設(shè)備的圖形掩模只能是位圖的問(wèn)題，提出一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供的一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法包括以下步驟:
[0006]步驟S1:矢量圖文件讀取。矢量圖文件的讀取主要是分析文件格式，解析得到文件的圖層數(shù)和圖層中的圖素信息(坐標(biāo)和屬性)。
[0007]步驟S2:文件的層次劃分。按解析的文件圖層數(shù)，劃分文件層次并以其本來(lái)的圖層數(shù)命名以鏈表形式存儲(chǔ)。
[0008]步驟S3:解析首圖層文件信息。獲得該層文件的所有圖元的坐標(biāo)和屬性信息，確定待劃分尺寸坐標(biāo)。
[0009]步驟S4:自適應(yīng)劃分子圖文件。根據(jù)圖形的轉(zhuǎn)化規(guī)則中單位像素代表的單位尺寸，確定待劃分文件分割子文件的個(gè)數(shù)。分配空間存儲(chǔ)劃分的子圖形文件。
[0010]步驟S5:單幀圖形格式轉(zhuǎn)化。對(duì)于已劃分好的子文件，根據(jù)轉(zhuǎn)化規(guī)則將文件中包含的圖元信息轉(zhuǎn)化成w*h個(gè)像素大小的位圖，直至所有的子文件都轉(zhuǎn)化完成。
[0011]步驟S6:輸出位圖。將轉(zhuǎn)化好的單幀位圖，以其轉(zhuǎn)化的可表示文件位置的坐標(biāo)(X，y)作為文件名(x_y.bmp)依次輸出，存入以圖層數(shù)命名的文件夾中。重復(fù)步驟S3至步驟S6，直至所有的圖層文件都轉(zhuǎn)化分割完成。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]I)提出了一種圖形轉(zhuǎn)換規(guī)則，建立從圖形數(shù)據(jù)到曝光數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換接口。保證了在曝光精度的前提下，將矢量圖形模板轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的灰度位圖模板，針對(duì)數(shù)字微透鏡掩模技術(shù)的特點(diǎn)，分割成指定的尺寸拼接曝光。2)本發(fā)明將大尺寸圖形中的精密部分分解成附加子文件，獨(dú)立生成位圖掩模，有效避免該部分因拼接曝光帶來(lái)的細(xì)節(jié)誤差影響，提高產(chǎn)品的性能質(zhì)量。3)本發(fā)明具有普適性，不局限于數(shù)字微透鏡掩模圖形的生成應(yīng)用，還可應(yīng)用于其他矢量圖到灰度位圖的高精度映射轉(zhuǎn)化。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的過(guò)程框圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的文件劃分層次圖；
[0016]圖3-1是本發(fā)明的實(shí)施例圖形文件，圖3-2和3-4是本發(fā)明的實(shí)施例圖形文件劃分示例，圖3-3為實(shí)施例圖形文件過(guò)成處理后的結(jié)果圖；
[0017]圖4-1是本發(fā)明的圖元文件的分布圖，圖4-2為圖元文件進(jìn)行并運(yùn)算后的結(jié)果圖；
[0018]圖5是本發(fā)明無(wú)獨(dú)立分割文件時(shí)的轉(zhuǎn)化分割結(jié)果圖；
[0019]圖6是本發(fā)明有獨(dú)立分割文件時(shí)的轉(zhuǎn)化分割結(jié)果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]本實(shí)施例選取TI原廠(chǎng)數(shù)字微鏡陣列作為數(shù)字掩模代替?zhèn)鹘y(tǒng)掩模，標(biāo)準(zhǔn)配置的微鏡數(shù)量為1024X768，由于受數(shù)字微鏡尺寸的限制，每次曝光的圖形大小只能為1024X768像素的位圖。因此對(duì)于待刻蝕的矢量圖形需要轉(zhuǎn)化分割為大小為1024X768像素多幀子圖形。具體過(guò)程如圖1，主要分6個(gè)步驟:
[0022]步驟S1:矢量圖文件讀取。矢量圖文件的讀取主要是分析文件格式，解析得到文件的圖層數(shù)和圖層中的圖素信息(坐標(biāo)和屬性)。一個(gè)GDSII文件格式的矢量圖為例，電路板的設(shè)計(jì)要分幾個(gè)層次，每一層的元件和線(xiàn)路布圖都不同，此時(shí)需獲得該矢量圖的層次數(shù)，從首層開(kāi)始逐層分析圖元信息的屬性和坐標(biāo)。一般圖元信息主要由折線(xiàn)，線(xiàn)寬，圓，矩形，多邊形構(gòu)成。
[0023]步驟S2:文件的層次劃分。這里根據(jù)步驟SI解析后，可以判斷文件的圖層數(shù)，像一副精密的IC圖，通常有多個(gè)圖層。具體的劃分等級(jí)如圖2所示，一個(gè)矢量文件可劃分為多個(gè)圖層，從圖層O到圖層n，每個(gè)圖層是由m個(gè)子圖形層構(gòu)成，其中n，m為自然數(shù)。
[0024]步驟S3:解析首圖層文件信息。獲得該層文件的所有圖元的坐標(biāo)和屬性信息，確定待劃分尺寸坐標(biāo)。
[0025]每層文件單獨(dú)存儲(chǔ)，按照?qǐng)D層數(shù)以鏈表形式依次讀取。首先讀取圖層O的文件信肩、O
[0026]步驟S4:自適應(yīng)劃分子圖文件。根據(jù)圖形轉(zhuǎn)化規(guī)則中單位像素代表的單位尺寸，確定待劃分文件分割子文件的個(gè)數(shù)。分配空間存儲(chǔ)劃分的子圖形文件。劃分好的子文件以鏈表形式依次存放。
[0027]步驟S5:單幀圖形格式轉(zhuǎn)化。將已劃分好的子文件中包含的圖元信息轉(zhuǎn)化成1024*768個(gè)像素大小的位圖，直至所有的子文件都轉(zhuǎn)化完成。數(shù)字無(wú)掩模在實(shí)際曝光中具有鏡面投影的效果，轉(zhuǎn)化后的每一副子位圖需進(jìn)行左右翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)。
[0028]步驟S6:輸出位圖。將轉(zhuǎn)化好的單幀位圖，以其轉(zhuǎn)化的左上角坐標(biāo)(X，y)作為文件名(χ-y.bmp)依次輸出，存入以圖層數(shù)命名的文件夾中。如輸出的為圖層O中的分割圖片，則保存在命名為圖層O的文件夾中。然后重復(fù)步驟S3至步驟S6，直至所有的圖層文件都轉(zhuǎn)化分割完成。
[0029]圖形轉(zhuǎn)化規(guī)則默認(rèn)為:1、單位像素對(duì)應(yīng)所有圖層中單位圖元的最小線(xiàn)寬；2按所有圖層中能將單位圖元都框住的最小矩形坐標(biāo)作為劃分的尺寸。
[0030]圖形轉(zhuǎn)化規(guī)則可以根據(jù)用戶(hù)需要設(shè)定的，主要設(shè)定項(xiàng)為:1、單位像素對(duì)應(yīng)的單位尺寸；2最小線(xiàn)寬不足一個(gè)像素時(shí)的取舍；3指定具體的分割尺寸坐標(biāo)；4需獨(dú)立分割的圖形中心坐標(biāo)。
[0031]如圖3-1所示，以一副長(zhǎng)為27000μπι，寬為14000 μ m的圖形文件為例，規(guī)定I個(gè)像素對(duì)應(yīng)10um，標(biāo)準(zhǔn)位圖像素為1024*768.。先對(duì)圖形的大小進(jìn)行判斷，列數(shù)27000/(10*1024) >2,行數(shù)14000/(768*10)>1，則該文件可以分割成(2+1)*(1+1) = 6個(gè)子文件。如圖3-2所示。如果該層有需獨(dú)立分割的圖形中心坐標(biāo)，則以該圖形中心坐標(biāo)為矩形中心，首先劃分一個(gè)長(zhǎng)為1024*10 μ m,寬為768*10 μ m的獨(dú)立子文件,該子文件稱(chēng)為附加子文件。該附加子文件矩形覆蓋的圖形清空如圖3-3所示，再將圖形文件按先前描述劃分，此時(shí)劃分的子文件數(shù)目為附加的分割圖形個(gè)數(shù)I加上先前可劃分的子文件數(shù)目6，即總共7個(gè)子文件。
[0032]劃分好的子文件圖形的分布有兩種形式，一種形式每個(gè)圖元都分離的，沒(méi)有重疊。另一種形式是圖元和圖元之間有重疊部分，對(duì)于有重疊部分的圖元，兩兩進(jìn)行矢量的并運(yùn)笪
ο
[0033]即A U B = {x I X e A 或 X e B}
[0034]圖4-1為兩個(gè)相交的圖元A和圖元B，圖4-2為圖元A和圖元B進(jìn)行并運(yùn)算后的結(jié)果O
[0035]以上兩個(gè)圖元均是有填充的情況，對(duì)于沒(méi)有填充的圖元其邊緣都視為線(xiàn)段處理。
[0036]當(dāng)轉(zhuǎn)化的圖元文件尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸1024*768個(gè)像素時(shí)，則以黑色像素進(jìn)行填充，圖3-2所示斜線(xiàn)部分即為填充的像素部分。由于數(shù)字掩模光刻機(jī)的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)化的單幀圖形需進(jìn)行左右鏡像處理。圖5為圖3-1沒(méi)有獨(dú)立分割文件的最終轉(zhuǎn)換結(jié)果。圖6為圖3-4有獨(dú)立分割文件的最終轉(zhuǎn)換結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法，其特征在于:所述的方法的步驟包括: 步驟S1:矢量圖文件讀??； 矢量圖文件的讀取主要是分析文件格式，解析得到文件的圖層數(shù)和圖層中的圖素信息，該圖素信息包括坐標(biāo)和屬性； 步驟S2:文件的層次劃分； 按解析的文件圖層數(shù)，劃分文件層次并以其本來(lái)的圖層數(shù)命名以鏈表形式存儲(chǔ)； 步驟S3:解析首圖層文件信息； 獲得該層文件的所有圖元的坐標(biāo)和屬性信息，確定待劃分尺寸坐標(biāo)； 步驟S4:自適應(yīng)劃分子圖文件； 根據(jù)圖形的轉(zhuǎn)化規(guī)則中單位像素代表的單位尺寸，確定待劃分文件分割子文件的個(gè)數(shù)，分配空間存儲(chǔ)劃分的子圖形文件； 步驟S5:單幀圖形格式轉(zhuǎn)化； 對(duì)于已劃分好的子文件，根據(jù)轉(zhuǎn)化規(guī)則將文件中包含的圖元信息轉(zhuǎn)化成w*h個(gè)像素大小的位圖，直至所有的子文件都轉(zhuǎn)化完成； 步驟S6:輸出位圖； 將轉(zhuǎn)化好的單幀位圖，以其轉(zhuǎn)化的可表示文件位置的坐標(biāo)(X，y)作為文件名(x_y.bmp)依次輸出，存入以圖層數(shù)命名的文件夾中，重復(fù)步驟S3至步驟S6，直至所有的圖層文件都轉(zhuǎn)化分割完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法，其特征在于:步驟S4中圖形的轉(zhuǎn)化規(guī)則為:單位像素對(duì)應(yīng)所有圖層中單位圖元的最小線(xiàn)寬；按所有圖層中能將單位圖元都框住的最小矩形坐標(biāo)作為劃分單層文件的尺寸；該轉(zhuǎn)化規(guī)則也可以單獨(dú)設(shè)定，主要設(shè)定項(xiàng)為:單位像素對(duì)應(yīng)的單位尺寸；最小線(xiàn)寬不足一個(gè)像素時(shí)的取舍；指定具體的分割尺寸坐標(biāo)；需獨(dú)立分割的圖形中心坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法，其特征在于:劃分的子文件個(gè)數(shù)由所劃分文件的尺寸，單位像素對(duì)應(yīng)的單位尺寸，子位圖的像素?cái)?shù)(w*h)和需獨(dú)立分割的圖形中心坐標(biāo)個(gè)數(shù)所決定； 子文件個(gè)數(shù)=(劃分文件的寬度/單位像素對(duì)應(yīng)的單位尺寸*子位圖的像素寬度數(shù))*(劃分文件的高度/單位像素對(duì)應(yīng)的單位尺寸*子位圖的像素高度數(shù))+需獨(dú)立分割的圖形中心坐標(biāo)個(gè)數(shù)； 其中，除法采用全入的原則取整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法，其特征在于:轉(zhuǎn)化的子位圖的像素?cái)?shù)為w*h,其中w為子位圖像素的寬，h為子位圖像素的高；子位圖像素的寬和高的值可以進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定，不能小于I個(gè)像素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將矢量圖形轉(zhuǎn)化成位圖并進(jìn)行自適應(yīng)分割的方法，其特征在于:劃分的子圖元文件尺寸小于規(guī)則尺寸像素時(shí)，則以黑色像素進(jìn)行填充，填充原則以轉(zhuǎn)化子圖位于位圖的左下方，其他地方依次填充；填充原則只為填充位圖到指定的像素?cái)?shù)，其他的填充方法也應(yīng)屬于本權(quán)利要求范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)化的子位圖的像素和為零時(shí)，舍去該轉(zhuǎn)化的位圖；轉(zhuǎn)化完成的子位圖左右鏡像存儲(chǔ)。
【文檔編號(hào)】G06T3/00GK104240245SQ201410458372
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】李艷麗, 嚴(yán)偉, 馮金花 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所