[发明专利]直写式光刻系统中的图像灰度数据的压缩方法

说明书

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，具体涉及一种直写式光刻系统中的图像灰度数据的压缩方法。

背景技术

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。直写曝光系统中采用倾斜扫描工作方式，以增强图像的分辨率，但完全依靠倾斜扫描曝光提高图像分辨率在目前有许多解决的问题。微镜DMD倾斜旋转角度由倾斜因子N计算出，倾斜角度φ=arctg(1/N)，微镜DMD的像素大小为10.8μm，倾斜旋转后在曝光面投影的像素大小为1pw=10.8×sinφ，即倾斜因子N越大，意味的图像网格尺寸1pw就越小，图像的分辨率越高，倾斜扫描的位图就越大，微镜DMD以倾斜方式达到在X方向（与扫描方向垂直）的1pw位移，但在Y方向（与扫描方向平行）是用工件台的平移实现1pw位移，因此在曝光扫描速度不变的情形下，倾斜因子N越大则须要微镜DMD的更新频率越快，快速的微镜DMD镜片翻转对微镜DMD寿命有影响。综合比较，选择倾斜因子N=4，再用灰度扫描方案使分辨率满足设计要求，但需要传输的数据按灰度级的位数成倍增加。

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，压缩图像灰度数据，减少传输的数据量。

发明内容

    本发明的目的是提供一能够满足数据传输要求的直写式光刻系统中的图像灰度数据的压缩方法。

本发明的技术方案如下：

在直写式光刻系统中的图像灰度数据的压缩方法，其特征在于，以图像行格式压缩，每次检查1×N灰度图数据，以计算机识别的长度bit位数为单位，每个单位数由标示数和计数值构成，标示数用以说明压缩的全白或者全黑或者相同灰度数据，计数值用以相同灰度数据的计数，其它灰度数据则不进行压缩；

具体包括以下步骤：

假设N=4；计算机识别的长度bit位数=16bit；

（1）读取一行灰度图数据，建立压缩缓冲区；

（2）压缩入行起始标准HEX数为0xE1E0；

（3）取出1×4灰度图数据，保存，计数cnt清零；

（4）全白检测，是计数cnt加1，重复取出1×4灰度图数据作全白检测，直至不是全白或者计数cnt大于15，则压缩入0xF1F0+cnt；

（5）全黑检测，是计数cnt加1，重复取出1×4灰度图数据作全黑检测，直至不是全黑或者计数cnt大于15，则压缩入0xF1E0+cnt；

（6）对灰度数据的高12bit依次进行检查，是0xF1F或者是0xF1E或者是0xE1F或者是0xE1E0，则设置标示数sing为0x0100，否则标示数sing为0x0000；

（7）把读取到的灰度数据与上一个保存的灰度数据比较，不同转下一个步骤；相同则计数cnt加1，重复取出1×4灰度图数据作相同检测，直至是不相同或者计数cnt大于15，则保存的数据先与标示数sing求异或后压入，再压缩入0xE1F0+cnt；

（8）压缩入保存的数据先与标示数sing求异或的数；

（9）重复步骤（3）～（8），直至一行灰度数据检查完；

（10）一行灰度数据压缩完毕，依次向下扫描压缩图像数据，重复步骤（1）～（9），直至全部图像数据压缩完。

    所述的N可以取值4～8。

    所述的计算机识别的长度bit位数可以是16bit、32bit、64bit。

    所述的单位数由标示数和计数值构成，可以标示数在前计数值在后，也可以标示数在后计数值在前。

本发明根据直写光刻系统中倾斜扫描的特点及技术要求，图像曝光可以解析4pw以上的线宽，即最小线宽为4pw、线间距为4pw。像素的灰度值是图形在此像素位置处的单位所占面积比，如果全部包含此像素的网格单位则灰度值为1，如果全部不包含此像素的网格单位则灰度值为0，如果部分此像素的网格单位则灰度值为0～1间的小数，按16级灰度值取，在线或图块的边缘的灰度值一般是1～15。像素的16级灰度值占4bit位，4个像素共需用16bit，是计算机处理的一个字的长度。根据倾斜扫描曝光的图像性能要求，分析各种图形中的按1pw网格的4个像素数据及排布，选择最不可能的排布的数据进行组合，或者在不影响图形质量的情况下做部分改动，使图像数据即满足压缩要求，又不会损坏图形质量。