專利名稱：直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體行業(yè)和印刷電路板行業(yè)光刻領(lǐng)域，具體涉及一種直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法。
背景技術(shù)：
傾斜掃描工作原理是將直寫曝光系統(tǒng)中的空間光調(diào)制器即數(shù)字微鏡DMD傾斜旋轉(zhuǎn)，利用傾斜后微鏡DMD的相鄰微鏡的在工件臺投影面的曝光中心X、Y的間距縮小，從而改變曝光能量變化空間范圍，達到縮小柵格尺寸的目的，提高圖像的分辨率。直寫曝光系統(tǒng)中采用傾斜掃描工作方式，以增強圖像的分辨率，但完全依靠傾斜掃描曝光提高圖像分辨率在目前有許多解決的問題。微鏡DMD傾斜旋轉(zhuǎn)角度由傾斜因子N計算出，傾斜角度小=arctg(l/N)，微鏡DMD的像素大小為10. 8 u m,傾斜旋轉(zhuǎn)后在曝光面投影的像素大小為Ipw=IO. 8X sin 4),即傾斜因子N越大，意味的圖像網(wǎng)格尺寸Ipw就越小，圖像的分辨率越 高，傾斜掃描的位圖就越大，微鏡DMD以傾斜方式達到在X方向(與掃描方向垂直)的Ipw位移，但在Y方向(與掃描方向平行)是用工件臺的平移實現(xiàn)Ipw位移，因此在曝光掃描速度不變的情形下，傾斜因子N越大則須要微鏡DMD的更新頻率越快，快速的微鏡DMD鏡片翻轉(zhuǎn)對微鏡DMD壽命有影響。綜合比較，選擇傾斜因子N=4，再用灰度掃描方案使分辨率滿足設計要求，但需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按灰度級的位數(shù)成倍增加。本發(fā)明的特點是在通訊傳輸介質(zhì)不變的基礎上，根據(jù)傾斜掃描曝光圖像的性能要求，壓縮圖像灰度數(shù)據(jù)，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一能夠滿足數(shù)據(jù)傳輸要求的直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
在直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，以圖像行格式壓縮，每次檢查I XN灰度圖數(shù)據(jù)，以計算機識別的長度bit位數(shù)為單位，每個單位數(shù)由標示數(shù)和計數(shù)值構(gòu)成，標示數(shù)用以說明壓縮的全白或者全黑或者相同灰度數(shù)據(jù)，計數(shù)值用以相同灰度數(shù)據(jù)的計數(shù)，其它灰度數(shù)據(jù)則不進行壓縮；
具體包括以下步驟
假設N=4 ;計算機識別的長度bit位數(shù)=16bit ；
(1)讀取一行灰度圖數(shù)據(jù)，建立壓縮緩沖區(qū)；
(2)壓縮入行起始標準HEX數(shù)為OxElEO；
(3 )取出I X 4灰度圖數(shù)據(jù)，保存，計數(shù)cnt清零；
(4)全白檢測，是計數(shù)cnt加1，重復取出1X4灰度圖數(shù)據(jù)作全白檢測，直至不是全白或者計數(shù)cnt大于15,則壓縮入OxFlFO+cnt ；
(5)全黑檢測，是計數(shù)cnt加1，重復取出1X4灰度圖數(shù)據(jù)作全黑檢測，直至不是全黑或者計數(shù)cnt大于15,則壓縮入OxFlEO+cnt ；
(6)對灰度數(shù)據(jù)的高12bit依次進行檢查，是OxFlF或者是OxFlE或者是OxElF或者是OxElEO，則設置標示數(shù)sing為0x0100，否則標示數(shù)sing為0x0000 ；
(7)把讀取到的灰度數(shù)據(jù)與上一個保存的灰度數(shù)據(jù)比較，不同轉(zhuǎn)下一個步驟；相同則計數(shù)cnt加I，重復取出I X 4灰度圖數(shù)據(jù)作相同檢測，直至是不相同或者計數(shù)cnt大于15，則保存的數(shù)據(jù)先與標示數(shù)sing求異或后壓入，再壓縮入OxElRHcnt ；
(8)壓縮入保存的數(shù)據(jù)先與標示數(shù)sing求異或的數(shù)；
(9)重復步驟(3) (8)，直至一行灰度數(shù)據(jù)檢查完；
(10)— 行灰度數(shù)據(jù)壓縮完畢，依次向下掃描壓縮圖像數(shù)據(jù)，重復步驟(I) (9)，直至全部圖像數(shù)據(jù)壓縮完。所述的N可以取值4 8。所述的計算機識別的長度bit位數(shù)可以是16bit、32bit、64bit。所述的單位數(shù)由標示數(shù)和計數(shù)值構(gòu)成，可以標示數(shù)在前計數(shù)值在后，也可以標示數(shù)在后計數(shù)值在前。本發(fā)明根據(jù)直寫光刻系統(tǒng)中傾斜掃描的特點及技術(shù)要求，圖像曝光可以解析4pw以上的線寬，即最小線寬為4pw、線間距為4pw。像素的灰度值是圖形在此像素位置處的單位所占面積比，如果全部包含此像素的網(wǎng)格單位則灰度值為I，如果全部不包含此像素的網(wǎng)格單位則灰度值為0，如果部分此像素的網(wǎng)格單位則灰度值為0 I間的小數(shù)，按16級灰度值取，在線或圖塊的邊緣的灰度值一般是I 15。像素的16級灰度值占4bit位，4個像素共需用16bit，是計算機處理的一個字的長度。根據(jù)傾斜掃描曝光的圖像性能要求，分析各種圖形中的按Ipw網(wǎng)格的4個像素數(shù)據(jù)及排布，選擇最不可能的排布的數(shù)據(jù)進行組合，或者在不影響圖形質(zhì)量的情況下做部分改動，使圖像數(shù)據(jù)即滿足壓縮要求，又不會損壞圖形質(zhì)量。本發(fā)明一次處理一個I XN的有灰度的位圖，并組合為一個數(shù)據(jù)。按傾斜因子選擇N等于4，位圖的像素間距l(xiāng)pw，要求最小線寬為4pw，3個像素的間距小于最小線寬及最小線間距，因此3個位像素的灰度應相關(guān)性，灰度的變化應一致性，選擇相關(guān)性為0的3個像素灰度值做數(shù)據(jù)的指示標示，共占數(shù)據(jù)12bit，余下4bit數(shù)據(jù)表示壓縮數(shù)據(jù)量，在不可以壓縮的圖像數(shù)據(jù)時直接用其灰度值組合16bit數(shù)據(jù)，在出現(xiàn)可以壓縮數(shù)據(jù)時以設定的標示說明被壓縮的數(shù)據(jù)，如果出現(xiàn)類似被壓縮后的數(shù)據(jù)圖形像素時，需要將圖形像素做部分變化，如調(diào)整其灰度值以偏離被識別為壓縮數(shù)據(jù)。本發(fā)明的壓縮方法所對應的解壓縮方法是壓縮方法的逆處理，方法類似。本發(fā)明的有益效果在于
(1)壓縮簡單，速度快；
(2)壓縮后數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)負壓縮，即不會有數(shù)量反而增加的問題；
(3)壓縮數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)在傳輸中可以用行方式傳輸，速度易控制。


圖I是本發(fā)明的壓縮數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)編碼圖。
具體實施例方式實施例
在直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法，以圖像行格式壓縮，每次檢查IXN灰度圖數(shù)據(jù)，以計算機識別的長度bit位數(shù)為單位，每個單位數(shù)由標示數(shù)和計數(shù)值構(gòu)成，標示數(shù)用以說明壓縮的全白或者全黑或者相同灰度數(shù)據(jù)，計數(shù)值用以相同灰度數(shù)據(jù)的計數(shù)，其它灰度數(shù)據(jù)則不進行壓縮；N可以取值4 8，計算機識別的長度bit位數(shù)可以是16bit、32bit、64bit,單位數(shù)由標示數(shù)和計數(shù)值構(gòu)成,可以標示數(shù)在前計數(shù)值在后，也可以標示數(shù)在后計數(shù)值在前。具體包括以下步驟 假設N=4 ;計算機識別的長度bit位數(shù)=16bit ；
(1)讀取一行灰度圖數(shù)據(jù)，建立壓縮緩沖區(qū)；
(2)壓縮入行起始標準HEX數(shù)為OxElEO；
(3 )取出I X 4灰度圖數(shù)據(jù)，保存，計數(shù)cnt清零；
(4)全白檢測，是計數(shù)cnt加1，重復取出1X4灰度圖數(shù)據(jù)作全白檢測，直至不是全白或者計數(shù)cnt大于15,則壓縮入OxFlFO+cnt ；
(5)全黑檢測，是計數(shù)cnt加1，重復取出1X4灰度圖數(shù)據(jù)作全黑檢測，直至不是全黑或者計數(shù)cnt大于15,則壓縮入OxFlEO+cnt ；
(6)對灰度數(shù)據(jù)的高12bit依次進行檢查，是OxFlF或者是OxFlE或者是OxElF或者是OxElEO，則設置標示數(shù)sing為0x0100，否則標示數(shù)sing為0x0000 ；
(7)把讀取到的灰度數(shù)據(jù)與上一個保存的灰度數(shù)據(jù)比較，不同轉(zhuǎn)下一個步驟；相同則計數(shù)cnt加1，重復取出I X4灰度圖數(shù)據(jù)作相同檢測，直至是不相同或者計數(shù)cnt大于15，則保存的數(shù)據(jù)先與標示數(shù)sing求異或后壓入，再壓縮入OxElRHcnt ；
(8)壓縮入保存的數(shù)據(jù)先與標示數(shù)sing求異或的數(shù)；
(9)重復步驟(3) (8)，直至一行灰度數(shù)據(jù)檢查完；
(10)—行灰度數(shù)據(jù)壓縮完畢，依次向下掃描壓縮圖像數(shù)據(jù)，重復步驟(I) (9)，直至全部圖像數(shù)據(jù)壓縮完。本發(fā)明的實施例按傾斜因子選擇的N等于4，1X4的16級灰度圖組合成16bit的
字數(shù)據(jù)。參照圖1，本發(fā)明選擇像素間相關(guān)性為O、最不可能出現(xiàn)的1X4的16級灰度圖，圖I中的ffiX數(shù)F、E、1、0是該像素的灰度值，X是表示計數(shù)值，計數(shù)范圍0 15，三個標志性數(shù)據(jù)排布的像素在16bit數(shù)據(jù)占高12位，計數(shù)值X占低4位?；叶葓D(I)的排列三個標志性數(shù)據(jù)為ffiX數(shù)OxFlF，灰度圖(2)的排列三個標志性數(shù)據(jù)為HEX數(shù)OxFlE，灰度圖(3)的排列三個標志性數(shù)據(jù)為HEX數(shù)OxElF，灰度圖(4)由四個個標志性數(shù)據(jù)排列的HEX數(shù)OxElEO。參照圖1，本發(fā)明選擇的標志性像素排列是出現(xiàn)實際灰度圖的可能性最小，但在出現(xiàn)灰度圖前三個像素是0XF1F、0xF1E、0xE1F或者四個像素是OxElEO時則須將數(shù)據(jù)相應改為 0xF0F、0xF0E、0xE0F、0xE0E0。參照圖1，本發(fā)明壓縮的灰度圖像數(shù)據(jù)主要是對全白圖塊、全黑圖塊、1X4位灰度圖連續(xù)相同的圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，其它灰度圖數(shù)據(jù)則保持，壓縮后的數(shù)據(jù)以行格式標志。在實施例中定義全白圖塊的識別標志為0xR)F、全黑圖塊的識別標志為0xR)E、lX4位灰度圖連續(xù)相同的識別標志為OxEOF，行的啟示識別標示為OxEOEO。其中1X4位灰度圖連續(xù)相同含義是指連續(xù)若干個1X4位灰度圖的數(shù)據(jù)相同，壓縮時低于灰度圖數(shù)據(jù)保留，其后最多可以跟隨16個相同的灰度圖數(shù)據(jù)被壓縮為一個16bit數(shù)即OxEOFO+相同的計數(shù)。另外，解壓縮是上壓縮步驟的逆過程，先檢查到行起始標志，初始化I行數(shù)據(jù)的緩存空間，再檢查其后數(shù)據(jù)依次檢查是全白或全黑或相同，是則按計數(shù)值釋放灰度圖數(shù)據(jù)，不是則直接寫入灰度圖數(shù)據(jù)，直至檢查到行起始標志則重復開始新的一行灰度圖數(shù)據(jù)的釋 放，循環(huán)至全部輸入的圖像數(shù)據(jù)解壓縮完成。
權(quán)利要求
1.一種在直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，以圖像行格式壓縮，每次檢查IXN灰度圖數(shù)據(jù)，以計算機識別的長度bit位數(shù)為單位，每個單位數(shù)由標示數(shù)和計數(shù)值構(gòu)成，標示數(shù)用以說明壓縮的全白或者全黑或者相同灰度數(shù)據(jù)，計數(shù)值用以說明相同灰度數(shù)據(jù)的計數(shù)，其它灰度數(shù)據(jù)則不進行壓縮； 具體包括以下步驟 假設N=4 ;計算機識別的長度bit位數(shù)=16bit ； (1)讀取一行灰度圖數(shù)據(jù)，建立壓縮緩沖區(qū)； (2)壓縮入行起始標準HEX數(shù)為OxElEO； (3)取出1X4灰度圖數(shù)據(jù)，保存，計數(shù)cnt清零； (4)全白檢測，是計數(shù)cnt加1，重復取出1X4灰度圖數(shù)據(jù)作全白檢測，直至不是全白或者計數(shù)cnt大于15,則壓縮入OxFlFO+cnt ； (5)全黑檢測，是計數(shù)cnt加1，重復取出1X4灰度圖數(shù)據(jù)作全黑檢測，直至不是全黑或者計數(shù)cnt大于15,則壓縮入OxFlEO+cnt ； (6)對灰度數(shù)據(jù)的高12bit依次進行檢查，是OxFlF或者是OxFlE或者是OxElF或者是ΟχΕΙΕΟ，則設置標示數(shù)sing為0x0100，否則標示數(shù)sing為0x0000 ； (7)把讀取到的灰度數(shù)據(jù)與上一個保存的灰度數(shù)據(jù)比較，不同轉(zhuǎn)下一個步驟；相同則計數(shù)cnt加1，重復取出I X4灰度圖數(shù)據(jù)作相同檢測，直至是不相同或者計數(shù)cnt大于15，則保存的數(shù)據(jù)先與標示數(shù)sing求異或后壓入，再壓縮入OxElRHcnt ； (8)壓縮入保存的數(shù)據(jù)先與標示數(shù)sing求異或的數(shù)； (9)重復步驟(3) (8)，直至一行灰度數(shù)據(jù)檢查完； (10)一行灰度數(shù)據(jù)壓縮完畢，依次向下掃描壓縮圖像數(shù)據(jù)，重復步驟(I) (9)，直至全部圖像數(shù)據(jù)壓縮完。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，所述的N可以取值4 8。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，所述的計算機識別的長度bit位數(shù)可以是16bit、32bit、64bit。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，所述的單位數(shù)由標示數(shù)和計數(shù)值構(gòu)成，可以標示數(shù)在前計數(shù)值在后，也可以標示數(shù)在后計數(shù)值在前。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在直寫式光刻系統(tǒng)中的圖像灰度數(shù)據(jù)的壓縮方法，以圖像行格式壓縮，每次檢查1×N灰度圖數(shù)據(jù)，以計算機識別的長度bit位數(shù)為單位，每個單位數(shù)由標示數(shù)和計數(shù)值構(gòu)成，標示數(shù)用以說明壓縮的全白或者全黑或者相同灰度數(shù)據(jù)，計數(shù)值用以說明相同的計數(shù)，其它灰度數(shù)據(jù)則不進行壓縮。本發(fā)明的壓縮方法在壓縮后的數(shù)據(jù)不會增加，壓縮比適中，壓縮與解壓縮的速度快。
文檔編號G03F7/20GK102736448SQ20121018919
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者張愛民, 陳修濤, 陳勇 申請人:合肥芯碩半導體有限公司