本發(fā)明涉及半導(dǎo)體缺陷檢測(cè)/光刻
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種快速計(jì)算從矢量圖形提取網(wǎng)柵圖形及填充的方法。
背景技術(shù)：
：半導(dǎo)體光刻/缺陷檢測(cè)過(guò)程中，需要將矢量圖形(如GDSII格式)轉(zhuǎn)化為位圖，對(duì)光刻來(lái)說(shuō)，將位圖采用光刻技術(shù)刻寫到掩膜版上，在將掩膜版上的圖形復(fù)制到晶元上，在經(jīng)過(guò)多種工序，形成芯片；對(duì)半導(dǎo)體缺陷檢測(cè)來(lái)說(shuō)，需要將從圖像傳感器(如相機(jī))采集的掩膜版/晶元的圖像與位圖進(jìn)行對(duì)比，檢測(cè)出采集圖像與位圖之間的差異，這些差異即掩膜版/晶元的缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用FPGA來(lái)進(jìn)行位圖轉(zhuǎn)換，一般先將矢量圖中的多邊形進(jìn)行三角分解，然后進(jìn)行填充。這種方式有如下缺點(diǎn)：1、FPGA屬于專用硬件，需要針對(duì)特定項(xiàng)目進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，成本較高；2、對(duì)多邊形進(jìn)行三角分解并填充，性能比較低，導(dǎo)致系統(tǒng)的產(chǎn)能低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種基于GPU快速計(jì)算從矢量圖形提取網(wǎng)柵圖形及填充的方法，具有成本低、性能高的特點(diǎn)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種快速計(jì)算從矢量圖形提取網(wǎng)柵圖形及填充的方法，包括以下步驟：1)由控制模塊讀取輸入的GDS矢量圖信息，對(duì)GDS文件相應(yīng)層進(jìn)行解析；并對(duì)矢量點(diǎn)進(jìn)行GDS矢量圖文件中定義的變換，形成GDS矢量圖文件的矢量點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)；2)控制模塊根據(jù)采集模塊的視場(chǎng)大小以及鏡頭倍率將矢量圖網(wǎng)格化，并根據(jù)矢量點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)，對(duì)矢量點(diǎn)所在的多邊形根據(jù)網(wǎng)格的坐標(biāo)進(jìn)行劃分和裁剪；3)控制模塊一次獲取一個(gè)條帶的網(wǎng)格的多邊形坐標(biāo)，發(fā)送給GPU進(jìn)行并行填充。具體的說(shuō)，所述的步驟1)中，GDS矢量圖信息包括GDS矢量圖文件名，GDS矢量圖層號(hào)；變換包括縮放，旋轉(zhuǎn)，插入點(diǎn)，模塊化，陣列化。所述的步驟2)中，將矢量圖劃分為m行n列的網(wǎng)格，并根據(jù)矢量點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)，對(duì)矢量點(diǎn)所在的多邊形根據(jù)網(wǎng)格的坐標(biāo)進(jìn)行劃分，并將多邊形中，不在網(wǎng)格內(nèi)部的部分進(jìn)行裁剪，最終得到包含在網(wǎng)格內(nèi)部的多邊形及其坐標(biāo)。所述的步驟3)中，填充的粒度為多邊形，填充時(shí)針對(duì)每個(gè)多邊形的每一行進(jìn)行掃描求交點(diǎn)，若遇到極值點(diǎn)或水平線則直接將極值點(diǎn)或水平線進(jìn)行填充；若不是則求取交點(diǎn)并對(duì)交點(diǎn)按坐標(biāo)進(jìn)行排序，排序后將奇數(shù)交點(diǎn)到偶數(shù)交點(diǎn)范圍內(nèi)的像素進(jìn)行填充。所述的步驟3)中條帶的形成方式為：控制模塊向平臺(tái)控制器發(fā)送待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)形成蛇形運(yùn)動(dòng)的軌跡；每個(gè)視場(chǎng)的圖像大小用一個(gè)方格表示，一行表示一個(gè)條帶。本發(fā)明的有益效果是：本方法采用通用的GPU計(jì)算卡(如TESLA)實(shí)現(xiàn)矢量圖到位圖的轉(zhuǎn)換，可根據(jù)系統(tǒng)的需求，采用多塊GPU計(jì)算卡協(xié)同處理，處理過(guò)程中不需要進(jìn)行多邊形三角分解，提高了系統(tǒng)的處理性能和產(chǎn)能。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明待測(cè)物體運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；圖3是本發(fā)明自接觸多邊形填充示意圖；圖4是本發(fā)明兩個(gè)相交多邊形填充示意圖；圖中：1、定位平臺(tái)，包括X軸、Y軸和Z軸；2、待測(cè)物體，包括掩膜版和晶元；3、顯微鏡；4、相機(jī)；5、控制模塊，GPU計(jì)算卡插在控制模塊中；6、同步模塊；7、平臺(tái)控制器；8、實(shí)時(shí)聚焦模塊。具體實(shí)施方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示，一種基于GPU快速計(jì)算從矢量圖形提取網(wǎng)柵圖形及填充的裝置的一個(gè)實(shí)施例，包括控制模塊5，定位平臺(tái)1，平臺(tái)控制器7，同步模塊6，顯微鏡3，相機(jī)4，實(shí)時(shí)聚焦模塊8。控制模塊5完成運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制(包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌道的設(shè)置，運(yùn)動(dòng)速度和加速度的設(shè)置)，圖像的采集，矢量圖的柵格化及填充，缺陷的檢測(cè)，控制模塊中可插入多塊GPU計(jì)算卡，用于對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。定位模塊由定位平臺(tái)1和平臺(tái)控制器7組成。定位平臺(tái)1由同步軸X，步進(jìn)軸Y和垂直軸Z組成。平臺(tái)控制器7控制各軸的移動(dòng)并將同步軸Y在移動(dòng)時(shí)生成的位置脈沖向外輸出。同步模塊6接收平臺(tái)控制器7輸出的位置脈沖，并將脈沖發(fā)送給相機(jī)4，相機(jī)收到位置脈沖后，觸發(fā)拍照并將圖像發(fā)送到控制模塊5?？刂颇K5由計(jì)算機(jī)和控制軟件組成，負(fù)責(zé)控制同步模塊6、平臺(tái)控制器7和實(shí)時(shí)聚焦模塊8。采集模塊由顯微鏡3和相機(jī)4組成，顯微鏡包含5X、10X、20X、50X、100X的鏡頭，采用不同的鏡頭可以檢測(cè)出不同分辨率的缺陷。相機(jī)4收到同步模塊6發(fā)送的位置脈沖后，采集待測(cè)物體2在顯微鏡3在鏡頭的視場(chǎng)中的圖像，并將圖像發(fā)送到控制模塊5進(jìn)行處理。實(shí)時(shí)聚焦模塊8用于在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1的同步軸X的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)并調(diào)整運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1的垂直軸Z的高度，使待測(cè)物體2一直保持在相機(jī)4的焦面上，使得相機(jī)4能夠采集到待測(cè)物體2的清晰的圖像。本裝置采用通用的GPU計(jì)算卡(如TESLAK10)完成矢量圖的填充，GPU計(jì)算卡有強(qiáng)大的計(jì)算能力，非常適合大量圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)計(jì)算。例如，TESLAK10的規(guī)格如下：GPU數(shù)量和類型2顆KeplerGK104s峰值雙精度浮點(diǎn)性能0.19Tflops峰值單精度浮點(diǎn)性能4.58Tflops存儲(chǔ)器帶寬(ECC關(guān)閉)320GB/s存儲(chǔ)器容量(GDDR5)8GBCUDA核心數(shù)量2x1536本裝置在對(duì)矢量圖進(jìn)行填充時(shí)，沒(méi)有采用對(duì)多邊形進(jìn)行三角分解的方法，而是之間以多邊形為單位進(jìn)行填充，有效避免了將復(fù)雜圖形(如密集園)分解為大量三角形，利用GPU強(qiáng)大的處理能力，對(duì)矢量圖切分出的網(wǎng)柵圖形進(jìn)行并行實(shí)時(shí)計(jì)算，極大提高了系統(tǒng)的性能及系統(tǒng)的產(chǎn)能。在控制模塊5中，輸入檢測(cè)參數(shù)，包括掩膜版/晶元的尺寸(例如4x4,5x5，6x6，8x8平方英寸等)，顯微鏡光源的類型(包括透視光和反射光)，顯微鏡鏡頭倍率大小(5X、10X、20X、50X、100X)，GDS矢量圖文件名，待檢測(cè)的GDS圖層號(hào)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度等級(jí)(包括高、中、低)，實(shí)時(shí)聚焦模塊焦面參數(shù)，調(diào)整顯微鏡鏡頭，采用相應(yīng)倍率的鏡頭，然后啟動(dòng)檢測(cè)任務(wù)。控制模塊5向平臺(tái)控制器7發(fā)送運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度、位置脈沖參數(shù)。本系統(tǒng)采用一種蛇形運(yùn)動(dòng)的軌跡，蛇形運(yùn)動(dòng)軌跡形成過(guò)程如下：1、奇數(shù)條帶從左到右掃描；2、偶數(shù)條帶從右到左掃描；3、重復(fù)1、2步驟直到待測(cè)物體全部掃描完成；見(jiàn)圖2。圖2中，一個(gè)方格表示一個(gè)視場(chǎng)的圖像大小，一行表示一個(gè)條帶。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿同步軸X從待測(cè)物掩膜版/晶元2的水平起始點(diǎn)向其水平終止點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿步進(jìn)軸Y從掩膜版/晶元2的垂直起始點(diǎn)向垂直終止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一格，然后運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿沿同步軸X從待測(cè)物掩膜版/晶元2的水平終止點(diǎn)向其水平起始點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)，這樣可以使檢測(cè)時(shí)間縮短。控制模塊5向平臺(tái)控制器發(fā)送的位置脈沖距離為一個(gè)方格的大小，這樣運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1每移動(dòng)一個(gè)視場(chǎng)位置時(shí)，相機(jī)4就能夠抓拍到一張圖像，隨著掃描和步進(jìn)的進(jìn)行，最終可以實(shí)現(xiàn)隊(duì)整個(gè)掩膜版/晶元2區(qū)域的檢測(cè)。在控制模塊中，提前將2個(gè)條帶的GDS矢量圖文件柵格化，并對(duì)柵格化的矢量圖采用GPU進(jìn)行多邊形填充生成位圖，用于后續(xù)的檢測(cè)處理。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1在收到控制模塊5發(fā)送的運(yùn)動(dòng)軌跡，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度，位置脈沖參數(shù)后，開(kāi)始沿指定的運(yùn)動(dòng)軌跡勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)位置脈沖間隔后，向同步模塊6發(fā)送位置脈沖。實(shí)時(shí)聚焦模塊8收到控制模塊5發(fā)送的焦面參數(shù)后，實(shí)時(shí)檢測(cè)聚焦模塊8與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1的Z軸的距離是否偏離了焦面，如發(fā)生偏離，實(shí)時(shí)聚焦模塊8箱運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器7發(fā)送調(diào)整Z軸距離命令，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器7收到調(diào)整Z軸距離命令后，調(diào)整Z軸到焦面位置，保證相機(jī)4能夠拍攝到清晰的圖像。相機(jī)模塊4收到同步模塊發(fā)送的位置脈沖后，將待測(cè)物體掩膜版/晶元2經(jīng)由顯微鏡3的鏡頭的視場(chǎng)進(jìn)行成像，將采集到的圖像發(fā)送給控制模塊5進(jìn)行缺陷檢測(cè)?？刂颇K5收到相機(jī)模塊4發(fā)送的圖像后，將收到圖像與控制模塊對(duì)矢量圖采用多邊形填充后生成的位圖進(jìn)行對(duì)比，不一致的地方標(biāo)注為缺陷，隨著掃描和步進(jìn)的進(jìn)行，控制模塊5檢測(cè)出整個(gè)掩膜版/晶元2區(qū)域的缺陷。本裝置提出的基于GPU快速計(jì)算從矢量圖形提取網(wǎng)柵圖形及填充的過(guò)程具體如下：控制模塊5讀取輸入的GDS矢量圖文件名，GDS矢量圖層號(hào)，對(duì)GDS文件相應(yīng)層進(jìn)行解析，對(duì)矢量點(diǎn)進(jìn)行GDS矢量圖文件中定義的變換(包括縮放，旋轉(zhuǎn)，插入點(diǎn)，模塊化，陣列化)，形成GDS矢量圖文件的矢量點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)。控制模塊5按照相機(jī)4的視場(chǎng)大小，顯微鏡3使用的鏡頭倍率，將矢量圖劃分為m行n列的網(wǎng)格，并根據(jù)矢量點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)，對(duì)矢量點(diǎn)所在的多邊形根據(jù)網(wǎng)格的坐標(biāo)進(jìn)行劃分，并將多邊形中，不在網(wǎng)格內(nèi)部的部分進(jìn)行裁剪，最終會(huì)得到包含在網(wǎng)格內(nèi)部的多邊形及其坐標(biāo)?？刂颇K5一次獲取一個(gè)條帶的網(wǎng)格的多邊形坐標(biāo)，發(fā)送給GPU(可支持多塊GPU)進(jìn)行并行填充。填充的粒度為多邊形，填充時(shí)針對(duì)每個(gè)多邊形的每一行進(jìn)行掃描求交點(diǎn)，如果是遇到極值點(diǎn)或水平線則直接將極值點(diǎn)或水平線填充起來(lái)；如果不是則求取交點(diǎn)并對(duì)交點(diǎn)按坐標(biāo)進(jìn)行排序，排序后將奇數(shù)交點(diǎn)到偶數(shù)交點(diǎn)范圍內(nèi)的像素填充起來(lái)。本填充算法可以處理圖3自接觸多邊形的填充，及圖4多個(gè)相交多邊形的填充。以上說(shuō)明書中描述的只是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，各種舉例說(shuō)明不對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員在閱讀了說(shuō)明書后可以對(duì)以前所述的具體實(shí)施方式做修改或變形，而不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3