一种用于直写式光刻机图形发生器的凹四边形fpga硬件填充方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直写式光刻机图形数据处理技术领域，具体来说是一种用于直写式光刻机图形发生器的凹四边形FPGA硬件填充方法。
【背景技术】
[0002]直写式光刻机是半导体生产过程中的必备设备，直写式光刻机设备利用图形发生器取代传统光刻机的掩模板，通过DMD反射特定波长的激光与干膜或者光刻胶反应将曝光图形直接转移到PCB或者晶圆上。其与传统曝光机的区别在于:首先经由计算机将曝光图形资料解析，然后转化为利于下位机处理的图形坐标点数据，通过传输媒介输送给下位机FPGA来填充还原成待曝光二进制图形。但是由于受计算机和下位机处理图形类别的限制，目前针对图形类别的处理只能针对三角形(主要)和梯形(特殊的凸四边形)，遇到凹四角形的情况出现时，则需要先将其拆分成若干个三角形，形成多个三角形的组合，然后再对三角形进行一一处理，所涉及的图形坐标点数据量大，且填充效率较低，进而影响了直写式光刻设备的产能。如何能够实现针对凹四边形直接进行填充作业已经成为急需解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现有技术中无法针对凹四边形进行填充作业的缺陷，提供一种用于直写式光刻机图形发生器的凹四边形FPGA硬件填充方法来解决上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0005]一种用于直写式光刻机图形发生器的凹四边形FPGA硬件填充方法，包括以下步骤:
[0006]数据预处理，获取顶点坐标信息，针对顶点进行坐标连线，画出四边形的四条边；
[0007]数据录入，针对四条边建立四个边存储器，将四条边的坐标值信息分别存储至相应的边存储器中；
[0008]填充区域的确定，对四个边存储器均以￥_为起始地址进行同步遍历填充处理，处理结束后四个边存储器均对Y_+1进行遍历填充处理，直至读地址为Y _。
[0009]所述的数据预处理包括以下步骤:
[0010]定义四边形所在帧区域大小为Μ*Ν，获取已知的四个顶点A (xl，yl)、B(x2, y2)、C(x3, y3)、D(x4, y4)；
[0011]针对四个顶点A、B、C、D画出四条边，获取到每条边上的X、y值；
[0012]以y值为基准，对每条边上同一 y值所对应的X值的最大值和最小值进行合并记录，记录为 Xall= (χ_，χ_)；
[0013]计算出四个顶点A (xl，yl)、B(x2，y2)、C(x3，y3)、D(x4，y4)中 Y 坐标的最大值￥_、最小值Y_。
[0014]所述的数据录入包括以下步骤:
[0015]建立四个边存储器，边存储器的大小均为:深度为N、宽度为2*(log2M+l)、所有位的初始值均为O ;
[0016]将四条边Xall、Y坐标范围内的边坐标值信息以Y为写地址信息、Xall+1为写数据信息分别存放至四个边存储器中。
[0017]所述的遍历填充处理包括以下步骤:
[0018]以Y_为起始地址读取边存储器里的值，若读出的值为0，则表示该边存储器对应的那条边与当前Y值没有交点；若读出的值为非0，则表示该边存储器对应的那条边与当前Y值存在交点，将其记录；
[0019]若某一 Y值与四条边都存在交点，则该四边形为凹四边形，读出的这四条边的X值求出这四个交点Xa、HXd^X a、HXd进行升序排列；将XA Xb之间和X。与Xd之间均填充为1，其余为0，并将填充结果存储到帧处理器；
[0020]若某一 Y值与两条边都存在交点，读出的这两条边的X值求出XjP Xb，将Xb之间填充为1，其余为0，并将填充结果存储到帧处理器。
[0021]有益效果
[0022]本发明的一种用于直写式光刻机图形发生器的凹四边形FPGA硬件填充方法，与现有技术相比能够直接对凹四边形进行填充。通过结合FPGA的可编程特性，利用其丰富的存储器和逻辑门资源，用并行处理的方式快速的实现了凹四边形的填充，不仅节省了数据传输的带宽，也提高了直写式光刻机的产能。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的方法流程图；
[0024]图2a-图2e为本发明中凹四边形的填充示例过程图；
[0025]图3为本发明中遍历填充处理步骤的填充示例图；
[0026]图4为本发明的数据预处理步骤中针对同一y值的X值的最大值和最小值进行合并记录的输出时序图；
[0027]图5为边存储器的硬件模型图。
【具体实施方式】
[0028]为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:
[0029]如图1所示，本发明所述的一种用于直写式光刻机图形发生器的凹四边形FPGA硬件填充方法，包括以下步骤:
[0030]第一步，数据预处理。获取顶点坐标信息，针对顶点进行坐标连线，画出四边形的四条边，即通过数据预处理过程，能够输出获取到凹四边形上每条边上的x、y值。其具体步骤如下:
[0031](I)定义四边形所在帧区域大小为M*N，通过已知的四个顶点A(xl，yl)、B(x2, y2)、C(x3, y3)、D(x4, y4)，如图2a所示，直接可以定位出四边形的四个顶点位置。
[0032](2)如图2b所示，针对四个顶点A、B、C、D画出四条边，从而获取到每条边上的X、y值。
[0033](3)以y值为基准，对每条边上同一 y值所对应的X值的最大值和最小值进行合并记录，记录为Xall= (Xmin，Xmax)。确定Xall的目的在于，当边或者边的延长线与X轴方向的夹角小于45度或者大于135度时，该边相同的Y会有多个不同的X值。且当具有这样特征的边位于所在四边形的左边时，X_则尤为重要，当具有这样特征的边位于所在四边形的右边时，X_则尤为重要。在光刻机领域，图形的精细度十分重要，为了不丢失图形的边缘细节信息，则需要精准的记录相同Y值对应的所有X信息。该步骤模块的输出时序图如图4所示，如图2b所示当边或者边的延长线与X方向的夹角小于45度或者大于135度时，针对相同的Y会有多个不同的X值(因为为了满足这个倾斜角度，斜边的走向在同一 Y值上像素格中必须要呈多个X值的连续分布，例如X8、XjP X 10)，将最大值和最小值合并记录为X3H= (x_，Xnax)，由datavalid信号来标志当前Y值的有效Xall信号。当边或者边的延长线与X方向的夹角大于等于45度且小于等于135度时，同样Xall= (X_，X_)，但只是由于倾斜角度的原因，此时X_= X_。所有输出的有效标志以datavalid信号为高电平‘I’为准。
[0034](4)计算出四个顶点 A(xl, yl)、B(x2, y2)、C