直写式光刻机中倾斜式扫描数据的重组方法与流程

本发明涉及一种重组方法，尤其是一种直写式光刻机中倾斜式扫描数据的重组方法，属于直写式光刻机倾斜式数据处理的技术领域。

背景技术：

直写式光刻机设备又称影像直接转移设备，在半导体及pcb生产领域是一个关键设备。与传统半自动曝光设备相比，其利用图形发生器取代传统光刻机的掩模板，从而可以直接将计算机的图形数据曝光到晶圆或pcb板上，节省制板时间和制作掩模板的费用。而为了进一步提高设备曝光分辨率及生产产能，在影像直接转移的数据处理上，会采用倾斜式的数据处理方式。

由于采用倾斜式的数据处理方式，以及图形发生器数字微镜芯片(dmd)固有的排布结构，倾斜过后的数据不能直接做为dmd的输入数据，需要经过变换重组，最终整理为呈现倾斜效果，并适合于dmd镜片排布结构的数据格式。

一般地，数据的变换重组会在fpga内完成，通常采用额外添加ram，将整理好的数据暂存至ram，需要使用时进行读出，但这样会增加制造成本及硬件复杂性。或使用fpga内部的逻辑资源进行数据变换重组，一般为非实时性的，会严重降低数据处理速度，进而不能很好的达到采用倾斜式扫描增加设备产能的目的。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种直写式光刻机中倾斜式扫描数据的重组方法，其能降低硬件制造成本，提高数据变换重组的速度，从而有效提高曝光分辨率以及生产产能。

按照本发明提供的技术方案，一种直写式光刻机中倾斜式扫描数据的重组方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、对1920*1080p的数字微镜芯片dmd，根据倾斜因子k，得到倾斜数据的数据总量为2048*k，其中，每个倾斜数据的位宽为256位，每个倾斜数据分成k组，每组数据为256/k位，k＝2ⁿ,n＝1,2,3，……，8；在fpga内选取k个用于数据暂存的ram；

步骤2、将上述倾斜数据中前4*k个256位数据中的所有第一个(256/k)位数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第一行前1024个镜片中的第一行前1024位数据；将上述倾斜数据中后4*k个256位数据中的所有第一个(256/k)位数数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第一行后1024个镜片中的第一行后1024位数据；

将上述倾斜数据中前4*k个256位数据中的所有第二个(256/k)位数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第二行前1024个镜片中的第二行前1024位数据，并将上述倾斜数据中后4*k个256位数据中的所有第二个(256/k)位数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第二行后102个镜片中的第二行后1024位数据；

重复上述数据组成方式，直至将所有的倾斜数据与数字微镜芯片dmd中k行镜片的前1024个镜片、后1024个镜片一一对应；

步骤3、将上述数字微镜芯片dmd中第一行的2048位数据中，划分成64个256位数据，并根据划分的64个256位数据得到数字微镜芯片dmd中第一行2048位数据；其中，第一行的第一个256位数据由第一个256位数据至第(k/2)个256位数据中对应的第一个(256/k)位数据、以及第(1+4k)个256位数据至第(k/2+4k)个256位数据对应的第一个(256/k)位数据组成；

第一行的第二个256位数据由第(1+k/2)位数据至第(k)个256位数据中对应的第一个(256/k)位数据、以及第(1+9k/2)个256位数据至第(5k)个256位数据对应的第一个(256/k)位数据组成；

重复上述数据操作，直至得到数字微镜芯片dmd中第一行所有的256位数据，以及数字微镜芯片dmd中第k行所有的256位数据；

步骤4、对上述数字微镜芯片dmd中k行所有的256位数据中，划分得到前32个256位数据与后32位256数据；其中，对数字微镜芯片dmd第一行的前32个256位数据，第一个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第一个地址区域，第二个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第二个地址区域，重复所述写入操作，直至第32个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第三十二个地址区域；

对数字微镜芯片dmd第一行的后32个256位数据，第33个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第三十三个地址区域，第34个256位数据中所包含k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第三十四个地址区域，重复所述写入操作，直至第64个256数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入第六十四位地址区域；

第33个256位数据写入k个ram中的数据顺序与第一个256位数据写入k个ram中的数据顺序相差四组数据；当(k/2)<32时，对前32个256位数据或后32个256位数据，每间隔(k/2)个256位数据在k个ram中写入顺序相同，在(k/2)个256位数据中，相邻写入k个ram中的数据顺序存在一组数据的错位；

重复上述数据操作，直至将k行所有的256位数据均写入k个ram中；

步骤5、根据上述数据写入的方式，在一个时钟下，同时读取k个ram中存取的数据，以得到数字微镜芯片dmd中一行镜片中每个镜片所需写入的256位数据；重复上述数据写入操作，直至将数字微镜芯片dmd中k行镜片写满。

在fpga内同时开辟两个ram块，每个ram块内均包含k个ram，在对一个ram块内写入数据时，对另一个ram块进行读数据。

本发明的优点：根据倾斜因子，对倾斜数据进行变换重组，能降低硬件制造成本，提高数据变换重组的速度，从而有效提高曝光分辨率以及生产产能。

附图说明

图1为本发明以倾斜因子k＝8时，256倾斜数据的示意图。

图2为本发明在倾斜因子k＝8时，倾斜数据的数据总量示意图。

图3为本发明在倾斜因子k＝8时，重组后写入第一行镜片的数据示意图。

图4为本发明在倾斜因子k＝8时，重组后写入第二行镜片的数据示意图。

图5为本发明在倾斜因子k＝8时，数据写入ram内的示意图。

图6为本发明在倾斜因子k＝8时，数据从ram中读取的示意图。

图7为本发明对数据的读取采用乒乓操作的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能降低硬件制造成本，提高数据变换重组的速度，从而有效提高曝光分辨率以及生产产能，本发明包括如下步骤：

步骤1、对1920*1080p的数字微镜芯片dmd，根据倾斜因子k，得到倾斜数据的数据总量为2048*k，其中，每个倾斜数据的位宽为256位，每个倾斜数据分成k组，每组数据为256/k位，k＝2ⁿ,n＝1,2,3，……，8；在fpga内选取k个用于数据暂存的ram；

具体地，倾斜因子k的数量与数字微镜芯片dmd中镜片的行数相一致，对于一个确定的数字微镜芯片dmd，则倾斜因子k随之确定。在倾斜因子k确定后，倾斜数据的数据总量随之确定。倾斜数据的具体数值，与数字微镜芯片dmd中待写入的数据有关，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。，一般地，ram的数据位宽也为256/k。下述的具体数据重组变化过程也在fpga内完成。

步骤2、将上述倾斜数据中前4*k个256位数据中的所有第一个(256/k)位数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第一行前1024个镜片中的第一行前1024位数据；将上述倾斜数据中后4*k个256位数据中的所有第一个(256/k)位数数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第一行后1024个镜片中的第一行后1024位数据；

将上述倾斜数据中前4*k个256位数据中的所有第二个(256/k)位数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第二行前1024个镜片中的第二行前1024位数据，并将上述倾斜数据中后4*k个256位数据中的所有第二个(256/k)位数据，组成待写入数字微镜芯片dmd中第二行后102个镜片中的第二行后1024位数据；

重复上述数据组成方式，直至将所有的倾斜数据与数字微镜芯片dmd中k行镜片的前1024个镜片、后1024个镜片一一对应；

步骤3、将上述数字微镜芯片dmd中第一行的2048位数据中，划分成64个256位数据，并根据划分的64个256位数据得到数字微镜芯片dmd中第一行2048位数据；其中，第一行的第一个256位数据由第一个256位数据至第(k/2)个256位数据中对应的第一个(256/k)位数据、以及第(1+4k)个256位数据至第(k/2+4k)个256位数据对应的第一个(256/k)位数据组成；

第一行的第二个256位数据由第(1+k/2)位数据至第(k)个256位数据中对应的第一个(256/k)位数据、以及第(1+9k/2)个256位数据至第(5k)个256位数据对应的第一个(256/k)位数据组成；

重复上述数据操作，直至得到数字微镜芯片dmd中第一行所有的256位数据，以及数字微镜芯片dmd中第k行所有的256位数据；

本发明实施例中，第一行的第一个256位数据由第一个256位数据至第(k/2)个256位数据中对应的第一个(256/k)位数据、以及第(1+4k)个256位数据至第(k/2+4k)个256位数据对应的第一个(256/k)位数据组成，具体是指，从第一个256位数据的第一个(256/k)位数据连续取至第(k/2)个256位数据对应的第一个(256/k)，同时，从第一(1+4k)个256位数据的第一个(256/k)数据连续取至第(k/2+4k)个256位数据对应的第一个(256/k)，从而得到第一行的第一个256位数据，下述的数据操作方式类同，此处不再一一描述。

步骤4、对上述数字微镜芯片dmd中k行所有的256位数据中，划分得到前32个256位数据与后32位256数据；其中，对数字微镜芯片dmd第一行的前32个256位数据，第一个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第一个地址区域，第二个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第二个地址区域，重复所述写入操作，直至第32个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第三十二个地址区域；

对数字微镜芯片dmd第一行的后32个256位数据，第33个256位数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第三十三个地址区域，第34个256位数据中所包含k个(256/k)位数据分别写入k个ram的第三十四个地址区域，重复所述写入操作，直至第64个256数据中所包含的k个(256/k)位数据分别写入第六十四位地址区域；

第33个256位数据写入k个ram中的数据顺序与第一个256位数据写入k个ram中的数据顺序相差四组数据；当(k/2)<32时，对前32个256位数据或后32个256位数据，每间隔(k/2)个256位数据在k个ram中写入顺序相同，在(k/2)个256位数据中，相邻写入k个ram中的数据顺序存在一组数据的错位；

重复上述数据操作，直至将k行所有的256位数据均写入k个ram中；

本发明实施例中，当(k/2)≥32时，由于与前32个256位数据、后32个256数据的关系，则不存在上述的数据顺序存取关系。

步骤5、根据上述数据写入的方式，在一个时钟下，同时读取k个ram中存取的数据，以得到数字微镜芯片dmd中一行镜片中每个镜片所需写入的256位数据；重复上述数据写入操作，直至将数字微镜芯片dmd中k行镜片写满。

如图7所示，在fpga内同时开辟两个ram块，每个ram块内均包含k个ram，在对一个ram块内写入数据时，对另一个ram块进行读数据。本发明实施例中，通过两个ram的数据读取操作，能够进一步增加重组效率，降低重组时间。

如图1～图6所示，以倾斜因子k＝8为例，对本发明的具体过程进行说明，具体地：

图1为倾斜过后所输出的256位数据格式，倾斜因子k＝8时，输出的数据会按照k＝8分成8组，每组数据为32位。

如图2所示，在当k＝8时，倾斜数据总的数据量为2048*8＝16384位，分为64个256位，每个256位都为图1中所示的数据结构形式，即所述倾斜数据的总数据量对应数字微镜芯片dmd的8行镜片，每行镜片需要2048位数据。

如图3、图4所示，倾斜数据写入数字微镜芯片dmd的规则为：倾斜数据的前32个256位数据中的所有第一个32位，组成1024位数据，写入数字微镜芯片dmd的第一行镜片的前1024个镜片当中；倾斜数据的后32个256位数据中的所有第一个32位，组成1024位数据，写入数字微镜芯片dmd的第一行镜片的后1024个镜片当中。

同理，倾斜数据的前32个256位数据中的所有第二个32位，组成1024位数据，待写入数字微镜芯片dmd的第二行镜片的前1024个镜片当中；倾斜数据的后32个256位数据中的所有第二个32位，组成1024位数据，待写入数字微镜芯片dmd的第二行镜片的后1024个镜片当中。以此类推，直至倾斜数据能写满所对应的8行镜片。

实际上数字微镜芯片dmd的数据写入通道宽度同样为256位，重新变换重组的数据，数字微镜芯片dmd的第一行镜片的第一个256位，需要取得上述得到数据中的第1个256位数据、第2个256位数据、第3个256位数据、第4个256位数据的第一个32位数据及第33个256位数据、第34个256位数据、第35个256位数据、第36个256位数据的第一个32位数据。同理，数字微镜芯片dmd的第一行镜片第二个256位，需要取得上述得到数据的第5个256位数据、第6个256位数据、第7个256位数据、第8个256位数据的第一个32位数据及第37个256位数据、第38个256位数据、第39个256位数据、第40个256位数据的第一个32位数据。以此类推，直至能将第一行镜片写满。

对数字微镜芯片dmd的第二行镜片的第一个256位，需要取得上述得到数据的第1个256位数据、第2个256位数据、第3个256位数据、第4个256位数据的第二个32位数据及第33个256位数据、第34个256位数据、第35个256位数据、第36个256位数据的第二个32位数据。同理，第二行镜片第二个256位，需要取得上述得到数据的第5个256位数据、第6个256位数据、第7个256位数据、第8个256位数据的第二个32位数据及第37个256位数据、第38个256位数据、第39个256位数据、第40个256位数据的第二个32位数据。以此类推，直至能将第二行镜片写满。

根据上述数据操作，得到能写满第三行镜片、第四行镜片、第五行镜片、第六行镜片、第七行镜片、第八行镜片的倾斜重组数据。

如图5所示，按照上述的数据重组变换过程，选取k＝8个ram，每个ram的数据位宽为32位。重组变换后得到能写满所有镜片的数据后，对第一行镜片的数据，在将数据写入ram时，即第一个256位数据所分好组的8个32位数据分别写入8个ram的第一个地址区域；第二个256位数据所分好组的8个32位数据，按照图示的规则，错位一组数据，然后分别写入8个ram的第二个地址区域。按照此种规则，以图示的方式，将前32个256位数据分别写入8个ram的前32个地址区域。

对后32个256位数据，从错位4个32位分组数据开始，分别写入8个ram中的第33个地址区域至第64个地址区域。对于其他行镜片的写入ram过程，可以参考上述说明，此处不再赘述。

如图6所示，按照重组数据写入ram的规则，在一个clk时钟下，可同时从ram1的第一个地址区域、ram2的第二个地址区域、ram3的第三个地址区域、ram4的第四个地址区域、ram5的第三十三个地址区域、ram6的第三十四个地址区域、ram7的第三十五个地址区域、ram8的第三十六个地址区域读出第1个256位、第2个256位数据、第3位256位数据、第4个256位数据的第一个32位数据及第33个256位数据、第34个256位数据、第35个256位数据、第36个256位数据的第一个32位数据，重新组成第一个256位数据写入第一行镜片的第一个镜片内。

同理，可同时从ram1的第5个地址区域、ram2的第6个地址区域、ram3的第7个地址区域、ram4的第8个地址区域、ram5的第37个地址区域、ram6的第38个地址区域、ram7的第39个地址区域、ram8的第40个地址区域读出第5个256位数据、第6个256位数据、第7个256位数据、第8个256位数据的第一个32位数据及第37个256位数据、第38个256位数据、第39个256位数据、第40个256位数据的第一个32位数据，重新组成第二个256位数据以写入第一行镜片的第二个镜片中。以此类推，直至将8行镜片全部写满。

如图5、图6所示，按照上述数据写入ram的方式以及从ram中读取的方式，可达到最快的写入与读取速度，所有的256位数据的写入及读取操作，均可在一个clk时钟下完成，不会因为数据的重组而增加时间。