[發明專利]一種用于激光直接成像的版圖預處理方法

有效

• 申請號: 201310526630.8
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103559344A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 俞慶平;張國龍;馬迪
• 申請（專利權）人: 蘇州微影光電科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 張家港市高松專利事務所(普通合伙) 32209
• 代理人: 孫高

技術領域

本發明涉及激光成像技術領域，具體涉及一種用于激光直接成像(LDI)的版圖預處理方法。

背景技術

LDI是一種非接觸(NON?Contact)式直接成像技術，它通過對CAD版圖進行預處理，輸出前處理數據，驅動激光成像系統，在涂覆有光刻膠的基底上直接圖形成像的技術。目前，LDI設備的應用領域是印刷電路板成像和半導體集成電路成像。印刷電路板常用的版圖格式是RS274X(Gerber)和ODB++；半導體常用版圖格式是GDSII。在印刷電路板和半導體領域內，LDI是相對較新的技術，目前還沒有專用的版圖格式。現有技術中的激光直接成像中版圖加工的完整處理過程請參考附圖1。LDI設備不能實時解析和柵格化現有的版圖格式，主要原因為：一、現有版圖格式均為矢量圖，LDI設備中的成像裝置只支持柵格化圖像(位圖，BITMAP)的直接成像，需要增加解析和柵格化過程；二、每次打開版圖，需要等待漫長的版圖解析過程，無論是校對程序還是曝光程序都不允許如此長的解析加載時間的，一般會采用離線解析方案；三、版圖數據一般由CAD軟件導出，用于設計與生產間的數據交換，由于版圖設計方法和版圖導出程序的原因，版圖常存在設計、精度、語義或語法錯誤。因此需要校對預處理數據，以免發生生產停頓或產品缺陷等嚴重后果。一般地，解析程序會嘗試修復各類錯誤，但自動修復無法保證完全符合設計者意圖，故解析結果仍需要校對；四、不同的版圖類型，其圖形元素定義方法不同。版圖結構常采用層次、重復等結構表示復雜的版圖結構。圖形元素之間常存在幾何關系，如疊加、剪除、反色、鏡像、平移、旋轉等。如圓環，可表示為兩個同心圓的差。具有復雜結構和復雜關系的版圖不利于柵格化的快速進行。校對程序瀏覽版圖、掃描曝光程序從版圖分割出STRIP，柵格化設備從STRIP分割出BLOCK都是截窗(Windowing)過程。如果沒有預處理數據，軟件需要先按層查找出與該截窗相接觸(含相交、包含或被包含等關系)的所有圖形元素，然后，將這些圖形元素多邊形化，再按這些圖形元素之間的關系，計算出截窗內的最終幾何圖案，最后，再對最終幾何圖案進行柵格化處理。對于用戶瀏覽操作來說，該柵格化過程不會引起用戶操作上延遲的感受。但對于設備成像來說，該效率是極其低下的。

綜上述所，版圖格式不適合于LDI曝光時的輸入數據格式，但由于以下原因，直接將版圖離線柵格化為位圖也不是可取的解決方案，原因如下：一、由于柵格化精度不同，柵格化出的位圖數據量也不同。在實際應用中，在PCB加工中，例如一張600×800毫米的Gerber版圖，線寬30微米，細分精度2.0微米柵格化，加工時間一般不應超過1分鐘。按上述參數柵格化后位圖的分辨率為300,000×400,000，數據量約110G(8位)或14G(1位，單色位圖)。按單色位圖計算，在千兆網上傳輸，傳輸約140秒。這是無法滿足生產的，同時這也是普通硬盤輸入的瓶頸。二、由于成本原因，LDI設備不使用轉動臺，而是應用對位技術，通過找到基板圖案與待加工圖形的關系，得出變換矩陣，對待加工版圖進行數學變換，從而達到旋轉、平移和縮放等目的。但上述舉例中柵格化圖像的變換操作不僅是相當耗時，而且內存需求量也極大，同時還會產生不必要的精度損失。三、如此龐大的位圖也不利于校對程序加載和瀏覽。

因此，原始版圖和位圖均不適合于LDI的直接輸入數據。需要一種介于兩者之間的中間格式數據，以便于克服這兩種數據格式中存在的問題。

發明內容

根據上述現有技術中的不足，為了達到在激光直接成像過程中易于讀取、易于查找圖形且空間占用較小、精度損失少、柵格化效率高并利于數學變換、有利于校對的目的，本發明提供了一種激光直接成像中應用的版圖預處理方法。

為了實現上述目的，本發明公開的技術方案為：一種用于激光直接成像的版圖預處理方法，包括如下步驟：步驟a：讀取版圖文件，根據版圖文件格式，選擇正確的版圖解析模塊；步驟b：解析出版圖數據得到預處理數據，解析出預處理數據中圖層和每個圖層內的所有圖形元素，按原始圖層順序在內存創建圖層實例；步驟c、按圖層實例順序將圖形元素多邊形化；步驟d、按圖層實例順序將圖層網格化，構建多邊形索引；步驟e、按圖層順序存儲預處理數據中的所有圖層數據到外存空間。

優選的，所述步驟c中，圖形元素多邊形化的規則是：所述多邊形由外邊界頂點和孔組成，各孔間互不相交，外邊界頂點與各孔也不相交。本發明中所述的孔是不再包含孔的多邊形，孔邊界的頂點組成。所述的多邊形中發生自交現象時，需使用自交消除算法消除。