面向光刻版图图形栅格化的分带并行填充率计算方法、系统、介质、终端及程序产品与流程

本技术涉及版图图形栅格化，特别是涉及一种面向光刻版图图形栅格化的分带并行填充率计算方法、系统、介质、终端及程序产品。

背景技术：

1、在半导体光刻工艺过程中，版图数据通常以多边形几何图形的形式描述待曝光区域。为了进行光学仿真、掩膜近场计算、光刻胶成像分析或后续计算光刻优化，需要将连续几何多边形转换为离散的二维掩膜矩阵。该过程通常称为多边形栅格化或 polygon-to-mask 转换。

2、在计算光刻中，掩膜矩阵的每一个像素或栅格单元通常表示该单元被版图图形覆盖的比例，即填充率或覆盖率。填充率的准确性直接影响后续光强计算、成像仿真和工艺窗口评估结果。因此，如何在保证几何精度的前提下，高效计算大规模版图中每个栅格单元的覆盖率，是计算光刻系统中的关键问题之一。

3、现有的多边形栅格化方法通常采用扫描线算法。该方法沿纵向逐行扫描版图区域，查找与当前扫描线相交的多边形边，根据交点横坐标排序，并按照奇偶规则或非零环绕规则确定填充区间。对于每个填充区间，再计算其覆盖的栅格单元范围并写入掩膜矩阵。然而，在大规模光刻版图中，扫描线算法存在以下问题：

4、（1）边集合重复扫描开销大，若每条扫描线均遍历全部边集合，会造成大量重复判断，尤其在版图边数较多、栅格分辨率较高时，计算开销显著增加。

5、（2）cpu 串行扫描线处理效率较低，传统扫描线算法通常按行顺序处理，难以充分利用gpu等并行硬件的计算能力。

6、（3）直接按像素并行容易造成冗余计算，若为每个像素或栅格单元分配线程，需要重复判断该像素是否位于多边形内，可能导致大量点包含测试或边交点计算，效率低下。

7、（4）全局内存访问频繁，在gpu实现中，若每条扫描线或每个像素均从全局内存读取边数据，会导致访存压力较大，影响整体性能。

8、（5）曼哈顿版图特征未被充分利用，光刻版图中大量图形为曼哈顿图形，即主要由水平边和垂直边构成。该类图形在纵向区间内的有效边集合具有较强局部稳定性，但传统方法往往未针对该特点进行分带并行优化。

9、因此，有必要提供一种面向光刻版图图形栅格化的分带并行填充率计算方法、系统、介质、终端及程序产品，以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供面向光刻版图图形栅格化的分带并行填充率计算方法、系统、介质、终端及程序产品，用于解决现有技术在版图图形栅格化中效率低下、计算资源浪费等问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第一方面提供一种面向光刻版图图形栅格化的分带并行填充率计算方法，包括：获取待栅格化区域及光刻版图多边形对应的边集合；基于预设纵向划分步长将待栅格化区域划分为多个分带区域，并建立各所述分带区域与图形处理器中线程块之间的一一对应关系；针对任一所述分带区域，利用对应线程块中的多个线程并行遍历所述边集合，根据各所述边对应的纵向范围与所述分带区域的纵向范围之间是否存在重叠，确定所述分带区域对应的有效边集合；对所述有效边集合中的各有效边按照其在所述分带区域内对应位置的横向坐标进行排序，获得按照横向位置排列的排序有效边集合；根据排序有效边集合中各有效边的横向排列关系确定所述分带区域内的填充边界关系，并基于所述填充边界关系对所述分带区域内的多条扫描线进行并行填充计算，获得所述分带区域对应的栅格覆盖区域；根据所述栅格覆盖区域与预设栅格单元之间的交叠面积，确定各栅格单元对应的填充率，并生成所述光刻版图多边形对应的二维掩膜矩阵。

3、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述确定所述分带区域对应的有效边集合，包括：获取所述边集合中各边对应的纵向范围；针对任一所述分带区域，判断各所述边对应的纵向范围是否与所述分带区域的纵向范围存在重叠；将纵向范围与所述分带区域的纵向范围存在交叠的边确定为所述分带区域对应的有效边。

4、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述对所述有效边集合中的各有效边按照其在所述分带区域内对应位置的横向坐标进行排序，包括：确定各所述有效边在所述分带区域预设高度位置处对应的横坐标；按照所述横坐标由小到大的顺序对所述有效边进行排序，以获得按照横向位置排列的所述排序有效边集合。

5、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述预设高度位置为所述分带区域的中心高度位置，所述中心高度位置根据所述分带区域的纵向起始位置和纵向结束位置确定。

6、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述根据排序有效边集合中各有效边的横向排列关系确定所述分带区域内的填充边界关系，其具体包括：根据所述排序有效边集合中各有效边的排列顺序，对所述排序有效边集合中的有效边进行两两组合，确定多个填充边界对；其中，每个所述填充边界对包括两条有效边，所述两条有效边分别作为对应填充区域的第一边界和第二边界。

7、于本技术的第一方面的一些实施例中，所述根据所述栅格覆盖区域与预设栅格单元之间的交叠面积，确定各栅格单元对应的填充率，包括：针对所述分带区域对应的栅格覆盖区域，确定与所述栅格覆盖区域存在交叠关系的预设栅格单元；计算所述栅格覆盖区域与各所述预设栅格单元之间的交叠面积；根据所述交叠面积与对应预设栅格单元面积的比值，确定各所述预设栅格单元对应的填充率。

8、为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第二方面提供一种面向光刻版图图形栅格化的分带并行填充率计算系统，包括：版图获取模块，用于获取待栅格化区域及光刻版图多边形对应的边集合；区域划分模块，用于基于预设纵向划分步长将待栅格化区域划分为多个分带区域，并建立各所述分带区域与图形处理器中线程块之间的一一对应关系；有效边筛选模块，用于针对任一所述分带区域，利用对应线程块中的多个线程并行遍历所述边集合，根据各所述边对应的纵向范围与所述分带区域的纵向范围之间是否存在交叠关系，确定所述分带区域对应的有效边集合；有效边排序模块，用于对所述有效边集合中的各有效边按照其在所述分带区域内对应位置的横向坐标进行排序，获得按照横向位置排列的排序有效边集合；区域计算模块，用于根据排序有效边集合中各有效边的横向排列关系确定所述分带区域内的填充边界关系，并基于所述填充边界关系对所述分带区域内的多条扫描线进行并行填充计算，获得所述分带区域对应的栅格覆盖区域；填充计算模块，用于根据所述栅格覆盖区域与预设栅格单元之间的交叠面积，确定各栅格单元对应的填充率，并生成所述光刻版图多边形对应的二维掩膜矩阵。

9、为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法。

10、为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第四方面提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得所述计算机实现所述方法。

11、为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第五方面提供一种电子终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现所述方法。

12、如上所述，本技术具有以下有益效果：

13、本技术通过将待栅格化区域沿纵向划分为多个分带区域，并建立分带区域与图形处理器线程块之间的一一对应关系，使不同分带区域能够由不同线程块并行处理，提高了大规模光刻版图图形栅格化过程中的并行处理能力。此外，针对每个分带区域，利用对应线程块中的多个线程并行遍历边集合，并根据边的纵向范围与分带区域纵向范围之间的交叠关系筛选有效边，使后续填充计算仅基于影响当前分带区域的有效边执行，减少了无关边参与计算造成的判断开销。并通过对有效边按照预设高度位置对应的横向坐标进行排序，并基于排序后的有效边确定填充边界关系，使分带区域内的扫描线能够基于预先确定的边界信息进行填充计算，避免在每条扫描线处理过程中重新确定边界关系，提高了栅格覆盖区域计算效率。