[發明專利]一種無掩模數字投影光刻的圖形拼接方法

無效

• 申請號: 201210145576.8
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102722085A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 朱江平;胡松;陳銘勇;唐燕;何渝
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G06T7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明屬于無掩模光刻技術領域，特別涉及一種適用于無掩模數字投影光刻的圖形拼接方法。

背景技術

隨著微光、機、電等技術的迅猛發展，微細加工技術得到了迅速發展。微光學元件在通訊、軍事、空間技術、超精加工、生物醫學以及信息處理等領域中得到廣泛應用。這使得科研人員對微光學相關的設計、制作及應用技術展開了廣泛研究。微光學在設計理論與制作方法上已有了很大的發展，為了進一步擴大微光學元件的應用領域，對其制作方法也提出了更高的要求。因此，研究便捷、有效、實時、靈活的微光學元件的制作方法仍然是目前國內外微光學領域的一個極為重要的研究方向。相比之下，傳統的光刻方法(即電子束光刻制作掩模，用有掩模的投影光刻或接近接觸光刻進行復制)不能同時滿足靈活、高效、低成本的要求。而基于數字微鏡(數字微鏡)的無掩模光刻技術正好應運而生，并且該方法可采用紫外光、深紫外光、甚至更短波長的極紫外光作為光源，因而具有很強的技術延伸性和工藝兼容性，更易在光刻實踐中得到應用，具有廣泛的應用前景。

然而，由于這種光刻技術單次刻蝕的面積有限，而且環境震動干擾、工件臺的位移精度等因素對圖像的逐場曝光的精確位置造成巨大的影響，從而形成線條的錯位、包裹、交疊等現象。特別是該技術若刻蝕大面積圖形，要實現高精度的刻寫質量存在很大的技術問題。這就需要通過圖像拼接技術在投影曝光前對圖形進行預處理。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是為了滿足數字微鏡無掩模光刻特點的光刻技術發展的需要，解決大面積圖形刻寫存在的拼接問題，為此提供一種無掩模數字光刻的圖形拼接方法。

為了達成所述目的，本發明提供一種無掩模數字投影光刻的圖形拼接方法，所述方法的步驟包括：

步驟S1：對待刻蝕圖形進行分割，得到分割后的多幀子圖形，且每幀子圖形尺寸相同；

步驟S2：設置模板尺寸與每幀子圖形尺寸相同；

步驟S3：將分割后的每幀子圖形與所述模板相乘，邊界拼接區域的灰度值受到調制，不需要拼接的區域其灰度值保持原樣，以此用灰度調制模板調制邊界拼接區域的灰度值，獲得調制后的子圖形；

步驟S4：對調制后的子圖形通過數字微鏡顯示逐幀曝光，實現數字微鏡顯示的調制后的子圖形向基片復制轉移的拼接。

優選實施例：所述待刻蝕圖形的分割步驟如下：

步驟S11：設定每幀子圖形的大小為1024×768像素；

步驟S12：設定每幀子圖形之間的重疊區域寬度；

步驟S13：針對步驟S12中設定的重疊區域寬度，判斷待刻蝕圖形是否能分割為1024×768像素的整數倍，如果能，則不進行邊界填充，則分割結束；如果不能，則將待刻蝕圖形邊界填充灰度為0使得能被分割成1024×768像素的整數倍，然后重新分割。

優選實施例：所述調制后的子圖形向基片復制轉移的拼接，共有九種邊界拼接情況，需要設計九種灰度調制模板，每個模板只在其周圍相鄰的重疊邊界區域設定漸變灰度值。

優選實施例：調制后子圖形的大小為1024×768像素。

所述的圖形拼接方法，還包括通過計算機控制數字微鏡顯示圖形灰度調制狀態，調制后的單幀子圖形曝光時，如果調制后的單幀子圖形不同位置點的灰度值不一樣，則數字微鏡相應位置的調制狀態將發生改變。

優選實施例：不同的調制后的子圖形灰度值對應于數字微鏡的各個響應狀態，繼而每幀數字微鏡顯示的調制后的子圖形對應于基片位置圖形刻寫時，光刻膠被刻蝕程度與灰度值相對應。

優選實施例：所述用灰度調制模板調制邊界拼接區域灰度值的步驟包括：對邊界拼接區域的灰度值由灰度調制模板的外側到內側灰度依次減小。

優選實施例：對于四次重疊邊界拼接區域的灰度值設置有別于兩次重疊的情況，灰度調制模板的外側到內側灰度依次減小；數字微鏡兩次顯示的子圖形拼接后，各邊界拼接區域的灰度值和與四次重疊后各處的灰度值相等。

優選實施例：在數字微鏡顯示的調制后的子圖形的邊界拼接區域的位置處，經灰度調制模板調制的線條灰度或者被刻蝕的程度是漸變的，沒有明顯的躍變，從而實現數字微鏡顯示的子圖形的拼接，使待刻蝕圖形整體向基片的復制轉移。