[發明專利]一種基于矢量曲線路徑的象元可變角度的曲線光刻加工系統及光刻方法

有效

• 申請號: 201310611339.0
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103605265A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 黃斗興;馬輝;凌夏冰;滕曉輝
• 申請（專利權）人: 上海宏盾防偽材料有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權;朱志祥

[技術領域]

本發明屬于紫外激光光刻技術領域，具體的是在光刻膠膜板上制作矢量路徑曲線象元可變角度的刻蝕方法。?

[背景技術]

矢量光刻曲線在激光防偽領域有大量廣泛的應用，如有價證券、鐳射包裝材料、商標制作、法定證卡等。目前實現矢量曲線加工的公知技術主要有：點陣技術制作曲線，激光雕刻技術制作曲線方式。其中：?

點陣技術制作曲線方法。在圖形設計階段，把設計的矢量曲線轉換成位圖文件，通過點陣光刻系統制作曲線的一種方法。該種方法由于在設計圖形階段，圖形進行了一次變換，使得平面位置信息的丟失，在制作階段需用人工設置的方法，把位置信息重新進行設置。保證曲線在圖形中的相對位置正確。該人工位置設置方法存在技術復雜，同一圖形不同分辨率設置也不盡相同等缺點。同時，制作出的曲線光滑度不夠圓滑，曲線存在鋸齒狀，影響美觀。制作的曲線比較單一，不能制作復雜的曲線圖形。由于采用點陣光刻技術制作，制作周期長。綜上所述，該種方法制作復雜，制作周期長，象元單一角度方向。?

激光雕刻技術制作方法。通過矢量圖形制作，直接導入加工設備中，在光刻膠版上進行刻蝕。此方法設計簡單，但是缺點是整個矢量曲線上亮度不均勻，曝光點疏密不勻，特別是在起始階段，光點重疊，嚴重影響產品質量，也存在光孔單一角度方向。?

[發明內容]

有鑒于此，本發明提出了利用干涉光路和矢量曲線特性制作基于矢量路徑的象元可變角度的矢量曲線光刻加工系統和光刻方法，用于制作矢量曲線。?

任何一條曲線我們都可以看成是有無數段小直線段構成的，每個小線段均有起點位置和終點位置信息，根據這些信息可確定線段的斜率和法線，依據法線的矢量方向可確定光孔的角度方向。?

假設一條線段的起點p1和終點p2坐標分別為（x1,y1）；（x2,y2），這條線段的斜率為?

K1＝（y2-y1）/（x2-x1），過p2點垂直于過p1,p2點的所連直線的斜率k2?

由二條垂直相交直線斜率乘積為－1，可得到k1*k2＝－1?

得到k2=-1/k1。?

依據上面的理論分析，我們可以確定曲線上任何一點的法線，通過一個單軸電機根據曝光點法線的矢量方向旋轉，配合曝光系統和定位系統，可以得到基于矢量曲線路徑的象元可變角度的曲線。?

由此，提出一種依據本發明的目的，提出一種光刻加工系統由曝光系統和控制系統組成，所述曝光系統包括光源、第一光學鏡頭組、可變象元、分光器件、可變光闌、第二光學鏡頭組，所述可變象元是個空間光象元調制器，所述分光器件是個空間光調制器，所述第一光學鏡頭組和第二光學鏡頭組組成一個縮放的只能紫外光透過的投影光學鏡頭組，所述可變光闌具有一組孔徑可調的通孔裝置組成，可變光闌能阻擋0極光、±1極光或±2極光的不同組合，形成能通過各極光的通孔，該曝光系統由光源、第一光學鏡頭組、可變象元、分光器件、可變光闌、第二光學鏡頭組自上至下排列組成，所述控制系統包括用于進行曲線分析和編碼的計算機和利用編碼數據進行曝光控制的驅動控制器，驅動控制器包括一個用于控制象元角度變化的驅動電機，以及用于驅動整個系統移動的二軸驅動電機。?

上面所述空間光調制器，可采用特制光柵，數字微鏡器件。?

上面所述縮放的投影光學鏡頭組的縮放倍數為10倍-20倍。?

上述所述可變象元是個空間光象元調制器，形狀為正方形或圓形或可以是任何形狀，包括各種字體和圖形，數字微鏡。?

上述所述的可變象元連接到所述的單軸電機上，通過單軸電機的驅動，可變象元做旋轉運動，使得可變象元角度符合設計要求，即實現象元角度可變。?

上述所述可變光闌具有一組孔徑可調的通孔裝置組成，根據要求，能阻擋0極光，±1極光，±2極光等不同組合的通孔。?

可變光柵通過手動變換不同空間頻率的光柵器件；可變光闌通過手動調節光闌的孔徑。?

依據本發明目的，提出了一種利用上述系統進行光刻的光刻方法，方法步驟如下：?

a)設計光刻矢量曲線圖形；?