[發(fā)明專利]一種用于DMD無掩膜光刻機(jī)的高速圖像曝光方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611179384.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN106647181B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒見效;彭超;池文明;徐紅兵;何健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無掩膜光刻技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種用于DMD無掩膜光刻機(jī)的高速圖像曝光方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的投影式光刻中，曝光工藝所使用的光掩模的制作加工是一道比較繁瑣復(fù)雜的工序，對(duì)掩模和光刻工藝也有較高的要求，加工成本相對(duì)昂貴。為解決這一問題，一種基于數(shù)字微鏡器件(DMD)的數(shù)字無掩膜光刻技術(shù)逐漸得到了應(yīng)用。基于DMD的無掩模光刻技術(shù)可采用紫外光、深紫外光、甚至更短波長(zhǎng)的極紫外光作為光源，具有很強(qiáng)的技術(shù)延伸性和工藝兼容性，滿足靈活、高效、低成本的要求，更易在光刻實(shí)踐中得到應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

由于DMD單場(chǎng)曝光的圖形大小有限，一般DMD光刻都需要進(jìn)行拼接，而環(huán)境干擾、工作臺(tái)精確定位缺陷等因素對(duì)圖像的逐場(chǎng)曝光的精確位置造成巨大的影響，從而促成單幀圖形拼接線條的錯(cuò)位、包裹、交疊等現(xiàn)象。特別是刻蝕大面積圖形，要獲得高精度的曝光質(zhì)量存在很大的技術(shù)問題。掃描式光刻采用工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)與DMD圖像滾動(dòng)同步的方式進(jìn)行曝光，可以有效地減小拼接帶來的影響，除此之外，由于每個(gè)曝光位置是由多個(gè)DMD像素的重疊曝光，因此，能夠有效地降低DMD整個(gè)幅面的照明不均勻性對(duì)曝光質(zhì)量的影響。

現(xiàn)有的多數(shù)DMD光刻曝光控制系統(tǒng)中，通常由上位機(jī)控制軟件完成對(duì)曝光圖像的處理，然后通過通信接口傳輸?shù)紻MD進(jìn)行曝光。但在掃描式曝光工藝中，對(duì)于每一個(gè)掃描步長(zhǎng)而言，DMD都需要滾動(dòng)刷新一幅曝光圖像，使得DMD曝光圖像的數(shù)據(jù)量非常大，完全通過通信接口來傳輸所有DMD實(shí)時(shí)曝光圖像會(huì)嚴(yán)重限制光刻機(jī)的工作效率。因此，有必要改善現(xiàn)有處理流程和方法以提升DMD光刻系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)的處理效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于DMD無掩膜光刻機(jī)的高速圖像曝光方法，使用DMD控制器能夠代替上位機(jī)軟件完成對(duì)原始待加工圖像的分割和拼接，從而高速生成DMD實(shí)時(shí)曝光圖像，這樣上位機(jī)就只需要傳輸一次原始的待加工圖像，既減少圖像傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，克服由于通信接口傳輸速率的限制對(duì)光刻效率產(chǎn)生的影響，又能大大提高DMD對(duì)曝光圖像的顯示速度，進(jìn)而提高DMD無掩膜光刻機(jī)的工作效率。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種用于DMD無掩膜光刻機(jī)的高速圖像曝光方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、設(shè)原始待曝光圖像是一幅分辨率為m×n的一位位圖圖像，DMD的分辨率為r×c；掃描帶圖像預(yù)處理模塊對(duì)原始待曝光圖像進(jìn)行分割,其中，m、n分別表示待曝光圖像的行數(shù)和列數(shù)，r、c分別DMD中微鏡陣列的行數(shù)和列數(shù)；

(1.1)、為處理掃描式曝光工藝中在待刻蝕的基片未完全進(jìn)入和未完全離開DMD視場(chǎng)時(shí)，對(duì)于未進(jìn)入和已離開的部分，DMD需要顯示全黑的情況，將原始m×n的圖像兩側(cè)分別添加r行0，擴(kuò)展為一幅(m+2r)×n的圖像；

(1.2)、再將擴(kuò)展后的圖像分割為個(gè)(m+2r)×c大小的掃描帶圖像，若n不是c的整數(shù)倍，則需要對(duì)最后一個(gè)掃描帶補(bǔ)列0，其中，表示n/c向上取整；

(1.3)、將分割后的個(gè)掃描帶圖像的數(shù)據(jù)按照光刻掃描方向依次通過通信接口發(fā)送到掃描帶圖像存儲(chǔ)模塊；

(2)、掃描帶圖像存儲(chǔ)模塊在存儲(chǔ)器中從基地址D₀開始，向高字節(jié)地址開辟字節(jié)的內(nèi)存空間，再從基地址D₀開始，將接收到的個(gè)掃描帶圖像的數(shù)據(jù)按照掃描方向逐行依次存儲(chǔ)在所開辟的內(nèi)存空間中；

(3)、可變步長(zhǎng)高速實(shí)時(shí)曝光圖像處理模塊從存儲(chǔ)設(shè)備中獲取掃描帶圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)可設(shè)置的掃描步長(zhǎng)d和掃描曝光信號(hào)，按照以下步驟進(jìn)行高速實(shí)時(shí)曝光圖像處理；

(3.1)、掃描觸發(fā)子模塊接收工件臺(tái)同步掃描曝光信號(hào)，使高速實(shí)時(shí)曝光圖像拼接動(dòng)作同時(shí)觸發(fā)；

(3.2)、曝光圖像拼接子模塊根據(jù)可設(shè)置的掃描步長(zhǎng)d和DMD掃描曝光圖像計(jì)數(shù)器N的值確定實(shí)時(shí)掃描曝光圖像每次拼接的內(nèi)存地址位置D_t+ND₁d，并將該位置作為圖像刷新子模塊每次拼接操作的起始地址，其中，D_t＝D₀+(t-1)(m+2r)D₁表示第t個(gè)掃描帶圖像在存儲(chǔ)器內(nèi)存中的基地址，t為掃描帶圖像編號(hào)，D₁表示一行DMD掃描曝光圖像數(shù)據(jù)所占用內(nèi)存空間的地址數(shù)；