[發(fā)明專利]一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)及其工藝流程

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710977408.8
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107561876A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雷
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州源卓光電科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 王新生

1.一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：包括

料號系統(tǒng)，用于將輸入的不同 CAD 矢量設(shè)計文件格式轉(zhuǎn)換為包含輪廓化無交疊多邊形圖形的中間數(shù)據(jù)格式；

曝光系統(tǒng)，用于驅(qū)動并分別與 RIP 模塊、位置矯正模塊、主控模組、運動平臺模組和對位模組實現(xiàn)雙向通信；

RIP 模塊，用于將中間數(shù)據(jù)格式實時膨脹、偏移和旋轉(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)換成條帶圖形，并將條帶圖形進行Y 方向拉伸，然后柵格化后形成柵格化的條帶點陣圖形；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于實現(xiàn)條帶點陣圖形的分塊化、圖形發(fā)生器化、X 方向拉伸和圖形發(fā)生器幀化；

位置矯正模塊，用于實現(xiàn)和曝光系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、運動平臺模組和光源模塊的雙向數(shù)據(jù)通信；

光源模組，用于實現(xiàn)和位置矯正模塊、主控模組和能量矯正模塊的雙向通信，并為照明系光學(xué)組提供可控穩(wěn)定的大功率光源；

照明系光學(xué)組，用于實現(xiàn)將光源模組提供的大功率光源轉(zhuǎn)換到能夠覆蓋整個圖形發(fā)生器有效像素陣列的面光源；

圖形發(fā)生器，為可獨立尋址和控制的像素陣列；

主控模組，用于實現(xiàn)和曝光系統(tǒng)、光源模組、能量矯正模塊和自動聚焦模組的雙向通信；

能量矯正模塊，用于實時在線監(jiān)控照明系光學(xué)組以及定時監(jiān)控投影鏡頭模組到感光材料表面的光能量波動，實現(xiàn)驅(qū)動光源模組改變出光功率大小及閉環(huán)控制；

投影鏡頭模組，由至少5片光學(xué)透鏡組成；

自動聚焦模組，用于實現(xiàn)拖動投影鏡頭模組在與焦面垂直的方向上移動；

運動平臺模組，用于實現(xiàn)在曝光系統(tǒng)的驅(qū)動下勻速掃描高速運動的指定坐標地點；

對位模組，由至少一個CCD或CMOS相機、一個與CCD或CMOS相機匹配的投影成像鏡頭、一對導(dǎo)軌，一個聯(lián)軸器、一個絲桿和一個帶有編碼器的伺服馬達或一對定動子和光柵尺構(gòu)成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述料號系統(tǒng)中，輪廓化是指將至少兩個有相交、相切或包含的圖形經(jīng)過特定規(guī)則及精度要求運算成單一的多邊形圖形，該多邊形圖形不再與任何同一文件中的其它圖形相交、相切或包含。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述料號系統(tǒng)中，中間數(shù)據(jù)格式除包含輪廓化無交疊的多邊形圖形數(shù)據(jù)外，還應(yīng)包含不少于 3 個對位標記的位置信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述RIP 模塊及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)均是基于 FPGA或ASIC 開發(fā)的包含特定固件程序的邏輯功能電路模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述RIP 模塊中，條帶圖形是指將完整的中間格式的矢量圖形按照掃描方向分割成幾個細長型條帶，條帶圖形的數(shù)量與圖形發(fā)生器數(shù)量和掃描次數(shù)成正比。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述RIP 模塊中，條帶圖形進行Y 方向拉伸是指將矢量條帶圖形的兩條平行于掃描方向的邊，一邊維持不動，將另一邊在維持圖形邊間距不動的情況下向圖形發(fā)生器與掃描方向夾角的相反方向拖動，使條帶圖形的非掃描方向的邊與掃描方向邊所成的夾角與圖形發(fā)生器與掃描方向的夾角之和為 90 度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述RIP 模塊中，柵格化是指將矢量圖形按照指定的規(guī)則和精度轉(zhuǎn)換成點陣圖形的過程。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，分塊化是指將上述行內(nèi)中心重合的像素點對應(yīng)的整列按照圖形發(fā)生器像素點的位置重新排列，然后再移動到下一行，以此循環(huán)完成整個垂直掃描方向上的列的重新排布，所述圖形發(fā)生器化是指將得到的圖形發(fā)生器對應(yīng)的第一行直至第N行數(shù)據(jù)提取并填充到圖形發(fā)生器對應(yīng)的MXN的像素點內(nèi)，所述X方向拉伸是指將得到的MXN的像素陣列數(shù)據(jù)按照行分割成等數(shù)量的行數(shù)組，將行數(shù)組在列的方向上偏移指定的像素位置，所述圖形發(fā)生器幀化是指將X方向拉伸后得到的圖形按照實際使用的圖形發(fā)生器像素陣列提取除對應(yīng)的數(shù)據(jù)陣列，圖形發(fā)生器幀化后的像素陣列不大于X方向拉伸后得到的像素陣列。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型無掩膜光刻系統(tǒng)，其特征在于：所述光源模組為LD或LED等波長小于436nm的半導(dǎo)體光電二極管耦合而成的大功率光源模塊，所述耦合為光纖耦合或光棒耦合。