[發明專利]一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構及工作流程

在審

• 申請號: 201711214777.8
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107664927A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 張雷
• 申請（專利權）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: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 王新生

1.一種無掩膜光刻系統，其特征在于：包括

料號系統，用于將輸入的不同 CAD 矢量設計文件格式轉換為包含輪廓化無交疊多邊形圖形的中間數據格式；

曝光系統，用于驅動并分別與 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雙向通信；

RIP 模塊，用于將中間數據格式實時膨脹、偏移和旋轉，并轉換成條帶圖形，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；

數據處理系統，用于實現條帶點陣圖形的分塊化、圖形發生器化、X 方向拉伸和圖形發生器幀化；

位置矯正模塊，用于實現和曝光系統、數據處理系統、運動平臺模組和光源模塊的雙向數據通信；

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

照明系光學組，用于實現將光源模組提供的大功率光源轉換到能夠覆蓋整個圖形發生器有效像素陣列的面光源；

圖形發生器，為可獨立尋址和控制的像素陣列；

主控模組，用于實現和曝光系統、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，用于實時在線監控照明系光學組以及定時監控投影鏡頭模組到感光材料表面的光能量波動，實現驅動光源模組改變出光功率大小及閉環控制；

投影鏡頭模組，由至少5片光學透鏡組成；

自動聚焦模組，用于實現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，用于實現在曝光系統的驅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、一對導軌，一個聯軸器、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成。

2.一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：包括兩個Y軸、兩個X軸、兩個Z軸、一個臺面以及固定在其上的龍門，所述的X軸、Y軸均包含至少一對定動子、至少一條光柵尺、至少一條導軌和不少于3個氣浮墊或一條集成在導軌上的氣浮軸承，所述的Z軸由至少兩對契型模塊、兩對絲桿、兩對聯軸器和兩個帶有編碼器的伺服馬達構成。

3.根據權利要求2所述的一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：所述臺面為大理石或金屬臺面，所述龍門為大理石或金屬龍門。

4.根據權利要求2所述的一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：所述的定動子包含一個可以按需調整長度的定子和一個動子，所述定動子為帶有磁性預載力的定動子。

5.根據權利要求2所述的一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：所述的氣浮軸承是指采用小孔節流技術的平面氣浮軸承。

6.根據權利要求2所述的一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：所述的兩個Y軸相互平行且固定在臺面上，其上設有兩個曝光臺面，兩個曝光臺面相互平行，且在沿各自所依附的Y軸運動過程中互不干涉。

7.根據權利要求2所述的一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：所述的兩個X軸相互平行，且共同固定在一個龍門上或者分別固定在一個龍門上，且兩個X軸和2個Y軸相互垂直，其中一個X軸上固定至少一個數字光學投影鏡頭組，其中的投影鏡頭模組的軸心與X軸或Y軸的運行方向垂直，且與Z軸的運行方向平行，另一個X軸上固定至少一個對位模組，其中對位模組中的投影成像鏡頭的軸心與X軸或Y軸的運行方向垂直，且與Z軸的運行方向平行。

8.根據權利要求6所述的一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：所述的兩個曝光臺面分別與一個Z軸固定在一起，且每個Z軸又分別和一個Y軸的動子固定在一起。

9.根據權利要求7所述的一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構，其特征在于：所述的對位模組由至少一個相機、一個與相機匹配的投影成像鏡頭、一對導軌，一個聯軸器、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成。

10.一種基于無掩膜光刻系統的新型運動平臺架構的工藝流程，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將客戶定制的圖形矢量格式輸入離線的料號系統生成新料號文件，根據需要將圖形矢量格式轉換成包含輪廓化無交疊多邊形圖形的中間數據格式后關聯到新料號文件內；

（2）將生成的新料號通過互聯網上傳到光刻系統上，在曝光系統內選擇新料號文件，自動或手動將第一片涂有感光材料的基板上載到兩個曝光臺面的其中一個曝光臺面的真空吸盤上，點擊確認開始對位曝光流程；

（3）獲得對位曝光開始指令后，曝光系統軟件驅動第一個曝光臺面運載第一片基板到對位模組內的投影鏡頭下獲取基板上對位標記的真實位置信息，換算出對應的漲縮系數，將中間數據格式按照漲縮系數調整圖形后分割成每個圖形發生器所需要的條帶圖形并發送到每個RIP模塊內，同時曝光系統軟件將驅動第一個曝光臺面運載第一片基板到投影鏡頭模組的成像面和掃描曝光起始位置；

（4）獲得對位曝光開始指令的同時，自動或手動將第二片涂有感光材料的基板上載到第二個曝光臺面的真空吸盤上，曝光系統軟件驅動第一個曝光臺面運載第一片基板到投影鏡頭模組的成像面和掃描曝光起始位置時，曝光系統軟件驅動第二個曝光臺面運載第二片基板到對位模組內的投影鏡頭下獲取基板上對位標記的真實位置信息并準備相關曝光前的數據準備；

（5）待曝光系統軟件驅動第一個曝光臺面運載第一片基板在投影鏡頭模組下完成曝光后，曝光軟件驅動第一個曝光臺面運載第一片基板到上下板位置，同時曝光軟件將驅動第二個臺面運載第二片基板到投影鏡頭模組的成像面和掃描曝光起始位置開始第二片的掃描曝光；

（6）在第二個曝光臺面運載第二片基板掃描曝光時，曝光軟件驅動第一個曝光臺面完成第三片基板的上下板和對位作業，依次循環，實現基板的高產能高精度作業。