[發(fā)明專利]無掩模激光直寫系統(tǒng)及無掩模激光直寫方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011442428.3
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112578645B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 陳大鵬;傅劍宇
• 申請（專利權）人: 無錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

1.一種無掩模激光直寫系統(tǒng)，其特征在于，包括：

光纖陣列，所述光纖陣列包括若干M行＊N列排布的光纖，M為大于或等于1的整數(shù)，N為大于或等于1的整數(shù)；

樣品臺，所述樣品臺上適于承載待光刻工件，所述待光刻工件具有目標刻蝕版圖；

版圖數(shù)據(jù)轉化模塊，所述版圖數(shù)據(jù)轉化模塊適于根據(jù)光纖陣列的參數(shù)將所述目標刻蝕版圖轉換為模塊化圖形，所述模塊化圖形包括若干目標圖形模塊，各目標圖形模塊包括M行＊N列排布的若干目標圖形單元，各目標圖形單元包括k行＊j列排布的若干網(wǎng)格，k為大于或等于1的整數(shù)，j為大于或等于1的整數(shù)，第m行第n列的光纖適于對每個目標圖形模塊中的第m行第n列的目標圖形單元進行加工，其中m為大于等于1且小于等于M的整數(shù)，n為大于等于1且小于等于N的整數(shù)；

控制模塊，所述控制模塊適于控制每根光纖輸出激光束以及關斷激光束，所述控制模塊還適于控制所述光纖陣列與所述樣品臺之間進行相對位移；

對于同一行的任意相鄰的兩個目標圖形單元，一個目標圖形單元中第q行第g列的網(wǎng)格的中心至另一個目標圖形單元中第q行第g列的網(wǎng)格的中心之間的間距等于同一行相鄰光纖的中心之間的間距；對于同一列的任意相鄰的兩個目標圖形單元，一個目標圖形單元中第q行第g列的網(wǎng)格的中心至另一個目標圖形單元中第q行第g列的網(wǎng)格的中心之間的間距等于同一列相鄰光纖的中心之間的間距，q為大于等于1且小于或等于k的整數(shù)，g為大于等于1且小于或等于j的整數(shù)；所述光纖的光斑尺寸決定單個網(wǎng)格的尺寸，光纖陣列的行數(shù)等于單個目標圖形模塊中若干目標圖形單元的行數(shù)，光纖陣列的列數(shù)等于單個目標圖形模塊中若干目標圖形單元的列數(shù)；

所述網(wǎng)格的形狀為正方形；任一根光纖發(fā)射至待光刻工件表面的光束的直徑為所述網(wǎng)格的邊長的(2)^1/2倍～2倍；

還包括：移動裝置，所述移動裝置適于移動所述樣品臺或者光纖陣列；所述控制模塊適于通過控制所述移動裝置進而控制所述光纖陣列與所述樣品臺之間進行相對位移；

所述移動裝置包括：六維精調微動臺，所述六維精調微動臺適于帶動光纖陣列或樣品臺移動，使光纖陣列中的每根光纖從一個網(wǎng)格對應的位置移動至下一個網(wǎng)格對應的位置；六維粗調微動臺，所述六維粗調微動臺適于帶動光纖陣列或樣品臺移動，使光纖陣列從一個目標圖形模塊對應的位置移動至下一個目標圖形模塊對應的位置；

所述六維精調微動臺適于實現(xiàn)在第一軸、第二軸和第三軸方向上具有納米分辨率的微米行程范圍的移動，以及在第一轉動自由度、第二轉動自由度和第三轉動自由度上具有微度分辨率的毫度行程范圍的轉動；六維粗調微動臺，所述六維粗調微動臺適于實現(xiàn)在第一軸、第二軸和第三軸方向上具有微米分辨率的毫米行程范圍的移動，以及在第一轉動自由度、第二轉動自由度和第三轉動自由度上具有毫度分辨率的度行程范圍的轉動；

所述第一軸為X軸，所述第二軸為Y軸，所述第三軸為Z軸；

所述第一轉動自由度繞第一軸旋轉，第二轉動自由度繞第二軸旋轉，第三轉動自由度繞第三軸旋轉；

所述六維精調微動臺適于實現(xiàn)在第一軸、第二軸和第三軸方向上移動的分辨率為1納米～99納米，所述六維精調微動臺適于實現(xiàn)在第一軸、第二軸和第三軸方向上單次移動的范圍為1微米～99微米；所述六維精調微動臺適于實現(xiàn)在第一轉動自由度、第二轉動自由度和第三轉動自由度上的轉動的分辨率為1微度～365微度，所述六維精調微動臺適于實現(xiàn)在第一轉動自由度、第二轉動自由度和第三轉動自由度上的單次轉動的范圍為1毫度～365毫度；

所述六維粗調微動臺適于實現(xiàn)在第一軸、第二軸和第三軸方向上移動的分辨率為1微米～99微米，所述六維粗調微動臺適于實現(xiàn)在第一軸、第二軸和第三軸方向上單次移動的范圍為1毫米～99毫米；所述六維粗調微動臺適于實現(xiàn)在第一轉動自由度、第二轉動自由度和第三轉動自由度上的轉動的分辨率為1毫度～365毫度；所述六維粗調微動臺適于實現(xiàn)在第一轉動自由度、第二轉動自由度和第三轉動自由度上單次轉動的范圍為1度～365度。

2.根據(jù)權利要求1所述的無掩模激光直寫系統(tǒng)，其特征在于，所述版圖數(shù)據(jù)轉化模塊包括數(shù)據(jù)轉化單元和信號生成單元，所述數(shù)據(jù)轉化單元適于根據(jù)光纖陣列的參數(shù)將所述目標刻蝕版圖轉換為模塊化圖形；所述信號生成單元適于根據(jù)所述模塊化圖形生成第一信號和第二信號，第一信號和第二信號適于傳輸至所述控制模塊；所述控制模塊適于根據(jù)第一信號控制每根光纖輸出激光束以及關斷激光束，所述控制模塊適于根據(jù)第二信號控制所述光纖陣列與所述樣品臺之間進行相對位移。