[发明专利]一种直写式光刻加工系统及光刻方法

权利要求书

1.一种直写式光刻加工系统，包括曝光系统和控制系统，其特征在于：所述曝光系统包括光源、分光器件、第一光学镜组、可变光阑和第二光学镜组，所述分光器件为空间光调制器，所述第一光学镜组和第二光学镜组组成缩放投影光学镜组，所述可变光阑具有位置可调的单级光通孔，该曝光系统按光源、分光器件、第一光学镜组、可变光阑和第二光学镜组的顺序组成曝光光路，所述控制系统包括用于将三维曲面进行傅里叶展开的计算器和根据上述计算器得到的傅里叶多项式进行曝光控制的驱动控制器，其中所述驱动控制器包括用以驱动空间光调制器显示的驱动电路、用以控制可变光阑单级光通孔位置的单轴驱动电机，以及用以驱动整个曝光系统进行移动的三轴驱动电机。

2.如权利要求1所述的直写式光刻加工系统，其特征在于：所述空间光调制器为数字微镜元件或者硅基液晶。

3.如权利要求1所述的直写式光刻加工系统，其特征在于：所述可变光阑包括零级光挡片以及位于该零级光挡片两侧的正负1级光可变挡片，所述正负1级光可变挡片与所述零级光挡片之间形成正负1级光通孔。

4.如权利要求3所述的直写式光刻加工系统，其特征在于：所述正负1级光可变挡片分别连接在所述单轴驱动电机上，通过该单轴驱动电机的驱动，所述正负1级光挡片在所有挡片形成的轴线上做相对移动，使得该正负1级光挡片与所述零级光挡片之间形成的正负1级光通孔的位置与所述空间光调制器经所述第一光学镜组投影过来的1级光位置对应。

5.如权利要求1所述的直写式光刻加工系统，其特征在于：所述可变光阑为多组挡光片形成的切换式光阑，其中每组挡光片包括零级光挡片以及位于该零级光挡片两侧的正负1级光挡片，所述正负1级光挡片与所述零级光挡片之间形成正负1级光通孔，且各组挡光片的该正负1级光通孔的位置不同。

6.如权利要求1所述的直写式光刻加工系统，其特征在于：所述缩放投影光学镜组的缩放倍数为5倍、10倍、20倍或50倍，或者所述缩放投影光学镜组的缩放倍数连续可调。

7.一种使用如权利要求1所述的直写式光刻加工系统进行光刻加工的光刻方法，其特征在于，包括步骤：

1）：将待刻三维曲面进行傅立叶展开，得到一全部为余弦函数的傅立叶多项式；

2）：根据步骤1）得到的傅立叶多项式项数，确定曝光次数；

3）：根部步骤1）得到的傅立叶多项式中的每一项余弦函数，确定每次曝光参数，进行多次曝光；

4）：重复步骤3），直至傅立叶多项式中每一项余弦函数都进行对应的曝光。

8.如权利要求7所述光刻方法，其特征在于：所述曝光参数包括空间光调制器显示的光栅周期、曝光剂量、可变光阑的通孔位置，其中每一项余弦函数中余弦内系数代表了光栅周期的大小，而余弦系数则代表了曝光剂量。

9.如权利要求8所述光刻方法，其特征在于：所述曝光剂量通过控制曝光次数的方式实现控制，该控制曝光次数的方式采用脉冲曝光方式，对于不同的曝光剂量，采用不同的曝光次数，且曝光次数越多，剂量越大。

10.如权利要求8所述光刻方法，其特征在于：所述曝光剂量通过控制曝光时间的方式实现控制，该控制曝光时间方式，对于不同的曝光剂量，采用不同的曝光时间，且曝光时间越长，剂量越大。

11.如权利要求7所述光刻方法，其特征在于：在曝光完一次进行下一次曝光之前，需要将曝光系统恢复到初始曝光位置。