[发明专利]滚动灰度光刻的DMD动作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域和印刷领域，特别涉及一种用于驱动空间光调制器数字微镜阵列(Digital Micro-Mirror Device)的滚动灰度光刻的DMD动作方法。

背景技术

目前，公知的DMD的驱动算法中，较为常见的是利用位平面成灰度图像的驱动算法，例如基于DMD的投影仪。目前有滚动扫描光刻的报道，但是扫描后所成的图像是2值图案，而不是灰度图案。灰度图案能够提高光刻胶的曝光后图案的尺寸精度。

背景知识：

DMD的二值图案显示过程：DMD显示一幅二值图案的过程包括：将数据线Load进入DMD的微镜的寄存器中，每个微镜对应一个bit的数据，1024*768的微镜寄存器的数量为1024*768，使用2组16位数据宽度的总线采用400MHz的DDR方法将数据载入，载入一幅二值图案的时间为30.72μs。载入完成后，发送全局Reset命令，经过4μs的动作时间之后，DMD可以按照寄存器的数值显示一幅图案。

DMD灰度成像的时序方法：显示一幅8位灰度图像，采用的方法是分时显示8幅图案，这八幅图案是灰度图像的8个位平面图像，并且每一幅图案显示的时间是2ⁿ个单位时间t。

位平面图像：8位灰度图像的每个像素点的数值是一个8比特的数值，将每个像素的8比特数值的最高位取出来，组成一幅新的图案，就是一个最高位的位平面图案。同理，可以取出其他位中的2值数据，组成其他的7个位平面。8位灰度图像一共有8个位平面。

人眼看到的DMD显示的图像的灰度：在时间t中，t足够短，小于50ms时，在微镜在时间t里反射光源的光，灰度为100％，微镜在50％的时间里反射光源的光，人眼看到的灰度为50％。把时间等分成255份，就可以有256种反射光的时间的占空比，形成256个灰度等级。

目前可以检索到DMD显示灰度图案的微镜动作时序，但是对于滚动显示灰度图案的时序，如果采用非滚动图案的时序有两个缺点：

1、刻蚀的速度慢，不能连续曝光，需要曝光一次，光刻头相对于光刻胶移动一整幅DMD画面。例如，使用0.7XGA的DMD来进行光刻，DMD的像素为1024*768，曝光一次，图像需要移动768行，机械动作的时间太长；采用本发明的时序方法，可以移动的同时曝光，极大的提高工作效率。

2、采用整幅图案显示灰度图像的方法由于在刻蚀时，机械停止才能刻蚀，在两幅图案之间存在机械的定位精度影响拼接精度的问题，而本发明中，机械连续匀速运动，相邻两幅图案不存在图案拼接的问题。

发明内容

本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种可使得光刻机能够连续光刻，并且刻蚀的图案是8位灰度图案的，滚动灰度光刻的DMD动作方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种滚动灰度光刻的DMD动作方法，包括以下步骤：

在光刻过程中，DMD相对于光刻胶每移动一列，微镜状态存储RAM中只增加一行新的数据，并且其他的数据只做移动；

使用DMD的255个像素对光刻胶的一个像素进行255次曝光来实现256级灰度；每次曝光的时间长度相等。

在上述技术方案中，光刻胶上的每一个像素对应的255个DMD像素采用的编码方式是：将灰度值按照低位在前的方式写成8位二进制码，在将第i位的数值Q替换成2^i-1个Q，共255位二值数据。

在上述技术方案中，对于8位灰度使用8个RAM存储块来存储DMD的动态状态，最终使用每个块的部分内容来合成最终的DMD显示状态；

在上述技术方案中，每个块的更新方法为：按照先进先出的原则将最早的1列元素丢弃，加入新的1列元素到队尾。

在上述技术方案中，RAM块的数据来源为：新一列数据按照位的权重，按照位平面分别加入到对应的块中。

在上述技术方案中，使用1024x768的DMD实现n位灰度滚动光刻，该算法的RAM存储块的大小为

本发明具有以下的有益效果：