[发明专利]一种用于DMD无掩膜光刻机的高速图像曝光方法

说明书

技术领域

本发明属于无掩膜光刻技术领域，更为具体地讲，涉及一种用于DMD无掩膜光刻机的高速图像曝光方法。

背景技术

传统的投影式光刻中，曝光工艺所使用的光掩模的制作加工是一道比较繁琐复杂的工序，对掩模和光刻工艺也有较高的要求，加工成本相对昂贵。为解决这一问题，一种基于数字微镜器件(DMD)的数字无掩膜光刻技术逐渐得到了应用。基于DMD的无掩模光刻技术可采用紫外光、深紫外光、甚至更短波长的极紫外光作为光源，具有很强的技术延伸性和工艺兼容性，满足灵活、高效、低成本的要求，更易在光刻实践中得到应用，具有广泛的应用前景。

由于DMD单场曝光的图形大小有限，一般DMD光刻都需要进行拼接，而环境干扰、工作台精确定位缺陷等因素对图像的逐场曝光的精确位置造成巨大的影响，从而促成单帧图形拼接线条的错位、包裹、交叠等现象。特别是刻蚀大面积图形，要获得高精度的曝光质量存在很大的技术问题。扫描式光刻采用工件台运动与DMD图像滚动同步的方式进行曝光，可以有效地减小拼接带来的影响，除此之外，由于每个曝光位置是由多个DMD像素的重叠曝光，因此，能够有效地降低DMD整个幅面的照明不均匀性对曝光质量的影响。

现有的多数DMD光刻曝光控制系统中，通常由上位机控制软件完成对曝光图像的处理，然后通过通信接口传输到DMD进行曝光。但在扫描式曝光工艺中，对于每一个扫描步长而言，DMD都需要滚动刷新一幅曝光图像，使得DMD曝光图像的数据量非常大，完全通过通信接口来传输所有DMD实时曝光图像会严重限制光刻机的工作效率。因此，有必要改善现有处理流程和方法以提升DMD光刻系统中相关数据的处理效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于DMD无掩膜光刻机的高速图像曝光方法，使用DMD控制器能够代替上位机软件完成对原始待加工图像的分割和拼接，从而高速生成DMD实时曝光图像，这样上位机就只需要传输一次原始的待加工图像，既减少图像传输的数据量，克服由于通信接口传输速率的限制对光刻效率产生的影响，又能大大提高DMD对曝光图像的显示速度，进而提高DMD无掩膜光刻机的工作效率。

为实现上述发明目的，本发明一种用于DMD无掩膜光刻机的高速图像曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、设原始待曝光图像是一幅分辨率为m×n的一位位图图像，DMD的分辨率为r×c；扫描带图像预处理模块对原始待曝光图像进行分割,其中，m、n分别表示待曝光图像的行数和列数，r、c分别DMD中微镜阵列的行数和列数；

(1.1)、为处理扫描式曝光工艺中在待刻蚀的基片未完全进入和未完全离开DMD视场时，对于未进入和已离开的部分，DMD需要显示全黑的情况，将原始m×n的图像两侧分别添加r行0，扩展为一幅(m+2r)×n的图像；

(1.2)、再将扩展后的图像分割为个(m+2r)×c大小的扫描带图像，若n不是c的整数倍，则需要对最后一个扫描带补列0，其中，表示n/c向上取整；

(1.3)、将分割后的个扫描带图像的数据按照光刻扫描方向依次通过通信接口发送到扫描带图像存储模块；

(2)、扫描带图像存储模块在存储器中从基地址D₀开始，向高字节地址开辟字节的内存空间，再从基地址D₀开始，将接收到的个扫描带图像的数据按照扫描方向逐行依次存储在所开辟的内存空间中；

(3)、可变步长高速实时曝光图像处理模块从存储设备中获取扫描带图像数据，根据可设置的扫描步长d和扫描曝光信号，按照以下步骤进行高速实时曝光图像处理；

(3.1)、扫描触发子模块接收工件台同步扫描曝光信号，使高速实时曝光图像拼接动作同时触发；

(3.2)、曝光图像拼接子模块根据可设置的扫描步长d和DMD扫描曝光图像计数器N的值确定实时扫描曝光图像每次拼接的内存地址位置D_t+ND₁d，并将该位置作为图像刷新子模块每次拼接操作的起始地址，其中，D_t＝D₀+(t-1)(m+2r)D₁表示第t个扫描带图像在存储器内存中的基地址，t为扫描带图像编号，D₁表示一行DMD扫描曝光图像数据所占用内存空间的地址数；