[发明专利]一种数字光纤合束器及利用光纤合束获取动态掩膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无掩膜光刻技术领域，特别是涉及一种数字光纤合束器及利用光纤合束获取图像的方法。

背景技术

随着光学技术的发展，光刻技术也得到了快速的发展，光刻图案特征尺寸逐渐变小，且光刻图形结构愈趋复杂及多样化。传统的掩模光刻技术出现了制作困难和费用攀升的问题。

为了降低掩模制作的成本，无掩模光刻技术诞生，例如离子/电子束直写技术，激光直写技术，但是现有的无掩膜光刻设备价格昂贵，且光刻速度较慢。

数字光刻系统作为一种无掩膜光刻设备，动态掩模的核心部件为数字微反射镜，数字微反射镜为一种纯数字化空间光调制器，可实现实时、高效率和低成本的图形转移，从而实现了快速、批量化、低成本光刻。数字光刻系统在保证高端电子产品质量的前提下，尽管降低了成本，但是由于数字微反射镜由多块微镜集成，微镜间不可避免的具有缝隙，导致入射光会产生衍射现象，而反射成像会损耗一部分光能，且微镜的制作工艺极其复杂，对设备的要求极为苛刻。

可见，如何在确保无掩膜光刻设备的光刻精度的基础上，简化无掩膜光刻设备的制作工艺，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种数字光纤合束器及利用光纤合束获取动态掩膜的方法，应用于无掩膜光刻设备，有利于提高无掩膜光刻设备的分辨精度，简化了无掩膜光刻设备的制作工艺。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种数字光纤合束器，包括：

光纤合束模块、光通断模块以及封装及保护模块；

其中，所述光纤合束模块包括位于数字光纤合束器两端对称分布的、结构相同的第一光纤合束和第二光纤合束，光纤合束为多束直径为微米级别的外包光纤按照预设的排列方式组合而成；

所述光通断模块包括多个阵列分布的连接小室及位于每个连接小室狭缝内的像元开关，连接小室的数量为外包光纤总数的一半，每个连接小室用于容纳所述第一光纤合束的第一外包光纤内端和与所述第一外包光纤相应的所述第二光纤合束的第二外包光纤内端，且所述第一外包光纤内端端面与所述第二外包光纤内端端面间形成狭缝；通过控制像元开关的遮光散光板，以实现控制光源出射的光束经过所述第一光纤合束是否传输至所述第二光纤合束；所述遮光散光板的中心轴与外包光纤中心轴一致；

所述封装及保护模块包括封装单元和保护单元，所述封装单元封装连接所述像元开关，所述保护单元用于对所述光纤合束模块和所述光通断模块进行保护。

可选的，所述光纤合束为多束直径为微米级别的外包光纤按照正六角形排列组成而成。

可选的，所述外包光纤为由二氧化硅圆柱形纤芯，及折射率低于纤芯的玻璃外包层构成。

可选的，所述外包光纤的直径为10微米。

可选的，所述连接小室还包括吸光层，所述吸光层为涂覆在所述连接小室内部的吸光材料。

可选的，所述像元开关包括遮光散光板、扭转轴、微金属板、轭板、寻址电极、寻址板、偏转复位总线；

其中，所述轭板的中部连接所述遮光散光板，两端分别连接一个微金属板；所述扭转轴分别与所述轭板和所述偏转复位总线相连；所述寻址电极与所述寻址板相连；所述寻址电极和所述微金属板由于静电作用吸引带动所述轭板在所述扭转轴的枢纽上旋转，以使所述遮光散光板转动。

可选的，所述封装及保护模块包括第一粘结层、套管层、封装层及保护层；

其中，所述第一粘结层为胶合粘结在所述第一光纤合束外端和所述第二光纤合束外端的环氧树脂层；所述套管层为包裹在所述第一光纤合束和所述第二光纤合束的塑料套管层；所述封装层为陶瓷针栅阵列封装层；所述保护层为与所述数字光纤合束器相匹配的外壳。

可选的，所述封装层位于所述数字光纤合束器的底部。

可选的，所述第一光纤合束外端的横截面形状为正方形、圆形或正多边形。

本发明实施例另一方面还提供了一种利用光纤合束获取动态掩膜的方法，包括：

当检测到光源出射的目标光束入射至数字光纤合束器的第一光纤合束端面时，将所述目标光束对应的源图像数字化为预设位数的灰度图像；

按照所述源图像转换的二进制信号控制像元开关的遮光散光板的旋转，以使所述目标光束在所述像元开关处于开启状态时，经过所述第一光纤合束传输至第二光纤合束，并在接收器件上形成所述源图像；在所述像元开关处于关闭状态，将经过所述第一光纤合束的目标光束反射至连接小室内；