[发明专利]一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构及工作流程

权利要求书

1.一种无掩膜光刻系统，其特征在于：包括

料号系统，用于将输入的不同 CAD 矢量设计文件格式转换为包含轮廓化无交叠多边形图形的中间数据格式；

曝光系统，用于驱动并分别与 RIP 模块、位置矫正模块、主控模组、运动平台模组和对位模组实现双向通信；

RIP 模块，用于将中间数据格式实时膨胀、偏移和旋转，并转换成条带图形，并将条带图形进行Y 方向拉伸，然后栅格化后形成栅格化的条带点阵图形；

数据处理系统，用于实现条带点阵图形的分块化、图形发生器化、X 方向拉伸和图形发生器帧化；

位置矫正模块，用于实现和曝光系统、数据处理系统、运动平台模组和光源模块的双向数据通信；

光源模组，用于实现和位置矫正模块、主控模组和能量矫正模块的双向通信，并为照明系光学组提供可控稳定的大功率光源；

照明系光学组，用于实现将光源模组提供的大功率光源转换到能够覆盖整个图形发生器有效像素阵列的面光源；

图形发生器，为可独立寻址和控制的像素阵列；

主控模组，用于实现和曝光系统、光源模组、能量矫正模块和自动聚焦模组的双向通信；

能量矫正模块，用于实时在线监控照明系光学组以及定时监控投影镜头模组到感光材料表面的光能量波动，实现驱动光源模组改变出光功率大小及闭环控制；

投影镜头模组，由至少5片光学透镜组成；

自动聚焦模组，用于实现拖动投影镜头模组在与焦面垂直的方向上移动；

运动平台模组，用于实现在曝光系统的驱动下匀速扫描高速运动的指定坐标地点；

对位模组，由至少一个CCD或CMOS相机、一个与CCD或CMOS相机匹配的投影成像镜头、一对导轨，一个联轴器、一个丝杆和一个带有编码器的伺服马达或一对定动子和光栅尺构成。

2.一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：包括两个Y轴、两个X轴、两个Z轴、一个台面以及固定在其上的龙门，所述的X轴、Y轴均包含至少一对定动子、至少一条光栅尺、至少一条导轨和不少于3个气浮垫或一条集成在导轨上的气浮轴承，所述的Z轴由至少两对契型模块、两对丝杆、两对联轴器和两个带有编码器的伺服马达构成。

3.根据权利要求2所述的一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：所述台面为大理石或金属台面，所述龙门为大理石或金属龙门。

4.根据权利要求2所述的一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：所述的定动子包含一个可以按需调整长度的定子和一个动子，所述定动子为带有磁性预载力的定动子。

5.根据权利要求2所述的一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：所述的气浮轴承是指采用小孔节流技术的平面气浮轴承。

6.根据权利要求2所述的一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：所述的两个Y轴相互平行且固定在台面上，其上设有两个曝光台面，两个曝光台面相互平行，且在沿各自所依附的Y轴运动过程中互不干涉。

7.根据权利要求2所述的一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：所述的两个X轴相互平行，且共同固定在一个龙门上或者分别固定在一个龙门上，且两个X轴和2个Y轴相互垂直，其中一个X轴上固定至少一个数字光学投影镜头组，其中的投影镜头模组的轴心与X轴或Y轴的运行方向垂直，且与Z轴的运行方向平行，另一个X轴上固定至少一个对位模组，其中对位模组中的投影成像镜头的轴心与X轴或Y轴的运行方向垂直，且与Z轴的运行方向平行。

8.根据权利要求6所述的一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：所述的两个曝光台面分别与一个Z轴固定在一起，且每个Z轴又分别和一个Y轴的动子固定在一起。

9.根据权利要求7所述的一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构，其特征在于：所述的对位模组由至少一个相机、一个与相机匹配的投影成像镜头、一对导轨，一个联轴器、一个丝杆和一个带有编码器的伺服马达或一对定动子和光栅尺构成。

10.一种基于无掩膜光刻系统的新型运动平台架构的工艺流程，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将客户定制的图形矢量格式输入离线的料号系统生成新料号文件，根据需要将图形矢量格式转换成包含轮廓化无交叠多边形图形的中间数据格式后关联到新料号文件内；

（2）将生成的新料号通过互联网上传到光刻系统上，在曝光系统内选择新料号文件，自动或手动将第一片涂有感光材料的基板上载到两个曝光台面的其中一个曝光台面的真空吸盘上，点击确认开始对位曝光流程；

（3）获得对位曝光开始指令后，曝光系统软件驱动第一个曝光台面运载第一片基板到对位模组内的投影镜头下获取基板上对位标记的真实位置信息，换算出对应的涨缩系数，将中间数据格式按照涨缩系数调整图形后分割成每个图形发生器所需要的条带图形并发送到每个RIP模块内，同时曝光系统软件将驱动第一个曝光台面运载第一片基板到投影镜头模组的成像面和扫描曝光起始位置；

（4）获得对位曝光开始指令的同时，自动或手动将第二片涂有感光材料的基板上载到第二个曝光台面的真空吸盘上，曝光系统软件驱动第一个曝光台面运载第一片基板到投影镜头模组的成像面和扫描曝光起始位置时，曝光系统软件驱动第二个曝光台面运载第二片基板到对位模组内的投影镜头下获取基板上对位标记的真实位置信息并准备相关曝光前的数据准备；

（5）待曝光系统软件驱动第一个曝光台面运载第一片基板在投影镜头模组下完成曝光后，曝光软件驱动第一个曝光台面运载第一片基板到上下板位置，同时曝光软件将驱动第二个台面运载第二片基板到投影镜头模组的成像面和扫描曝光起始位置开始第二片的扫描曝光；

（6）在第二个曝光台面运载第二片基板扫描曝光时，曝光软件驱动第一个曝光台面完成第三片基板的上下板和对位作业，依次循环，实现基板的高产能高精度作业。