[发明专利]一种基于虚拟层动态调制的二元数字掩模光刻方法

权利要求书

1.一种基于虚拟层动态调制的二元数字掩模光刻方法，其特征在于方法步骤如下：

(1)微结构在直角坐标系(x，y，z)中表示为关于x，y，z的函数F(x，y，z)，以数字掩模投影光刻系统的单像素制作尺寸为离散采样周期，沿y轴对F(x，y，z)进行离散采样，离散成M行分微结构轮廓，依次提取分微结构的中心轮廓，形成M行轮廓线；

(2)结合光刻胶对曝光剂量的响应曲线，将每一行轮廓线转换成曝光剂量线；

(3)再将每一行曝光剂量线映射成一幅二值虚拟图像即虚拟层图像；

(4)逐行以一定频率将虚拟层图像输入到SLM对应的一行微元，同时控制系统进行动态曝光，在光刻胶上形成该行的轮廓；

(5)以此类推，SLM的M行均以相同的动态形式同时进行动态曝光，曝光时间由虚拟层图像的行数及虚拟层图像逐行输入的频率共同决定；

(6)经显影、定影、后烘工艺后最终在光刻胶上形成微结构；

所述SLM包括数字微镜DMD；

所述数字微镜DMD一个微元通过数字掩模投影光刻系统制作的尺寸为δ_x×δ_y，待制作微结构F(x，y，z)在y方向上的最大尺寸为Y_max，沿y轴将其离散成M行分微结构，M＝ceil(Y_max/δ_y)，ceil为向上取整运算；沿y方向从第1行至第M行，依次提取分微结构中心轮廓，取出M行轮廓线；结合光刻胶对曝光剂量的响应曲线，将M行轮廓线转换为M行曝光剂量线，第k行轮廓线对应第k行曝光剂量线；沿x方向将曝光剂量线离散成N个点，N＝ceil(X_max/δ_X)，X_max为待制作微结构在x方向上的最大尺寸；沿剂量高度E方向将曝光剂量线上各点的剂量值进行L阶离散；

所述虚拟层图像的构建过程是对全“黑”即灰度值设置为0时的L行N列的图形进行“白”即灰度值设置为最大时的填充，填充规则为逐列填充，构建虚拟层图像的过程中，当逐列填充到虚拟层图像的第i列时，虚拟层图像的第i列中“白”的像素个数由曝光剂量线第i个点的离散剂量高度决定，第k个虚拟层图像的所有行以一定频率依次逐行输入到数字微镜DMD的第k行，实现第k个虚拟层图像对数字微镜DMD上第k行的动态调制，从而在光刻胶上曝光形成微结构第k行的轮廓，按照上述过程，通过M个虚拟层图像同时动态调制数字微镜DMD上的M行，经显影、定影、后烘工艺后最终在光刻胶上形成微结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟层动态调制的二元数字掩模光刻方法，其特征在于：所述沿y轴对F(x，y，z)进行离散采样，包括沿y轴的正方向或负方向对F(x，y，z)进行离散采样。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟层动态调制的二元数字掩模光刻方法，其特征在于：所述沿y轴对F(x，y，z)进行离散采样，进一步扩展为沿x轴对F(x，y，z)进行离散采样。