[发明专利]基于无掩膜光刻机极坐标下刻写大范围任意图形的方法

摘要

一种基于无掩膜光刻机极坐标下刻写大范围任意图形的方法，包括激光与旋转平台的对准，大数据的直角坐标向极坐标的数据转换，数据传输与高精密运动台的实时同步控制等步骤。高速旋转式无掩膜光刻机运动平台由一个旋转电机和一个直线电机组成，通过直线电机的R方向和旋转电机的θ方向构成了一个极坐标系。控制器将刻写数据与电机的位置进行高精度的匹配，控制激光在特定的位置发出相应的脉冲进行刻写，从而实现极坐标下刻写大范围任意图形。本发明实现了光刻机在极坐标下刻写大面积任意图形，在微纳加工，掩模板制造，衍射光学元件制作领域具有很高的应用价值。

主权项

一种基于无掩膜光刻机极坐标下刻写大范围任意图形的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)利用螺旋线法使刻写激光的光斑与旋转平台的圆心重合；2)读取直角坐标下的图形刻写数据A[i0,j0]，i0和j0分别为数组A的行和列大小；3)将直角坐标下的图形刻写数据转化为极坐标下的刻写数据，具体如下：设为数据极坐标系下的坐标原点，则半径弧度最大半径将圆上分为θ0个点，并设θ0＝2πR0，则其中，i为数组的某一行，j为数组的某一列，A[i,j]表示数组A第i行第j列的数据值；设极坐标下的刻写数据为B[R0,θ0],计算极坐标下数据B[R,θ]对应的直角坐标系下的数据值，公式如下：θ依次取值0到2πR0之间的整数，R依次取0到R0之间的整数，计算B[R,θ]的值；将数据B[R,θ]依次存储起来，即得到极坐标下的刻写数据B[R0,θ0]；4)将极坐标下的刻写数据B[R0,θ0]进行数据压缩，具体是：以遍历极坐标系下的刻写数据方式，读取极坐标下的刻写数据B[R0,θ0]，当该刻写数据由M个连续相等的数据值A、N个连续相等的数据值B、P个连续相等的数据值C…… 组成，则压缩后的刻写数据由数据值A、个数M、数据值B、个数N、数据值C、个数P，…… 构成；5)将压缩后的刻写数据传入中心控制器进行解压缩，同时将当前旋转电机和直线电机的精确位置传送给中心控制器，中心控制器将电机的当前位置和在当前位置需要刻写的数据进行实时的匹配；6)中心控制器发送当前位置的数据值给激光器，控制激光器发出相应的脉冲对当前位置进行刻写；所述螺旋线法具体是指首先在样品上画一条螺旋线，把样品转过90°再画一条螺旋线，以此类推画四条，通过判断四条螺旋线的位置，当四条螺旋线相交于一点时即为重合；步骤3)中θ先依次取0到之间的整数值，R依次取0到R0之间的整数，计算得到其坐标，其坐标位置的值即为B[R,θ]的值，以此得到第一象限的数据值；第二象限与第一象限对称，与对称的点为由可以直接得到的坐标位置，其坐标位置的值即为第二象限B[R,θ]的值，以此得到第二象限的数据值；第三象限与第一象限对称，与对称的点为由可以直接得到的坐标位置，其坐标位置的值即为第三象限B[R,θ]的值，以此得到第三象限的数据值；第四象限与第一象限对称，与对称的点为由可以直接得到的坐标位置，其坐标位置的值即为第四象限B[R,θ]的值，以此得到第四象限的数据值。