[发明专利]一种用于DMD无掩膜光刻机的高速图像曝光方法

摘要

本发明公开了一种用于DMD无掩膜光刻机的高速图像曝光方法，优化DMD光刻曝光控制流程，避免了直接由上位机软件发送实时曝光图像到DMD进行曝光，而是利用存储设备对待加工图像进行缓存，通过DMD控制板代替上位机软件完成高速实时曝光图像处理，无需对每一帧DMD实时曝光图像都进行一次通信接口传输，减少传输数据量，有效地减小通信接口的传输速率对光刻效率的限制，在实际曝光阶段，只是从外部存储设备中直接获取曝光图像信息，并基于曝光图像信息自动控制DMD微镜阵列完成快速翻转，充分发挥硬件控制板的高速数据传输和强大的时序控制能力的优势，大大缩短了数据传输时间，提高DMD图像曝光速度，提升了DMD无掩膜光刻机的工作效率。

主权项

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，数字微镜器件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Dt+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，Dt＝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；(3.3)、曝光图像刷新子模块从存储器中高速读取扫描带图像数据，从步骤(3.2)中所得的起始位置开始，每次连续读取c比特的数据，组成DMD曝光图像的一行，再依次将r行图像数据拼接成一帧新的DMD曝光图像，并实时发送到基于曝光图像信息的微镜阵列控制模块，用于替换DMD的前一帧曝光图像，从而生成连续的DMD高速实时曝光图像序列；(4)、基于曝光图像信息的微镜阵列控制模块实时接收步骤(3)中生成的DMD高速实时曝光图像数据，并将图像数据逐行加载到DMD微结构的CMOS存储器中，等待加载完r行数据后，基于曝光图像信息自动控制DMD微镜阵列快速翻转到正确的位置，使曝光图像正确显示在DMD上，从而完成对DMD实时曝光图像序列的显示和控制。