可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法技术

本发明专利技术涉及一种可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法。其包括如下步骤：步骤1、对原始图像数据进行栅格化，以得到所需的目标图像栅格化数据；步骤2、对与一子帧相对应的目标图像栅格化数据进行移位重组，以在一子帧的目标图像删格化数据移位重组后得到若干直接用于一DMD像元行的重组数据单元；步骤3、依据DMD曝光投图的设置，将任一重组数据单元均封装成所需的曝光投图有效数据体；步骤4、运动平台在y轴运动方向上每前进设定距离，向DMD发送投图触发信号，以驱动DMD读取所需曝光投图有效数据体并根据所读取的曝光投图有效数据体进行曝光投图。本发明专利技术满足高速率、高精度、高分辨率的无掩膜激光直写光刻的需求。分辨率的无掩膜激光直写光刻的需求。分辨率的无掩膜激光直写光刻的需求。

【技术实现步骤摘要】
可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法


[0001]本专利技术涉及一种扫描方法，尤其是一种可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法。

技术介绍

[0002]无掩模激光直写光刻在微流控、微电极、石墨烯及其他二维材料、微电子和半导体、自旋电子、传感器等领域有着爆发式应用。传统的掩模对准曝光，需要使用由专业供应商制作的掩模版，而在研发和生产环境中，掩模版的设计需要变更，并且会由于光刻胶的溅射导致污染，从而增加工艺步骤。
[0003]无掩模激光直写光刻避免使用了物理掩模，而是在光刻胶上直接绘制图形。无掩模激光直写光刻通过软件设计电子掩模版，例如，用EDA软件做好一个版图并将其复制到相关的电脑里，然后选中所需要曝光的版图层数据，通过电脑控制传递给空间光调制器，经过光学系统的调制，在光刻胶上直接曝光出目标图案。这种曝光方法采用了空间光调制器的数字掩模代替传统光刻的物理掩模，节省了掩模版的制作成本。同时，可通过直接在软件修改设计图形从而快速变更数字掩膜，增强光刻的灵活性。
[0004]目前，无掩模激光直写光刻使用的空间光调制器主要是液晶空间光调制器(SLM)与数字微镜器件(DMD)。DMD刷新频率很高，最高可达几十kHz，有多种成熟产品，均价较低；而LCOS
‑
SLM刷新频率较低，只有几百Hz，多为一体化器件，均价较高。利用DMD进行无掩膜激光直写光刻时，扫描分辨率较低，难以满足实际的光刻需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法，其可高效准确读取图像数据，满足高速率、高精度、高分辨率的无掩膜激光直写光刻的需求。
[0006]按照本专利技术提供的技术方案，一种可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法，所述扫描方法包括如下步骤：
[0007]步骤1、根据直写光刻的工艺配置参数，确定直写光刻扫描的分辨率d、细分数p以及倾斜角θ，根据倾斜角θ将DMD调整至与运动平台间倾角为θ的位置状态；
[0008]步骤2、根据分辨率d对原始图像数据进行栅格化，以得到所需的目标图像栅格化数据；将p行DMD像元配置为一子帧，对与一子帧相对应的目标图像栅格化数据进行移位重组，以在一子帧的目标图像删格化数据移位重组后得到若干直接用于一DMD像元行的重组数据单元；
[0009]步骤3、依据DMD曝光投图的配置，将任一重组数据单元均封装成所需的曝光投图有效数据体；
[0010]步骤4、在曝光扫描时，运动平台在y轴运动方向上每前进S*d的距离，向DMD发送投图触发信号，以驱动DMD读取所需曝光投图有效数据体并根据所读取的曝光投图有效数据
体进行曝光投图，其中，S为正整数。
[0011]步骤1中，直写光刻的工艺配置参数包括理想线宽宽度W、理想/实际比例系数m、工艺误差比率n、实际线宽对应分辨率系数k以及分辨率修正参数Δd，则有
[0012][0013]将DMD调整至与运动平台间倾角θ的位置状态后，对运动平台以及DMD分别建立相应的坐标系，以得到运动平台的坐标系x
‑
y以及DMD的坐标系x
’‑
y
’
。
[0014]在建立得到DMD的坐标系x
’‑
y
’
后，对x
’
方向的相邻两个DMD像元：在运动平台的x方向相差p个亚像素，在运动平台的y方向相差1个亚像素；
[0015]对y
’
方向的相邻两个DMD像元，在运动平台的x方向相差1个亚像素，在运动平台的y方向相差p个亚像素；
[0016]对目标图像栅格化数据，一个像素对应与DMD内的一个像元。
[0017]步骤2中，对与一子帧相对应的目标图像栅格化数据进行移位重组后，得到p个重组数据单元；一重组数据单元内所有的亚像素数据在x方向上位于同一行且相邻的压像素数据间的距离为p个亚像素；
[0018]一子帧内，对任意相邻的两个重组数据单元，两相邻重组数据单元在y方向上相距p个亚像素，一重组数据单元的亚像素数据与另一重组数据单元内相应邻近的亚像素数据在x方向上相距1个亚像素。
[0019]对一个子帧内的重组数据单元，利用编程存储介质进行数据存取时，设置组数num并循环，不同的重组数据单元依次访问同一行，每个重组数据单元只突发一次，按列提取出用于每个DMD行的数据。
[0020]对组数num，则有：num>2。
[0021]对重组数据单元封装时，得到的曝光投图有效数据体包括利用重组数据单元形成的有效显示位以及与所述有效显示位适配的无效显示位。
[0022]本专利技术的优点：分辨率d、细分数p以及倾斜角θ后，将DMD相对运动平台倾斜至θ位置状态，从而利用倾斜扫描可实现远小于光斑大小的分辨率，达到高精度、高分辨率的需求；原始图像数据进行栅格化，以得到所需的目标图像栅格化数据，对得到目标图像栅格化数据进行移位重组，并利用编程存储介质进行数据的存取，对目标图像栅格化数据的快速高效读取，可通过增加平台运动方向的触发距离间隔及调整提取数据规律，提高直写光刻的产能。
附图说明
[0023]图1为本专利技术建立运动平台的坐标系x
‑
y以及DMD的坐标系x
’‑
y
’
的示意图。
[0024]图2为本专利技术将DMD调整至倾斜后的示意图。
[0025]图3为本专利技术得到目标图像栅格化数据后的示意图。
[0026]图4为本专利技术确定子帧内待移位重组亚像素的示意图。
[0027]图5为本专利技术得到移位重组数据的示意图。
[0028]图6为本专利技术移位重组数据在编程存储介质内的示意图。
[0029]图7为本专利技术得到曝光投图有效数据体的示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0031]为了满足高速率、高精度、高分辨率的无掩膜激光直写光刻的需求，本专利技术的扫描方法包括如下步骤：
[0032]步骤1、根据直写光刻的工艺配置参数，确定直写光刻扫描的分辨率d、细分数p以及倾斜角θ，根据倾斜角θ将DMD调整至与运动平台间倾角为θ的位置状态，且根据分辨率d对原始图像数据进行栅格化，以得到所需的目标图像栅格化数据；
[0033]具体地，直写光刻的工艺配置参数包括理想线宽宽度W、理想/实际比例系数m、工艺误差比率n、实际线宽对应分辨率系数k以及分辨率修正参数Δd，则有
[0034][0035]其中，理想线宽宽度W的单位为μm，实际线宽对应分辨率系数k一般为60％～70％，直写光刻的工艺配置参数的具体情况可以根据直写光刻的需求确定，具体为本
人员所熟知。在得到上述工艺配置参数后，能具体确定得到辨率d、细分数p以及倾斜角θ。
[0036]具体实施时，将DMD调整至与运动平台间倾角θ的位置状态后，对运动平台以及D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法，其特征是，所述扫描方法包括如下步骤：步骤1、根据直写光刻的工艺配置参数，确定直写光刻扫描的分辨率d、细分数p以及倾斜角θ，根据倾斜角θ将DMD调整至与运动平台间倾角为θ的位置状态；步骤2、根据分辨率d对原始图像数据进行栅格化，以得到所需的目标图像栅格化数据；将p行DMD像元配置为一子帧，对与一子帧相对应的目标图像栅格化数据进行移位重组，以在一子帧的目标图像删格化数据移位重组后得到若干直接用于一DMD像元行的重组数据单元；步骤3、依据DMD曝光投图的配置，将任一重组数据单元均封装成所需的曝光投图有效数据体；步骤4、在曝光扫描时，运动平台在y轴运动方向上每前进S*d的距离，向DMD发送投图触发信号，以驱动DMD读取所需曝光投图有效数据体并根据所读取的曝光投图有效数据体进行曝光投图，其中，S为正整数。2.根据权利要求1所述的可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法，其特征是，步骤1中，直写光刻的工艺配置参数包括理想线宽宽度W、理想/实际比例系数m、工艺误差比率n、实际线宽对应分辨率系数k以及分辨率修正参数Δd，则有将DMD调整至与运动平台间倾角θ的位置状态后，对运动平台以及DMD分别建立相应的坐标系，以得到运动平台的坐标系x
‑
y以及DMD的坐标系x
’‑
y
’
。3.根据权利要求2所述的可提高分辨率的无掩膜激光直写光刻用扫描方法，其特征是，在建立得到DMD的坐标系x
’‑
y
’
...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍大云，杨琳韵，茆荣超，
申请(专利权)人：锡凡半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：