滾動灰度光刻的dmd動作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于滾動灰度光刻的DMD動作方法，使用DMD多個微鏡對光刻膠的單個像素進行曝光，DMD相對于光刻膠相對運動和曝光動作同時進行。本發(fā)明公開了DMD的具體動作的時序，DMD動作的微鏡狀態(tài)編碼方法，DMD狀態(tài)寄存器的存儲RAM的更新方法，數(shù)據(jù)獲取方法和大小。本發(fā)明的滾動灰度光刻的DMD動作方法使得光刻機能夠連續(xù)光刻，并且刻蝕的圖案是8位灰度圖案。
【專利說明】滾動灰度光刻的DMD動作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域和印刷領(lǐng)域，特別涉及一種用于驅(qū)動空間光調(diào)制器數(shù)字微鏡 陣列（Digital Micro-Mirror Device)的滾動灰度光刻的DMD動作方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，公知的DMD的驅(qū)動算法中，較為常見的是利用位平面成灰度圖像的驅(qū)動算 法，例如基于DMD的投影儀。目前有滾動掃描光刻的報道，但是掃描后所成的圖像是2值圖 案，而不是灰度圖案?；叶葓D案能夠提高光刻膠的曝光后圖案的尺寸精度。
[0003] 背景知識：
[0004] DMD的二值圖案顯示過程：DMD顯示一幅二值圖案的過程包括：將數(shù)據(jù)線Load進 入DMD的微鏡的寄存器中，每個微鏡對應(yīng)一個bit的數(shù)據(jù)，1024*768的微鏡寄存器的數(shù)量為 1024*768,使用2組16位數(shù)據(jù)寬度的總線采用400MHz的DDR方法將數(shù)據(jù)載入，載入一幅二 值圖案的時間為30. 72 μ s。載入完成后，發(fā)送全局Reset命令，經(jīng)過4 μ s的動作時間之后， DMD可以按照寄存器的數(shù)值顯示一幅圖案。
[0005] DMD灰度成像的時序方法：顯示一幅8位灰度圖像，采用的方法是分時顯示8幅圖 案，這八幅圖案是灰度圖像的8個位平面圖像，并且每一幅圖案顯示的時間是2"個單位時 間t。
[0006] 位平面圖像：8位灰度圖像的每個像素點的數(shù)值是一個8比特的數(shù)值，將每個像素 的8比特數(shù)值的最高位取出來，組成一幅新的圖案，就是一個最高位的位平面圖案。同理， 可以取出其他位中的2值數(shù)據(jù)，組成其他的7個位平面。8位灰度圖像一共有8個位平面。
[0007] 人眼看到的DMD顯示的圖像的灰度：在時間t中，t足夠短，小于50ms時，在微鏡 在時間t里反射光源的光，灰度為100%，微鏡在50%的時間里反射光源的光，人眼看到的 灰度為50%。把時間等分成255份，就可以有256種反射光的時間的占空比，形成256個灰 度等級。
[0008] 目前可以檢索到DMD顯示灰度圖案的微鏡動作時序，但是對于滾動顯示灰度圖案 的時序，如果采用非滾動圖案的時序有兩個缺點：
[0009] 1、刻蝕的速度慢，不能連續(xù)曝光，需要曝光一次，光刻頭相對于光刻膠移動一整幅 DMD畫面。例如，使用0. 7XGA的DMD來進行光刻，DMD的像素為1024*768,曝光一次，圖像 需要移動768行，機械動作的時間太長；采用本發(fā)明的時序方法，可以移動的同時曝光，極 大的提高工作效率。
[0010] 2、采用整幅圖案顯示灰度圖像的方法由于在刻蝕時，機械停止才能刻蝕，在兩幅 圖案之間存在機械的定位精度影響拼接精度的問題，而本發(fā)明中，機械連續(xù)勻速運動，相鄰 兩幅圖案不存在圖案拼接的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，提供一種可使得光刻機能夠連續(xù)光刻，并 且刻蝕的圖案是8位灰度圖案的，滾動灰度光刻的DMD動作方法。
[0012] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：
[0013] 一種滾動灰度光刻的DMD動作方法，包括以下步驟：
[0014] 在光刻過程中，DMD相對于光刻膠每移動一列，微鏡狀態(tài)存儲RAM中只增加一行新 的數(shù)據(jù)，并且其他的數(shù)據(jù)只做移動；
[0015] 使用DMD的255個像素對光刻膠的一個像素進行255次曝光來實現(xiàn)256級灰度； 每次曝光的時間長度相等。
[0016] 在上述技術(shù)方案中，光刻膠上的每一個像素對應(yīng)的255個DMD像素采用的編碼方 式是：將灰度值按照低位在前的方式寫成8位二進制碼，在將第i位的數(shù)值Q替換成2H個 Q，共255位二值數(shù)據(jù)。
[0017] 在上述技術(shù)方案中，對于8位灰度使用8個RAM存儲塊來存儲DMD的動態(tài)狀態(tài)，最 終使用每個塊的部分內(nèi)容來合成最終的DMD顯示狀態(tài)；
[0018] 在上述技術(shù)方案中，每個塊的更新方法為：按照先進先出的原則將最早的1列元 素丟棄，加入新的1列元素到隊尾。
[0019] 在上述技術(shù)方案中，RAM塊的數(shù)據(jù)來源為：新一列數(shù)據(jù)按照位的權(quán)重，按照位平面 分別加入到對應(yīng)的塊中。
[0020] 在上述技術(shù)方案中，使用1024x768的DMD實現(xiàn)η位灰度滾動光刻，該算法的RAM 存儲塊的大小為

【權(quán)利要求】
1. 一種滾動灰度光刻的DMD動作方法，其特征在于，包括以下步驟： 在光刻過程中，DMD相對于光刻膠每移動一列，微鏡狀態(tài)存儲RAM中只增加一行新的數(shù) 據(jù),并且其他的數(shù)據(jù)只做移動； 使用DMD的255個像素對光刻膠的一個像素進行255次曝光來實現(xiàn)256級灰度；每次 曝光的時間長度相等。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動灰度光刻的DMD動作方法，其特征在于， 光刻膠上的每一個像素對應(yīng)的255個DMD像素采用的編碼方式是：將灰度值按照低位 在前的方式寫成8位二進制碼，在將第i位的數(shù)值Q替換成2i_1個Q，共255位二值數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動灰度光刻的DMD動作方法，其特征在于， 對于8位灰度使用8個RAM存儲塊來存儲DMD的動態(tài)狀態(tài)，最終使用每個塊的部分內(nèi) 容來合成最終的DMD顯示狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動灰度光刻的DMD動作方法，其特征在于， 每個塊的更新方法為：按照先進先出的原則將最早的1列元素丟棄，加入新的1列元素 到隊尾。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動灰度光刻的DMD動作方法，其特征在于， RAM塊的數(shù)據(jù)來源為：新一列數(shù)據(jù)按照位的權(quán)重，按照位平面分別加入到對應(yīng)的塊中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動灰度光刻的DMD動作方法，其特征在于， 使用1024x768的DMD實現(xiàn)η位灰度滾動光刻，該算法的RAM存儲塊的大小為
【文檔編號】G03F7/20GK104298077SQ201410508288
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】許家林, 孫強 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所