CN102207690A - 一种多slm曝光和数据处理方法 - Google Patents

一种多slm曝光和数据处理方法 Download PDF

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本发明公开了一种多SLM曝光和数据处理方法，包括多SLM的安装、对版图进行分割处理、多SLM同时扫描曝光、多SLM之间无效重叠区域的数据处理、多SLM之间拼接区域的处理、多SLM物镜倍率差异补偿的处理。本发明利用多个SLM同时调制图像，其产能比单个SLM有成倍的提高。

Description

一种多SLM曝光和数据处理方法
技术领域
本发明涉及激光直接成像设备曝光方法领域，具体为一种多SLM曝光和数据处理方法。
背景技术
数字微镜设备是一种空间光调制器（SLM），可以生成曝光图像，通过光学系统反射到处于运动平台上的待加工面上。
激光直接成像是一种先进的曝光技术， 激光直接成像设备是使用这一技术对感光材料进行曝光的设备。
光刻技术是在衬底表面上印刷具有特征的构图的技术，本发明所涉及的无掩膜光刻技术使用数字微镜系统生成图像，通过光学投影元件，图像以一定的倍率投影到光敏感的衬底上，产生特征的构图。
发明内容
本发明的目的是提供一种多SLM曝光和数据处理方法，以实现提高激光直接成像曝光设备的产能。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种多SLM曝光和数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）多SLM的安装：多个SLM同时安装在一个和曝光方向垂直的方向上，每个SLM有自己的光路系统，每个SLM各项参数需要准确标定，通过移动平台带动待感光表面进行运动以实现完整曝光；
（2）对版图进行分割处理：根据多个SLM水平和垂直方向的相对坐标位置，确定每个SLM需要曝光的版图区域的起点和终点，平台运动的距离必须保证每一个SLM的实际曝光区域都可以完整覆盖理想的曝光区域，从各SLM的实际曝光区域计算平台运动到某一位置必须发往各DMD的正确位置的图形数据；
（3）多SLM同时扫描曝光：多SLM同时曝光，各自曝光版图的一部分，最终曝光结果是完整曝光整个版图；
（4）多SLM之间无效重叠区域的数据处理：增加有效数据区的属性，对位于某个SLM单视场内的图形，处于有效数据区之外的部分舍弃；
（5）多SLM之间拼接区域的处理：多SLM之间设定一个区域为拼接区域，图像在这一区域灰度值从中心到边缘分阶递减，并且阶数和每阶的像素数可设置；
（6）多SLM物镜倍率差异补偿的处理：图像发往SLM之前，根据标定值对图像进行缩放补偿，补偿后的图像进行曝光。
所述的一种多SLM曝光和数据处理方法，其特征在于：还包括对版图分区处理：对于图形数据巨大的版图，将图形分为若干个区，在这之后再进行图形的提取处理，具体的分区个数为接近图形数据的平方根。
所述的一种多SLM曝光和数据处理方法，其特征在于：数据处理和客户端控制的分离，每一个SLM都有自己的数据处理服务计算机，使得处理工作得到分担。
本发明扫描式曝光当平台移动时数字微镜系统同时进行逐行翻图，共同完成曝光过程。这一过程中要求实时提供曝光所需的版图数据。
本发明使用了大量图形图像处理技术，该技术是使用计算机对数字化的图形图像进行分析、计算、修改、生成，以达到所需要的最终结果。版图的矢量数据信息需要经过裁剪、栅格化、灰度处理、模板处理等大量的图形图像处理才能得到最终曝光所需的数据。
本发明使用了分布式技术，分布式技术是将多台计算机通过网络连接起来，相互协调，共同完成控制、计算、处理等任务。使用分布式技术可以完成单台计算机无法完成的巨大任务。
本发明利用多个SLM，同时调制图像，在曝光光源的配合下，对PCB板上的干膜进行曝光，能够极大的提高激光直接成像曝光设备的产能。其产能比单个SLM有成倍的提高。
附图说明
图 1 是多SLM曝光原理图。
图 2 是多SLM扫描曝光俯视图。
图 3 是多SLM拼接处理图。
图 4 是多SLM之间无效重叠区域图。
图 5 是处理数据适应多SLM之间倍率差异。
图 6 是适应多SLM高速数据需求，对版图进行分区。
图 7 是适应多SLM高速数据需求，对数据进行分布式处理。
具体实施方式
图1-图7中，1 是SLM，2是曝光光源，3是光学子系统，4是平台，5是PCB板，6是曝光图像，7是扫描方向，8是理想的SLM扫描区域，9是实际的SLM扫描区域，10是曝光版图，11是拼接区域，12是灰度分阶，13是前一个SLM的无效区域，14是待曝光线条数据，15是倍率差异标定和补偿处理，16是版图中任意图形，17是版图分区处理，18是控制端，19是数据处理服务端
多SLM曝光的原理如图1所示，安装多个SLM，各SLM型号完全一致，准确标定每个SLM的扫描方向和非扫描方向的位置，每个SLM对应有自己的光学系统，有自己的数据源。要求通过光学标定和校正将镜头倍率误差尽可能降低。
平台移动时，多个SLM同时翻图，通过曝光系统，在平台上的PCB板的多个区域同时实现曝光。曝光结束时，各曝光区域完全拼合，实现整体曝光完成。
图1中SLM 1是一种数字微镜装置，它通过对内部微镜的控制生成曝光图形。曝光光源2是使干膜曝光的激光光源。光学子系统3可以按一定的倍率将图像缩放。平台4装载PCB板后，在曝光时通过不断的运动实现整版的曝光。
图2演示了用四个SLM扫描曝光版图10的过程。四个SLM的水平位置决定了各自所要曝光的版图区域8的起点和终点。因为是同一个平台的移动，所以各SLM的实际扫描范围9大小是一致的，如图2中的四个阴影部分9所示。但是由于扫描方向无法保证各SLM的位置完全一致，因此各SLM的实际扫描区域9并不是在同一个水平位置。但是各SLM的实际扫描区域9都必然能够完全覆盖各自在版图10上的理论扫描区域，从而最终能够完全曝光版图10。
在处理某一时刻发往各SLM的数据时，必须考虑各SLM的扫描方向和非扫描方向的位置差异，发出版图上正确位置的图形数据，保证曝光结果的正确性。
图2中SLM按扫描方向7进行扫描时，每相邻两个SLM之间会出现重叠区域，在重叠区域内的图形会被曝光两次，形成过曝。
图4中重叠区域被分为两块，拼接区域11和前一个SLM的无效区域13。拼接区域11被用来进行完美的拼接，无效区域13则必须从原来的曝光两次，改变为只曝光一次。
数据处理中，不能按照SLM的宽度从版图中按顺序提取图形数据，必须增加有效数据宽度属性来代替SLM宽度。在一个SLM视场中的图形，数据处理时只截取其位于有效数据宽度内的部分，舍弃其余的部分。图 4 中对于两个重叠的SLM，第一个SLM的无效区域13中的图形部分在数据处理时将被舍弃掉， 最终保证这一区域只被曝光一次。
图4中拼接区域11不做处理时，将直接简单曝光两次，形成过曝。图3是对拼接区域进行灰度分阶处理的原理图。在拼接部分，从中心到边缘图像数据的灰度分阶递减。所分的阶数和每阶包含的像素数均可以设置，便于工艺条件改变时调整拼接效果。经过两次曝光后，拼接部分各处的曝光能量基本等同图形其他部分的曝光能量，形成良好的拼接。
各SLM的缩影物镜的倍率误差不可避免，可能造成图5中所示问题。图5中左侧原线条数据14经过曝光后的曝光图像6，由于倍率误差的原因无法良好的拼接起来。这一倍率误差，通过光学标定确定之后，对原线条数据进行缩放补偿，补偿后的图形数据再发送到各自的SLM进行曝光。
多SLM和单SLM在数据上的最大区别在于，多SLM需要同时向多个SLM发送数据。必须更快提取图形数据。图6中原版图有100个图形数据，提取一个区域的图形数据需要比较100次，经过版图分区处理17，提取一个区域的图形数据只需要比较20次，速度是原来的5倍。
在整个激光直接成像设备的曝光过程中，有大量的控制和数据处理操作。平台控制、数据提取、位图处理等对资源的占用率都非常高。这些工作无法集中到一台计算机上来完成。
图7是将数据进行分布式处理的示意图。客户通过客户端计算机18输入各种控制命令和原始的版图数据。客户端计算机将这些命令和数据分发到提供数据处理服务的计算机19上。各数据处理服务计算机承担各自的数据处理工作。将大量占用CPU和内存的数据处理工作分散到多台计算机上，提高数据处理的速度。
首先如图7所示方式连接整个系统，保证系统连接的稳定可靠。
然后标定图1中设备的各项参数，如SLM高度、宽度、像素大小，物镜的倍率等等。使用这些参数按照图2所示的方法，计算各SLM的扫描区域，扫描行列数等。开始曝光时，按照扫描方向和各项参数的设定处理相应位置的数据再发送到对应的SLM。
在处理数据时，首先在提取版图之前按图6对版图进行分区处理，图形取出后如图5所示补偿倍率差异，再如图4判断无效区域和拼接区域，按照图3的方法对拼接区域进行拼接处理。

Claims (3)

1.一种多SLM曝光和数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）多SLM的安装：多个SLM同时安装在一个和曝光方向垂直的方向上，每个SLM有自己的光路系统，每个SLM各项参数需要准确标定，通过移动平台带动待感光表面进行运动以实现完整曝光；
（2）对版图进行分割处理：根据多个SLM水平和垂直方向的相对坐标位置，确定每个SLM需要曝光的版图区域的起点和终点，平台运动的距离必须保证每一个SLM的实际曝光区域都可以完整覆盖理想的曝光区域，从各SLM的实际曝光区域计算平台运动到某一位置必须发往各DMD的正确位置的图形数据；
（3）多SLM同时扫描曝光：多SLM同时曝光，各自曝光版图的一部分，最终曝光结果是完整曝光整个版图；
（4）多SLM之间无效重叠区域的数据处理：增加有效数据区的属性，对位于某个SLM单视场内的图形，处于有效数据区之外的部分舍弃；
（5）多SLM之间拼接区域的处理：多SLM之间设定一个区域为拼接区域，图像在这一区域灰度值从中心到边缘分阶递减，并且阶数和每阶的像素数可设置；
（6）多SLM物镜倍率差异补偿的处理：图像发往SLM之前，根据标定值对图像进行缩放补偿，补偿后的图像进行曝光。
2.根据权利要求1所述的一种多SLM曝光和数据处理方法，其特征在于：还包括对版图分区处理：对于图形数据巨大的版图，将图形分为若干个区，在这之后再进行图形的提取处理，具体的分区个数为接近图形数据的平方根。
3.根据权利要求1所述的一种多SLM曝光和数据处理方法，其特征在于：数据处理和客户端控制的分离，每一个SLM都有自己的数据处理服务计算机，使得处理工作得到分担。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102674241A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 东南大学 一种基于无掩模灰度光刻的变高度微流道制作方法
CN103901730A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 上海微电子装备有限公司 曝光装置及曝光方法
CN104516216A (zh) * 2015-01-15 2015-04-15 厦门理工学院 一种多dmd拼接的曝光系统及方法
CN104865800A (zh) * 2015-05-27 2015-08-26 中山新诺科技股份有限公司 无掩模光刻设备的同步脉冲曝光方法和数字激光直写系统
CN105278262A (zh) * 2015-11-20 2016-01-27 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种使用吸盘相机标定曝光机光路位置关系的方法
CN106023069A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 西安嵌牛电子科技有限公司 一种基于视频流的多dmd曝光方法
CN106802538A (zh) * 2017-03-16 2017-06-06 无锡影速半导体科技有限公司 超大板直写式光刻机扫描曝光方法
CN107561876A (zh) * 2017-10-19 2018-01-09 苏州源卓光电科技有限公司 一种新型无掩膜光刻系统及其工艺流程
CN109116686A (zh) * 2018-09-29 2019-01-01 苏州源卓光电科技有限公司 一种dmd多区域激光投影系统及曝光方法
CN109270803A (zh) * 2018-10-22 2019-01-25 上海理工大学 一种多版并列光刻的排版系统
WO2019218676A1 (zh) * 2018-05-14 2019-11-21 中山新诺科技股份有限公司 数字化光刻系统和方法
CN110531590A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种直写式光刻机拼接方法
CN110716398A (zh) * 2019-11-07 2020-01-21 京东方科技集团股份有限公司 一种数字曝光机的控制方法及装置
CN113560602A (zh) * 2021-08-09 2021-10-29 中国航空制造技术研究院 一种多激光粉末床增材制件的拼接区域成形精度补偿方法
CN114820430A (zh) * 2022-02-18 2022-07-29 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种多光源协同曝光的3d打印无损检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101408716A (zh) * 2008-11-19 2009-04-15 深圳市大族激光科技股份有限公司 曝光影像偏差的辅助校正装置
CN101419390A (zh) * 2008-11-17 2009-04-29 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种面阵曝光装置及其曝光方法
CN101826127A (zh) * 2010-04-07 2010-09-08 芯硕半导体（中国）有限公司 一种将gdsⅱ文件转换为无掩模光刻机曝光数据的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101419390A (zh) * 2008-11-17 2009-04-29 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种面阵曝光装置及其曝光方法
CN101408716A (zh) * 2008-11-19 2009-04-15 深圳市大族激光科技股份有限公司 曝光影像偏差的辅助校正装置
CN101826127A (zh) * 2010-04-07 2010-09-08 芯硕半导体（中国）有限公司 一种将gdsⅱ文件转换为无掩模光刻机曝光数据的方法

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102674241B (zh) * 2012-05-31 2015-01-28 东南大学 一种基于无掩模灰度光刻的变高度微流道制作方法
CN102674241A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 东南大学 一种基于无掩模灰度光刻的变高度微流道制作方法
CN103901730B (zh) * 2012-12-28 2016-08-24 上海微电子装备有限公司 曝光装置及曝光方法
CN103901730A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 上海微电子装备有限公司 曝光装置及曝光方法
CN104516216A (zh) * 2015-01-15 2015-04-15 厦门理工学院 一种多dmd拼接的曝光系统及方法
CN104865800A (zh) * 2015-05-27 2015-08-26 中山新诺科技股份有限公司 无掩模光刻设备的同步脉冲曝光方法和数字激光直写系统
CN105278262A (zh) * 2015-11-20 2016-01-27 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种使用吸盘相机标定曝光机光路位置关系的方法
CN106023069A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 西安嵌牛电子科技有限公司 一种基于视频流的多dmd曝光方法
CN106023069B (zh) * 2016-05-31 2019-04-16 西安嵌牛电子科技有限公司 一种基于视频流的多dmd曝光方法
CN106802538A (zh) * 2017-03-16 2017-06-06 无锡影速半导体科技有限公司 超大板直写式光刻机扫描曝光方法
CN106802538B (zh) * 2017-03-16 2019-01-29 无锡影速半导体科技有限公司 超大板直写式光刻机扫描曝光方法
CN107561876A (zh) * 2017-10-19 2018-01-09 苏州源卓光电科技有限公司 一种新型无掩膜光刻系统及其工艺流程
WO2019218676A1 (zh) * 2018-05-14 2019-11-21 中山新诺科技股份有限公司 数字化光刻系统和方法
CN109116686A (zh) * 2018-09-29 2019-01-01 苏州源卓光电科技有限公司 一种dmd多区域激光投影系统及曝光方法
CN109116686B (zh) * 2018-09-29 2021-05-07 苏州源卓光电科技有限公司 一种dmd多区域激光投影系统及曝光方法
CN109270803A (zh) * 2018-10-22 2019-01-25 上海理工大学 一种多版并列光刻的排版系统
CN109270803B (zh) * 2018-10-22 2020-08-11 上海理工大学 一种多版并列光刻的排版系统
CN110531590A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种直写式光刻机拼接方法
CN110716398A (zh) * 2019-11-07 2020-01-21 京东方科技集团股份有限公司 一种数字曝光机的控制方法及装置
CN113560602A (zh) * 2021-08-09 2021-10-29 中国航空制造技术研究院 一种多激光粉末床增材制件的拼接区域成形精度补偿方法
CN114820430A (zh) * 2022-02-18 2022-07-29 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种多光源协同曝光的3d打印无损检测方法
CN114820430B (zh) * 2022-02-18 2023-10-03 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种多光源协同曝光的3d打印无损检测方法

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