CN109445253B - 一种基于dmd置平状态的快速扫描曝光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法，可解决扫描式曝光中的“拖影”影响了扫描步长的提高，进而影响了扫描式曝光系统的扫描速度和产能提高的技术问题。包括以下步骤：S100、曝光过程中设置精密平台匀速运动，并按照设定的扫描步长产生脉冲；S200、DMD微镜按照精密平台触发的脉冲刷新图形进行调制S300、在精密平台触发的脉冲之间，通过置平命令将DMD微镜置。本发明的基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法通过置平两个精密平台脉冲之间DMD微镜，减小了“拖影”的对不同方向上的同等线宽线条的线宽差异的影响，并可以大幅增大扫描步长，减小DMD刷新频率的要求，从而提高扫描速度和产能。

Description

一种基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法
技术领域
本发明涉及激光无掩模光刻技术领域，具体涉及一种基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法。
背景技术
基于激光无掩模光刻，又称为激光直写成像技术(Laser Direct Imaging，LDI)，是利用空间光调制器(Spacial Light Modulator，SLM)将曝光图形转移到光刻胶上成像的技术。
数字微镜DMD(Digital Micro mirror Device)作为空间光调制器中的一种，广泛应用于无掩模光刻系统中。它是由微镜构成的阵列，其微镜由其下方的CMOS存储器独立控制，并对应图像中的一个像素。当CMOS存储器中数据为1时，微镜偏转+12度，对应打开状态；当CMOS存储器中数据为0时，微镜偏转-12度，对应关闭状态。另外，各微镜可通过置平命令使其偏转角度处于0度状态。
扫描式曝光是采用平台匀速运动，并以一定的扫描步长刷新DMD图形的方式实现条带扫描曝光。相比于步进式曝光，扫描式曝光可有效减小拼接，并提高产能。
在扫描曝光工艺中，精密平台在各扫描步长运动过程中，DMD图形未刷新，而连续激光器处于打开状态，从而造成“拖影”，进而造成平行和垂直至于扫描方向的同等线宽的线条存在线宽差异。不同方向上的线条的线宽差异限制了扫描步长的增大，而更小的扫描步长则要求更高的DMD刷新频率，从而影响了扫描速度的提高，最终影响了扫描式曝光系统的产能提高。
发明内容
本发明提出的一种基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法，可解决扫描式曝光中的“拖影”影响了扫描步长的提高，进而影响了扫描式曝光系统的扫描速度和产能提高的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法，基于曝光结构，所述曝光结构包括激光器、匀光器、DMD微镜、物镜、硅片和精密平台，激光器经过匀光器将激光照射在DMD微镜上，再经DMD微镜反射后进入物镜，最终成像于精密平台上的硅片；
包括以下步骤：
S100、曝光过程中设置精密平台匀速运动，并按照设定的扫描步长产生脉冲；
S200、DMD微镜按照精密平台触发的脉冲刷新图形进行调制；
S300、在精密平台触发的脉冲之间，通过置平命令将DMD微镜置平。
进一步的，所述步骤S200中刷新图形进行调制步骤如下：
当DMD微镜下CMOS存储器为1时，DMD微镜偏转+12度，处于打开状态，激光被反射到精密平台的硅片上；
当DMD微镜下CMOS存储器为0时，DMD微镜偏转-12度，处于关闭状态，激光被反射到物镜外。
进一步的，所述刷新图形进行调制步骤还包括，
DMD微镜通过置平命令将偏转角度置为0度，此时激光反射到物镜外，视为镜片关闭状态。
进一步的，所述步骤S100中的扫描步长不大于DMD有效显示高度，所述DMD有效显示高度是指DMD实际显示高度经过光学系统放大或缩小后投影到平台硅片焦面上的投影高度。
进一步的，所述步骤S100中精密平台产生的脉冲是低电平或高电平。
进一步的，所述步骤S200中DMD微镜通过检测精密平台脉冲的上升沿或下降沿进行控制刷新图形。
进一步的，所述步骤S300中DMD置平命令在所述步骤S200中DMD微镜刷新图形之后延迟一段时间发送，所述延迟时间由DMD微镜稳定时间决定。
由上述技术方案可知，本发明的基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法通过置平两个精密平台脉冲之间DMD微镜，减小了“拖影”的对不同方向上的同等线宽线条的线宽差异的影响，并可以大幅增大扫描步长，减小DMD刷新频率的要求，从而提高扫描速度和产能。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图；
图2是本发明的曝光结构示意图；
图3是本发明的精密平台脉冲示意图；
图4是本发明的DMD微镜状态示意图；
图5是本发明的DMD扫描显示和硅片成像示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法，包括以下步骤：
S100、精密平台匀速运动，并按照一定的扫描步长产生脉冲；
S200、DMD按照精密平台触发的脉冲刷新图形；
S300、在精密平台触发的脉冲之间，通过置平命令将DMD微镜置平。
以下结合附图对本发明具体实施方式进行说明：
本发明所涉及的曝光结构示意图如图2所示，包括激光器，匀光器，DMD，物镜，硅片和精密平台，激光器经过匀光器将激光照射在DMD上，再经DMD反射后进入物镜，最终成像于精密平台上的硅片。
步骤1：曝光过程中精密平台在y方向上匀速运动，并按照一定的扫描步长产生脉冲，并在x方向步进运动。平台脉冲示意图如图3所示。
步骤2：DMD检测到精密平台脉冲的上升沿或下降沿开始刷新图形，刷新图形进行调制的过程如图4所示。当DMD微镜下CMOS存储器为1时，DMD微镜偏转+12度，处于打开状态，激光被反射到精密平台的硅片上；当DMD微镜下CMOS存储器为0时，DMD微镜偏转-12度，处于关闭状态，激光被反射到物镜外；另外，DMD微镜可通过置平命令将偏转角度置为0度，此时激光反射到物镜外，类似镜片关闭状态。
步骤3：从DMD刷新完成到下一个精密平台脉冲之间，向DMD发送置平命令，使DMD微镜处于置平状态，此时激光将被反射到物镜外。
本发明涉及的DMD刷新和置平过程以及硅片成像过程如图5所示，DMD微镜阵列大小为6×6，物镜倍率为1，扫描步长为3个DMD微镜高度。DMD在精密平台脉冲1和2分别进行刷新，在脉冲1和2之间进行置平操作。精密平台上的硅片在脉冲1和2对应的平台位置成像，在脉冲1和2之间不成像，可避免“拖影”的产生。
综上所述，本发明通过置平两个精密平台脉冲之间DMD微镜，减小了垂直于扫描方向线条的“拖影”造成不同方向上同等线宽线条的线宽差异。当通过在两个精密平台脉冲之间置平DMD微镜时，“拖影”将不再与扫描步长成正相关。此时可大幅提高扫描步长，但最大不超过DMD有效显示区域的高度，从而达到较低DMD刷新频率、更高的扫描速度和更高产能的效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法，基于曝光结构，所述曝光结构包括激光器、匀光器、DMD微镜、物镜、硅片和精密平台，激光器经过匀光器将激光照射在DMD微镜上，再经DMD微镜反射后进入物镜，最终成像于精密平台上的硅片；
其特征在于：包括以下步骤：
S100、曝光过程中设置精密平台匀速运动，并按照设定的扫描步长产生脉冲；
S200、DMD微镜按照精密平台触发的脉冲刷新图形进行调制；
S300、在精密平台触发的脉冲之间，通过置平命令将DMD微镜置平；
所述步骤S100中精密平台产生的脉冲是低电平或高电平；
所述步骤S200中DMD微镜通过检测精密平台脉冲的上升沿或下降沿进行控制刷新图形；
所述步骤S200中刷新图形进行调制步骤如下：
当DMD微镜下CMOS存储器为1时，DMD微镜偏转+12度，处于打开状态，激光被反射到精密平台的硅片上；
当DMD微镜下CMOS存储器为0时，DMD微镜偏转-12度，处于关闭状态，激光被反射到物镜外。
2.根据权利要求1所述的基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法，其特征在于：所述刷新图形进行调制步骤还包括，
DMD微镜通过置平命令将偏转角度置为0度，此时激光反射到物镜外，视为镜片关闭状态。
3.根据权利要求1所述的基于DMD置平状态的快速扫描曝光方法，其特征在于：所述步骤S100中的扫描步长不大于DMD有效显示高度，所述DMD有效显示高度是指DMD实际显示高度经过光学系统放大或缩小后投影到平台硅片焦面上的投影高度。
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