CN113064330A - 一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，将已经设计的图形采用软件处理生成黑白二值的位图图像，接着传入DMD，利用DMD的特性使紫外光对应位图图像的部分反射，黑色区域不会反射紫外光，白色区域反射紫外光，使样品得到正确的曝光，完成光刻。本发明能实现高效的光刻，提高工作效率的同时，还能提高精确性。

Description

一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺
技术领域
本发明涉及一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺。
背景技术
当代集成电路的发展进程中，紫外光刻技术起着不可替代的作用。利用紫外光源对紫外敏感的光刻胶进行空间选择性的曝光，进而将设计好电路版图转移到硅片上形成集成电路，这一工艺就是紫外光刻技术。光刻机的分辨率和套刻精度直接决定了所制造的集成电路的集成度，也成为了评价光刻设备品质的关键指标。
常规光刻机需要定制光学掩模板，不但价格高，且灵活性差。任何设计上的变动，都需要重新制造掩模板。激光直写设备具备很高的灵活性，且可以达到较高的精度，但由于是逐行扫描，曝光效率较低。近些年，基于空间光调制器(DMD/DLP)的技术在紫外曝光方面获得了长足的进展。
传统使用掩膜版进行光刻需要首先设计版图，进而送去加工，周期比较长，设计细节需要反复的推敲，而激光直写光刻需要逐行扫描，且设备较昂贵。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，将已经设计的图形采用软件处理生成黑白二值的位图图像，接着传入DMD，利用DMD的特性使紫外光对应位图图像的部分反射，黑色区域不会反射紫外光，白色区域反射紫外光，使样品得到正确的曝光，完成光刻。
优选地，所述的一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，在生成位图图像之前设定不同物镜倍率下的比例。
优选地，所述的一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，所述生成软件为GDS编辑软件。
优选地，所述的一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，每一个不同物镜倍率下的像素代表实际距离1微米。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明通过黑色区域和白色区域针对不同紫外光的特性，让已经设计的图形能采用紫外光刻机，使其能快速光刻成型，同时还能确认相应不同的像素比例，使产品的精确性得到提高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的位图图像的黑白二值图像示意图；
图2是本发明的位图图像的像素的示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1所示，一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，将已经设计的图形采用软件处理生成黑白二值的位图图像，接着传入DMD，利用DMD的特性使紫外光对应位图图像的部分反射，黑色区域不会反射紫外光，白色区域反射紫外光，使样品得到正确的曝光，完成光刻。
上述的本发明中所述生成软件为GDS编辑软件。
在上述的光刻过程中，光刻中紫外光经过DMD的特定区域反射后最终从物镜射出，所以位图图像的大小与最终的图像根据物镜倍率的不同会产生一个比例，在20x物镜下2个像素代表实际距离1微米，50x物镜下五个像素代表实际距离1微米，100x物镜下十个像素代表实际距离1微米，在生成图像时，图形通过GDS编辑软件绘制出的图形根据一定比例产生，文件格式中的图形没有单位，那么设定一单位为一微米的情况下，换算出不同倍率的比值，这时导出的图片就能满足光刻机的使用需要，20x的物镜就是两个像素代表一微米的掩膜图形。
如图2所示，图中细的白色方块边长为10个像素，十字型的粗细为8个像素，在20x物镜下，最终光刻大小白色方块边长实际5微米，十字型的粗细实际4微米，50倍物镜下，白色方块实际边长2微米，十字型的实际粗细为1.6微米。
在本发明中所使用软件并没有指定软件，任何基于QT框架的GDS编辑软件或者CAD编辑软件经过开发，都可以实现上述功能。
在数字掩膜版的完整制作过程中，首先是原始图像的获取，图像的来源可以分为两种：在编辑软件上直接绘制的图形，已绘制好的GDS、DXF等格式的图形文件。
图像绘制过后的数据按照GDS元数据格式进行存储，打开后会在软件中的画布对象上进行展示(画布对象可以看做是绘图软件的绘制区域，绘制的图形会实时显示在画布上，同时绘制图形的数据以GDS格式存入内存)。利用QT框架下的QImage函数，使GDS格式数据按照生成位图格式所需的图像矩阵数据，而此时图片的比例是相对于画布当前分辨率的比例，由于光刻机在使用图片需要对应实际长度，如：20倍情况下对应1微米是两个像素，亦存在不同分辨率下的实际对应情况是一致的(如：20倍下对应1微米是两个像素，在分辨率为1080*1080或9720*9720的图片中，1微米都是两个像素，不存在分辨率影响图像大小的情况)，所以在生成位图图像之前，需要将QImage生成的数据根据对应参数进行转换，此时的图像矩阵数据即为所需物镜倍率下对应的图像，再使用QImageWriter函数将图像矩阵数据加上位图头文件之后，生成为位图图像并保存到计算机，等待光刻机使用的读取。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，其特征在于：将已经设计的图形采用软件处理生成黑白二值的位图图像，接着传入DMD，利用DMD的特性使紫外光对应位图图像的部分反射，黑色区域不会反射紫外光，白色区域反射紫外光，使样品得到正确的曝光，完成光刻。
2.根据权利要求1所述的一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，其特征在于：在生成位图图像之前设定不同物镜倍率下的比例。
3.根据权利要求1所述的一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，其特征在于：所述生成软件为GDS编辑软件。
4.根据权利要求2所述的一种基于无掩膜光刻机的数字掩膜版工艺，其特征在于：每一个不同物镜倍率下的像素代表实际距离1微米。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102880892A (zh) * 2012-08-30 2013-01-16 天津芯硕精密机械有限公司 无掩膜光刻机曝光中实时添加条形码的方法
CN108303860A (zh) * 2018-03-26 2018-07-20 西安电子科技大学 一种用于无掩模光刻扫描的分布式曝光方法

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