滚动灰度光刻的dmd动作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于滚动灰度光刻的DMD动作方法，使用DMD多个微镜对光刻胶的单个像素进行曝光，DMD相对于光刻胶相对运动和曝光动作同时进行。本发明公开了DMD的具体动作的时序，DMD动作的微镜状态编码方法，DMD状态寄存器的存储RAM的更新方法，数据获取方法和大小。本发明的滚动灰度光刻的DMD动作方法使得光刻机能够连续光刻，并且刻蚀的图案是8位灰度图案。
【专利说明】滚动灰度光刻的DMD动作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光刻领域和印刷领域，特别涉及一种用于驱动空间光调制器数字微镜 阵列（Digital Micro-Mirror Device)的滚动灰度光刻的DMD动作方法。
【背景技术】
[0002] 目前，公知的DMD的驱动算法中，较为常见的是利用位平面成灰度图像的驱动算 法，例如基于DMD的投影仪。目前有滚动扫描光刻的报道，但是扫描后所成的图像是2值图 案，而不是灰度图案。灰度图案能够提高光刻胶的曝光后图案的尺寸精度。
[0003] 背景知识：
[0004] DMD的二值图案显示过程：DMD显示一幅二值图案的过程包括：将数据线Load进 入DMD的微镜的寄存器中，每个微镜对应一个bit的数据，1024*768的微镜寄存器的数量为 1024*768,使用2组16位数据宽度的总线采用400MHz的DDR方法将数据载入，载入一幅二 值图案的时间为30. 72 μ s。载入完成后，发送全局Reset命令，经过4 μ s的动作时间之后， DMD可以按照寄存器的数值显示一幅图案。
[0005] DMD灰度成像的时序方法：显示一幅8位灰度图像，采用的方法是分时显示8幅图 案，这八幅图案是灰度图像的8个位平面图像，并且每一幅图案显示的时间是2"个单位时 间t。
[0006] 位平面图像：8位灰度图像的每个像素点的数值是一个8比特的数值，将每个像素 的8比特数值的最高位取出来，组成一幅新的图案，就是一个最高位的位平面图案。同理， 可以取出其他位中的2值数据，组成其他的7个位平面。8位灰度图像一共有8个位平面。
[0007] 人眼看到的DMD显示的图像的灰度：在时间t中，t足够短，小于50ms时，在微镜 在时间t里反射光源的光，灰度为100%，微镜在50%的时间里反射光源的光，人眼看到的 灰度为50%。把时间等分成255份，就可以有256种反射光的时间的占空比，形成256个灰 度等级。
[0008] 目前可以检索到DMD显示灰度图案的微镜动作时序，但是对于滚动显示灰度图案 的时序，如果采用非滚动图案的时序有两个缺点：
[0009] 1、刻蚀的速度慢，不能连续曝光，需要曝光一次，光刻头相对于光刻胶移动一整幅 DMD画面。例如，使用0. 7XGA的DMD来进行光刻，DMD的像素为1024*768,曝光一次，图像 需要移动768行，机械动作的时间太长；采用本发明的时序方法，可以移动的同时曝光，极 大的提高工作效率。
[0010] 2、采用整幅图案显示灰度图像的方法由于在刻蚀时，机械停止才能刻蚀，在两幅 图案之间存在机械的定位精度影响拼接精度的问题，而本发明中，机械连续匀速运动，相邻 两幅图案不存在图案拼接的问题。
【发明内容】
[0011] 本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种可使得光刻机能够连续光刻，并 且刻蚀的图案是8位灰度图案的，滚动灰度光刻的DMD动作方法。
[0012] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
[0013] 一种滚动灰度光刻的DMD动作方法，包括以下步骤：
[0014] 在光刻过程中，DMD相对于光刻胶每移动一列，微镜状态存储RAM中只增加一行新 的数据，并且其他的数据只做移动；
[0015] 使用DMD的255个像素对光刻胶的一个像素进行255次曝光来实现256级灰度； 每次曝光的时间长度相等。
[0016] 在上述技术方案中，光刻胶上的每一个像素对应的255个DMD像素采用的编码方 式是：将灰度值按照低位在前的方式写成8位二进制码，在将第i位的数值Q替换成2H个 Q，共255位二值数据。
[0017] 在上述技术方案中，对于8位灰度使用8个RAM存储块来存储DMD的动态状态，最 终使用每个块的部分内容来合成最终的DMD显示状态；
[0018] 在上述技术方案中，每个块的更新方法为：按照先进先出的原则将最早的1列元 素丢弃，加入新的1列元素到队尾。
[0019] 在上述技术方案中，RAM块的数据来源为：新一列数据按照位的权重，按照位平面 分别加入到对应的块中。
[0020] 在上述技术方案中，使用1024x768的DMD实现η位灰度滚动光刻，该算法的RAM 存储块的大小为
【权利要求】
1. 一种滚动灰度光刻的DMD动作方法，其特征在于，包括以下步骤： 在光刻过程中，DMD相对于光刻胶每移动一列，微镜状态存储RAM中只增加一行新的数 据,并且其他的数据只做移动； 使用DMD的255个像素对光刻胶的一个像素进行255次曝光来实现256级灰度；每次 曝光的时间长度相等。
2. 根据权利要求1所述的滚动灰度光刻的DMD动作方法，其特征在于， 光刻胶上的每一个像素对应的255个DMD像素采用的编码方式是：将灰度值按照低位 在前的方式写成8位二进制码，在将第i位的数值Q替换成2i_1个Q，共255位二值数据。
3. 根据权利要求1所述的滚动灰度光刻的DMD动作方法，其特征在于， 对于8位灰度使用8个RAM存储块来存储DMD的动态状态，最终使用每个块的部分内 容来合成最终的DMD显示状态。
4. 根据权利要求3所述的滚动灰度光刻的DMD动作方法，其特征在于， 每个块的更新方法为：按照先进先出的原则将最早的1列元素丢弃，加入新的1列元素 到队尾。
5. 根据权利要求1所述的滚动灰度光刻的DMD动作方法，其特征在于， RAM块的数据来源为：新一列数据按照位的权重，按照位平面分别加入到对应的块中。
6. 根据权利要求1所述的滚动灰度光刻的DMD动作方法，其特征在于， 使用1024x768的DMD实现η位灰度滚动光刻，该算法的RAM存储块的大小为
【文档编号】G03F7/20GK104298077SQ201410508288
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】许家林, 孙强 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所