CN113934115A - 控制直写式光刻机的方法和直写式光刻机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了控制直写式光刻机的方法和直写式光刻机，直写式光刻机包括空间光调制器件，方法包括：获取原始光刻图形；获得用于本次曝光的形变后光刻图形，并提取其中的第二特征图形数据单元；查询预存的数据仓库；确定数据仓库中存在同类型的目标形变后光刻图形；将第二特征图形数据单元与数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对；确定存在与第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，将对应的空间光调制器件所需数据转换为第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据；控制直写式光刻机的空间光调制器件。本发明的控制直写式光刻机的方法处理时间短，可通过软件实现对数据的处理，提升了直写式光刻机的产能。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种控制直写式光刻机的方法和直写式光刻机。
背景技术
直写式光刻技术是在感光材料如胶或者膜的表面印刷具有特征的构图的技术，无掩膜光刻技术一般使用数字微镜***生成构图，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。对于半导体的掩膜版和晶圆级封装等领域，针对PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)行业的封装载板、类载板、HDI(High DensityInterconnector，高密度互连)以及mSAP(Modified Semi-Additive Process，超薄铜皮式模拟SAP法)等制程中，其生产料号具有密集、线宽线距小、重复等特征，因此对于直写式光刻机而言，将这些矢量数据处理为空间光调制器件所需要的光栅数据，需要对每个矢量数据进行一系列处理，比如，轮廓化，条带切割，多边形分解，数据重组，填充等。且在生产过程中，对位置精度以及对位精度等要求很高，因此在每次对位后，需要对该层数据进行不同对位模型的对位参数进行处理，且每个处理过程中，均要保证目标图形无损，或保证直写光刻机的单个网格精度以下，因而每次都需要对该层料号进行数据处理重复处理。
在相关技术中，在对数据进行重复处理的过程中，处理时间较长，容易导致处理速度慢，并且随着直写光刻的领域越来越精细和高端制版的要求，制版线路越复杂与精细，在单位面积中所包含的图形单元分布越多，因此无法有效利用每次处理后的数据，且单独依靠硬件加速，也无法满足直写式光刻机的产能需要。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提出一种控制直写式光刻机的方法，能实现对处理后的空间光调制器件所需数据的重复使用，处理时间短，可通过软件实现对数据的处理，提升了直写式光刻机的产能。
本发明的目的之二在于提出一种直写式光刻机。
本发明的目的之三在于提出一种直写式光刻机。
为了达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种控制直写式光刻机的方法，所述直写式光刻机包括空间光调制器件，所述方法包括：获取原始光刻图形，提取所述原始光刻图形中的第一特征图形数据单元；根据曝光对位信息对所述原始光刻图形进行形变处理以获得用于本次曝光的形变后光刻图形，并提取所述用于本次曝光的形变后光刻图形中与所述第一特征图形数据单元对应的第二特征图形数据单元；查询预存的数据仓库，其中，所述数据仓库包括不同类型的形变后光刻图形的数据序列，每个所述数据序列包括形变后光刻图形中的第三特征图形数据单元以及与所述第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据；确定所述数据仓库中存在与所述用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形；获取所述目标形变后光刻图形的数据序列，并将所述第二特征图形数据单元与所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对；确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，则将所述目标第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据转换为所述第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据；根据所述空间光调制器件目标数据控制直写式光刻机的空间光调制器件。
根据本发明实施例提出的控制直写式光刻机的方法，直写式光刻机将原始光刻图形即直写入涂有光敏材料的成像表面上时，在获得形变后光刻图形后，先查询预存的数据仓库，在确定数据仓库中存在与用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形，并确定目标形变后光刻图形的数据序列中存在与第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元时，直接将目标第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据转换为第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据。从而实现了对处理后的空间光调制器件所需数据的重复使用，节约了对形变后光刻图形的处理时间，提升了数据处理速度，也进一步提升了直写式光刻机的产能，并且整个数据处理过程均通过软件实现，也能减少对处理服务器的硬件资源依赖。
在本发明的一些实施例中，确定所述数据仓库中存在与所述用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形，包括：获取所述用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数，其中，所述比对参数包括图形顶点数量、灰度图阶数、图形格式和灰度图像素值中的至少一项；确定所述数据仓库中存在与所述用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数相同的形变后光刻图形；将所述数据仓库中与所述用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数相同的形变后光刻图形作为所述目标形变后光刻图形。
在本发明的一些实施例中，将所述第二特征图形数据单元与所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对，包括：计算所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元的图形本征差值，若所述图形本征差值小于或等于相等阈值，则确定所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相等；获得所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元的图形本征差值，若所述图形本征差值小于相似阈值，则确定所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相似，其中，所述相似阈值大于所述相等阈值；若所述差值大于所述相似阈值，则确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元。
在本发明的一些实施例中，确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，将所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据转换为所述第二特征图形数据单元对应的数字微镜器件目标数据，包括：若所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相等，将与所述第二特征图形数据单元相等的第三特征图形数据单元作为所述目标第三特征图形数据单元，并将所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据作为所述数字微镜器件目标数据；若所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相似，将与所述第二特征图形数据单元相似的第三特征图形数据单元作为所述目标第三特征图形数据单元，则对所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行转换，以获得所述数字微镜器件目标数据。
在本发明的一些实施例中，对所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行转换，包括：对所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行旋转、涨缩、平移、圆润化和尖锐化中的至少一种处理。
在本发明的一些实施例中，在确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元之后，所述方法还包括：按照常规流程对所述第二特征图形数据单元进行数据处理以获得所述第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据；将所述第二特征图形数据单元和所述第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据存储于所述目标形变后光刻图形的数据序列中。
在本发明的一些实施例中，所述数据仓库包括多个数据子仓库，每个所述数据子仓库存储有相同类型或不同类型的形变后光刻图形的数据序列；所述方法还包括：记录所述形变后光刻图形的数据序列或所述数据子仓库的累计使用数据，其中，所述累计使用数据包括累计使用频率、累计使用时间和累计积分中的至少一种；基于所述累计使用数据，根据LRU算法置换所述数据仓库中的形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库。
在本发明的一些实施例中，所述数据仓库为缓存池或内存池，所述数据仓库存储的数据包括数值、图形、数字集合和图像中的至少一种。
为了达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的直写式光刻机，包括：处理器和与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器中存储有数据仓库和可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上面任一项所述的控制直写式光刻机的方法。
根据本发明实施例提出的直写式光刻机，包括处理器和存储器，存储器中存储有数据仓库和可被处理器执行的计算机程序，计算机程序运行时，能获取直写式光刻机中各个结构的运行参数进行分析计算，处理器能控制读取数据仓库中的数据以对形变后光刻图形进行处理。从而实现上面实施例的控制直写式光刻机的方法，并且可以直接在现有的直写式光刻机上进行应用，在同种生产料号批量生产时，能对处理后的空间光调制器件所需数据进行重复使用，加速直写光刻数据处理，也能进一步提升直写式光刻机100的产能，并且整个数据处理过程均通过软件实现，也能也减少对处理服务器的硬件资源依赖。
为了达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的直写式光刻机，包括：光源、空间光调制器件和成像***；控制器，所述控制器与所述空间光调制器件连接，用于根据上面任一项所述的控制直写式光刻机的方法对所述空间光调制器件进行控制。
根据本发明实施例提出的直写式光刻机，控制器通过执行上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法以获取空间光调制器件所需数据，并根据空间光调制器件所需数据对空间光调制器件进行控制，从而实现将目标图像值写入涂有光敏材料的基板表面上。通过采用上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法，可通过软件实现，无需对相同或者相似的特征图形数据单元进行重复处理，进而简化控制器获取空间光调制器件所需数据的过程，缩短处理时间，提升数据的处理速度，能有效利用每次处理后的数据。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的控制直写式光刻机的方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的建立数据仓库过程的示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的控制直写式光刻机的方法的流程图；
图4是根据本发明又一个实施例的控制直写式光刻机的方法的流程图；
图5是根据本发明一个实施例的直写式光刻机的框图；
图6是根据本发明一个实施例的对原始光刻图形处理过程的示意图；
图7是根据本发明另一个实施例的直写式光刻机的框图。
附图标记：
直写式光刻机100；
处理器10、存储器20、数据仓库21；
光源1、空间光调制器件2、成像***3、控制器4。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1－图4描述根据本发明实施例的控制直写式光刻机的方法。
在本发明的一些实施例中，直写式光刻机包括空间光调制器件，其中，空间光调制器件可采用DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜设备)器件或LCLV(LiquidCrystal Light Valve，液晶光阀)或其他适用的数字光空间光调制器，以用于实现对光的调制。
如图1所示，为根据本发明一个实施例的控制直写式光刻机的方法的流程图，控制直写式光刻机的方法至少包括步骤S1－步骤S7，具体如下。
S1，获取原始光刻图形，提取原始光刻图形中的第一特征图形数据单元。
其中，原始光刻图形即需要直写入涂有光敏材料的成像表面的光刻图形，原始光刻图形中可由多种图形数据单元组成。例如，将原始光刻图形用G0表示，提取原始光刻图形G0中的图形数据单元并统称为第一特征图形数据单元，将第一特征图形数据单元分别表示为P0、P1、P2、P3…Pi，其中i为大于0的自然数。
S2，根据曝光对位信息对原始光刻图形进行形变处理以获得用于本次曝光的形变后光刻图形，并提取用于本次曝光的形变后光刻图形中与第一特征图形数据单元对应的第二特征图形数据单元。
在将原始光刻图形直写入涂有光敏材料的成像表面上时，需要对原始光刻图形进行对位曝光处理。例如，根据曝光对位信息对原始光刻图形G0进行第g次对位曝光后，得到的第g次曝光处理后的形变后光刻图形并记为Gg，形变后光刻图形Gg中也包含有多种图形数据单元，提取形变后光刻图形Gg中的图形数据单元并统称为第二特征图形数据单元，其中，第二特征图形数据单元与第一特征图形数据单元对应，将第二特征图形数据单元分别表示为N0、N1、N2…Nk，其中k为大于0的自然数。
S3，查询预存的数据仓库，其中，数据仓库包括不同类型的形变后光刻图形的数据序列，每个数据序列包括形变后光刻图形中的第三特征图形数据单元以及与第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据。
其中，数据仓库为缓存池或内存池，数据仓库存储的数据包括数值、图形、数字集合和图像中的至少一种。
其中，可结合图2描述建立数据仓库的过程，图2是根据本发明一个实施例的建立数据仓库过程的示意图，具体地，在建立数据仓库时，可采集大量的原始光刻图形，并根据曝光对位信息对原始光刻图形进行形变处理以获得用于曝光后的形变后光刻图形，以及获取形变后光刻图形中的第二特征图形数据单元，按照常规流程对第二特征图形数据单元进行数据处理后，可以获得与第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据，其中，空间光调制器件目标数据可以为图形、值、图像或者数字集合等。
其中，对图形数据单元按照常规流程进行数据处理时，一般对图形数据单元进行如轮廓化、条带切割、多边形分解、数据重组或填充等多种处理，最终获取空间光调制器件目标数据，控制器进而根据获取的空间光调制器件目标数据适应性调整空间光调制器件中的数字微镜器件的状态。例如，对于直写式光刻机而言，当空间光调制器件为DMD器件时，可以根据空间光调制器件目标数据通过给定一帧M行N列的二维bit数据，以对DMD器件中的每个数字微镜器件进行独立控制，可以完成对DMD器件中数字微镜器件的一次刷新，通过加载不同帧的二维数据，可以完成不同帧图像的显示，从而实现在涂有光敏材料的成像表面直写入原始光刻图形。
进一步地，将第二特征图形数据单元以及第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据存储至数据仓库中并记为第三特征图形数据单元，将多组相似类型的第三特征图形数据单元和第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据组成数据序列。具体地，直写原始光刻图形G0时，先提取原始光刻图形G0中第一特征图形数据单元P0、P1、P2、P3…Pi，对原始光刻图形G0进行第1次对位曝光，进而得到形变后光刻图形G1，其中，形变后光刻图形G1可由直写原始光刻图形G0经过形变得到，也可以直接相等。再进一步提取需要存储至数据仓库的第三特征图形数据单元并记为M0、M1、M2…Mj，以及与第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据并记为T0、T1、T2…Tj，其中j为大于0的自然数。其中，第三特征图形数据单元Mj也可以由第一特征图形数据单元Pi经过形变得到，或者第三特征图形数据单元Mj也可以为第一特征图形数据单元Pi的一部分。
更进一步地，数据仓库还可以包括多个数据子仓库，例如将数据仓库表示为D，将多个数据子仓库表示为D0、D1、D2…Db，每个数据子仓库存储有相同类型或不同类型的形变后光刻图形的数据序列，其中b为大于0的自然数。将相同类型的第三特征图形数据单元及其对应的空间光调制器件所需数据组成数据序列，并将不同类型的形变后光刻图形的数据序列存储到同一个或者不同的数据子仓库内，例如，将数据序列记为Mt0、Mt1、Mt2…以及将第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据记为Tt0、Tt1、Tt2…其中0≤s≤b,0≤t≤j。
在实施例中，当对产品如PCB板等进行重复量产时，对于同一料号的图形数据，在进行读取和每次对位后，得到的形变后的数据与原始层数据有相似之处。通过建立一个数据仓库，预先提取大量的原始光刻图形曝光后的形变后光刻图形中的特征图形数据单元并预先存储至数据仓库中。在实际生产过程中，当需要对第二特征图形数据单元进行处理时，先对数据仓库进行检索，以将本次曝光的形变后光刻图形与预存的形变后光刻图形进行特征匹配，也就是说，可不用先按照常规流程对第二特征图形数据单元进行数据处理以获得第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据。并且，在进行样本筛选或进行特征匹配时，可以优先检索数据存储最少且最优的数据子仓库以及形变后光刻图形的数据序列，可以节省时间，提升对数据的处理速度。
S4，确定数据仓库中存在与用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形。
具体地，可先获取用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数，其中，比对参数包括图形顶点数量、灰度图阶数、图形格式和灰度图像素值中的至少一项。在数据仓库中查找与本次曝光的形变后光刻图形的图形顶点数量、灰度图阶数、图形格式或灰度图像素值等至少一项相同的形变后光刻图形。确定数据仓库中存在与用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数相同的形变后光刻图形，并将其作为目标形变后光刻图形。
S5，获取目标形变后光刻图形的数据序列，并将第二特征图形数据单元与目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对。
其中，可在第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元之间建立关系，例如可设置推演公式，将第二特征图形数据单元按照设置的推演公式进行推演，或者是也可以是通过各式进行变换，将第二特征图形数据单元根据各式进行变换，或者根据其他合理判断方法如相等或者相似法将两种图形数据单元进行比对。例如，可将数据仓库中与用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形的数据序列记为Mt，将第二特征图形数据单元Nk与数据序列Mt中的多个第三特征图形数据单元进行比对时，可进一步根据比对结果确定第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元Nk相匹配如相等或者相似，或者确定目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与第二特征图形数据单元Nk可相互替换的第三特征图形数据单元。
S6，确定目标形变后光刻图形的数据序列中存在与第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，则将目标第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据转换为第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据。
具体地，根据比对结果确定两个特征图形数据单元相似或者相等时，则确定数据序列中存在与第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元。
例如，确定特征数据序中的第三特征图形数据单元Mt1与第二特征图形数据单元Nk相匹配时，可直接将目标第三特征图形数据单元Mt1对应的空间光调制器件所需数据记为Tt1作为第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据。从而实现将处理后的空间光调制器件所需数据的重复使用，节约对相等或相似的形变后光刻图形的处理时间，提升了数据处理速度。
S7，根据空间光调制器件目标数据控制直写式光刻机的空间光调制器件。
具体地，控制器能根据空间光调制器件目标数据对空间光调制器件进行控制，例如控制空间光调制器件中各个反射镜的角度，以适应性调整空间光调制器件的状态，从而使空间光调制器件能反射携带目标图像信息的光线，以实现将目标图像值写入涂有光敏材料的基板表面上。
根据本发明实施例提出的控制直写式光刻机的方法，直写式光刻机将原始光刻图形即直写入涂有光敏材料的成像表面上时，在获得形变后光刻图形后，先查询预存的数据仓库，在确定数据仓库中存在与用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形，并确定目标形变后光刻图形的数据序列中存在与第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元时，直接将目标第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据转换为第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据。从而实现了对处理后的空间光调制器件所需数据的重复使用，节约了对形变后光刻图形的处理时间，提升了数据处理速度，也进一步提升了直写式光刻机的产能，并且整个数据处理过程均通过软件实现，也能也减少对处理服务器的硬件资源依赖。
在本发明的一些实施例中，如图3所示，为根据本发明另一个实施例的控制直写式光刻机的方法的流程图，其中，将第二特征图形数据单元与目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对，即上面步骤S5包括步骤S51－步骤S53，具体如下。
S51，计算目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元的图形本征差值，若图形本征差值小于或等于相等阈值，则确定第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元相等。
具体地，可在第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元之间建立关系，例如设置推演公式，将第二特征图形数据单元按照设置的推演公式进行推演，计算出第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元的图形本征差值，并将该图形本征差值与相等阈值进行比较，其中，相等阈值非常小，例如可以相等阈值设定为大于0或者接近0的值，确定该图形本征差值小于或等于相等阈值时，表示第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元非常接近或者完全相等，此时则可以认定第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元是相等的，表示将第二特征图形数据单元平移或旋转即可得到第三特征图形数据单元。
进一步地，在另一些实施例中，在确定目标形变后光刻图形的数据序列中存在与第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，将目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据转换为第二特征图形数据单元对应的数字微镜器件目标数据时，若第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元相等，将与第二特征图形数据单元相等的第三特征图形数据单元作为目标第三特征图形数据单元，并将目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据作为数字微镜器件目标数据。
举例而言，将第二特征图形数据单元记为Nk，以及将目标形变后光刻图形的数据序列记为Mt，若目标形变后光刻图形的数据序列Mt中存在与第二特征图形数据单元Nk相似或者相等的第三特征图形数据单元记为Mt1时，则将第三特征图形数据单元Mt1对应的空间光调制器件目标数据记为Tt1作为对第二特征图形数据单元Nk的处理结果。其中空间光调制器件目标数据Tt1即数字微镜器件所需数据，可以理解为控制器需要调整的空间光调制器件中的中各个反射镜的角度数据，控制器根据数字微镜器件所需数据将空间光调制器件中的中各个反射镜的角度调整至目标角度时，空间光调制器件2反射携带目标图像信息的光线，进而能够在涂有光敏材料的基板表面上直写入目标图像。
S52，获得目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元的图形本征差值，若图形本征差值小于相似阈值，则确定第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元相似。
在实施例中，确定第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元存在图形本征差值，若该图形本征差值大于相等阈值时，则确定第二特征图形数据单元与第三图形数据单元不相等，将图形本征差值与相似阈值进行比较，其中，相似阈值大于相等阈值。若确定该图形本征差值小于相似阈值，则表示第二特征图形数据与第三特征图形数据单元虽不相等，但是相较于第三特征图形数据单元来说，第二特征图形数据单元的仅在局部或者细微处存在一定区别，此时可以认定第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元为相似。例如可将相似阈值设定为100nm，当图形本征差值小于100nm时，则确定第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元相似。
进一步地，本在确定目标形变后光刻图形的数据序列中存在与第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，将目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据转换为第二特征图形数据单元对应的数字微镜器件目标数据时，若第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元相似，将与第二特征图形数据单元相似的第三特征图形数据单元作为目标第三特征图形数据单元，则对目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行转换，以获得数字微镜器件目标数据。
其中，第三特征图形数据单元与第二特征图形数据单元相似时，则表示第二特征图形数据单元的局部或者细微处存在一定区别，但是两者相差很少。因此需要对目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行旋转、涨缩、平移、圆润化和尖锐化等的至少一种处理，但处理方式不限于旋转、涨缩、平移、圆润化和尖锐化中的一种或者几种，进而以获取与第二特征图形数据单元对应的数字微镜器件目标数据，以满足对直写入涂有光敏材料的基板表面上的目标图像的位置精度以及对位精度等要求。
对于半导体的掩膜版和晶圆级封装等领域，尤其是针对PCB行业的封装载板、类载板、HDI以及mSAP等的制程要求，即使在生产料号具有密集、线宽线距小，并且对位置精度和对位精度等要求很高的条件下，根据直写光刻图形的精度等要求，也能保证直写入涂有光敏材料的基板表面上的目标图像无损。
S53，若差值大于相似阈值，则确定目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元。
其中，若第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元的图形本征差值大于相似阈值时，表示第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元之间差距较大，则第二特征图形数据单元与第三特征图形数据单元既不相似也不相等，因此确定目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元。
进一步地，在确定目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元之后，按照常规流程对第二特征图形数据单元进行数据处理以获得第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据。
具体地，表示在建立数据仓库时，没有预存过与第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元，即直写式光刻机第一次对该数据单元进行数据处理，即按照常规流程对图形数据单元进行如轮廓化、条带切割、多边形分解、数据重组或填充等处理，最终获取空间光调制器件目标数据，控制器进而根据获取的空间光调制器件目标数据适应性调整空间光调制器件中的元件状态。
进一步地，将第二特征图形数据单元和第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据存储于目标形变后光刻图形的数据序列中。也就是说，本发明实施例的直写式光刻机结合机器学习的模型，使得直写式光刻机具备对特征数据的学习功能，可以保证数据仓库中的数据不停的迭代，而保证在每一次数据处理时都能快速得到实时数据的处理结果，从而提高了直写式光刻机的数据处理能力，提升了产能。
根据本发明实施例的控制直写式光刻机的方法，将第二特征图形数据单元与目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对，以判断目标形变后光刻图形的数据序列中存在或不存在与第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元。若存在，可进一步将目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据转换为第二特征图形数据单元对应的数字微镜器件目标数据，因此，可以减少数据仓库中存储的数据序列中的同一种类的第三特征图形数据单元以及与第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据，避免存储的数据种类过多导致的耗费过多的查询时间，以及合理安排数据保存的空间。
在本发明的一些实施例中，数据仓库包括多个数据子仓库，每个数据子仓库存储有相同类型或不同类型的形变后光刻图形的数据序列。其中，如图4所示，为根据本发明又一个实施例的控制直写式光刻机的方法的流程图，控制直写式光刻机的方法还包括步骤S8和步骤S9，具体如下。
S8，记录形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库的累计使用数据，其中，累计使用数据包括累计使用频率、累计使用时间和累计积分中的至少一种。
具体地，可预设数据仓库的空间阈值，当确定数据仓库存储空间小于空间阈值时，则需要对数据仓库中的部分数据进行清理，以保证数据仓库中能预留足够的存储空间。例如，可查找在预设时间域之内使用最少的形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库并置换，例如，可以累计形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库的使用频率数据，或者，累计形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库的使用时间数据，或者，累计使用形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库的积分数据。
S9，基于累计使用数据，根据LRU(Least Recently Used，最近最少使用)算法置换数据仓库中的形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库。
其中，LRU算法为内存管理的一种页面置换算法，对于在内存中但又不用的数据块(内存块)叫做LRU，操作***会根据哪些数据属于LRU而将其移出内存而腾出空间来加载另外的数据。
具体地，根据上面累计的使用数据，根据LRU算法查找使用时间最短或者久未使用、或者使用频率最低或者积分数据最小的形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库并置换，以更新数据仓库。避免出现存储的数据过多导致的耗费过多的查询时间或者导致***处理变慢的情况，合理安排数据仓库中数据保存的空间。
在本发明的一些实施例中，如图5所示，为根据本发明一个实施例的直写式光刻机的框图，其中直写式光刻机100包括处理器10和与处理器10通信连接的存储器20。
其中，存储器20中存储有数据仓库21和可被处理器10执行的计算机程序，处理器10执行计算机程序时实现上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法。
在实施例中，数据仓库21设置到存储器20中，则形变后光刻图形的第三特征图形数据单元以及与第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据存储至数据仓库21中，以及存储器20还存储有计算机程序，处理器10执行计算机程序时，能获取空直写式光刻机100中各个结构的运行参数进行分析计算，以实现上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法。
具体地，以图6所示的对原始光刻图形处理过程为例，描述本发明实施例的控制直写式光刻机的方法。其中，原始光刻图形以多边形B为例，将原始光刻图形曝光后获取形变后光刻图形，提取形变后光刻图形中的特征图形数据单元与数据仓库中的第二特征图形数据单元进行匹配，例数据仓库中预存有第三特征图形数据单元以及与第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据，例如，数据仓库中存在能与多边形B曝光后获取形变后光刻图形相互替换的特征多边形A，则获取与特征多边形A对应的空间光调制器件所需数据Tri-A，则对空间光调制器件所需数据Tri-A进行转换获取数据F(Tri-A)，并将数据F(Tri-A)作为与多边形B曝光后获取形变后光刻图形对应的数字微镜器件目标数据(Tri-B)。
根据本发明实施例提出的直写式光刻机100，包括处理器10和存储器20，存储器20中存储有数据仓库21和可被处理器10执行的计算机程序，计算机程序运行时，能获取直写式光刻机100中各个结构的运行参数进行分析计算，处理器10能控制读取数据仓库21中的数据以对形变后光刻图形进行处理。从而实现上面实施例的控制直写式光刻机的方法，并且可以直接在现有的直写式光刻机100上进行应用，在同种生产料号批量生产时，能对处理后的空间光调制器件所需数据进行重复使用，加速直写光刻数据处理，也能进一步提升直写式光刻机100的产能，并且整个数据处理过程均通过软件实现，也能也减少对处理服务器的硬件资源依赖。
在本发明的一些实施例中，如图7所示，为根据本发明另一个实施例的直写式光刻机的框图，其中，直写式光刻机100包括光源1、空间光调制器件2和成像***3以及控制器4。
光源1用于发出直写光束，直写光束投射至空间光调制器件2，其中，直写光束与基板表面上的光敏材料可产生光敏反应。
在实施例中，空间光调制器件2可采用DMD器件或LCLV或其他适用的数字光空间光调制器，其中，DMD器件包含数字微镜，数字微镜是由许多微小镀铝的数字微镜器件组成，可以绕轭旋转，旋转角度为±12°，利用数字微镜器件在不同的旋转角度将射入的光反射到不同的地方。镜面的多少由显示分辨率决定，一个小镜面对应一个像素，DMD器件的反射率高，对比度大。空间光调制器件2反射携带有目标图像信息的光线。
其中，控制器4与空间光调制器件2连接，用于根据上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法对空间光调制器件2进行控制。控制器4可以包括如数据处理芯片或者计算机等具有数据处理功能的装置，控制器4可根据查询到的空间光调制器件2目标数据，控制空间光调制器件2开启，以及控制空间光调制器件2中各个反射镜的角度，使得空间光调制器件2反射携带目标图像信息的光线。
成像***3用于将携带目标图像信息的光线投射至涂有光敏材料的基板表面，以在涂有光敏材料的基板表面形成目标图像。
本发明的直写式光刻机100可以采用无掩膜光刻技术，使用数字微镜***如空间光调制器件2生成构图，通过光学投影元件即成像***3，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。无掩模光刻技术能有效地降低光刻***的复杂度，且无需掩模台和掩模传输以及掩模的加工，框架结构简单且成本低，而基于空间光调制器的无掩模光刻方法制作灵活、可靠性高且产率比较可观，可被用来制作PCB、TFT(Thin Film Transistor，薄膜液晶面板)、MEMS(Micro electro mechanical Systems，微机电***)等。
在实施例中，直写式光刻机100根据曝光对位信息对原始光刻图形进行形变处理以获得用于本次曝光的形变后光刻图形，并提取用于本次曝光的形变后光刻图形中与第一特征图形数据单元对应的第二特征图形数据单元。控制器4可根据上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法根据第二特征图形数据单元获取空间光调制器件所需数据，并适应性调整空间光调制器件2的状态，以使空间光调制器件2反射携带目标图像信息的光线，该携带目标图像信息的光线通过成像***3后，在涂有光敏材料的基板表面上投影形成目标图像，进而能够在涂有光敏材料的基板表面上直写入目标图像。
根据本发明实施例提出的直写式光刻机100，控制器4通过执行上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法以获取空间光调制器件2所需数据，并根据空间光调制器件2所需数据对空间光调制器件2进行控制，以实现将目标图像值写入涂有光敏材料的基板表面上。通过采用上面任一项实施例的控制直写式光刻机的方法，可通过软件实现，无需对相同或者相似的特征图形数据单元进行重复处理，进而简化控制器4获取空间光调制器件所需数据的过程，缩短处理时间，提升数据的处理速度，能有效利用每次处理后的数据。
根据本发明实施例的直写式光刻机100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种控制直写式光刻机的方法，其特征在于，所述直写式光刻机包括空间光调制器件，所述方法包括：
获取原始光刻图形，提取所述原始光刻图形中的第一特征图形数据单元；
根据曝光对位信息对所述原始光刻图形进行形变处理以获得用于本次曝光的形变后光刻图形，并提取所述用于本次曝光的形变后光刻图形中与所述第一特征图形数据单元对应的第二特征图形数据单元；
查询预存的数据仓库，其中，所述数据仓库包括不同类型的形变后光刻图形的数据序列，每个所述数据序列包括形变后光刻图形中的第三特征图形数据单元以及与所述第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据；
确定所述数据仓库中存在与所述用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形；
获取所述目标形变后光刻图形的数据序列，并将所述第二特征图形数据单元与所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对；
确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，则将所述目标第三特征图形数据单元对应的空间光调制器件所需数据转换为所述第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据；
根据所述空间光调制器件目标数据控制直写式光刻机的空间光调制器件。
2.根据权利要求1所述的控制直写式光刻机的方法，其特征在于，确定所述数据仓库中存在与所述用于本次曝光的形变后光刻图形同类型的目标形变后光刻图形，包括：
获取所述用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数，其中，所述比对参数包括图形顶点数量、灰度图阶数、图形格式和灰度图像素值中的至少一项；
确定所述数据仓库中存在与所述用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数相同的形变后光刻图形；
将所述数据仓库中与所述用于本次曝光的形变后光刻图形的比对参数相同的形变后光刻图形作为所述目标形变后光刻图形。
3.根据权利要求1所述的控制直写式光刻机的方法，其特征在于，将所述第二特征图形数据单元与所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元进行比对，包括：
计算所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元的图形本征差值，若所述图形本征差值小于或等于相等阈值，则确定所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相等；
获得所述目标形变后光刻图形的数据序列中的第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元的图形本征差值，若所述图形本征差值小于相似阈值，则确定所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相似，其中，所述相似阈值大于所述相等阈值；
若所述差值大于所述相似阈值，则确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元。
4.根据权利要求3所述的控制直写式光刻机的方法，其特征在于，确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的目标第三特征图形数据单元，将所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据转换为所述第二特征图形数据单元对应的数字微镜器件目标数据，包括：
若所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相等，将与所述第二特征图形数据单元相等的第三特征图形数据单元作为所述目标第三特征图形数据单元，并将所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据作为所述数字微镜器件目标数据；
若所述第三特征图形数据单元与所述第二特征图形数据单元相似，将与所述第二特征图形数据单元相似的第三特征图形数据单元作为所述目标第三特征图形数据单元，则对所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行转换，以获得所述数字微镜器件目标数据。
5.根据权利要求4所述的控制直写式光刻机的方法，其特征在于，对所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行转换，包括：
对所述目标第三特征图形数据单元对应的数字微镜器件所需数据进行旋转、涨缩、平移、圆润化和尖锐化中的至少一种处理。
6.根据权利要求4所述的控制直写式光刻机的方法，其特征在于，在确定所述目标形变后光刻图形的数据序列中不存在与所述第二特征图形数据单元可相互替换的第三特征图形数据单元之后，所述方法还包括：
按照常规流程对所述第二特征图形数据单元进行数据处理以获得所述第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据；
将所述第二特征图形数据单元和所述第二特征图形数据单元对应的空间光调制器件目标数据存储于所述目标形变后光刻图形的数据序列中。
7.根据权利要求1所述的控制直写式光刻机的方法，其特征在于，
所述数据仓库包括多个数据子仓库，每个所述数据子仓库存储有相同类型或不同类型的形变后光刻图形的数据序列；
所述方法还包括：
记录所述形变后光刻图形的数据序列或所述数据子仓库的累计使用数据，其中，所述累计使用数据包括累计使用频率、累计使用时间和累计积分中的至少一种；
基于所述累计使用数据，根据LRU算法置换所述数据仓库中的形变后光刻图形的数据序列或数据子仓库。
8.根据权利要求1-7任一项所述的控制直写式光刻机的方法，其特征在于，所述数据仓库为缓存池或内存池，所述数据仓库存储的数据包括数值、图形、数字集合和图像中的至少一种。
9.一种直写式光刻机，其特征在于，包括：
处理器和与所述处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器中存储有数据仓库和可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述的控制直写式光刻机的方法。
10.一种直写式光刻机，其特征在于，包括：
光源、空间光调制器件和成像***；
控制器，所述控制器与所述空间光调制器件连接，用于根据权利要求1-8任一项所述的控制直写式光刻机的方法对所述空间光调制器件进行控制。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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