基于空间光调制器的灰度掩模制作系统

基于空间光调制器的灰度掩模制作系统

一、基于空间光调制器的灰度掩模制作系统(论文文献综述)

蔡佳林[1](2021)在《非相干光相干成像分辨率提高的研究》文中进行了进一步梳理非相干光作为生活中一种常见光源,可以有效避免相干光成像中由于光学元件所造成的散斑噪声等问题,通过光路的设计也能引发干涉并对物体进行全息成像,让全息技术在更多的领域得到了应用。随着科技发展,出现了多种利用非相干光源记录全息图的技术,其中菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Digital Holography,FINCH)是 2007 年新提出的一种记录方法,它利用物光波信息和菲涅尔波带片之间存在相关性来实现非相干全息图的记录。该技术通过空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)上加载的具有复用透镜功能的位相掩模,对入射光波场进行相位调制,达到衍射分光和相移的目的,可获得带有不同相移量的全息图,并结合相移技术在再现过程中摆脱同轴全息所带来的孪生像的影响。本文在研究这种非相干全息成像系统的基础上,从理论分析和实验研究两个方面出发,研究分析了系统中主要元件的特性及相应参数对全息图记录和再现像分辨率的影响,并给出了优化方法。本文从以下几个方面展开研究:(1)研究非相干光相干成像基本原理。推导了 FINCH成像系统的点扩散函数,横向放大率和再现距离的具体表达式。阐述了相移技术在同轴全息术中的作用,可利用空间光调制器在衍射分光时引入相移常量,消除同轴全息中的零级像和共轭像来提高成像质量。并分析了全息图再现过程中使用的卷积算法,角谱法算法和菲涅尔衍射算法的使用条件和适用范围。(2)理论研究了 FINCH成像系统中记录参数对成像分辨率的影响。通过改变空间光调制器在加载平面波和球面波,双球面波这两种模式下的掩模焦距和记录距离,研究了系统光程差和时间相干长度的关系,可通过优化参数来满足相干条件,以此提高成像系统分辨率;在系统参数满足相干条件时,主要考虑数值孔径大小,成像系统的最佳分辨率为满足相干条件时,最大数值孔径所对应的参数;讨论了图像探测器采样频率对记录距离的要求限制,分析了探测器的靶面积和像素尺寸对全息图半径的限制,进而讨论了全息图半径对分辨率的影响。(3)对FINCH成像系统进行实验研究。设计实验光路,制作了空间光调制器上加载的位相掩模。通过计算机模拟和实验操作两方面研究了位相掩模的焦距和记录距离对系统分辨率的影响。

池文明[2](2017)在《用于光刻成像的DMD图像曝光方法研究与实现》文中研究表明光刻技术是半导体行业的基础。随着集成电路器件特征尺寸的不断减小,传统光刻工艺中所需要的掩模版制作成本急剧增加,各类无掩模光刻技术在近年来得到快速发展。基于DMD(Digital Micromirror Device)的数字无掩模光刻使用DMD代替传统光刻掩模版,降低了掩模制作的难度和高昂成本,简化了传统光刻加工的流程,具有效率高、成本低、灵活等优点。通过计算机灵活控制DMD曝光图像进行灰度曝光,可方便实现连续复杂微结构的加工,在3D光刻领域具有传统光刻技术无可比拟的优势,在半导体集成电路、PCB制造、微光学元件加工等行业具有非常好的应用前景。本文围绕DMD数字光刻系统,针对大面积光刻加工中的曝光方式、曝光效率及灰度曝光等问题,提出新的解决方案。首先,研究大面积光刻加工的DMD曝光方式,针对现有DMD数字光刻系统在扫描曝光工作方式下存在的效率低的问题,设计一种DMD高速图像曝光方法,优化扫描曝光的处理流程。通过预存所有图像数据,并在FPGA中完成对曝光图像的处理及对DMD曝光控制方式的优化,实现大面积光刻图像的高速扫描曝光。然后,根据DMD的灰度调制方式,研究使用DMD进行灰度图像曝光的控制算法,改进基于二元脉冲宽度调制的DMD灰度帧频提高方案,并设计一种面向扫描式3D光刻的DMD灰度图像曝光方法,通过软件对灰度图像进行位平面分解,在FPGA中完成对灰度曝光图像的处理和对DMD的灰度调制,实现DMD灰度光刻曝光,并获得较高的灰度帧频。最后在TI DLP4100开发平台中,基于FPGA设计并实现了DMD高速图像曝光方法和灰度图像曝光方法。通过发挥FPGA的高速数据传输和强大的时序控制能力的优势,最大限度利用DMD图像翻转的速度,实现一个高性能的DMD扫描曝光控制器,并应用到实际数字光刻机的开发中。实验结果表明,本文设计的DMD图像曝光方法有效地提高了DMD数字光刻系统的扫描曝光和灰度曝光的速度及工作效率。

时招军[3](2013)在《数字光刻成像算法及其掩模优化方法研究》文中指出近年来,基于数字微镜器件(DMD)的无掩模数字光刻技术引起了人们的极大的关注。DMD作为数字光刻系统的掩模发生器,具有灵活、低成本、分辨率高、速度快以及可以显示任意形状的掩模图形且可以实时修改等优点。已经在高精度掩模制作和微光学器件等领域得到了广泛的应用。目前这一技术在国际上仍处于探索研究阶段。研究数字光刻成像理论以及快速精确的数字图形优化算法,对于研制高分辨率数字光刻设备具有重要的理论和实践意义。本论文以研究快速的数字光刻成像算法以及提高数字光刻成像质量为目标,对数字光刻技术进行了深入的研究。主要研究内容和创新点如下:1.研究了部分相干成像理论模型,针对传输交叉矩阵计算复杂度高的缺点,结合DMD微镜的特点,提出了一种快速的部分相干成像方法。该方法具有计算速度快、算法效率高的特点,适合于利用计算机模拟仿真技术来分析数字掩模对DMD数字光刻成像质量的影响。为了进一步提高算法的性能,提出了两种加速方法。利用SVD方法,提出了加速方法一,该方法通过降低矩阵的特征向量数的方法,提高算法的执行效率。针对常用曝光光源对称的特点,提出了加速方法二,该方法通过降低曝光光源采样数的方法,提高了算法的计算速度,适合于对称曝光光源的光刻成像分析。计算机仿真结果表明了算法的有效性。2.分析了DMD微镜作为数字掩模的特点,建立了单个微镜成像的系统响应函数,并提出了一种像素级光刻成像算法。该方法将光刻成像系统看作线性不变系统,利用单个微镜成像的叠加来实现整DMD数字掩模的成像。该算法为分析DMD微镜状态对数字光刻成像质量的影响提供了一种有效的分析方法。计算机仿真验证算法的有效性。3.针对DMD数字掩模光刻成像质量不高的问题,通过精细采样方法将DMD灰阶掩模用二元掩模来表示,提出了基于逆光刻理论的数字掩模优化方法。该方法通过梯度优化算法优化二元掩模,并最终确定微镜的灰阶值。同时,针对DMD成像时微镜之间的相互干扰,提出了关键像素和边界像素的概念,简化了优化过程。该方法克服了直接利用二元脉宽调制方法实现DMD灰阶成像计算复杂度高的缺点,具有计算过程简单、优化速度快、优化效果较好的特点。计算机仿真表明,算法可以有效的提高DMD数字光刻成像的质量。4.针对利用DMD灰阶成像方法构造的三维微器件质量不高的特点,提出了利用共轭梯度算法提高DMD构造三维微器件质量的方法。建立了以每一个DMD微镜的曝光时间为优化变量,以期望的三维器件刻蚀高度与实际重构的高度之差为评价指标的优化模型。建立了DMD微镜像素与抗蚀剂像素之间的对应关系表,降低优化过程的计算量。仿真表明,本方法可以有效地提高三维微器件的构造质量,具有较好的工程应用前景。

罗宁宁[4](2012)在《微光学器件数字掩模制作技术的研究》文中进行了进一步梳理微光学器件具有体积小、重量轻、造价低等优点,并能实现普通光学器件难以实现的微小、阵列、集成、成像和波面转换等新功能。在国内,微光学的加工水平滞后于微光学器件的设计理论这个问题尤为突出,本文的研究工作就是在此背景下开展的。本论文以改进数字光刻分辨率和拓展数字掩模制作技术的应用为目标,从数字灰阶渐变、数字移动、数字旋转、数字分形等系列数字掩模制作技术入手,进行了深入的研究。主要研究内容和成果包括:1、针对数字灰阶掩模技术中如何精确地用多台阶去替代连续表面轮廓这个关键问题,提出了改进的数字灰阶渐变掩模技术。分析了DMD像素误差,为了减小由DMD像素误差引入的制作误差,确定了掩模特征尺寸的选取原则,并建立了根据曝光量分布计算数字灰阶渐变掩模的理论公式。数字灰阶掩模技术为精确控制轮廓面形提供了思路。2、通过深入研究单向数字移动掩模法,提出了多向数字移动掩模法,采用数字掩模的多向移动实现曝光量积累;提出了基于微切片投影的数字移动掩模法,采用多个微切片投影形成的子掩模组合单向移动实现曝光量积累。多向数字移动掩模法和微切片投影数字移动掩模法拓展了数字移动掩模技术的应用范围。3、提出了基于相位的数字旋转掩模设计法,适用于制作旋转对称相位分布的器件;提出了微切片投影数字旋转掩模设计法,适用于制作非严格对称相位分布的微光学器件。微切片投影数字旋转掩模法,为制作复杂连续浮雕微光学器件提供了思路。4、针对DMD数字掩模制作系统中投影物镜低通特性导致的光刻图形边缘模糊问题,提出了位编码数字分形掩模方法,适用于制作连续微结构。对周期扩大分形掩模方法进行改进,适用于制作离散周期结构。将改进的周期扩大分形与位编码分形相结合,用于制作某些特殊微结构。通过计算参与成像的衍射级次及能量分布,理论上说明了数字分形掩模技术能够改善光刻分辨率,开展的验证性实验也证明了数字分形掩模技术的可行性。

付裕芳[5](2011)在《实时动态数字光刻技术制作微透镜阵列的研究》文中进行了进一步梳理随着微结构光学的发展,微结构光学器件正向微型化、阵列化、集成化方向发展。微细加工技术的不断提高和改进,器件尺寸也越来越小,为微结构光学阵列发展创造了条件。由于微透镜阵列可以高速、并行地处理光信息,已被广泛应运于国防、军事、信息处理、生物医学等领域,其相关的设计与制作也成为人们研究的热点之一。微光学在设计理论和制作方法上的改进,光刻技术也逐渐从有掩模时代发展到无掩模时代。数字化无掩模光刻技术凭借其成本低、无套刻误差和实时、有效、灵活的制作特点,已受到越来越多的重视。本论文基于DMD(Digital MicromirrorDevice)数字光刻制作系统,研究了一种微透镜阵列的设计与制作的方法。其主要工作如下:首先,根据目前国内外数字光刻技术的发展状况,通过对DMD芯片的深入分析,提出了一种基于DMD数字光刻技术制作微透镜阵列的方法。其次,介绍基于数字旋转掩模和数字移动掩模的实时动态数字光刻技术。在了解标量衍射理论设计微光学元件的基本理论基础上,根据相位分布函数与浮雕面形函数之间的关系设计微透镜的数字掩模图形。再根据基底形式和有效占空比的需要,利用计算机设计微透镜阵列的排列方式,并利用CorelDRAW绘图软件绘制出微透镜阵列的数字掩模图形。最后,利用实时动态的曝光方法,利用计算机控制微透镜阵列数字掩模图形在曝光平面上绕各自轴心同时匀速旋转或在垂直方向上的匀速运动,最后在光刻胶基板上形成不同的曝光量分布,通过一次性曝光最终得到所设计的微透镜阵列。在实验中验证了数字掩模图形不同的动态变换方式以及对曝光时间的控制,能精确控制曝光量,从而得到完整的微透镜阵列表面轮廓。进一步证明了该方法的可行性与优越性。

何帅[6](2010)在《动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究》文中提出在微型光学元件制造中,光刻技术经历了从掩模时代到无掩模时代的发展,随着微机电系统(MEMS)的不断发展,无掩模光刻技术的发展被推向一个又一个高潮,数字化无掩模光刻技术就是在这一背景下快速发展起来的,它具有制作方便、节约材料降低成本、高精度、无套刻误差、一次性曝光制作三维面型结构等优点,已成为近年来最热门的研究课题之一。本文重点研究的是数字光刻技术中折射型光学器件的制作。本文主要研究内容和结论是:第一,透彻地分析了DMD (Digital Micro-mirror Device)的显示特性,针对DMD在一定条件下显示失真的特性,提出了一种适合于DMD数字光刻技术制作的微透镜的设计方法。通过反复试验对比结果,得出DMD显示小分辨尺寸的失真特性。对比传统掩模光刻技术中制作微透镜的等相位深度分析法,提出一种等底面直径分割法,将凸透镜底面直径按DMD像素规格等分成若干个微元,以基于微元形成的环带量化透镜。第二,提出了动态渐变灰阶数字掩模光刻技术,实验验证该方法能精确控制曝光量,优化透镜表面轮廓。分析了现有的数字光刻方法制作折射型透镜的不足,阐述了动态渐变灰阶曝光方法的必要性。介绍并分析了数字光刻技术中的数字灰度掩模技术——数字移动掩模技术和数字旋转掩模技术,以这两种技术为基础提出一种动态渐变灰度的新曝光方法。分三种情况讨论了该曝光方法的设计和应用,分析并归纳出各种情况的一般设计公式,总结各种情况的优缺点。在工艺方面,对本实验的曝光量和光刻胶感光度做了定性的研究,在器件的制作中调整了灰度的变化范围。对实验曝光系统做了调整能更完美地制作元器件。比较分析了各种制作数字掩模的CAD软件,从制作和显示两方面选择了最优化的制作软件。

饶玉芳[7](2010)在《无掩模光刻系统的研究与设计》文中指出光刻是微纳加工的核心技术之一,从其发展历史看,先后经历了从接近/接触式光刻到分步投影光刻再到扫描投影光刻。掩模成本在整个光刻成本中占有的份额也不断攀升。于是,如何在光刻技术中降低掩模成本,采用无掩模光刻技术已成为光刻工程师研究的一个重要课题。同时,随着MOEMS(Micro-Optical-Electro- Mechanical System)技术的发展和器件制作对低成本、灵活、高效的需求,无掩模光刻技术已成为人们研究的热点。本文基于数字化灰度掩模曝光技术,设计了一种基于DMD的无掩模光刻系统。使用DMD作为空间光调制器来生成数字化掩模图形,与投影光刻系统相结合,发展一种数字光刻技术。该技术具有高效、灵活、快速、低成本等特点,与其它光刻技术相比其潜在优势十分明显。本论文主要进行以下工作:首先,确定系统的总体设计方案,阐述光刻系统的工作原理,并对DMD数字光刻系统各个部分进行分析和设计。该系统共由三部分组成:上位机系统、控制系统和光学系统。其次,在了解光学装校的方法和光学机械设计的基本知识的基础上,应用AutoCAD和SolidWorks软件进行光刻系统的结构设计和装配。最后,搭建系统平台,进行光刻系统的集成装调和性能测试。利用本系统装置进行曝光实验,通过多次曝光找到系统的一些重要参数和检查系统的性能指标,使系统工作在最佳状态。

杜欣荣[8](2008)在《基于DMD的数字无掩模光刻成像系统设计》文中研究说明随着微电子学、微光学、微机械技术的迅猛发展,微细加工技术也得到了不断的提高和改进。微光学元件也在现在通讯、军事应用、空间技术、超精加工、信息处理、生物医学以及娱乐消费等众多领域中得到广泛应用。这使得与微光学息息相关的设计、制作及应用技术也得到了越来越多的重视。微光学在设计理论与制作方法上已有了很大的发展,为了进一步扩大微光学元件的应用领域,对其制作方法也提出了更多更高的要求。因此,研究便捷、有效、实时、灵活的微光学元件的制作方法仍然是目前国内外微光学领域的一个极为重要的研究方向。本论文设计了一个基于DMD的数字无掩模光刻成像系统,对实验中的影响因素及系统中引入的误差因素进行了详细的分析,并提出了相应的补偿方法及解决方法。其主要工作如下:第一、在分析目前光刻工艺发展状况的基础上,论证了设计数字无掩模光刻系统的必要性及紧迫性。通过对DMD芯片的深入分析,获取设计中需应用的原理及关键参数。第二、在学习衍射、折射光学原理的基础上,提出了三种设计基于DMD的数字无掩模光刻成像系统的方案,并通过实验验证了其可行性。对比三种方案的实验结果,得出最优方案并对其中的关键部件的主要参数进行了最优化的设计。第三、详细分析了数字无掩模光刻系统中对曝光图形质量的主要影响因素,并提出了相应的补偿方法;详细分析了本论文提出的数字无掩模光刻成像系统中引入的误差因素,并分别提出了消除各个误差因素的解决方法。

郭小伟[9](2007)在《SLM无掩模光刻技术的研究》文中进行了进一步梳理近年来,空间光调制器(SLM)无掩模光刻技术受到微电子及相关领域的广泛关注。SLM作为无掩模光学光刻系统的图形发生器,可便捷、灵活、并行、低成本和高速地产生曝光图形,在小批量高精度掩模制作和微光学器件生产中发挥了重要作用,在高分辨集成电路制作上也表现出极其诱人的应用前景。目前,发展SLM光刻技术已成为国际光刻系统制造领域的一个重要研究内容,基于SLM的无掩模光刻系统有望成为下一代微纳加工的一个重要工具。为满足我国对纳米加工技术日益增长的应用需求,促进我国微电子和MOEMS技术的快速发展,本论文以开展SLM光刻成像理论和研制SLM无掩模光刻系统为目标,对作为数字图形发生器应用于无掩模光刻中的MEMS微镜的光学特性、成像特性、基于SLM的无掩模光刻成像质量及相关问题进行了深入、系统的理论研究和实验探索。研究内容包括:1.系统地阐述和总结部分相干成像和抗蚀剂曝光显影理论,针对用于无掩模光刻的几种空间光调制器的特点进行了深入细致地研究。通过数学建模以分析倾斜型、活塞型和数字微反镜的光学特性,通过比较它们作为光刻系统的数字掩模的成像效果的差异,总结各种MEMS微镜的光刻成像特点,进而建立适于描述无掩模光刻成像的理论模型、数字灰度成像计算机仿真算法,并编写光学光刻过程的计算仿真软件。为SLM无掩模光刻成像分析、作为数字掩模的MEMS器件参数确定和无掩模光刻成像光路设计提供理论依据。2.分析集成电路制作对SLM无掩模光刻成像特性和质量的要求,探索提高SLM光刻分辨率的有效途径。研究表明,SLM用于光刻系统中,在线宽调制、线边缘和线条位置定位、改善成像质量方面比传统掩模有特色、更灵活。针对SLM光刻成像对离焦量较为敏感问题,提出通过微镜的排列方式改善成像系统焦深,探讨光学邻近效应校正技术改善SLM成像质量的可行性,并发展了用优化偏转微镜的偏转量来改善光刻图形质量的牛顿—拉普森算法。3.探讨数字灰度光刻技术,采用DMD搭建数字灰度光刻系统,开展数字灰度光刻制作微光学器件的理论和实验研究,提出用DMD灰度曝光装置制作微光学器件曝光方式及改善器件加工质量的方法,包括衍射栅格消除、数据传输量、边缘畸变校正等问题。针对脉宽调制编码方法对连续对称图形易引起周期性的表面起伏问题,采用通过调整照明源相干性技术或预优化SLM掩模图形技术来加以校正;通过成像系统结构和曝光显影工艺的优化,制作出多种面形的微光学元件,为快速,方便地制作微结构元件提供了一种新思路。4.目前,纳米加工技术和表面等离子激元(SPP)技术是学界国际上关注的热点,而探索无掩模超衍射极限纳米光刻技术也一直是我们的追求目标。论文最后一章试图把SPP技术应用于无掩模光刻,通过深入分析SPP形成的物理机理与特点,提出利用宽光束照明全内反射激发SPP实现大面积无掩模纳米干涉光刻的方案,并进一步提出利用厚金属SPP共振透射机制实现准周期性、非周期光刻或任意纳米图形的加工。若把这一思想与SLM相结合,有可能发展成一种新型无掩模光刻装置用于制作任意形状纳米结构。

鲁开源,何兴道[10](2006)在《基于空间光调制器的灰度掩模制作环形光栅》文中研究表明介绍了基于空间光调制器的灰度掩模系统制作环形光栅.将二元光学方法与环形光栅的概念结合起来,为制作可以集成到光电系统的环形光栅以及其他光学元件提供了一条较好的思路.

二、基于空间光调制器的灰度掩模制作系统(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于空间光调制器的灰度掩模制作系统(论文提纲范文)

(1)非相干光相干成像分辨率提高的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外发展现状及动态分析
    1.3 主要研究内容与章节安排
2 非相干数字全息术原理
    2.1 数字全息图的记录
        2.1.1 相干光数字全息图的记录
        2.1.2 非相干数字全息图的记录
    2.2 FINCH成像技术的基本原理
        2.2.1 系统的点扩散函数
        2.2.2 物体的全息图
    2.3 相移干涉记录技术
    2.4 全息图的数值再现
        2.4.1 卷积法
        2.4.2 角谱法
        2.4.3 菲涅尔衍射法
    2.5 本章小结
3 影响FINCH成像分辨率的因素分析
    3.1 FINCH成像系统的分辨率
    3.2 光源的非单色性对干涉的影响
    3.3 空间光调制器加载掩模对成像分辨率的影响
        3.3.1 空间光调制器加载平面波和球面波相位因子
        3.3.2 空间光调制器加载两个球面波相位因子
    3.4 CCD参数对成像分辨率的影响
        3.4.1 CCD孔径尺寸
        3.4.2 CCD像素
    3.5 本章小结
4 成像系统分辨率的实验研究
    4.1 实验光路
    4.2 位相掩模的制作
    4.3 FIINCH成像系统模拟研究
    4.4 FIINCH成像系统实验研究
        4.4.1 空间光调制器加载平面波和球面波位相掩模
        4.4.2 空间光调制器加载两个球面波位相掩模
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

(2)用于光刻成像的DMD图像曝光方法研究与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 无掩模光刻技术研究现状
    1.3 DMD数字光刻技术研究现状
        1.3.1 DMD数字光刻特点
        1.3.2 DMD光刻曝光技术
        1.3.3 灰度光刻曝光技术
    1.4 课题研究的目的和意义
    1.5 本文的主要内容
第二章 基于DMD的数字光刻系统
    2.1 DMD数字光刻系统结构
        2.1.1 光源照明系统
        2.1.2 DMD及其控制系统
        2.1.3 投影物镜模块
        2.1.4 精密工件台系统
    2.2 数字微镜DMD
        2.2.1 DMD微结构
        2.2.2 DMD的工作原理
        2.2.3 DMD的控制方式
    2.3 本章小结
第三章 DMD高速图像曝光方法研究
    3.1 大面积光刻DMD曝光方式
    3.2 扫描式曝光的基本原理
    3.3 DMD高速图像曝光方法
        3.3.1 扫描带图像预处理模块
        3.3.2 扫描带图像存储模块
        3.3.3 高速实时曝光图像处理模块
        3.3.4 基于曝光图像信息的微镜阵列控制模块
    3.4 本章小结
第四章 DMD灰度图像曝光方法研究
    4.1 DMD灰度调制方式选择
        4.1.1 空间灰度调制
        4.1.2 时间灰度调制
    4.2 传统二元脉宽调制帧频分析
    4.3 DMD灰度帧频提高方案
        4.3.1 限制因素
        4.3.2 提高方案
    4.4 扫描式DMD灰度曝光方法
        4.4.1 灰度扫描带图像预处理模块
        4.4.2 灰度扫描带图像存储模块
        4.4.3 灰度曝光图像处理模块
        4.4.4 基于BPWM的DMD灰度调制模块
    4.5 本章小结
第五章 基于FPGA的DMD图像曝光方法设计与实现
    5.1 开发平台简介
    5.2 系统结构设计
    5.3 上位机软件及USB接口设计
        5.3.1 上位机软件设计
        5.3.2 USB接口驱动设计
    5.4 DDR2控制接口设计
        5.4.1 DDR2 IP核配置
        5.4.2 基于IP核的DDR2控制接口设计
    5.5 图像数据存储模块设计
    5.6 高速DMD图像曝光功能设计
        5.6.1 DMD曝光图像处理模块设计
        5.6.2 DMD控制模块设计
    5.7 DMD灰度图像曝光功能设计
        5.7.1 灰度曝光图像处理模块设计
        5.7.2 基于BPWM的DMD灰度调制模块设计
    5.8 本章小结
第六章 系统实验及结果分析
    6.1 实验平台及工具
    6.2 主要功能模块实验
        6.2.1 DDR2控制接口时序测试
        6.2.2 DMD控制接口时序测试
    6.3 DMD高速图像曝光实验
        6.3.1 DMD曝光成像实验结果分析
        6.3.2 高速扫描曝光成像实验结果分析
        6.3.3 高速扫描曝光帧频测试
    6.4 DMD灰度图像曝光实验
        6.4.1 灰度曝光成像实验结果及对比
        6.4.2 灰度曝光帧频测试结果及对比
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果

(3)数字光刻成像算法及其掩模优化方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 分辨率增强技术
        1.1.2 逆光刻技术
        1.1.3 光刻成本问题
    1.2 无掩模光刻技术
        1.2.1 电子束光刻技术
        1.2.2 激光干涉光刻技术
        1.2.3 波带片阵列光刻光刻技术
    1.3 DMD数字掩模光刻技术的研究现状
        1.3.1 基于DMD的数字光刻技术特点
        1.3.2 数字光刻成像算法的研究现状
        1.3.3 DMD数字光刻成像优化的研究现状
    1.4 研究目的、内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 本文的主要研究内容及章节安排
第二章 光刻成像理论及DMD成像原理
    2.1 引言
    2.2 部分相干成像算法
        2.2.1 Hopkins成像算法
        2.2.2 Abbe成像算法
    2.3 DMD微镜
        2.3.1 DMD微镜结构
        2.3.2 DMD工作原理
        2.3.3 二元脉宽调制技术
        2.3.4 DMD衍射效率
        2.3.5 DMD特点及特性
    2.4. 小结
第三章 基于DMD数字光刻快速部分相干成像算法
    3.1 引言
    3.2 问题的提出
    3.3 DMD数字光刻快速部分相干成像算法
        3.3.1 DMD微镜的二维光栅结构
        3.3.2 空间像的计算
    3.4 加速计算方法
        3.4.1 加速方法 1
        3.4.2 加速方法 2
    3.5 计算机仿真结果及分析
        3.5.1 Hopkins算法与P_算法的比较
        3.5.2 P_算法与P_SVD算法比较
        3.5.3 P_算法与P_RS算法比较
    3.6 本章小结
第四章 基于像素的DMD数字光刻成像算法
    4.1 引言
    4.2 DMD像素成像
        4.2.1 光刻成像系统转换效应
        4.2.2 像素级成像算法
    4.3 计算机仿真与分析
        4.3.1 算法性能对比实验及分析一
        4.3.2 算法性能对比实验及分析二
    4.4 结论
第五章 基于逆光刻技术优化DMD数字掩模
    5.1 引言
    5.2 数字掩模优化的必要性和可行性
        5.2.1 数字掩模优化的必要性
        5.2.2 微镜灰阶对数字掩模成像的影响
        5.2.3 灰度图形的精细采样二元表示形式法
    5.3 逆光刻方法设计理论
        5.3.1 前向成像计算
        5.3.2 光刻胶模型
        5.3.3 梯度下降法优化设计二元掩模
        5.3.4 边界像素和关键像素
    5.4 计算机仿真与分析
        5.4.1 矩形孔的仿真
        5.4.2 T型图的仿真
    5.5.本章小结
第六章 基于共轭梯度算法构造高质量的连续面型三维微结构
    6.1 引言
    6.2 基于数字灰阶光刻构造制作三维微结构
        6.2.1 曝光阈值模型
        6.2.2 曝光量的计算
        6.2.3 时间脉宽调制编码方法
    6.3 问题的提出
    6.4 优化模型的建立
        6.4.1 优化设计三维微结构函数z
        6.4.2 优化设计曝光量E
        6.4.3 DMD微镜像素与光刻胶平面像素的关系表
    6.5 共轭梯度法优化DMD微镜曝光时间
        6.5.1 子空间共轭梯度法
        6.5.2 算法流程
    6.6 实验与分析
    6.7 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(4)微光学器件数字掩模制作技术的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
图表清单
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 微光学器件无掩模制作技术进展
        1.2.1 电子束光刻技术
        1.2.2 聚焦离子束光刻技术
        1.2.3 激光直写技术
        1.2.4 激光干涉光刻技术
        1.2.5 波带片阵列光刻技术
        1.2.6 数字掩模制作技术
    1.3 论文的内容安排
第二章 数字灰阶渐变掩模技术
    2.1 数字掩模制作技术原理
        2.1.1 DMD 光开关原理
        2.1.2 二元脉宽调制技术
    2.2 数字掩模制作系统及工艺流程
        2.2.1 数字掩模制作系统设计
        2.2.2 数字掩模制作系统工作原理
        2.2.3 数字掩模制作技术工艺流程
    2.3 数字灰阶渐变掩模技术原理
    2.4 DMD 像素误差
    2.5 数字灰阶渐变掩模设计
        2.5.1 具有线性表面轮廓的锥透镜掩模设计
        2.5.2 具有非线性表面轮廓的微透镜掩模设计
    2.6 数字灰阶渐变掩模实验
    2.7 本章小结
第三章 数字移动掩模技术
    3.1 数字移动掩模技术曝光原理
    3.2 数字掩模“圆周”移动
    3.3 单向数字移动掩模法
        3.3.1 单向数字移动掩模函数设计
        3.3.2 单向移动仿真及误差分析
        3.3.3 单向数字移动掩模实验
    3.4 多向数字移动掩模法
        3.4.1 多向数字移动掩模函数设计
        3.4.2 多向移动仿真及误差分析
        3.4.3 多向数字移动掩模实验
    3.5 基于微切片投影的数字移动掩模法
        3.5.1 基于微切片投影的数字移动掩模函数设计
        3.5.2 仿真及误差分析
        3.5.3 基于微切片投影的数字移动掩模实验
    3.6 本章小结
第四章 数字旋转掩模技术
    4.1 数字旋转掩模技术曝光原理
    4.2 数字旋转掩模函数设计方法
    4.3 衍射光学器件设计
        4.3.1 小数值孔径衍射光学透镜设计
        4.3.2 大数值孔径衍射光学透镜设计
        4.3.3 小数值孔径谐衍射透镜设计
        4.3.4 大数值孔径谐衍射透镜设计
    4.4 设计波长的合理选择
    4.5 衍射光学器件数字旋转掩模仿真及误差分析
        4.5.1 衍射光学器件数字旋转掩模设计
        4.5.2 仿真及误差分析
    4.6 衍射光学器件数字旋转掩模实验
    4.7 基于微切片投影的数字旋转掩模法
        4.7.1 基于微切片投影的数字旋转掩模函数设计
        4.7.2 仿真及误差分析
        4.7.3 基于微切片投影的数字旋转掩模实验
    4.8 本章小结
第五章 数字分形掩模技术
    5.1 掩模分形的必要性分析
    5.2 数字分形掩模技术原理
    5.3 数字分形掩模技术的分形方法
        5.3.1 周期扩大分形法
        5.3.2 位编码分形法
        5.3.3 周期扩大结合位编码分形法
    5.4 数字分形掩模技术实验
        5.4.1 周期扩大分形法实验
        5.4.2 位编码分形法实验
        5.4.3 周期扩大结合位编码分形法实验
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)实时动态数字光刻技术制作微透镜阵列的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 微光学器件的制作方法
        1.2.1 直写技术
        1.2.2 二元套刻技术
        1.2.3 灰度掩模技术
        1.2.4 数字无掩模光刻技术
    1.3 国内外发展现状
    1.4 本论文主要研究工作及内容安排
        1.4.1 主要研究工作
        1.4.2 论文具体章节安排
第2章 基于DMD的数字光刻制作系统
    2.1 引言
    2.2 DMD的基本结构和工作原理
        2.2.1 DMD的基本结构
        2.2.2 DMD的工作原理
    2.3 数字光刻系统的硬件组成
        2.3.1 用于实验的数字光刻系统
        2.3.2 本实验设备的优化
    2.4 系统工作原理和DMD成像原理
        2.4.1 系统工作原理
        2.4.2 DMD成像原理
第3章 实时动态数字光刻技术
    3.1 引言
    3.2 实时动态数字光刻技术
        3.2.1 实时动态数字光刻技术提出的必要性
    3.3 实时动态数字光刻技术基本原理
        3.3.1 数字旋转掩模光刻技术
        3.3.2 数字移动掩模光刻技术
第四章 微透镜阵列的设计
    4.1 引言
    4.2 衍射光学元件的设计
        4.2.1 衍射微光学元件基本理论[39]
        4.2.2 衍射微光学元件设计方法
        4.2.3 衍射微透镜阵列的设计
    4.3 折射微透镜的设计
        4.3.1 折射微透镜几何光学设计理论[44]
        4.3.2 数字光刻技术中非球面柱透镜阵列设计
    4.4 数字光刻软件设计系统
        4.4.1 计算机控制与辅助设计软件
        4.4.2 微透镜阵列掩模图形的绘制
        4.4.3 微透镜阵列掩模图形的动态显示
第五章 实验制作
    5.1 引言
    5.2 实验步骤及其工艺
        5.2.1 硅片表面预处理
        5.2.2 涂胶
        5.2.3 前烘
        5.2.4 曝光
        5.2.5 后烘
        5.2.6 显影
    5.3 实验制作
        5.3.1 本实验主要参数
        5.3.2 菲涅尔衍射微透镜阵列的实验结果
        5.3.3 非球面柱透镜阵列的实验结果
    5.4 本实验主要制作工艺讨论
        5.4.1 曝光时间误差
        5.4.2 显影误差
第六章 结论和展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文

(6)动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 微光学及其发展现状
    1.2 微光学器件的制作方法介绍
        1.2.1 二元套刻法
        1.2.2 灰阶掩模方法
        1.2.3 光刻胶热熔法
    1.3 无掩模数字光刻技术
    1.4 本论文主要研究工作及内容安排
        1.4.1 主要研究工作
        1.4.2 内容安排
第二章 DMD数字微镜装置及其特性
    2.1 空间光调制器
    2.2 DMD的基本结构和工作原理
        2.2.1 DMD的基本结构
        2.2.2 DMD的工作原理
    2.3 DMD显示图形的失真特性
第三章 微透镜的设计和制作
    3.1 衍射透镜的制作
        3.1.1 二元光学的基础理论
        3.1.2 衍射微透镜的标量设计理论
    3.2 折射型微透镜的设计和制作
        3.2.1 折射微透镜的几何光学设计理论
        3.2.2 数字光刻技术中折射透镜的设计
    3.3 动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜
        3.3.1 动态渐变灰阶曝光法
        3.3.2 动态渐变灰阶曝光方法提出的必要性
        3.3.3 动态渐变灰阶曝光法的基本原理
        3.3.4 动态渐变灰阶曝光法的具体内容
第四章 实验制作
    4.1 引言
    4.2 实验装置及系统介绍
        4.2.1 数字微镜器件成像原理
        4.2.2 用于实验的光刻机
        4.2.3 对本实验设备的优化
        4.2.4 制作数字掩模的软件
    4.3 实验步骤及其工艺
        4.3.1 硅片表面处理
        4.3.2 涂胶
        4.3.3 前烘
        4.3.4 曝光
        4.3.5 后烘
        4.3.6 显影
        4.3.7 本实验主要工艺讨论
        4.3.8 本实验参数
        4.3.9 动态渐变灰阶数字光刻技术制作微透镜的实验结果
第五章 结论
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文

(7)无掩模光刻系统的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 光刻技术的发展历程
    1.2 新型光刻技术的现状与发展
        1.2.1 传统光学光刻技术
        1.2.2 X射线光刻(RXL)
        1.2.3 EUVL(极短紫外)光刻
    1.3 无掩模光刻技术的研究现状
        1.3.1 基于带电粒子的无掩模(CPML)
        1.3.2 数字光学无掩模光刻技术
    1.4 本论文研究的主要工作
        1.4.1 研究意义与目的
        1.4.2 研究的主要内容
第2章 DMD数字光刻系统的光学系统设计方案
    2.1 引言
    2.2 DMD数字光刻系统的硬件组成模块
    2.3 光学系统的设计
        2.3.1 光源照明系统
        2.3.2 DMD数字微镜器件
        2.3.3 投影光刻物镜
第3章 DMD数字光刻系统的控制系统详解
    3.1 引言
    3.2 控制系统的组成
    3.3 控制系统的硬件设计
        3.3.1 主从计算机接口
        3.3.2 DMD驱动
        3.3.3 CCD调焦系统
        3.3.4 工件台系统及限位开关
    3.4 控制系统的软件设计
        3.4.1 软件的功能需求分析
        3.4.2 软件的框架结构设计
第4章 DMD数字光刻系统结构的设计方案
    4.1 引言
    4.2 结构设计原则和要求
    4.3 结构建模软件的选择
    4.4 结构设计思路
    4.5 结构设计过程
        4.5.1 光学元件的参数测量
        4.5.2 系统校正环节的预留
        4.5.3 三维模型建模
第5章 系统的装调与性能测试
    5.1 系统的装调要求
    5.2 系统的装调过程
        5.2.1 DMD数字微镜的安装与调试
        5.2.2 线性CCD的安装与调试
        5.2.3 工件台的微调整
    5.3 系统装调的实现
    5.4 光刻制作工艺流程
        5.4.1 基片预处理
        5.4.2 涂胶
        5.4.3 前烘
        5.4.4 曝光
        5.4.5 显定影
    5.5 实验制作
    5.6 系统主要性能指标测量
        5.6.1 实验所能达到的技术指标
        5.6.2 照明均匀性测试
        5.6.3 像面照度均匀性测试
        5.6.4 分辨率测试
        5.6.5 工件台步进精度测试
第6章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文
附录

(8)基于DMD的数字无掩模光刻成像系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 光刻技术的发展史
    1.2 新型光刻技术的现状与发展
        1.2.1 193nm侵入式技术
        1.2.2 157nm光刻技术
        1.2.3 EUVL(极短紫外光)光刻
        1.2.4 电子束投影光刻(EPL)
        1.2.5 纳米压印光刻技术
    1.3 无掩模光刻技术的研究现状
        1.3.1 电子束无掩模光刻技术
        1.3.2 数字光学无掩模光刻技术
    1.4 本论文研究的主要工作
        1.4.1 研究意义与目的
        1.4.2 研究的主要内容
2 数字微镜器件
    2.1 DMD的发展历史和现状
    2.2 DMD芯片
        2.2.1 DMD芯片的特点及特性
        2.2.2 DMD芯片的工作原理
        2.2.3 DMD的光开关原理
    2.3 本章小结
3 无掩模光刻系统设计
    3.1 课题的主要难点及解决办法
    3.2 系统结构设计
        3.2.1 总体设计思想
        3.2.2 系统工作原理
        3.2.3 系统光路设计
        3.2.4 系统参数设计
    3.3 影响因素及解决方法
        3.3.1 黑栅效应
        3.3.2 数值孔径
        3.3.3 精缩倍数
        3.3.4 曝光显影的非线性影响
    3.4 本章小结
4 实验结果与讨论
    4.1 实验结果
        4.1.1 方案一接收图形
        4.1.2 方案二曝光图形
        4.1.3 方案三曝光图形
    4.2 三种实验结果的对比
    4.3 系统误差特性分析
        4.3.1 光路系统误差
        4.3.2 DMD控制系统误差
        4.3.3 曝光及显/定影误差
        4.3.4 其他因素
    4.4 本章小结
5 结论和建议
致谢
参考文献
附录

(9)SLM无掩模光刻技术的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 光学光刻的发展状况
        1.1.2 光学光刻遇到的挑战
    1.2 无掩模光刻技术
    1.3 SLM无掩模光刻技术发展的现状
    1.4 论文研究目的及各章内容安排
    参考文献
第二章 光学光刻成像理论
    2.1 光学曝光的工艺过程
    2.2 曝光过程的基本理论
        2.2.1 部分相干成像理论
        2.2.2 抗蚀剂曝光动力学理论
    2.3 显影过程的基本理论
        2.3.1 Mack显影模型
        2.3.2 显影轮廓的确定
    2.4 光刻过程计算机仿真实现
    2.5 光学曝光质量的评价
        2.5.1 平面结构曝光质量评价
        2.5.2 体结构曝光质量评价
    2.6 小结
    参考文献
第三章 MEMS微镜及其光学特性分析
    3.1 SLM的概述
    3.2 MEMS微镜
        3.2.1 MEMS微镜的发展及在光刻中的应用
        3.2.2 MEMS微镜的结构原理与制作
        3.2.3 MEMS微镜的计算模型
    3.3 MEMS微镜光学特性的分析
        3.3.1 MEMS微镜衍射分析
        3.3.2 连续倾斜型和活塞型微镜灰度成像计算
    3.4 小结
    参考文献
第四章 高分辨率SLM无掩模光刻的成像分析
    4.1 SLM无掩模光刻系统分析
    4.2 SLM光刻空间像形成
        4.2.1 成像原理
        4.2.2 系统参量的影响
    4.3 MEMS微镜光刻成像特性分析
        4.3.1 线宽调制能力
        4.3.2 线边缘定位能力
        4.3.3 任意位置的孤立线条
        4.3.4 密集线条
        4.3.5 焦深敏感
    4.4 改进MEMS微镜结构
    4.5 SLM光刻与传统掩模光刻成像质量的比较
    4.6 SLM光刻图形质量的改善
        4.6.1 过调制
        4.6.2 衬线功能
        4.6.3 灰度条和散射条功能
        4.6.4 自动优化偏转量改善光刻图形质量
    4.7 小结
    参考文献
第五章 DMD光刻制作微光学元件理论与实验研究
    5.1 DMD点阵式光刻
        5.1.1 单个微镜成像过程
        5.1.2 单个微镜成像模拟
        5.1.3 微镜阵列成像模拟
    5.2 DMD投影式光刻
        5.2.1 DMD投影式光刻系统的设计
        5.2.2 DMD投影式光刻系统的实现
        5.2.3 消DMD象素栅格
        5.2.4 DMD灰度光刻数据传输量的考虑
        5.2.5 脉宽调制编码方法的成像过程
        5.2.6 脉宽调制编码方法的成像分析
        5.2.7 表面起伏产生的物理机理
        5.2.8 表面起伏的实验验证
        5.2.9 表面起伏的校正
        5.2.10 DMD投影光刻中边缘畸变的校正
    5.3 DMD投影式光刻系统制作微光学元件
        5.3.1 激光作为光源制作微光学元件存在的问题
        5.3.2 利用激光光刻系统制作线条
        5.3.3 白光作为光源制作微光学元件的实验研究
    5.4 小结
    参考文献
第六章 SPP无掩模光刻新技术的理论研究
    6.1 SPP的概念及性质
        6.1.1 SPP的概念
        6.1.2 SPP的发展方向
        6.1.3 SPP的基本性质
    6.2 SPP的产生
        6.2.1 TM偏振激发SPP
        6.2.2 SPP的产生方式
    6.3 SPP干涉光刻技术
        6.3.1 金属光栅法引发SPP干涉光刻模拟
        6.3.2 ATR法引发SPP干涉光刻模拟
        6.3.3 基于end-fire型的SPP干涉
        6.3.4 宽光束的SPP干涉
    6.4 SPP制作任意图形结构
        6.4.1 亚波长孔径超强透射机理的概述
        6.4.2 利用厚金属的共振透射制作非周期性结构
    6.5 小结
    参考文献
第七章 总结
致谢
附录1
附录2
附录3

(10)基于空间光调制器的灰度掩模制作环形光栅(论文提纲范文)

1 基于空间光调制器的灰度掩模制作系统及原理
2 环形光栅掩模图形的生成及工艺
3 结束语

四、基于空间光调制器的灰度掩模制作系统(论文参考文献)

  • [1]非相干光相干成像分辨率提高的研究[D]. 蔡佳林. 西安工业大学, 2021(02)
  • [2]用于光刻成像的DMD图像曝光方法研究与实现[D]. 池文明. 电子科技大学, 2017(02)
  • [3]数字光刻成像算法及其掩模优化方法研究[D]. 时招军. 南京航空航天大学, 2013(01)
  • [4]微光学器件数字掩模制作技术的研究[D]. 罗宁宁. 南京航空航天大学, 2012(12)
  • [5]实时动态数字光刻技术制作微透镜阵列的研究[D]. 付裕芳. 南昌航空大学, 2011(01)
  • [6]动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究[D]. 何帅. 南昌航空大学, 2010(07)
  • [7]无掩模光刻系统的研究与设计[D]. 饶玉芳. 南昌航空大学, 2010(02)
  • [8]基于DMD的数字无掩模光刻成像系统设计[D]. 杜欣荣. 西安理工大学, 2008(12)
  • [9]SLM无掩模光刻技术的研究[D]. 郭小伟. 四川大学, 2007(05)
  • [10]基于空间光调制器的灰度掩模制作环形光栅[J]. 鲁开源,何兴道. 光电技术应用, 2006(05)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

基于空间光调制器的灰度掩模制作系统
下载Doc文档

猜你喜欢