基于PMAC的寬幅高速激光直寫系統(tǒng)的控制研究.pdf

1、激光直寫技術(shù)作為一種先進的光學制作技術(shù)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。從國內(nèi)外激光直寫系統(tǒng)的研究情況來看，其研究及應(yīng)用領(lǐng)域略有不同，國外的研究工作集中在集成電路制造、微光學元件加工、激光直寫布線技術(shù)、光學檢測等領(lǐng)域。國內(nèi)也有多家研究機構(gòu)對激光直寫系統(tǒng)及工藝進行了大量的研究，主要應(yīng)用在數(shù)碼光變圖像制作、二元光學元件制作以及各種掩模板制作等領(lǐng)域。 本課題設(shè)計了一種高速度、大幅面的激光直寫系統(tǒng)，在提高光刻幅面的同時，提升光刻速度，并且

2、保證激光刻蝕精度，系統(tǒng)可以應(yīng)用于單光束激光直寫以及干涉型激光直寫。本文采用直線電機控制直寫平臺運動，并且使用高精度光柵尺實現(xiàn)全閉環(huán)定位控制。針對高性能直線電機的控制特點，使用PAMC多軸控制卡對激光直寫多軸運動系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精度的控制。本系統(tǒng)達到的點與點間的精度為1um，點內(nèi)精細度為0.5um，逐點光刻速度可達500dots/s，矢量化速度可達3000dots/s。利用半導體泵浦全固態(tài)脈沖激光器(DPSSL)作為光源，在VC++6.

3、0中把圖像文件轉(zhuǎn)換成PMAC控制信號，從而控制激光脈沖輸出和運動系統(tǒng)的運行，并采用連續(xù)脈沖曝光模式進行了高速干涉光刻直寫實驗，獲得了最大幅面為800mm×610mm具有動態(tài)或立體效果的寬幅衍射光變圖像。 本系統(tǒng)已達到工程化水平，具有很高的工業(yè)化價值，上述技術(shù)指標處于行業(yè)領(lǐng)先水平。目前本系統(tǒng)已可以實現(xiàn)大面積點陣正交彩虹全息圖及其通用光柱版的制作，并通過后續(xù)工藝把所得產(chǎn)品成功投入市場。本文對單光束激光直寫在大規(guī)模集成電路制造以及激光