激光直写系统

激光直写系统中, 对工作台的精度提出了较高的要求, 高精密的稳定可靠的定位控制系统是制作高质量的微系统的关键因素之一。

激光直写系统主要由光学系统、调焦系统和x-y 运动平台3 个子系统组成。
( 1) 光学系统。光学系统由激光器、聚焦物镜和半透半反镜组成。激光器发出的激光光束经聚焦物镜、半透半反镜, 最后通过显微物镜精确聚焦在基片上, 对光刻胶进行曝光, 从而完成各种图形的刻写。

( 2) 调焦系统。调焦系统的工作原理是: 通过z 轴电机的运动, 调整聚焦物镜的高度, 实现准确聚焦。光刻物镜的焦深决定了系统的最大调焦精度范围, 这里的调焦伺服系统位移执行器的精度要求应该小于物镜焦深。

( 3) XY工作平台。x-y 二维运动工作平台主要任务是为激光直写系统提供高精度的、稳定的、均匀的、实时的位置控制和速度控制, 通过精确的位置控制产生复杂的二维图形, 同时通过速度的控制保证各点的均匀曝光, 否则将引起光刻线条的宽度变化。对于运动平台而言, 稳定的运转速度的基础是要具有良好的机械结构。

  运动平台要求传动螺杆应具有一定的机械刚性, 刚性不好, 将会产生较大的弹性形变, 影响系统的精度。选用高精密滚珠螺杆, 螺杆与螺母之间通过钢珠形成滚动摩擦, 运动平稳, 传动效率高, 易实现高速运行, 并且可以通过改变钢珠直径或采用双螺母有效解决轴向间隙。另外, 运动平台采用超精密线性滑轨导向, 这些都有效地保证了运动精度和直线性。