高速ラインスキャンエンジン“LSE170/LSE300”

Next Scan Technology

テレセントリックf-θ光学系、高スループットのレーザー材料加工を実現

テレセントリックf-θ光学系、高スループットのレーザー材料加工を実現
  • スキャン速度 100~400 line scans/sec
  • 高速基板スキャン速度 エアベアリングソリューションで25〜100 m/s、最大400 m/s
  • 独自のテレセントリック f-θ光学系:
    スキャンビームを常にオブジェクト表面に対して垂直に保持
  • スキャン幅 170, 300 mm
  • NIR/VIS 及び UV 波長をサポート
  • 回折限界品質オプティクスの採用で、集光スポットサイズを最小化
  • 先進的なコントロールエレクトロニクスでレーザーとリニアステージを簡単に統合
  • SuperSyncオプション:MOPAベースのレーザーおよび新しいナノ秒パルスレーザー光源に対応
  • 高精度、優れた直線性を実現するTrueRaster
  • 極小スポットサイズの高NA
  • 滑らかな表面加工のためのジョブディザリング
  • 低い繰り返し率のパルスレーザー、材料のパルス間温度制御のためのインターリーブ

微細加工のための高速スキャナー


コールドアブレーションにより微細な物質の除去でも可能にする、精密なマイクロマシニングには超短パルス(USP)レーザーが最適です。
USPレーザーをポリゴンスキャナーシステムのような超高速スキャナーと組み合わせて、産業規模の生産性を実現させます。ポリゴンスキャナーは、特にワークピース等の行指向での全面加工に優れています。このシステムは高速で、処理時間を大幅に短縮させます。USPレーザーの加工アプリケーションは、タッチスクリーン表面のパターニング、太陽電池のけがき、電子部品やガラス、プラスチックのマイクロ穴あけ加工、センサー製造等、幅広い分野で使用できます。

高スループットのラスター加工


Next Scan Technologyのポリゴンスキャナーシステムは、最高のスキャン速度、安定性、精度を提供するために、最適化されています。スキャンシステムは、高速なラインスキャンを実現するために回転ポリゴンミラーを採用しています。ポリゴンホイールのスキャン方向に垂直に移動する外部送り軸、またはウェブを利用して、長いエリアの処理が可能です。
スキャナーは通常、通常のラスターでの全面加工に使用されます。
個々の露光パターンは、処理レーザーをピクセル単位で正確に制御するためのユーザー定義のビットマップを出力できる機能を介して生成できます。
高精度アクチュエータとSuperSyncやTrueRasterなどの高度な制御機能を統合することで、スキャンの柔軟性がさらに高まり、最高の精度を実現します。

ポリゴンスキャン

Next Scan Technologyのアプローチは、多面鏡またはポリゴンによって入射レーザービームを偏向します。 1次元の大視野f-θ光学系は、基板上にスポット焦点を合わせたままにします。
本来、回転スキャナーは1次元スキャナーです。2D走査システムを取得するには、2次直線運動が必要になります。 2次モーションの方向は、ポリゴンスキャナーによってスキャンされたラインに垂直です。これは速度で回転速度と同期され、表面のラインごとのスキャンを取得します。ガルボミラースキャナーの前後の動きとは対照的に、ポリゴンは一定の速度で回転しているため、広い領域で1秒あたりの走査線数を増やすことが可能です。
リニアステージの動きと1次元のf-θレンズを組み合わせると、シンプルでありながら高性能なシステムを構築できます。反射f-θシステムは完全にテレセントリックで、線形です。テレセントリック性は、スキャン全体で一定の軽質物質相互作用を提供します。妨害ビームは円形、サイズが一定で、スキャン全体でピーク強度が一定です。ミラーベースの光学系により、スキャングリッドは糸巻き型歪みが無く、5μmを超える精度を達成するためのエラー補正テーブルは必要ありません。 LSE170Aシステムは、170 mmのスキャンラインでその性能を発揮します。
LSEコントローラーはセットアップの中心です。 コントローラーはレーザービームの位置を制御しており、ポリゴンの回転、レーザーパルス、材料の移送の細かい時間同期を処理します。 「イメージ」データまたはレーザーパルスパターンは、白黒のビットマップ(windows.bmp)ファイルで作成されます。 スポット位置決めの最高繰り返し率は、独自のSuperSyncコントロールを通じて提供されます。

テレセントリック光学

ラインスキャンエンジン(LSE)は、コンパクトなオールインワンスキャンヘッドに統合されたフルテレセントリックミラーを提供し、最高のパフォーマンスで広い領域に対応します。
高出力のレガシーレーザーを使用する場合、ミラーベースのコンセプトによりアプリケーション固有のカスタマイズができます。また、交互配置あるいはインライン構成と補完的な制御によって、スキャンヘッドのスティッチングが可能です。

ポリゴン、歪みの補正

2つの高精度アクチュエータを使用し、ポリゴンミラーの不正確さとイメージ場の歪みを補正します。
このTrueRasterテクノロジーでは、キャリブレーションされた正確さを提供し、高スループット条件下でも正確で高品質のラスター加工を保証します。

同期機能

このシステムで使用される超短パルスレーザーには、通常、可能なレーザー放出のタイムポイントを調整する内部クロックソースが装備されています。SuperSyncは、レーザーをトリガーしてスポットの再現性を保証する独自の同期機能性をご提供します。これは、高品質な微細加工に不可欠です。

インテリジェント制御

インターリーブやジョブディザリングなどのスマートスキャンは、独自のSuperSyncとTrueRasterが再現性、精度の要件を満たしている場合に、加工品質を向上させます。
これらの機能は、特に単一パルスの空間分離、高い直線性、または同一の繰り返し加工を必要とする場合に重要になります。

プロセス開発キット

最短の時間でポテンシャルを探るのに、Next Scan Technology 社ではプロセス開発キット (PDK) をご提案しています。開発キットにはLSE170またはLSE300スキャンヘッド、高品質リニアステージおよびビーム光学が付属しています。コントロール機能と同期機能が導入済みのコンパクトなラボ仕様セットアップで、材料加工に簡単に導入でき、システム統合や試運転にかかる貴重な手間と時間を節約できます。

ユーザーの関心と目的にお応えするためにNext Scanはトレーニングコースのビットマップラスタースキャン、統合および試運転サポート、スキャン結果とパフォーマンス改善の共同評価をご提供します。

カスタマイズ

アプリケーションの要件によっては、効率向上のためにカスタマイズされたソリューションが必要になる場合があります。最先端のパフォーマンスの共同開発により、LSEテクノロジーが、速度、スキャンサイズ、および制御にどの程度適しているかを学習する機器をご提供します。Next Scan Technologyは、高性能スキャンソリューションで長年の開発実績を提供しています。
 
お客様の個々のリクエストにもお応えします:
 

  • 効率化のためのカスタム可能なスキャン幅
  • スループットを向上させる高速スキャン
  • (Q)CWおよびnsパルスファイバーレーザー用に調整されたモジュレーション
  • リニアステージとの統合およびロールtoロール搬送

レーザー微細加工における幅広いラスタスキャンプロセスをサポートし、以下のような高いスループットの求められるアプリケーションに応用できます。

 

  • ディスプレイ:薄膜のパターニングと表面加工
  • フレキシブルエレクトロニクス:R2R加工
  • セミコン:ウェーハのマイクロドリル、溝入れ、ダイシング
  • セキュリティ:高精度ID機能の直接書き込み
  • 自動車:部品のマーキングと微細加工
  • 医療:ガラスとプラスチックの微細加工
モデル LSE170 STD LSE170 HNA LSE300 STD
波長 (nm) 341-357 515-
535
1030-
1070
341-357 515-
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1030-
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341-357 515-
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最小スポット径, 1/e2 径(μm) ※1 15 22 45 9 14 27 15 22 45
入力ビーム径, 1/e2 6 mm 8 mm 11 mm
入力開口径 10 mm 13 mm 11 mm
スキャン幅 170 mm 170 mm 300 mm
位置精度 ± 10 μm ±1 μm ※2 ±1 μm ※2
ライン直線性 10 μm 2 μm ※2 2 μm ※2
スポット再現性 ※3 < 3 μm < 3 μm < 3 μm
入力ビーム 平行ビーム
スキャン速度 100 – 400 lines/sec 100 – 400 lines/sec 56 – 224 lines/sec
スポット移動速度 25 – 100 m/sec 25 – 100 m/sec 25 – 100 m/sec
デューティーサイクル 71 % 71 % 71 %
光効率 > 85 % GR/IR / > 70 % UV
レーザー平均出力 140 W (>7 ps), 50W (200 fs)
最小パルス幅 < 200 fs < 200 fs < 200 fs
スキャナ – 基板間距離 18 mm 13.7 mm 26.5 mm
重量 6.8 kg 12.5 kg 21 kg

※1 M2 = 1.0, D(1/e2) = 1.7 x FWHM, より小さい入力ビーム径で、より大きなスポットサイズも可能。
※2 TrueRaster 機能と補正が必要。
※3 SuperSync コントロールが必要。サポート可能なレーザーについてはお問合せください。

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