[發(fā)明專利]同步裝置、掃描式激光成像系統(tǒng)及同步方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310419259.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN103472685A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞慶平;謝榮先;胡傳武;張寅;張國(guó)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州微影光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 張家港市高松專利事務(wù)所(普通合伙) 32209
• 代理人: 孫高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光直接成像(LDI)技術(shù)及誤差修正技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種掃描式激光成像系統(tǒng)及同步方法。

背景技術(shù)

激光直接成像(LDI)是一種非接觸(NON?Contact)式直接成像技術(shù)，它通過對(duì)CAD版圖進(jìn)行預(yù)處理，輸出前處理數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)激光成像系統(tǒng)，在涂覆有光刻膠的基底上直接圖形成像的技術(shù)。這樣的基底可以是半導(dǎo)體器件、電路板、生物芯片、微機(jī)械電子芯片、光電子線路芯片等。

在掃描式激光直寫成像系統(tǒng)中，需要定位模塊以高精度的位移間隔，在確定的位置，投影確定的圖像，以確保在精度范圍內(nèi)的位置上呈現(xiàn)出正確的圖形。這需要每間隔相等的物理間距產(chǎn)生一個(gè)位置同步信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)激光成像系統(tǒng)工作，不僅對(duì)每個(gè)信號(hào)產(chǎn)生的絕對(duì)位置精度有要求，同時(shí)，也要求在一段連續(xù)的行程，定位模塊產(chǎn)生的位置同步信號(hào)位置間隔上均勻的，在整個(gè)行程上生成的總信號(hào)數(shù)量也要求是確定的。

眾所周知，定位模塊的位置脈沖信號(hào)是根據(jù)光柵的最小分辨率的間距觸發(fā)的，由于溫度、加工精度和細(xì)分算法等原因，輸出的位置脈沖間距與最小分辨率間總存在多種系統(tǒng)誤差，合稱為脈沖誤差。該誤差的消除在定位模塊中一般使用映射區(qū)間(MAPPING)的方式進(jìn)行補(bǔ)償。在掃描式激光直寫成像系統(tǒng)中，高速實(shí)時(shí)的同步無法使用定位模塊補(bǔ)償后的結(jié)果，只能使用光柵輸出的位置脈沖信號(hào)，從而給掃描式激光直寫成像系統(tǒng)引入了脈沖誤差。

由于硬件條件限制，物理間距是不能保證為最小分辨率整數(shù)倍，而實(shí)際計(jì)數(shù)過程中，位置脈沖數(shù)只能按整數(shù)計(jì)數(shù)，無論是向上取整還是向下取整，都會(huì)引入計(jì)算誤差，稱為脈沖殘差。按整數(shù)倍的位置脈沖生成同步信號(hào)的方法，不僅會(huì)引入脈沖誤差，還將引入脈沖殘差。傳統(tǒng)的同步方法通過設(shè)計(jì)來保證物理間距盡可能為最小分辨率的整數(shù)倍，但脈沖殘差并沒有得到有效的修正。

中國(guó)專利申請(qǐng)案20130151342.9提出了一種通過同步位置脈沖和連續(xù)時(shí)間周期脈沖同時(shí)觸發(fā)的掃描方式來提高掃描位置精度的方法，該方法不僅要求定位模塊移動(dòng)速度恒定，而且還要求定位模塊的移動(dòng)速度達(dá)到預(yù)設(shè)值，該方法將系統(tǒng)誤差平均到各時(shí)間片，但沒有修正兩位置脈沖間的系統(tǒng)誤差，這對(duì)定位模塊的絕對(duì)定位精度要求較高；在定位模塊速度達(dá)到不預(yù)設(shè)值或系統(tǒng)速度無法保證恒定時(shí)，則無法保證最后一個(gè)時(shí)間片內(nèi)的精度；綜上所述，該案對(duì)定位模塊的絕對(duì)定位精度和移動(dòng)速度的精度都提出較高的要求。

綜上所述，在掃描式激光直寫成像系統(tǒng)中，尚沒有合理的方法修正定位模塊引入的系統(tǒng)誤差和生成同步信號(hào)引入的累積誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于掃描式激光成像系統(tǒng)的同步裝置，修正脈沖誤差和累積誤差，使同步信號(hào)數(shù)量、絕對(duì)定位精度滿足要求，降低對(duì)定位模塊精度需求。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用于掃描式激光成像系統(tǒng)的同步方法，修正脈沖誤差和累積誤差，使同步信號(hào)數(shù)量、絕對(duì)定位精度滿足要求，降低對(duì)定位模塊精度需求。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種掃描式激光成像系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種應(yīng)用于掃描式激光成像系統(tǒng)的同步裝置，所述同步裝置包括：

定位模塊、所述定位模塊包括平臺(tái)控制器和定位平臺(tái)，所述定位平臺(tái)包括同步軸、步進(jìn)軸及升降軸，所述同步軸負(fù)責(zé)產(chǎn)生位置脈沖，所述平臺(tái)控制器控制各軸的移動(dòng)和狀態(tài)輸出，所述平臺(tái)控制器將同步軸在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的位置脈沖向外輸出；

同步模塊、所述同步模塊接收所述平臺(tái)控制器輸入的位置脈沖信號(hào)，并對(duì)所述位置脈沖信號(hào)加以處理以輸出同步信號(hào)，所述同步模塊還接收所述控制模塊的控制命令；

以及控制模塊、所述控制模塊與所述定位模塊及所述同步模塊相連接，以控制所述同步模塊及所述平臺(tái)控制器。

為實(shí)現(xiàn)上述另一目的，一種掃描式激光成像系統(tǒng)的同步裝置的同步方法，所述方法包括以下步驟：

S1、對(duì)生成位置脈沖的同步軸進(jìn)行標(biāo)定，得到同步軸的標(biāo)定點(diǎn)與累積誤差之間的映射，將映射關(guān)系轉(zhuǎn)換成相鄰標(biāo)定點(diǎn)間的區(qū)間誤差，再區(qū)間誤差數(shù)據(jù)處理成整數(shù)形式，在同步模塊初始化時(shí)，由控制模塊將誤差數(shù)據(jù)傳遞給同步模塊；

S2、移動(dòng)同步軸到運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)位置，運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)在同步起點(diǎn)到同步終點(diǎn)的反向延長(zhǎng)線上，計(jì)算出控制參數(shù)，再將控制參數(shù)發(fā)送給同步模塊，設(shè)置同步軸的移動(dòng)速度，向同步終點(diǎn)移動(dòng)同步軸，直至停止；