MEMS Spatial Light Modulator Demonstrator auf der LASER 2007
18 Juni 2007 - 18 Juni 2007
Österreich
MEMS-Flächenlichtmodulatoren (Spatial Light Modulators, SLMs) werden eingesetzt, um die komplette Querschnittsfläche eines Lichtstrahls ortsaufgelöst zu verändern (modulieren). Hierzu wird mit MEMS-Dünnschichttechnologie ein Array von Mikrospiegeln auf ein CMOS-Substrat aufgebracht. Die Spiegel können einzeln addressiert und bewegt werden, um die Intensität oder Phase je eines Bildpunkts (Pixel) zu beeinflussen.
Die Einsatzgebiete von SLMs reichen von Projektoren (Texas Instruments DLP) über Adaptive Optik bis zu Maskenbelichtern in der Halbleiterfertigung. Anders als die in den Projektoren eingesetzten digital angesteuerten Spiegel, die abgestufte Intensitäten durch ein zeitliches Multiplexing realisieren, können die vom Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) entwickelten Spiegel analog angesteuert werden, um direkt Grautöne zu schreiben. Diese Fähigkeit wird in den Maskenbelichtern der Firma Micronic Laser Systems dazu genutzt, um Strukturen auf einem deutlich feinerem Raster als der Auflösung des Systems zu erzeugen.
Die Spiegel des Fraunhofer IPMS sind für monochromatisches Licht mit Wellenlängen von 248 nm bis ca. 520 nm spezifiziert. Damit können sie nicht nur bei den in der Maskenbelichtung eingesetzten Excimerwellenlängen verwendet werden, sondern auch zur Strukturerzeugung mit den weniger aggressiven und günstigeren Lichtquellen im nahen UV- oder sogar sichtbaren Bereich. Damit bietet sich beispielsweise eine Option zur Abbildung sehr feiner Strukturen in der Leiterplattentechnologie (High Definition Interconnect/Laser Direct Imaging, HDI/LDI) an. Aber auch andere Anwendungen, in denen hohe bis höchste Auflösungen bei gleichzeitig hohem Durchsatz (bis 2 kHz Bildrate bei 1 Million Pixeln, entsprechend 2 Gpixel/s) gefordert sind, können von dieser Technologie profitieren.
Der Demonstratoraufbau verdeutlicht die Funktion des SLMs; eine grüne LED erzeugt einen gepulsten Lichtstrahl, der über Linsen und Spiegel auf den SLM geleitet wird. Der SLM reflektiert das Licht je nach einprogrammierten Mustern in der nullten oder höheren Ordnungen. An einer Apertur wird der Strahl dann gefiltert: die höheren Ordnungen werden abgeblockt und nur die nullte Ordnung hindurchgelassen. Diese Strahlanteile ergeben dann das gewünschte Muster, das von einer Kamera aufgenommen auf dem Monitor gezeigt wird.
Die Einsatzgebiete von SLMs reichen von Projektoren (Texas Instruments DLP) über Adaptive Optik bis zu Maskenbelichtern in der Halbleiterfertigung. Anders als die in den Projektoren eingesetzten digital angesteuerten Spiegel, die abgestufte Intensitäten durch ein zeitliches Multiplexing realisieren, können die vom Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) entwickelten Spiegel analog angesteuert werden, um direkt Grautöne zu schreiben. Diese Fähigkeit wird in den Maskenbelichtern der Firma Micronic Laser Systems dazu genutzt, um Strukturen auf einem deutlich feinerem Raster als der Auflösung des Systems zu erzeugen.
Die Spiegel des Fraunhofer IPMS sind für monochromatisches Licht mit Wellenlängen von 248 nm bis ca. 520 nm spezifiziert. Damit können sie nicht nur bei den in der Maskenbelichtung eingesetzten Excimerwellenlängen verwendet werden, sondern auch zur Strukturerzeugung mit den weniger aggressiven und günstigeren Lichtquellen im nahen UV- oder sogar sichtbaren Bereich. Damit bietet sich beispielsweise eine Option zur Abbildung sehr feiner Strukturen in der Leiterplattentechnologie (High Definition Interconnect/Laser Direct Imaging, HDI/LDI) an. Aber auch andere Anwendungen, in denen hohe bis höchste Auflösungen bei gleichzeitig hohem Durchsatz (bis 2 kHz Bildrate bei 1 Million Pixeln, entsprechend 2 Gpixel/s) gefordert sind, können von dieser Technologie profitieren.
Der Demonstratoraufbau verdeutlicht die Funktion des SLMs; eine grüne LED erzeugt einen gepulsten Lichtstrahl, der über Linsen und Spiegel auf den SLM geleitet wird. Der SLM reflektiert das Licht je nach einprogrammierten Mustern in der nullten oder höheren Ordnungen. An einer Apertur wird der Strahl dann gefiltert: die höheren Ordnungen werden abgeblockt und nur die nullte Ordnung hindurchgelassen. Diese Strahlanteile ergeben dann das gewünschte Muster, das von einer Kamera aufgenommen auf dem Monitor gezeigt wird.