СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Рассмотрено формирование методом лазерной резки самонесущих высококонтрастных перфорированных плоских конструкций с субмикронной топологией, выполненных из тонких металлических фольг, толщина которых находится в пределах 30…50 мкм, а типичный размер ячейки составляет 50…150 мкм при толщине перемычки в пределах толщины фольги. Совместное применение мощного лазера с фемтосекундной длительностью импульса и комплементарной системы сканирования лазерного луча по сравнению с классической технологией, основанной на плазмохимическом травлении, позволяет существенно упростить технологическую подготовку и сократить количество операций, необходимых для формирования готового изделия. За счет уменьшения длительности импульса изменяется характер взаимодействия лазерного излучения с веществом: происходит переход от теплового воздействия к взрывному разрушению и абляции материала. Такой способ взаимодействия приводит к уменьшению зоны термического влияния. В результате разрешающая способность практически полностью определяется диаметром лазерного пучка. Однако высокая «плотность» формируемых ячеек неизбежно приводит к разогреву обрабатываемой подложки и, как следствие, к ее термическим деформациям, нарушениям фокусировки лазерного пучка и появлению дефектов. Фокусировка лазерного пучка на поверхности обрабатываемой подложки осуществляется путем взаимного позиционирования обрабатываемой подложки и фокусирующего объектива при помощи электромеханического привода. Первоначальное положение привода задается исходя из толщины подложки и параметров объектива, а дальнейшая коррекция положения осуществляется при помощи показаний датчика расстояния до обрабатываемой подложки.

Предложена модификация алгоритма автоматической фокусировки лазерного пучка на поверхности подложки, использующая особенности комплементарной системы сканирования лазерного пучка.

1. Васильев А.А., Лучинин В.В., Мальцев П.П. Микросистемная техника. Материалы, технологии, элементная база // Электронные компоненты. – 2000. –№ 4. –С. 3–11.

2. Reznikova E.F., Mohr J., Hein H. Deepphoto-lithography characterization of SU-8 resist layers // Microsystem Technologies. – 2005. – Vol. 11 (4). – P. 282–291.

3. Формирование толстых высокоаспектных резистивных масок методом контактной фотолитографии / А.Н. Генцелев, Ф.Н. Дульцев, В.И. Кондратьев, А.Г. Лемзяков // Автометрия. – 2018. – Т. 54, № 2. – С. 20–29.

4. Neureuther A.R. Microlithography with soft X rays // Synchrotron Radiation Research / ed. by H. Winick, S. Doniach. – New York; London: Plenum Press, 1980. –P. 223–275.

5. Разработка медных сеточных структур для частотной и пространственной селекции ТГц-излучения новосибирского лазера на свободных электронах / С.А. Кузнецов, Б.Г. Гольденберг, П.В. Калинин, В.С. Елисеев, Е.В. Петрова // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2009. – № 9. – С. 38–49.

6. Создание квазиоптических селективных элементов терагерцового диапазона в виде псевдометаллических структур посредством глубокой рентгеновской литографии / А.Н. Генцелев, С.А. Кузнецов, С.Г. Баев, Б.Г. Гольденберг, Е.А. Лоншаков // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2017. – № 7. – С. 32–42.

7. Генцелев А.Н., Баев С.Г. Изготовление планарных элементов терагерцовой оптики посредством глубокой трафаретной рентгенолитографии // Автометрия. – 2022. – № 2. – С. 104.

8. Кузнецов С.А., Генцелев А.Н., Баев С.Г. Реализация фильтров высоких частот субтерагерцового диапазона с использованием высокоаспектных полимерных структур // Автометрия. – 2017. – № 1. – С. 107–116.

9. Голошевский Н.В. Методы и программно-аппаратные средства управления устройствами лазерной микрообработки c комплементарной системой позиционирования: дис. ... канд. техн. наук. – Новосибирск, 2021. – 138 с.

10. Precision laser system based on complementary scanning principle for dielectric materials microprocessing / N. Goloshevsky, A. Aleshin, S. Baev, V. Bessmeltsev, K. Smirnov, M. Maksimov, M. Mikhailov // Proceedings of SPIE. – 2008. – Vol. 6985: Fundamentals of laser assisted micro- and nanotechnologies. – P. 170–178.

11. Бессмельцев В.П., Голошевский Н.В. Система управления составными двухкоординатными сканаторами // Автометрия. – 2007. – № 1. – С. 116–126.

12. Особенности технологии прецизионной фемтосекундной микрообработки оптических материалов / В.П. Бессмельцев, С.Г. Баев, Е.Д. Булушев, Н.В. Голошевский, E.П. Горяев, В.В. Кастеров, М.В. Максимов, К.К. Смирнов // Интерэкспо Гео-Сибирь. – 2016. – № 2. – С. 3–8.

13. Method of crack-free laser writing of microchannels on glass substrates / S. Baev, V. Bessmeltsev, N. Goloshevsky, D. Katasonov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 537 (2). – P. 022059.

14. Метод калибровки лазерной гальванометрической сканирующей системы субмикронного разрешения / В.П. Бессмельцев, Н.В. Голошевский, В.В. Кастеров, Я.А. Киприянов // Автометрия. – 2018. – № 4. – С. 84–92.

15. Weisz J.R. Software calibration of scan system distortions // Proceedings of SPIE. – 1991. – Vol. 1454. – P. 265–271.