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Silicon Light

その高速性を生かしGLVは他の空間光変調器には見られない変調モード: パルス幅変調(PWM)を提供します。この機能を用いるとパルス幅を非常に高い精度で制御することができます。生産性の高い多くの直接描画システムは、連続走査露光(ステップ露光とは異なる)を実行しています。連続走査露光においてGLVのPWM機能を使うと、生産性を維持すると同時に高い空間解像度を得ることができます。

図1に示すようにGLVモジュール のPWM機能は 1カラム中のいかなるタイミングでも光信号の切り替えることができます。図中の青線はGLV駆動電圧または光学強度を示します。GLVコントローラーへ送られる外部タイミング入力信号には、(a) カラムストローブ:経過時間を一定間隔時間または単位コラムに区切る信号、(b) 遅延クロック:より細かい周波数で 切り替えのタイミングを制御する信号、があります。これらの信号は一般的には描画 装置上の走査ステージまたは制御基板から送られます。8ビットの遅延解像度を得るためには、遅延クロック周波数をカラムストローブ周波数の28 = 256倍に調整することになります。8ビット遅延値は駆動電圧の振幅を切り替える時に指令されます。振幅値と遅延値は全ピクセルで個々の値が設定されており、カラム毎にアップデートされます。

では、PWMはどのように直接描画システムの解像度を補うために使われるでしょうか? 図2(a)には等間隔ピッチのグリッドで示されている最小描画単位で対角線が描画されています。この図から分かりますように、この線は充分な解像度を持っていません。2次元の空間光変調器では、解像度より小さなサブグリッド(図2(b)は1/4のサブグリッド)で再露光すれば改善できるでしょう。しかしこの方法では解像度は改善しますが4倍の露光が必要となりスループットが減少します。図2(c)はGLVのPWMを使った時の対角線の描画例です 。遅延値の制御が時間軸(縦軸)のサブグリッド上のエッジ制御として使われており、振幅値の制御が直交軸(ピクセル方向)のサブグリッド上のエッジ制御として使われています。これによりGLVモジュールは一回の走査で同じサブグリッドの解像度を達成できます。図 3は G8192モジュールのダイナミックPWM機能を示しています。このケースでは降下側の遅延値を変化させることで種々の間隔の光学パルスを作っています。この遅延制御では4usカラム20nsの分解能でパルス間隔を変化させることができます。左図に示すようにデジタル遅延制御は、入力遅延値に対する光学的な遅延量を非上に高いリニアリティをもって制御できることが分かります。