Многоканальный генератор изображений

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие КБТЭМ-ОМО(72) Авторы Аваков Сергей Мирзоевич Есьман Василий Михайлович Пушкин Леонид Владимирович Колупаев Владимир Дмитриевич(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие КБТЭМ-ОМО(57) Многоканальный генератор изображений, содержащий источник монохроматического излучения и расположенные на его оптической оси по направлению излучения корректор размеров световых пятен, осветитель с расщепителем светового потока, многоканальный затвор, телескопическую систему, тактовый дефлектор, оптическую проекционную систему, трехкоординатный стол и анализатор оптического изображения, отличающийся тем, что содержит расположенные на оптической оси источника монохроматического излучения управляемое поворотное зеркало, светоделительную пластину, отводящую часть излучения от источника на датчик углового положения луча, выходной сигнал от которого подается на управляемое поворотное зеркало для коррекции угловых уходов луча источника, и механический дефлектор, выполненный с возможностью компенсации неточности хода трехкоординатного стола и расположенный после тактового дефлектора, причем управляемое поворотное зеркало и светоделительная пластина последовательно расположены за источником излучения, а анализатор оптического изображения расположен на трехкоординатном столе. 14775 1 2011.08.30 Изобретение относится к области технологического оборудования, в частности к устройствам для генерирования топологических рисунков на шаблонах и полупроводниковых пластинах при производстве БИС, СБИС и других изделий электронной техники. На современном уровне развития микроэлектроники требуется производство СБИС с проектной нормой меньше 0,1 мкм. Для обеспечения изготовления таких изделий на мультипликаторах с уменьшением 51 необходимы фотошаблоны с минимальным элементом меньше 0,5 мкм и более жесткими требованиями к неровности края элементов, однородности размера, стыковки полос. Известен лазерный генератор (см. патент 4,541,71203 27/42 09.17.1985), содержащий лазер, светоделительную матрицу, модулятор, дефлектор, координатный стол с заготовкой пластины и схемы управления модуляцией излучения. В качестве прототипа выбран многоканальный генератор изображений модели ЭМ 5089 А (авторское свидетельство 1820398). Генератор содержит источник монохроматического излучения, корректор размера световых пятен, осветитель с расщепителем светового потока, многоканальный затвор, телескопическую систему, тактовый дефлектор,оптическую проекционную систему, трехкоординатный стол, включающий привод координатного стола, датчики линейных перемещений, датчик фокусировки с исполнительным механизмом фокусировки и анализатор оптического изображения. Недостатком прототипа является низкий выход годных из-за низких технических характеристик, таких как размер минимального элемента, неровность края топологического рисунка, разброс при формировании заданного размера элемента. Задачей изобретения является повышение выхода годных. Поставленная задача достигается тем, что в многоканальный генератор изображений,содержащий источник монохроматического излучения и расположенные на его оптической оси по направлению излучения корректор размеров световых пятен, осветитель с расщепителем светового потока, многоканальный затвор, телескопическую систему, тактовый дефлектор, оптическую проекционную систему, трехкоординатный стол и анализатор оптического изображения, введены расположенные на оптической оси источника монохроматического излучения управляемое поворотное зеркало, светоделительная пластина, отводящая часть излучения от источника на датчик углового положения луча, выходной сигнал от которого подается на управляемое поворотное зеркало для коррекции угловых уходов луча источника, и механический дефлектор, выполненный с возможностью компенсации неточности хода трехкоординатного стола и расположенный после тактового дефлектора, причем управляемое поворотное зеркало и светоделительная пластина последовательно расположены за источником излучения, а анализатор оптического изображения расположен на трехкоординатном столе. Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен многоканальный генератор изображений на фиг. 2 приведен датчик углового положения луча на фиг. 3 приведен механический дефлектор. Многоканальный генератор изображений содержит источник монохроматического излучения 1, управляемое поворотное зеркало 2, светоделительную пластину 3, датчик углового положения луча 4, корректор размеров световых пятен 5, осветители 7 и 8 с расщепителем 6, многоканальный затвор 9, телескопическую систему из элементов 10 и 13,поворотные зеркала 11 и 12, тактовый дефлектор 14, механический дефлектор 15, оптическую проекционную систему 16, 17 и 18, трехкоординатный стол 20, анализатор оптического изображения 19. Многоканальный генератор изображений работает следующим образом. Луч от источника излучения 1 с помощью поворотного зеркала 2 попадает на светоделительную пластину 3, которая отводит небольшую часть света от источника излучения на датчик углового положения луча 4. Основная часть света проходит далее через корректор разме 2 14775 1 2011.08.30 ров световых пятен 5, расщепитель луча 6 (который расщепляет луч на семнадцать пучков одинаковой интенсивности) и осветитель, состоящий из элементов 7 и 8. Таким образом,на входе в многоканальный затвор 9 формируется шестнадцать параллельных между собой пучков с равным расстоянием между соседними пучками (в работе используется шестнадцать пучков, семнадцатый пучок не используется и перекрывается диафрагмой). Далее пучки проходят через многоканальный затвор 9, поворотные зеркала 11 и 12, телескопическую систему, образованную элементами 10 и 13, тактовый дефлектор 14, механический дефлектор 15 и оптическую проекционную систему, состоящую из коллектива 16, поворотного зеркала 17 и проекционного объектива 18. В результате в плоскости изображения объектива одновременно формируется шестнадцать эквидистантных световых пятен. Формирование топологического рисунка выполняется следующим образом. На трехкоординатном столе 20 закрепляется заготовка пластины с фоточувствительной пленкой. Описание топологии рисунка подготавливается в виде информации 0 и 1 (0 - не светить, 1 - светить). При движении стола 20 по координатеэта информация поступает на многоканальный затвор 9 и определяет состояние каждого из шестнадцати световых пучков (светить / не светить). Промежутки между ними заполняются пучками, полученными в результате развертки тактового дефлектора 14, который последовательно отклоняет каждый из пучков по координатев шестнадцать позиций, в которых также происходит модуляция световых пучков. Далее стол перемещается на одну строчку по координате , процесс сканирования столом 20 по координатеи развертки тактовым дефлектором 14 повторяется. В результате многократного повторения сканирования стола и управляемой модуляции световых пучков происходит экспонирование всей заготовки пластины. Датчик углового положения луча 4 (фиг. 2) содержит положительную линзу 21, две фазовые дифракционные решетки 22, четыре фотоприемника 24 и четыре экрана 25. Датчик углового положения луча 4 предназначен для измерения угловых отклонений луча источника монохроматического излучения 1, вызванных разогревом источника монохроматического излучения 1 и термическими деформациями узлов его крепления на генераторе изображений, и работает следующим образом. Небольшая часть излучения от источника 1 отводится светоделительной пластиной 3 на положительную линзу 21. После линзы 21 расположены две фазовые дифракционные решетки 22, образующие 1 и -1 порядки дифракции равной интенсивности. Решетки 22 развернуты вокруг оси, совпадающей с осью падающего луча, друг относительно друга на 90, так что на выходе из них получается четыре луча 23, попарно лежащие в двух ортогональных плоскостях. Каждый из лучей 23 попадает на отдельный фотоприемник 24. Перед каждым фотоприемником 24 в фокальной плоскости линзы 21 расположен экран 25 в виде ножа, перекрывающий половину падающего на фотоприемник 24 луча 23. С каждой пары фотоприемников 24 снимается разностный сигнал, дающий информацию о величине и направлении углового ухода луча в одной из двух взаимно ортогональных плоскостей. Разностный сигнал от каждой пары фотоприемников 24 подается на управление зеркала 2 многоканального генератора изображений для коррекции угловых уходов луча источника 1. Механический дефлектор 15 (фиг. 3) содержит плоскопараллельную пластину 26, расположенную на оси двигателя 30 и предназначен для коррекции положения световых пучков на заготовке при сканировании трехкоординатного стола 20. Механический дефлектор работает следующим образом. При движении координатного стола 20 по оси , при формировании топологического рисунка на пластине, определяется отклонение текущей координатыотносительно заданной. По величине отклонения определяется угол , на который необходимо повернуть ось двигателя 30 вместе с плоскопараллельной пластиной 26. Поворот пластины 26 при 3 14775 1 2011.08.30 водит к параллельному смещению лучей 27 на выходе из пластины из положения 28 в положение 29 в направлении, совпадающем с направлением отклонения стола 20 по оси , и компенсирует неточности хода стола 20, а значит, уменьшает погрешности изготовления топологического рисунка. В изобретении анализатор оптического изображения 19, в отличие от прототипа, расположен на трехкоординатном столе 20. Такое его расположение исключает обратное прохождение отраженных пучков через оптическую проекционную систему 18, 17, 16, что позволяет точнее определять параметры пучков в плоскости формирования топологического рисунка на пластине. Кроме того, при каждом измерительном цикле не требуется устанавливать измерительный шаблон, входящий в состав анализатора оптического изображения 19, на координатный стол 20 и проводить дополнительную операцию ориентации измерительного шаблона с целью устранения разворота между системой координат измерительного рисунка и системой координат стола 20. Это повышает точность определения параметров пучков и производительность установки. Предложенное техническое решение позволяет увеличить выход годных за счет улучшения технических характеристик многоканального генератора изображений и может быть использовано в любых устройствах для генерирования топологических рисунков на пластинах и в других аналогичных видах технологического оборудования. Источник информации 1. А.с. 1820398 (прототип). 2. Патент США 4541712, МПК 03 27/42, 09.17.1985. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4