Устройство регулирования экспозиции Советский патент 1990 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к приборостронию, а именно к устройствам регулирова- ия дозы оптического излучения, в астности к устройствам регулирования экспозиции фоторезиста в фотолитографии.

Целью изобретения является повышение точности определения экспозиции.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Устройство состоит из расщепителя 1 светового потока, оптически связанного с ним фотоприемника 2, установленного так, что он может регистрировать часть отраженного от облучаемой поверхности светового потока, выход фотоприемника подключен через усилитель 3 фототока к дифференцирующему блоку 4, выход которого подключен через усилитель 3 фототока к дифференцирующему блоку 4, выход которого подключен к первому входу компаратора 5, а ко второму входу подключен выход усилителя фототока через блок 6 задания уровня срабатывания, выход компаратора соединен с ключевым блоком 7, управляющим оптическим затвором. Светочувствительный слой 8 нанесен на подложку 9.

Устройство работает следующим образом.

В процессе экспонирования световой поток от источника излучения (не показан) проходит через расщепитель 1 светового потока, попадает на экспонируемый светочувствительный СЛОЙ 8 (пленку фоторезиста), проходит через него и частично отражается от подложки 9.

Отраженная от подложки и прошедшая. вновь через светочувствительный слой часть светового потока направляется расщепителем 1 светового потока на фотоприемник 2.

В процессе экспонирования оптическое пропускание пленки фоторезиста изменяется во времени по кривой с насыщением в соответствии с законом Бугера-Ламберта- Бэра. При этом момент наступления насыщения соответствует оптимальному уровню экспозиции.

Интенсивность светового потока, поступающего на фотоприемник 2, изменяется в процессе экспонирования по такому же закону. Фотоприемник 2 вырабатывает электрический сигнал и, пропорциональным интенсивности падающего на него светового потока и повторяющий его изменения во времени. При этом напряжение ид, подаваемое с выхода дифференцирующего блока 4 на первый вход компаратора 5, изменяется по следующему закону;

ид ио-вХр(-1), (1)

где Uo - установив шееся значение сигнала;

г- постоянная времени процесса;

dt

скорость изменения сигнала на

выходе фотоприемника;

5R и С-сопротивление и емкость дифференцирующей цепи.

Напряжение Uy, подаваемое с выхода блока 6 задания уровня срабатывания на второй вход компаратора 5, изменяется сле10 дующим образом;

Uy K Uo 1-exp(-), (2)

где К - коэффициент передачи блока 6 зада15 ния уровня срабатывания.

Компаратор 5 переключается в тот момент, когда величина электрического сигнала на первом входе компаратора станет равна величине электрического сигнала на

20 втором его выходе, т.е.

ид иу(3)

Этот момент времени может быть найден из уравнения

(4)

5R С / t ч

ехр ( - : ) KUo 1-exp(-|). откуда момент срабатывания компаратора Т Q равен

Т-г1п().(5)

Выходной сигнал компаратора 5 поступает на ключевой блок, который управляет- 5 ся закрыванием оптического затвора (не показан). Таким образом, время срабатывания компаратора не зависит от амплитудных факторов, что значительно повышает точность измерения.

Q Изобретение, позволяет повысить качество изображения, автоматизировать процесс выбора оптимального уровня экспозиции для пленОк фоторезистов независимо от их типа толщины, а также от ко- 45 эффициентов отражения подложек. При этом оптимизация уровня экспозиции происходит на основе анализа изменения под действием облучения физических характеристик светочувствительного материала 5Q (пленки фоторезиста) непосредственно в процессе экспонирования каждого образца и тем самым исключается субъективная погрешность, неизбежно возникающая при других методах определения оптимального 55 уровня экспозиции.

Кроме того, это устройство может применяться для определения постоянной времени переходных процессов технических устройств и систем, имеющих экспоненциальный переходный процесс.

Формула изобретения

Устройство регулирования экспозиции содержащее последовательно соединенные фотоприемник, установленный в оптическом тракте светового потока, усилитель фототока дифференцирующий блок, компапаратор и

ключевой блок, отличающееся тем. что с целью повышения точности определения времени экспозиции, в него введен блок задания уровня срабатывания, представляющий собой делитель напряжения, через который выход усилителя фототока соединен с вторым входом компаратора.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам регулирования дозы оптического излучения, в частности к устройствам регулирования экспозиции фоторезиста в фотолитографии. Целью изобретения является повышение точности определения экспозиции. Предлагаемое устройство состоит из расщепителя 1 светового потока, оптически связанного с ним фотоприемника 2, установленного так, что он может регистрировать часть отраженного от облучаемой поверхности светового потока, выход фотоприемника подключен через усилитель 3 фототока к дифференцирующему блоку 4, выход которого подключен к первому входу компаратора 5, а к второму входу подключен выход усилителя фототока через блок 6 задания уровня срабатывания, выход компаратора соединен с ключевым блоком 7, управляющим оптическим затвором. Светочувствительный слой 8 нанесен на подложку 9. Новым в предлагаемом устройстве является блок задания уровня срабатывания, представляющий собой делитель напряжения. Сущность изобретения является введению переменного порога срабатывания компаратора, пропорционального установившемуся значению сигнала на выходе усилителя фототока. 1 ил.