Многоканальный генератор изображений Советский патент 1993 года по МПК G06K15/14 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для генерирования топологических рисунков по фоточувствитедьной поверхности носителя информации при изготовлении прецизионных фотошаблонов СБИС.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей зз счет оперативного контроля генерируемых изображений.

На фиг. 1 изображено оптико-механическое устройство многоканального генератора изображений; на фиг. 2 - блок-схема многоканального генератора изображений; на фиг. 3 - принцип развертки рисунка в моногоканальном генераторе изображений; на фиг. 4 - формирование сложного изображения на фоточувствительной поверхности носителя информации; на фиг. 5 - блок-схема системы анализа качества изображений; на фиг. 6 - фотошаблон с измерительным рисунком; на фиг. 7 - образ

топологии, формируемый в процессе измерений параметров световых пятен; на фиг. 8 - перемещение измерительной решетки относительно светового пятна при измерении параметров пятна вдоль оси Х(а) и выполнении измерений вдоль оси Y(6): на фиг. 9 - измеренный сигнал для трех пятен, соответствующий выполнению измерений каждого пятна на одном периоде; на фиг. 10 - определение размера и освещенности в центре светового пятна: а - распределение освещенности в гауссовском пятне, б - отраженный от измерительной решетки сигнал, соответствующий одному периоду, в - продифференцированный сигнал, соответствующий сканированию светового пятна бесконечно узкой щелью; на фиг. 11 - принцип работы устройства коррекции размера световых пятен; на фиг. 12 - принцип коррекции интенсивности излучения в каналах; а - высоковольтный ключ с регулируемым стабилизатором напряжения; б - характеристика пропускания затвора от приложениесо

с

со to о

GO Ю С

го к электро-оптическому кристаллу напряжения; на фиг. 13 - принцип работы устройства коррекции пространственно-углового положения каналов: а - траектории прохождения идеальных (пунктир) и реальных (сплошная линия) световых пучквов через телескопическую систему, б - траектории реальных пучков, скорректированные корректором угла, в - тракетории реальных пучков, скорректированные корректором угла и корректором положения; на фиг. 14 - конструкция корректора угла и корректора положений; на фиг, 15 - полумикронная вертикальная линия, смоделированная на основе результатов измерения параметров световых пятен (приведен участок линии для первых трех каналов).

Многоканальный генератор изображений содержит источник монохроматического излучения, например лазер 1, корректор 2 размера световых пятен, образованный элементами 3-5, осветитель 6 с расщепителем светового потока, образованный элементами 7-12, преобразующий входной пучок в множество параллельных каналов, многоканальный затвор 13, подключенный к первому блоку ключей 14, многоканальный регулируемый стабилизатор напряжения 15, связанный с первым блоком ключей 14, корректор 16 пространственно-углового положения каналов, образованный корректором положения 17 и корректором угла 18, телескопическую систему 19, образованную линзами 20 и 21, тактовый дефлектор 22, подключенный .к второму блоку ключей 23, анализатор 24 оптического изображения, оптическую проекционную системув 25, образованную элементами 26 - 28, трехкоор- динатный стол 29, БУП 30, включающий привод КС, датчики линейных перемещений, датчик фокусировки с исполнительным механизмом фокусировки, блок подсчета и формирования импульсов, СЧИ 31, связанный с датчиками линейных перемещений БУП 30 и анализатором 24 оптического изображения, блок формирования изображения (БФИ) 32, подключенный к первому и второму блокам ключей 14 и 23 и связанный с СЧИ 31, программный блок 33, связанный с БУП 30, блок формирования изображения (БФИ) 32, СЧИ 31 и анализатором оптичег ского изображения,

Устройство работает следующим образом.

Лазерный пучок с помощью поворотного зеркала 7 проходит через корректор размера 2 и попадает на бинарную фазовую дифракционную решетку 3, на которой происходит дифракция, в результате чего лазерный луч расщепляется на 17 пучков

одинаковой интенсивности, расположенных вдоль оси Y (17-й пучок в дальнейшем перекрывается диафрагмой). Далее пучки последовательно.проходят сферический 5 двухлинзовый телескоп 9, сферическую линзу 10, поворотное зеркало 11 и сферическую линзу .12. Телескоп 9 уменьшает диаметры пучков в 3 раза, а линзы 10 и 12 имеют такие фокусные расстояния и уставнолены таким 10 образом один относительно другого и телескопа 9, что передняя фокальная плоскость системы этих линз совпадает с плоскостью изображения дифракционной решетки 8 телескопом 9. Поэтому на выходе линзы 12 5 формируются 16 параллельных между собой пучков, лежащих в плоскости, перпендикулярной плоскости YZ, а расстояние между соседними пучками составляет 4 мм. Далее пучки проходят через многоканальный за- 0 твор 13, тактовый дефлектор 22 и другие элементы проекционной системы и в результате в плоскости изображений проекци- онного обьектива 28 формируется 16 полумикронных световых пятен, располо- 5 женных с периодом 8 мкм.

Формирование рисунка топологии выполняется следующим образом.

На трехкоординэтный стол 29 (фиг. 1 и 2} устанавливают носитель информации 34, на- 0 пример металлизированный фотошаблон с фоточувствительной пленкой, таким образом, что он попадает в зону захвата системы фокусировки. Система фокусировки начинает следить за профилем поверхности фотошаблона 5 так, что точки фоточувствительной поверхности, находящиеся в зоне обработки, всегда расположении в пределах глубины резкости проекционного обьектива 28.

Описание топологии рисунка, получен- 0 ного в системе проектирования интегральных схем Кулон (15УТ-4-017), описание которой можно найти в журнале Электронная промышленность № 6, с. 21 - 23, обрабатывается постпроцессором. В результате 5 этой обработки рисунок разбивается на полосы шириной 128 мкм (см. фиг. 3 и 4) и представляет собой описание выпуклых контуров и прямоугольников. Из программного блока 33 в БФИ 32 передают подготов- 0 ленную таким образом информацию о топологическом рисунке СБИС. БФИ 32 по данному описанию формирует унитарный образ рисунка, который представляет собой комбинацию О и 1 (О - не светить, Т 5 - светить). Формирование унитарного образа в ГИ ЭМ-5089А выполняется способом, аналогичным описанному в пат. США NJ 4.333.384 от 21.01.84 г.

Кординатный стол 29 совершает движе- ние вдоль оси X с приблизительно постоямной скоростью, БФИ 32 подготавливает соответствующую кодовую комбинацию на управление ключами блоков 14 и 23. При попадании координатного стола 29 в узел координатной сетки СЧИ 31 вырабатываетя тактовый импульс, поступающий на БФМ32 и разрешающий передачу упомянутой кодовой комбинации на управление ключами блоков 14 и 23.

Таким образом, по каждому стробу БФИ 32 передает на блок ключей 14 многоканального затвора 13, 16 бит информации (1 бит на каждый канал).

Ключи создают комбинацию напряжений на электродах многоканального затвора 13: через одни элементарные ячейки (каналы) свет проходит без ослабления (состояние 1), а через другие - с ослаблением (состояние О). Элементарным ячейкам в состоянии 1 в сопряженных точках в плоскости изображения проекционного объектива 28 соответствуют световые пятна диаметром около 1 мкм. Смена кодовой комбинации происходит с приходом следующего тактового импульса, поэтому если используется лазер непрерывного действия, период следования тактовых импульсов определяет время экспонирования.

Принцип развертки рисунка в многоканальном генераторе изображения показан на фиг. 3 и 4. В соответствии с тактовыми импульсами ценой 1/32 мкм тактовый дефлектор 22 последовательно отклоняет все каналы (соответственно световые пятна на поверхности носителя информации) по оси у с шагом Д 0,5 мкм. За время перемещения координатного стола (КС) 29 вдоль оси X на 0,5 мкм, т. е. за 16 тактов, на поверхности носителя информации 34 формируется изображение в виде столбца (фиг. 4) размером 0.5 х 128 мкм. При сдвиге КС 29 по оси X на 0,5 мкм цикл повторяется до тех пор, пока КС не пройдет заданное программой расстояние по X, т. е. строку 36. Затем координатный стол 29 смещается по координате Y (шаговое движение) на ширину строки 128 мкм, из программного блока 33 заносят информацию о следующей строке топологического рисунка, а КС 29 сканирует в обратном направлении, экспонируя следующую строку. Так происходит до тех пор, пока не будет проэкранировак весь рисунок.

Анализатор 24 оптического изображения состоит из расположенных по ходу излучения сеетоделительного элемента 37 (фиг. 1, 2, 5), элементов 27 и 28 оптической проекционной системы 25. фотошаблона 34 с измерительным рисунком 35, расположенного на КС 29, фотоприемника 38, оптически связанного со светоделительным элементом 37. АЦП 39, запускающий вход которого подключен к СЧИ 31. двух элементов задержки 40 и 41 и буферного ЗУ со сетчиком адреса 42. вход данных (Д) которого подклю- 5 чен к выходу АЦП 39. управляющий вход записи данных (ЗП) через первый элемент задержки 40 подключен к запускающему входу АЦП 39, вход счетчика адреса через второй элемент задержки 41 подключен к 10 выходу элемента задержки 40. а выход данных (Д ) является выходом системы, при этом адресные шины (А) и управляющий вход чтения данных (ЧТ) подключаются к программному блоку 33 и образуют вход

5 анализатора 24.

Анализатор 24 оптического изображения работает следующим образом.

Световые пучки каналов 43 проходят через светоделительный элемент 37, пред0 ставляющий собой плоскопараллельную пластину, просветленную со стороны падающего излучения. Оптическая проекционная система 25 строит уменьшенные до требуемых размеров изображения световых

5 пятен на поверхности фотошаблона с измерительным рисунком. Измерительный рисунок (фиг. 6) содержит две периодические структуры 44 и 45. Первая предназначена для выполнения измерений параметров

0 световых пятен (размеров и положения оси интегральной симметрии) вдоль оси X. а вторая - вдоль оси Y. Период первой решетки Ti 3,55 мкм выбран из двух условий: он должен отличаться на небольшую величину

5 (0,1 - 0,05) Лот значения, кратного дискретности измерения размеров Д 0,5 мкм, а ширина линии должна примерно в 1,5-2 раза превышать размер светового пятна, т. е. 1,5 - 2 мкм. Период второй решетки Т2

0 равен 3,5 мкм, а ее разворот а относительно оси X выбран так, чтобы при перемещении КС 29 вдоль оси X на расстояние 3.5 мкм (7 Zij граница линии второй решетки смещалась вдоль оси Y на 0.05 мкм ( а 0,014

5 радиан).

Для изготовления решеток 44 и 45 на измерительном шаблоне 34 использовался двухступенчатый процесс. Сначала на генераторе изображений ЭМ-549 изготавлива0 лись два промежуточных шаблона, на первом - увеличенный в 100 раз рисунок вертикальной решетки 44 (Т 355 мкм), на втором - рисунок горизонтальной решетки 45 (Т 350 мкм). Размеры обеих решеток 60

5 хбОмм, Точность генерирования рисунка на таком поле составляет 1 мкм. После этого с уменьшением 10х на фотоповторителе ЭМ- 562А при помощи этих шаблонов изготавливались два новых промежуточных шаблона.

В результате были получены решетки с пе-рисунке, с целью устранения разворота риодом 35.5 мкм (вертикальная) и периодоммежду системой координат измерительного 35 мкм (горизонтальные). Размеры этих ре-рисунка и системой координат стола 29. По- шеток 60 х 60 мм получились сшивкой фраг-еле этого по команде с программного блока ментов 6x6 мм. Точность сшивки 533 устанавливается счетчик адреса буфер- фрагментов на установке ЭМ-562А не хуженого ЗУ 42 в исходное состояние и на решет- 0,2 - 0,3 мкм. Затем с помощью этих шабло-ке 44 выполняется цикл измерения нов на ЭМ-562А изготавливался измери-параметров световых пятен вдоль оси X. Из- тельный шаблон 34. В результате былимерения начинаются с первого пятна. Сня- получены решетки со следующими периода- 10тие измерительных отсчетов ми: 3,55 мкм (вертикальная), 3,5 мкм (гори-синхронизировано тактовыми импульсами, зонтальная) на поле 6x6 мм. Точностьвырабатываемыми СЧИ 31 (см. фиг. 5), кото- переноса изображения на ЭМ-562А без ис-рый включает реверсивный двоичный счет- пользования сшивок определяется качест-чик 47, схемы сравнения 48 и 49, регистр 50 вом проекционного объектива и на поле 6x15координаты начала зоны измерения и ре- 6 мм составляет сотые доли микрона. Такимгистр 51 координаты конца зоны измерения образом, благодаря двухкратному уменьше-51: RS-триггер, двухвходовые схемы И и нию в 100 раз исходного фотошаблона доИЛИ. сотых долей микрона сведены исходная по-Со стороны программного блока 33 в . грешность генерирования рисунка на ЭМ- 20регистры 50 и 51 загружаются координаты, 549 и погрешность сшивки фрагментовсоответствующие координатам начала и рисунка на ЭМ-562А. Результирующая точ-конца зоны измерения на измерительной ность периода измерительного шаблона по-решетке. При движении КС по координатеX этому оценивается несколькими сотымиБУП 30 вырабатывает счетные импульсы це- долями микрона. Заложенный в используе- 25ной 1/32 мкм. Эти импульсы подготавлива- мый способ измерения параметров свето- -ются двоичным реверсивным счетчиком 47. вых пятен принцип измерения базируетсяПри равенстве показании счетчика 47 с ре- на использовании решеток с точным восп-гистром 50 схема сравнения 48 выдает сиг- роизведением периода по долю рисунка,нал установки RS-триггера в единицу, а при при этом скважность решетки, т. е. отноше- 30равенстве значений счетчика и регистра 51 ние ширины штриха к зазору не оказываетсхема сравнения 49 выдает сигнал сброса влияния на точность измерений. ПоэтомуRS-триггера. При единичном состоянии совершенно некритично, какой будет послетриггера разрешена схема И и счетные им- проведения операций фотолитографии ши-пульсы ДЛПХ через схему ИЛИ поступают в рина линий на решетках. Что касается реше- 35виде тактовых импульсов для управления ток, то фотолитографический процессАЦП 39 и буферного ЗУ 42. Таким образом, (проявления резиста, травление металличе-первый тактовый импульс СЧИ 31 выраба- ской пленки) не приводит к его изменению. тывает в момент нахождения КС 29 в заданВ процессе измерений координатныйной координате, соответствующей стол 29 с расположенным на нем фотошаб- 40прохождению начала зоны измерения ре- лоном 34 перемещается вдоль оси X в ска-шетки 44 под проекционным объективом 28. пирующем режиме, а взаимодействие узловС приходом от СЧИ 31 очередного импульса, и блоков генератора изображений в измери- .соответствующего перемещению КС 29 на тельном режиме ничем не отличается от3,5 мкм (7 Д), БФ И 32 подает команду на описанного рабочего режима генерирова- 45первый и второй блоки ключей 14 и 23 на ния топологического рисунка. Отраженныйвключение света в измеряемом пятне. Фбр- от фотошаблона 34 и промодулированныймируемый в процессе измерений образ то- измерительным рисунком 44 световой по-пологий показан на фиг. 7. ток попадает на светоделительный элементИнтенсивность отраженного от измери- 37, поверхность которого со стороны отра- 50тельной решетки светового потока зависит женного обратно излучения имеет коэффи-от расположения светового пятна внутри циент отражения 10 - 15%, и направляетсяпериода измерительной решетки. После пе- в измерительный канал, образованный эле-ремещения КС 29 на дискрет А положение ментами 38 - 42. В измерительном каналепятна внутри периода также изменяется на отраженные пучки 43 попадают на фото- 55Д (фиг. 8, а). При перемещении КС 29 на приемник 38, сигнал с которого поступаетрасстояние 7 Д(3,5 мкм) положение пятна на вход АЦП 39.относительно границы линии нового периоИзмерительный цикл начинается ори-да решетки по сравнению с предыдущим

ентэцией измерительного фотошаблона попериодом изменяется на величину 6 0,05

знакам 46, имеющимся на измерительном. .

::.... 9 1820398 10

мкм, что является следствием отклонениясимметрии этого пятна относительно оси X периода решетки от величины 7. Л на . (фиг. 9). После этого программа вычисляет -Ю.05 мкм. Запуск АЦП 39 производится так-разность измеренных значений А Х2.1 Х2 - товыми импульсами, соответствующимиXL Лхз.1 - хз - XL ..., Ах25б,1 Х256 -XI, т. е. включению-света в каналах при формировав5 координаты центров пятен относительно нии образа топологии, показанного на фиг.оси X системы координат, связанной с цен- 7, при этом между запуском АЦП 39 и вклю-тром первого пятна. . чением света в канале организована задер-Размеры световых пятен и значения ос- жка около 2 - 3 микросекунд, необходимаявещенности в центре также находят из из- для установления сигнала на выходе фото-10 меренного сигнала (фиг. 10). Для этого приемника 38.измеренный сигнал (фиг. 10, б) соответству- ... Цифровой сигнал с АЦП 39 поступает нающий сканированию пятна полуплоскостью вход данных (Д) и записывается в буферном(так как размер пятна в 1,5-2 раза меньше ЗУ 42 импульсом, запустившим АЦП 39 иширины линии на решетке), дифференциру- задержанным элементом 40 на время пре-15 ют (фиг. 10, в) и получают сигнал, соответст- образования аналогового сигнала в цифро-вующий сканированию пятна бесконечно вой. Этот же импульс, еще раз задержанныйузкой щелью. Поэтому ширина лепестка элементом 41 на время записи, осуществля-продифференцированной кривой на уровне ет изменение состояния счетчика адреса ЗУ1/1Атах равна ширине исходного светового 42. Таким образом, сигнал с фотоприемника20 пятна на уровне 1 /1210{фиг, 10, а), а значение 28, соответствующий следующему такту, бу освещенности в цетре пятна пропорцио- дет записан в буферное ЗУ 42 по новомунаяьноотношениюАтах/д .Такимобразом, адресу. В результате измерений в ЗУ 42 программный блок 33 из измеренного сиг- записывается цифровая последователь-нала определяет относительное значение кость, каждый отсчет этой последователь-25 размеров, положения и освещенности в нести соответствует изменению на д 0,05центре всех 256 пятен, из которых в генера- мкм положения светового пятна внутри пе-торе изображений формируется топологи- риода измерительного рисунка. Период по-ческий рисунок. На основании полученных сяедовательности соответствует КС 29 назначений определяют средний размер све- 3,5 мкм (7 А), а период сигнала соответет-30 товых пятен. Отклонение среднего размера вует снятию 70 измерительных отсчетовпятен от требуемого значения, равного 0,5 (3.5/Q.05), т. е. перемещению KG 29 на 245мкм, корректируют устройством коррекции мкм. .После перемещения КС 29 на расстоя-. размера световых пятен 2 (фиг. 1 и 2). иие, кратное периоду сигнала, начинаетсяУстройство коррекции размера свето- цикл измерений для второго пятна и т. д.35 вых пятен 2 установлено на входе осветите- Послё прохождения КС 29 заданного рас-ля 6 между элементами 7 и 8 и состоит из стояния, соответствующего измерении). расположенных по ходу излучения трех .всех пятен, БУЛ 30 вырабатывает команду- линз 3 - 5 (фиг. 11), линзы 3 и 5 из которых на остановку КС 29 и признак окончания имеют положительное фокусное расстоя- :цикла .измерений, по которому программ-40.ние, а линза 4 -отрицательное, ный блок 33 устанавливает на адресных ши- Корректор размера 2 выполняет две нах (А) буферного ОЗУ 42 номер адреса, пофункции: ; которому был записан первый измеритель-. . 1, Обеспечивает перенос перетяжки ла- ный отсчёт и подаёт тактовую последова-зерного пучка заданных размеров в задан- тельность импульсов на управляющий вход45 нов .положение. Необходимость чтения данных (ЧД). При этом с каждым так-регулировки положения и размер перетяж- товым импульсом происходит перезаписькй возникает всякий раз при замене актив- отсчетов измеренного сигнала из буферногонего элемента лазера. ОЗУ 42 в память программного блока 33.2. Обеспечивает одновременное изме- После записи последнего отсчета (полноеВО нёние размера всех световых пятен во всех число отсчетов в сигнале известно заранее, каналах, благодаря чему позволяет пол- так как известна длина решетки, ее периодучить заданный средний размер 256 свето- й расстояние,, проходимое КС 29, между со-вых пятен;

седними отсчетами) программный блок 33. В ГИЭМ-5089А используются линзы 3 по специальной программе определяет для55 5 (см. фиг. 11) с фокусными расстояниями,

каждого пятна точное положение оси интег-равными соответственно 154. 143 и 175 мм,

ральной симметрии. При этом используется/при этом изменение расстояния а на 10 мм

тот факт, что фаза сигнала каждого пятнаприводит к изменению диаметра перетяжки

впределяет положение оси интегральной.в районе многоканального затвора 13 на

18%, а изменение расстояния V на 1 мм переносит перетяжку в районе затвора на 100мм практически без изменения диаметра перетяжки (0,4%).

Устройство коррекции размера свето- вых пятен работает следующим образом.

Линзы 3 и 4 совместно перестраивают плоскость перетяжки входного лазерного пучка 52, промежуточное изображение которой строится в задней фокальной плоско- сти этой пары линз. Линза 5 расположена на таком расстоянии в, чтобы ее передняя фокальная плоскость совпадала с плоскостью промежуточного изображения перетяжки, когда в ее задней фокальной плоскости строится изображение перетяжки лазерного пучка 52, которое должно совпадать с плоскостью многоканального затвора 13 (фиг. 1 и 2). При изменении расстояния между линзами 3 и 4 происходит изменение размера перетяжки {соответс - венно изменяются размеры световых пятен в плоскости изображения пр0ек1$и0 нвго объектива 28), однако при этом изменится положение изображения пврейшки относи- тельно плоскости многоканального затвора 13. Для того чтобы Сохранить ход лучей в оптической системе шменяшт расстояние в так, чтобы даредйяя фокальная плоскость линзы 5 совпала с переместившейся за- дней фокальной гаюекоетьвдп$ры линз 3 и 4. Линза 4 имеет отрицательное фокусное расстояние дяя ежращвшя габаритов/устройства корращш размера.

Устранение разброса освещенности в каналах и индивидуальная коррекция размеров световых пятен выполняется с помощью многоканального регулируемого стабилизатора напряжения 15 (фиг. 1 и 2). При регулировке стабилизатора напряже- ния 15(фиг. 12, а} ддя каждого канала меня- ется напряжение на клеммах 56 соответствующего высоковольтного ключа 53, выполненного по мостовой схеме из че- тырех коммутирующих элементов 54, в одну диагональ моста включен электрооптический кристалл 55, а другая диагональ подключена к выходу регулируемого стабилизатора напряжения 15.

Принцип коррекции интенсивности ос- нован на использовании зависимости пропускания ячейки многоканального затвора 13 от приложенного к электрооптическому Кристаллу 55 напряжения (фиг. 12, б). В табл. 1 приведена распечатка результатов изме- рения разброса освещенности в каналах.

На основании результатов измерения оператор с помощью многоканального регулируемого стабилизатора напряжения 15 осуществляет соответствующее изменение

выходного напряжения для каждого канала. Для этого измеряют напряжение Umax, Umin на выходе стабилизатора напряжения каналов с максимальным и минимальным свето- пропусканием и, воспользовавшись значениями из табл. 1, определяют наклон характеристики светопропускания затвора

Umax Umln После этого определям

Imax Imtn

ют коррекции напряжения в каналах по формуле AUi - -. М It, где | - номер канала, которые затем вводят в уровни напряжения на выходе стабилизаторов. При необходимости цикл коррекций повторяют после оче- редното измерекия разброса интенсивности излучения в каналах. Ниже приведена табл. 2, поясняющая процесс индивидуальной корректировки размеров, т. е. для 16 позиций 16 каналов приведены усредненные по позициям внутри каждого ка- нада зяачвнйя (%, Ti и размера ai, намеренного на усредненном уровне освещённости 0,5 (3,4, 5 столбцы соответственно}. Средний размер ai внутри 1-го канала опрёдедяется по фбрмуле

-. .--: -,.il«

ар

Й1°

0,5 In

ТГ& hk

где oik л 1ш -соответственно гауесовекая ширина и интенсивность светового пятна 1-го канала в каждой позиций, По табл. 2 находят канал с минимальным значением размера amin (в приведенном примере им оказался 16 канал) и рассчитывают значение интенсивности в каждом канале, которому соответствует размер, равный минимальному значению amin.

Расчёты выполняются по формуле

1 . -« 2 : - .. «...: .. 0(ат(пл : . ; . . :--:..

,5- ) , 1 1, ,..;15.

Полученные значения приведены в ittih стом стол бце та блицы. После этого находи коэффициенты (7 столбец), показывающие во сколько раз необходимо уменьшить интенсивность в каждом канале, чтобы средние размеры пятен во всех каналах равнялись минимальному размеру. Изменение интенсивности в каждом канале осуще ствляется изменением напряжения на клемме 56 соответствующего ключа 53 при помощи многоканального регулируемого стабилизатора напряжения 15.

Дальнейшая настройка регулируемых параметров генератора изображений включает операции нахождения усредненной по :всем каналам фокальной плоскости и измерения телецентричности световых пучков в пределах глубины резкости проекционного объектива. Результаты измерения указанных параметров для отдельного канала и

всех каналов приведены соответственно в табл.3 и4.

Затем для усредненной плоскости фокусировки повторяют цикл измерений параметров световых пятен и находят координаты центров каналов (табл. 5). По результатам измерений вводят соответству- .ющие коррекции в положение пятен и наклоны пучков при помощи устройства коррекции пространственно-углового поло- жения каналов 16 (фиг. 1). Устройство коррекции пространственно-углового положения каналов 16 содержит в каждом канале две плоскопараллельные пластины 57 и 58 (фиг. 13), одна из которых (57) распо- ложена на входе телескопической системы 19 (фиг, 1) после затвора 13, а другая (58) расположена внутри телескопической системы 19, причем обе пластины установлены с возможностью независимого углового разворота в двух ортогональных плоскостях.

Рассмотрим работу устройства коррекции пространственно-углового положения каналов на примере световых пучков перво- го и второго каналов.

На фиг. 13, а показаны траектории световых пучков этих каналов, проходящих через телескопическую, систему 19, образованную линзами 20 и 21 и служащую для оптического согласования многоканального затвора 13 и тактового дефлектора 22. Плоскость изображения телескопической системы 19 одновременно является предметной плоскостью 59 проекционного объ- ектива 28 генератора изображений. Световый пучки 43 в предметной плоскости должны попадать в узловые точки 60 координатной сетки перпендикулярно предметной плоскости 59. Этим требованиям удовлетворяют идеальные световые пучки, траетории которых показаны на фиг. 14, а пунктиром. Траектории реальных световых пучков (показаны сплошной линией) по причинам, о которых говорилось ранее, этим требованиям не удовлетворяют, что сказывается на точности генерированных рисунков. Для исправления траекторий пучков служат корректор положения 17 (пластина 57) и корректор угла 18 (пластина 58). Углом поворота пластины 58 корректора угла 18 регулируется величина смещения прошедшего через пластину 58 пучка внутри телескопической системы 19, тем самым регулируется угол наклона пучка на выходе телескопической системы 19. Подбором величины угла разворота пластин 58 корректо- ра угла 18 в каналах добиваются перпендикулярности световых пучков 43 предметной плоскости 59 (фиг. 13, б). Однако при этом происходит линейное смещение пучков относительно узлов 60 координатной сетки. Для компенсации этого смещения служит корректор положения 17 (пластина 57), расположенный на входе телескопической системы 19. Поворотом пластины 57 регулируется величина смещения прошедшего через нее пучка и тем самым регулируется величина смещения светового пучка на выходе телескопической системы 19, как показано на фиг. 13, в. На основании измеренных значений угла наклона световых пучков (табл. 3) осуществляют в каждом канале коррекцию угла поворотом пластин 58 корректора угла 18. Измеренные значения координат центров пятен (табл. 4) используются для коррекции их положения поворотом пластины 57 корректора положения 17. На фиг. 14 показана конструкция корректора положения 17 16-канального генератора изображений, у которого расстояние между центрами соседних световых пучков 4 мм, а диаметры световых пятен 0,5 мм. Корректор положения содержит корпус 61, на котором закреплена ось 62. На оси 62 помещены шестнадцать держателей 63, каждый из которых независимо от остальных может поворачиваться вокруг этой оси и фиксироваться винтом 64. В каждом из держателей установлена оправа 65, в которой закреплена плоскопараллельная кварцевая пластина 57. Оправа 65 может поворачиваться вокруг вертикальной оси и фиксируется на держателе 63 планкой 64. Ширина каждой из кварцевых пластин 2,8 мм, толщина 1.5 мм. Ширина каждого из держателей 63 - 4 мм.

Корректор угла 18 устроен аналогичным образом, отичается лишь шириной держателей 3,4 мм, поскольку устанавливается внутри телескопической системы, где расстояние между пучками меньше.

Аналогичным образом могут быть сконструированы корректоры угла и положения для генератора с любым количеством каналов.

Ограничение на конструкцию накладывает величина расстояния между пучками. С этой точки зрения минимальное расстояние между центрами корректируемых пучков следует считать 3,5 мм. Поскольку ширина пластин корректора не должна быть более расстояния между центрами соседих пучков, а максимальный угол поворота пласти-. ны корректора не более 45°, то ширина корректируемого светового пучка должен быть меньше величины h/ vHT, где h - расстояние между центрами соседних пучков.

После выполнения полного цикла коррекций, включающего коррекцию интенсивности, среднего размера пятен и коррекцию пространственно-углового положеия пучков выполняют цикл измерения параметров всех 256 пятен. На основании результатов измерения моделируют генерирование изображения полумикронной вертикальной линии (фиг. 15), из которого находят основные параметры, характеризующие точность и качество настройки генератора изображений. Эти параметры для двух последовательных циклов коррекции приведены в табл. 6 и 7, иллюстрирующих эффективность введения новых блоков и новых конструк тивных связей в генератор изображения. Как видно из этих таблиц, на втором цикле коррекции достигнуто существенное улучшение таких параметров, определяющих точность генерирования рисунков, как неровность края, разброс ширины линии и на- . клон линии внутри каналов.

Таким образом, введение новых блоков . и новых конструктивных связей позволило существенно улучшить качество настройки регулируемых параметров генератора изображений, сократить сроки юстировки, повысить точность генерирования топологических рисунков СБИС и повысить выход годных изделий.

Формул а изобретения 1. Многоканальный генератор изображений, содержащий источник монохрома-/ тического излучения и расположенные на его оптической оси по направлению излучения осветитель с расщепителем светового, потока, многоканальный затвор, телескопическую систему, тактовый дефлектор и оптическую проекционную систему, плоскость проекции которой совпадает с плоскостью трехкоординатного стола, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам первой группы выходов блока управления перемещениями, вторая группа выходов которого.соединена с первой группой входов блока подсчета и формирования импульсов, программный блок, первая и втбрая группы выходов которого подключены соответственно к группе входов блока управления перемещениями и второй группе входов блока подсчета и формирования импульсов, выход которого соединен с входом блока формирования изображений, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам первого и второго блоков ключей, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно многоканального затвора и тактового дефлектора, информационные входы блоков ключей соединены с выходами одноименных стабили заторов напряжения, отличающийся

тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет оперативного контроля генерируемых изображений, в генератор введен

5 анализатор оптического изображения, первый стабилизатор напряжения выполнен многоканальным с независимыми регулировками по каждому каналу, на входе осветителя расщепителем светового потока

0 установлен корректор размеров световых пятен, .телескопическая система снабжена корректором пространственно-углового положения каналов, тактовый вход анализатора оптического изображения подключен к

5 выходу блока подсчета и формирования импульсов, группы входов/выходов анализатора оптического изображения и блока формирования изображений соединены соответственно с первой и второй группами

0 входов/выходов программного блока.

2. Генератор поп. 1, отличаю щи и ся тем, что анализатор оптического изображения содержит устанавливаемый на трёхкоординат- ном столе фотошаблон с измерительным ри5 сунком, оптически связанный с выходом оптической проекционной системы, фотоприемник, выход которого подключен к информа- цирнному входу аналого-цифрового преобразователя, тактосый вход которого

0 объединен с входом первого элемента задержки и является тактовым входом анализатора, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с информационными входами блока оперативной памя5 ти, выход первого элемента задержки

непосредственно и через второй элемент

задержки подключен соответственно к вхо ду разрешения записи блока оперативной

памяти и счетному входу счетчика импуль0 сов, выходы которого подключены к адресным входам блока оперативной памяти, выходы и вход разрешения чтения которого и вход обнуления счетчика импульсов являются группой входов/выходов анализатора.

5 3. Генератор по п. 1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что корректор размеров световых пятен выполнен в виде расположенных по направлению излучения первой и второй положительных линз и установленной между ними

0 отрицательной линзы так, что задние фокальные плоскости первой положительной и отрицательной линз совпадают с передней фокальной плоскостью второй положительной линзы.

5 4, Генератор по п. 1, о т л и ч а ю щ йгй с я тем, что корректор пространственно-углового положения каналов содержит первую и вторую плоскопараллельные прозрачные пластины, расположенные соответственно на входе и внутри телескопической системы.

причем оси вращения обеих пластин взаимоортогональны между

собой и с оптической осью телескопической системы.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Его использование при изготовлении прецизионных фотошаблонов СБИС позволяет повысить точность и расширить функциональные возможности за счет оперативного контроля генерируемых изображений. Это достигается благодаря прямому измерению распределения освещенности в световых пятнах, т. е. исключению цикла экспонирования и проявления топологического рисунка, з также его анализа оператором. 3 з.п. ф-лы, 15 ил., 7 табл.

Та б л и ц а 1 Распределение освещенности в каналах (нормировано к среднему значению)

N- номер канала: 1- сигнал; Ml -среднее;

К- контраст -1(ВЫКЯ)/1 (ВКЛ)х 100% ;

смещение - 0,060 V; ФОН -0,240 V;

средний сигнал (М1)-1,957 V,

; : ; Т а б л и ц а 2

Усреднение по позициям,параметры световых пятен (К-номер канала; S-среднее; SK среднеквадратичное)

Файли:Х0.1- .

Определение смещения фокуса и.наклона пучка в заданном канале

РешеткаХ. Исходная позиция 1, шаг 0, количество шагов -- 15

количество : максимумов -28; минимумов -29;

координата 1-го макс-41.00820; цена дискрета по .05087 мкм.

Обозначения: N-номер канала; С-координата центра;

Z-смещение фокуса (цена дискрета по .35мкм) ЦХ) -ширина на уровне X: 1-интенсивность в центре пятна.

Смещение фокуса О Наклон пучка 4,1

Продолжение табл.2

ТаблицаЗ

Определения смещения фокуса и наклона пучков по всем каналам Решетка X: Обозначения: N - номер канала;

Z-смещение фокуса (цена дискрета по ,35 MKM); А-наклон пучка.

Среднее смещение фокуса -0,42 мкм Средний наклон каналов 2,18

Файл-и:Х4

Определение координат центров каналов размеров пятен и интенсивности для усредненной плоскости фокусировки РбшеткаХ.

Отклонение нуля фокусировки 0. Исходная позиция 1, шаг 16, количество шагов -16 Количество: максимумов-26; минимумов 27; Координата 1-го макс 55,97015; Цена дискрета по ,04927 мкм.

Обозначения: С-координата центра; ЦХ)-ширина на уровне X; 1-интенсивность в центре; Е-среднее значение; S-сигма; DL-отклонение от среднего значения

Таблица

Т а б л и ц а 5

Та бл и ца 6

Результирующая таблица качества настройки регулируемых параметров генератора изобретенийОсновные параметры качества изображения вертикальной полумикронной линии:

.Наклон развертки общий и внутри каналов:

Неровность края: Усредненная ширина линии внутри каналов.

Продолжение табл.5

Общий наклон 1,86 Средний размер 0,534 Сигма размера 0,046

Результирующая таблица качества настройки регулируемых параметров генератора изо- . . бражений Основные параметры качества изображения вертикальной полумикронной линии:

Наклон развертки общий и внутри каналов: .: ...Неровность края;

Усредненная ширина линии внутри канало

Общий наклон -1,034 Средний размер - 0,538 Синма размера - 0,033

Продолжение табл.6

Таблица

fe /

L-. в

Д1 #-. /6

т:

/4

. :Л . -Д. - U

С гГ J

& 99

:л

М- Q Ј--г .®

55

.5Г

Ьг

-L

Номер WTHQ A/

№256

№2

I i

Ф

t г

№№ М

flW)

№

H-i

гМ$Ј%: #&ъш

:-Г .. М& .::

Шмш

№б

А л Л te г& S&1& 8&

ФцгЪ

86C0281

™К Ј Ц-vgu

la

It

v

м

2

J-Ч N K

$

Л

xi

r

I

Л

n

e

JN

f

ss

1

00 NO

о

CO

0

CO

S1

Уотн ед.

4 /4 28 2 Ј6 70 Ы 9Q 2 Vb #0 f&t m-f8S № &0

. O/Krvf-g

«t

е. -2Gr0

Фиг 10

&.$

-x

#QfSt №jy -WMfa trAA

nan

2&

Г .

л&

о

Раг#

Утоп

20

конал /

KQHQfl2

Фиг 15

ЦГН1ГМ РНТР ГИГ- ГИГ- ИН1-. , х I Y MA X MA У ПГ.ТЬ