Многоканальный генератор изображений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я ПИСА Е Б ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ного элект й, Л. В, Пушигельский, в, В,К.СаВ 61,сть, 1989 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Конструкторское бюро торонного машиностроения(56) Патент США М 4541712,27142, опублик. 1986.ЯЯТ; 1987, а 9 цэт, рр. 59 -Электронная промышленно1,с.3 - 6. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для генерирования топологических рисунков по фоточувствительной поверхности носителя информации при изготовлении прецизионных фотошаблонов СБИС.Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет оперативного контроля генерируемых изображений.На фиг. 1 изображено оптико-механическое устройство многоканального генератора иэображений; на фиг. 2 - блок-схема многоканального генератора изображений; на фиг, 3 - принцип развертки рисунка в моногоканальном генераторе изображений; на фиг. 4 - формирование сложного иэображения 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 1820398 А 1(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, Его использование при изготовлении прецизионных фото- шаблонов СБИС гозволяет 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. а также его анализа оператором. 3 э,п, ф-лы, 15 ил 7 табл. топологии, формируемыи 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 У(б); 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 а каналах; а - высоковольтный ключ с регулируемым стабилизатором напряжения; б - характеристика пропускания затвора от приложенно, 1,00 0,19 0,17 0,06 0,860,07 0,00 0,06 1,12 019 0,82 0,11 0,10 Наклон на базе 1 мкм - ,1 ТаблицаЗ Файл О:Х 01 Определение смещения фокуса и.наклона пучка в заданном канале Решетка Х. Исходная позиция 1, шаг О, количество шагов - 15 количество; максимумов -28; минимумов -29; координата 1-го макс - 41,00820; цена дискрета по Х.05087 мкм,Обозначения: Й-номер канала; С-координата центра; Е-смещение фокуса (цена дискрета по 2-0,35 мкм) ЦХ) -ширина на уровне Х: 1-интенсивность.в центре пятна, Смещение фокусаНаклон пучка = 4,1 9 10 11 12 13 14 15 16 0,17 0,10 0,07 0,24 0,24 0,19 0,24 0,16 0,90 0,84 0,911,01 1,01 1,00 1,02 1,00 1,34 1,32 1,18 1,11 1,200,98 1,00 0,03 1,26 1,16 1,19 1,26 1,33 1,15 1,17 0,95 0,87 0,95 0,86 0,78 0,78 0,79 0,77 0,79 0,65 0,72 0,73 0,70 0,65 0,81 0,77 0,95.Определения смещения фокуса и наклона пучков по всем каналамРешетка Х:Обозначения: М - номер канала;2-смещение фокуса (цена дискрета по 2=0,35 мкм);А-наклон пучка,редний наклон каналов - 2,1 абл ов пятен и интенсивности для усредкусировки ентров каналов раэм ной плоскости ф кусировки О.шаг 16, количество шагов -16мумов; минимумов;кс -%,97015; Цена дискрета по Х=Ония: С-координата центра; ЦХ)-ви1-интенсивность в центре; Е-с8-сигма; 01;отклонение от Фал -ВХ 4Определение координРешетка Х.Отклонение нуля фоИсходная позицияКоличество:максиЮордината 1-го маОбозначе 4927 мкм.ина на уровне Х;реднее значение;реднего значения-0,01- 0,10 -0,10 -0,12 0,75 0,05 О.ОО 0,43 0;04 1,00 1,16 0,00 0,04 0,08 Таблица 6 Результирующая таблица качества настройки регулируемых параметров генератора изобретений Основные параметры качества изображения вертикальной полумикронной линии:Наклон развертки общий и внутри каналов: Неровность края: Усредненная ширина линии внутри каналов.26 1820398 25 едний размер = 0,534гма размера - 0,046 ли зультирующая таблица качества настробаметры качества изображНаклон развертки: НеровУсредненная шири йки регу ражений ения ве общий и ность кр на лини лируемцх параметротикальной полумикрвнутри каналов:ая:. внутри канало нератораной линии; Основные пар Раз Неровность к акло Лево во 0,501 0,527 7 3го 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, трехкоординатный 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 оптиче-: ского иэображения,Устройство работает следующим образомЛазерный 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 У (17-й пучок в дальнейшемперекрывается диаФрагмой), Далее пучкипоследовательно, проходят сферический5 двухлинзовый телескоп 9, сферическую линзу 10, поворотное зеркало 11 и сферическуюлинзу .12, Телескоп 9 уменьшает диаметрыпучков в 3 раза, а линзы 10 и 12 имеют такиефокусные расстояния и уставнолены таким"О образом один относительно другого и телескопа 9, что передняя фокальная плоскостьсистемы этих линз совпадает с плоскостьюизображения дифракционной решетки 8 телескопом 9. Поэтому на выходе линзы 1215 формируются 16 параллельных между собойпучков, лежащих в плоскости, перпендикулярной плоскости УЕ, а расстояние междусоседними пучками составляет 4 мм. Далеепучки проходят через многоканальный за 20 твор 13, тактовый дефлектор 22 и другиеэлементы проекционной системы и в результате в плоскости изображений проекционного объектива 28 формируется 16полумикронных световых пятен, располо-25 женных с периодом 8 мкм.Формирование рисунка топологии выполняется следующим образом.На трехкоординатный стол 29 (фиг. 1 и 2)устанавливают носитель информации 34, на 30 пример металлизированный фотошаблон сфоточувствительной пленкой, таким образом,что он попадает в зону захвата системы фокусировки. Система фокусировки начинает следить эа профилем поверхности фотошаблона35 так, что точки фоточувствительной поверхности, находящиеся в зоне обработки, всегдарасположенны в пределах глубины резкостипроекционного обьектива 28,Описание топологии рисунка, получен 40 ного в системе проектирования интегральных схем "Кулон" (15 УТ-017), описаниекоторой можно найти в журнале "Электронная промышленность" М 6, с. 21 - 23, обрабатывается постпроцессором. В результате45 этой обработки рисунок разбивается на полосы шириной 128 мкм (см. фиг. 3 и 4) ипредставляет собой описание выпуклыхконтуров и прямоугольников, Из программного блока 33 в БФИ 32 передают подготов 50 ленную таким образом информацию отопологическом рисунке СБИС. БФИ 32 поданному описанию формирует унитарныйобраз рисунка, который представляет собойкомбинацию "0" и "1" ("0" - не светить, "Т"55 - светить). Формирование унитарного образа в ГИ ЭМА выполняется способом,аналогичным описанному в пат. США 1 Ф4.333.384 от 21.01,84 г.Кординатный стол 29 совершает движение вдоль оси Х с приблизительно постоян.Гурскигентал акта Ко РектоР Е,Пап Заказ 2032 Тираж П ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения 113035, Москва, Ж, Раушская ндписноеи открытиям при ГКНТ ССб., 4/5 Производствен тельский комбинат "Патент", г Ужгород, ул. Гагарина, 10 3 1( 6.7) 3 2(-6.27 3 .З(-9,23 3 4(-6.22) 3 5( 6 ъа3 5-6.26 3 7( - й 4)3 В(-6,о) 3 9( 9 ъ(ъъ 3 16-9,241ной 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 БФМ 32 и разрешающий передачу упомянутой кодовой комбинации на управление ключами блоков 14 и 23.Таким образом, по каждому стробуБФИ 32 передает на блок ключей 14 многоканального затвора 13, 16 бит информации (1 бит на каждый канал).Ключи создают комбинацию напряже-ний на электродах многоканального затво., ра 13: через одни элементарные ячейки(каналы) свет проходит без ослабления (состояние "1"), а через другие - с ослаблением (состояние,"0"), 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 Ь 0,5 мкм. За время перемещения координатного стола (КС) 29 вдоль оси Х 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 Х на 0,5 мкм цикл повторяется до тех пор, пока КС не пройдет заданное программой расстояние по Х, т. е. строку 36, Затем координатный стол 29 смещается по координате У(шаговое движение) на ширину строки 128 мкм, йз 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.проэкранирован весь рисунок.Анализатор 24 оптического изображения состоит из расположенных по ходу излучения светоделительного элемента 37 (фиг. 1, 2, 5), элементов 27 и 28 оптической проекционной системы 25, фотошаблона 34 с измерительным рисунком 35, расположенного нэ КС 29, фотоприемника 38, оптически связанного со светоделительным элементом 37, АЦП 39, запускающий вход которогоподключен к СЧИ 31. двух элементов задержки 40 и 41 и буферного ЗУ со сетчикомадреса 42, входданных(Д) которого подклю 5 чен к выходу АЦП 39, управляющий входзаписи данных (ЗП) через первый элементзадержки 40 подключен к запускающемувходу АЦП 39, вход счетчика адреса черезвторой элемент задержки 41 подключен к10 выходу элемента задержки 40, а выход дан-.ных (Д) является выходом системы, при. этом адресные шины (А) и управляющийвход чтения данных (ЧТ) подключаются кпрограммному блоку 33 и образуют вход15 анализатора 24,Анализатор 24 оптического изображения работает следующим образом;Световые пучки каналов 43 проходят через светоделительный элемент 37, пред 20 ставляющий собой плоскопараллельнуюпластину, просветленную со стороны падающего излучения. Оптическая проекцион-.ная система 25 строит уменьшенные дотребуемых размеров изображения световых25 пятенна поверхности фотошаблонэ с измерительным рисунком. Измерительный рисунок (фиг, 6) содержит две периодическиеструктуры 44 и 45. Первая предназначенадля выполнения измерений параметров30 световых пятен (размеров и положения осиинтегральной симметрии) вдоль оси Х, а вторая - вдоль оси У, Период первой решеткиТ 1 = 3.55 мкм выбран из двух условий: ондолжен отличаться на небольшую величину35 (0,1 - 0,05) Л от значения, кратного дискретности измерения размеров Ь= 0,5 мкм,а ширина линии должна примерно в 1,5 - 2раза превышать размер светового пятна, т,е. 1,5 - 2 мкм. Период второй решетки Т 240 равен 3,5 мкм, э ее разворот а относительно оси Х выбран так, чтобы при перемещении КС 29 вдольоси Х на расстояние 3.5 мкм(7 ф граница линии второй решетки смещалась вдоль оси У нэ 0,05 мкм ( а = 0,01445 радиан).Для изготовления решеток 44 и 45 наизмерительном шаблоне 34 использовалсядвухступенчатый процесс, Сначала на генераторе изображений ЭМизготавливэ 50 лись два промежуточных шаблона, напервом - увеличенный в 100 раз рисуноквертикальной решетки 44 (Т = 355 мкм), навтором - рисунок горизонтальной решетки45 (Т = 350 мхм). Размеры обеих решеток 6055 х 60 мм, Точность генерирования рисунка натаком поле составляет 1 мкм. После этого суменьшением 10" на фотоповторителе ЭМ 562 А при помощи этих шаблонов изготавливались два новых промежуточных шаблона.В результате были получены решетки с периодом 35,5 мкм (вертикальная) и периодом 35 мкм (горизонтальные), Размеры этих решеток 60 х 60 мм получились сшивкой фрагментов 6 х 6 мм. Точность сшивки фрагментов на установке ЭМА не хуже 0,2 - 0,3 мкм, Затем с помощью этих шаблонов на ЭМА изготавливался измерительный шаблон 34, В результате были получены решетки со следующими периодами: 3,55 мкм (вертикальная), 3,5 мкм (горизонтальная) на поле 6 х 6 мм. Точность переноса изображения на ЭМА без использования сшивок определяется качеством проекционного обьектива и на поле 6 х 6 мм составляет сотые доли микрона, Таким образом, благодаря двухкратному уменьшению в 100 раз исходного фотошаблона до сотых долей микрона сведены исходная погрешность генерирования рисунка на ЭМ и погрешность сшивки фрагментов рисунка на ЭМА. Результирующая точность периода измерительного шаблона поэтому оценивается несколькими сотыми долями микрона, Заложенный в используемый способ измерения параметров световых пятен принцип измерения базируется на использовзнии решеток с точным воспроизведением периода по долю рисунка, при этом сквзжность решетки, т. е. отношение ширины штриха к зазору не оказывает влияния на точность измерений, Поэтому совершенно некритично, какой будет после проведения операций фотолитографии ширина линий на решетках. Что касается решеток, то фотолитографический процесс (проявления резиста, травление металлической пленки) не приводит к его изменению.В процессе измерений координатный стол 29 с расположенным на нем фотошаблоном 34 перемещается вдоль оси Х в сканирующем режиме, а взаимодействие узлов и блоков генератора изображений в измерительном режиме ничем не отличается от описанного рабочего режима генерирования топологического рисунка, Отраженный от фотошаблона 34 и промодулированный измерительным рисунком 44 световой поток попадает нз светоделительнцй элемент 37, поверхность которого со стороны отра-, женного обратно излучения имеет коэффициент отражения 10 - 15, и направляется в измерительный канал, образованный элементами 38 - 42. В измерительном канале отраженные пучки 43 попадают на фото-. приемник 38, сигнал с которого поступает на вход АЦП 39,Измерительный цикл начинается ориентацией измерительного фотошаблона по знакам 46, имеющимся на измерительномрисунке, с целью устранения разворота между системой координат измерительного рисунка и системей координат стола 29, После этого по команде с программного блока 33 устанавливается счетчик адреса буферного ЗУ 42 в исходное состояние и нз решетке 44 выполняется цикл измерения параметров световых пятен вдоль оси Х. Измерения начинаются с первого пятна. Снясинхронизировано тактовыми импульсами, вырабатываемыми СЧИ 31 (см. фиг, 5), который включает реверсивный двоичный счетчик 47, схемы сравнения 48 и 49, регистр 50 координаты начала зоны измерения и регистр 51 координаты конца зоны измерения 51: йЗ-триггер, двухвходовые схемы И и ИЛИ.Со стороны программного блока 33 в регистры 50 и 51 загружаются координаты, соответствующие координатам начала и. конца эоны измерения нз измерительной решетке. При движении КС по координате Х БУП 30 вырабатывает счетные импульсы це 20 ной 1/32 мкм; Эти импульсы подготавливаются двоичным реверсивным счетчиком 47. При равенстве показаний счетчика 47 с регистром 50 схема. сравнения 48 выдает сигнал установки ЙЗ-триггера в единицу, а при 30 равенстве значений счетчика и регистра 51 схема сравнения 49 выдает сигнал сброса ВВ-триггера. При единичном состоянии триггера разрешена схема И и счетные импульсы ДЛПХ через схему ИЛИ поступают в виде тактовых импульсов для управления АЦП 39 и буферного ЗУ 42. Таким образом,первый.тактовый импульс СЧИ 31 вырабатывает в момент нахождения КС 29 в заданной координате, соответствующей 40 прохождению начала зоны измерения решетки 44 под проекционным обьективом 28. С приходом от СЧИ 31 очередного импульса, соответствующего перемещению КС 29 на 3,5 мкм (7БФИ 32 подает команду на 45 первый и второй блоки ключей 14 и 23 навключение света в измеряемом пятне. Формируемый в процессе измерений образ топологиипоказан на фиг. 7.Интенсивность отраженного от измери 50 тельной решетки светового потока зависит от расположения светового пятна внутри периода измерительной решетки. После перемещения КС 29 на дискрет Ьположение пятна внутри периода также изменяется нз Ь (фиг. 8, а). При перемещении КС 29 на расстояние 7 Ь(3,5 мкм) положение пятна относительно границы линии нового периода решетки по сравнению с предыдущим периодом изменяется на величину д -0,05 10 тие измерительных отсчетовмкм, что является следствием отклонения симметрии этого пятна относительно оси Х периода решетки от величины 7 Ь на д- . (Фиг. 9). После этого программа вычисляет0,05 мкм. Запуск АЦП 39 производится так- разность измеренных значений Л х 2,1 = х 2 -товыми импульсами, соответствующими х 1, Ьхз,1- хз - х 1 Ькз 56, =х 56 - хс, т, е.включению, света в каналах при формирова коордийаты центров пятен относительно нии образа топологии, показанного на фиг оси Х системы координат, связанной с цен, при этом между запуском АЦП 39 и вклю-. тром первого пятна.,чением света в канале организована задер- Размеры световых пятен и значения осжка около 2 - 3 микросекунд, необходимая вещенности в центре также находят иэ издля установления сигнала на выходе фото меренного сигнала (фиг. 10), Для этого .приемника 38. измеренный сигнал (фиг, 10, б) соответствуЦифровой сигнал с АЦП 39 поступает на ющий сканированию пятна полуплоскостьювход данных(Д) и записывается в буферном (так как размер пятна в 1,5 - 2 раза меньше . ЗУ 42 импульсом, запустившим АЦП 39 и ширины линии нарешетке),дифференцирузадержанным элементом 40 на время пре ют(фиг, 10, в) и получают сигнал, соответстобразования аналогового сигнала в цифро- вующий сканированию пятна бесконечно вой,Этотжеимпульс,ещераэзадержанный узкой щелью. Поэтому ширина лепестка элементом 41 на время записи, осуществля- продифференцированной кривой на уровне ет изменение состояния счетчика адреса ЗУ: 1 У Авек равна ширине исходного светового 42. Таким образом, сигнал с Фотоприемника 20 . пятна на уровне 1/11 о(фиг. 10, а), а значение 28,соответствующийследующемутакту,бу- освещенности в цетре пятна пропорциодет записан в буферное ЗУ 42 по новомунальноотношениюАв/д,Такимобразом, .адресу. В результате измерений в ЗУ 42 программный блок 33 из измеренного сигзаписывается цифровая последователь-.нала определяет относительное значение . ность, каждый отсчет этой последователь размеров, положения и освещенности в : ности соответствует изменению на д = 0,05 центре всех 256 пятен, из которых в генерамкм положения светового пятна внутри пе-.. торе изображений формируется топологириода измерительного рисунка. Период по- ческий рисунок. На основании полученных следовательности соответствует КС 29 на значений определяют средний размер све,5 мкм(7 Л), а период сигнала соответст тоаых пятен. Отклонение среднего размера .вует снятию 70 измерительных отсчетовпятен от требуемого значения, равного 0,5 (3,5/0,05), т. е, перемещению КС 29 на 245 мкм,.корректируют устройством коррекции мкмПосле перемещения КС 29 яа расстоя-размЕра световых пятен 2 (фиг. 1 и 2).иие, кратное периоду сигнала, начинается Устройство коррекции размера свето- цикл измерений для второго пятна и т. д, 35 вых пятен 2 установлено на входе осветите- После прохождения КС 29 заданного рас- -. ля 6 между элементами 7 и 8 и состоит из стояния, соответствующего измерениюраположенных по ходу излучения трех .всех пятен, БУП 30 вырабатывает команду линз 3-5(фиг. 11), линзы 3 и 5 из которых на остановку КС 29 и признак окончанияимеют положительное фокусное расстоя: цикла .измерений, по которому программ:ние, а"линза 4 - отрицательное,ный блок ЗЗ устанавливает на адресных ши- . Корректор размера 2 выполняет две нах (А) буферного.ОЗУ 42 номер адреса, по . Функции:которому был записан первый измеритель- " . 1. Обеспечивает перенос перетяжки ланый отсчет и подает тактовую последова- зерного пучка заданных размеров в задантвльность импульсов на управляющий вход 45 ное .положение. Необходимость чтения данных(ЧД). При этом с каждым так- "регулировки положения и размер перетяжтовым импульсом происходит перезапись кй возникает всякий раз при замене актив-Отсчетов измеренного сигнала из буферного ного элемента лазера.ОЗУ 42 в память программного блока 33. 2. Обеспечивает одновременное изме- После записи. последнего отсчета (полное .0 нение размера всех световых пятен во всех числоотсчетов в сигнале известно заранее, каналах, благодаря чему позволяет пол так как известна длина решетки, ее период учить-заданный средний размер 256 свето. и расстояние,. проходимое КС 29, между со- . вых йятен.седними отсчетами) программный блок 33. 8 ГИ ЗМА используются линзы 3 - по специальной программе определяет для Б 5 (см. Фиг. 11) с фокусными расстояниями, каждого пятнаточное 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 пятна приводит к изменению диаметра перетяжки мределяет положение оси интегральной, в районе многоканального затвора 13 на18, а изменение расстояния "в" на 1 мм выходного напряжения для каждого канала.переносит перетяжку в районе затвора на Для этого измеряют напряжение Овах, Овь100 мм практически без изменения диамет- на выходе стабилизатора напряжения канара.перетяжки(0,4,). " ЛовсмаксимальнымиминимальнымсветоУстройство коррекции размера свето .пропусканием и, воспользовавшисьвых пятен работает СЛедующим образом. значениями из табл. 1, определяют наклонЛинзы 3 и 4 совместно перестраивают характеристики светопропускания затвораПЛОСКОСТЬ ПЕРЕтяжКИ ВХОДНОГО ЛаэврНОГО М . Овах ОВЬ ПОСЛЕ ЭТОГО ОП Е Еляча 52 промежуточное изображение ко вш - явьторой строится в задней фокальной плоско ют коррекции напряжения в каналах по форстизтой пары.линз.Линзабрасположенана. муле ЬВ - - М ь где - номер канала,таком расстоянии "в", чтобы ее передняя которыезатем вводят в уровни напряжения,фокальная плоскость совпадала с плоско- на выходе стабилизаторов. При необходистью промежуточного изображения пере-, мости цимкоррекций повторяют после очетяжки, когда в ее задней Фокальной Ю .редного измерения разбросаплоскости строится изображение перетяж- - интенсивности излучения в каналах. Нижеки лазерного пучка 52, которое должно Сов- . приведена табл, 2, поясняющая процесс инпадать с плоскостью многоканального дивидуальной корректировки размеров, т. е,затвора 13 (Фиг, 1 и 2), При изменении РЭС- .: для. 16 позиций 1 б каналов приведены ус, стояния между линзами 3 и 4 происходит 2 О редненные по позициям внутри каждого каизменение размера перетяжки (соответст:- . нала значения 6, 6 и размера а,.венно изменяются размеры световых пятен измеренного на усредненном; уровне .освев плоскости изображения прбекциойного щеинбсти 0,5 (3, 4, 5 столбцы собтветсГвен-,объектива Щ однако пя 4 этом изменится но), Срвдйий размер а внутри 1-го канала. положение изображения перетяжки Относи Определяется по.формулетельно плоскости мнОГОкюнэльйого затВОРЗ: ", 1 16ай-ии.ив: .- жХ аовпЯОптической системе изменяют расстояние -=11 а"в" так, чтобы ггередняя рокальная плеско- где (Вса - соответственно гауссовскаясть линзы 5 совпала с переместиеаейся за ширина и интенсивность светового пятнадней фокальной плоскостью пары линз 3 и 1-гО канала в каждой позиции, По табл, 24, Линза 4 имеет отрицательное факусиое находят канал с минимальным значением:раССтОЛНИЕ для СОКращайия Габаритоа уСТ- " раЗМЕра авЬ (6 ПрИВЕдЕННОМ ПрИМЕрЕ ЕЮройства коррекции размера окаэался 16 канал) и рассчитывают значениеУстранение раЗброса Освещенности .в ,р; интенсивности в каждом канале, которому:каналах и индиаидуальнеа коррекция раз- соответствуетуезмер, равный юнимально-.МЕРОВ СВЕТОВЫХ ПЯТЕН аьаОЛНЯЕТСЯ С ПО-МУЗНаЧЕНИЮ.авЬ,мощью. многоканального. регулируемогоРасчеты выполняются по Формулестабилизатора напряжения Я (фиг, 1 и 2), гааь 2при регулировке стабилизатора напряже =0,5. еиб , 1-1,15.ния 15 фиг, 12, а) для каждого канала меня- . Полученные значения приведены в аФется напряжение на клеммах 66., стом столбце таблицы, После этого наха 9 ггсоответствующего высоковольтного ключа . коэффициенты (7 столбец), показывающйе53, выполненного пО мостовой схеме из че- . ва сколько.рез необходимо уменьшить интырех коммутирующих элементов 54, в одну 45 тенсивность в каждом канале, чтобы среддиагональ моста включен электрооптиче- ние размеры пятен во всех каналахский кристалл 55, а другая диагональ под- . равнялисьминимальномуразмеру. Изменеключена к выходу регулируемого ние интенсивности в каждом. канале осущестабилизатора напряжения 15.: ствляется изменением напряжения наПринцип коррекции интенсивности ос клемме бб соответствующего ключа 53 принован на использовании зависимости про- помощи многоканального регулируемогопускания ячейки многоканального затвора стабилизатора напряжения 15.13 от приложенного к электрооптическому Дальнейшая настройка регулируемыхкристаллу 55 напряжения(фиг, 12, б), В табл. параметров генератора изображений вклю 1 приведена распечатка результатов изме .чает операции нахождения усредненной порения разброса освещенности в каналах, всем каналам фокальной плоскости и измеНа основании результатов измерения рения телецентричности световых пучков в.оператор с помощью многоканального регу- пределах глубины резкости проекционноголируемого стабилизатора напряжения 15 объектива. Результаты измерения указаносуществляет соответствующее изменение ных параметров для отдельного канала ивсех каналов приведены соответственно в ко при этом происходит линейное смещениетабл. 3 и 4, . пучков относительно узлов 60 координатнойЗатемдляусредненнойплоскостифоку- сетки, Для компенсации этого смещениясировки повторяют цикл измерений пара- служит корректор положения 17 (пластинаметров световых пятен и находят 5 57), расположенный на входе телескопичекоординаты центров каналов (табл. 5). По ской системы 19. Поворотом пластины 57результатам измерений вводят соответству- регулируется величина смещения прошед,ющие коррекции в положение пятен и на- шегочерезнеепучкаитемсамымрегулируклоны пучков при помощи устройства етсявеличинасмещениясветовогопучканакоррекции пространственно-углового поло выходе телескопической системы 19, как пожения каналов 16 (фиг, 1). Устройство кор- каэзно на фиг. 13, в. На основании измеренрекции пространствейно-углового ных значений угла наклона световых пучковположения каналов 16 содержит в каждом (табл. 3) осуществляют в каждом канале кор. канале две плоскопараллельные пластины рекцию угла поворотом пластин 58 коррек 57 и 58(фиг,13),однаизкоторых(57)распо тора угла 18. Измеренные значенияложена на входе телескопической системы координат центров пятен(табл.4) использу 19 (Фиг, 1) после затвора 13, а другая (58) ются для коррекции их положения поворорасположена внутри телескопической сис- том пластины 57 корректора положения 17,темы 19; причем обе пластины установлены На фиг. 14 показана конструкция корс воэможностью независимого углового 20 ректора положения 17 16-канального генеразворота в двух ортогональных плоско- ратора изображений, у которого расстояниестях. между центрами соседних световых пучковРассмотрим работу устройства коррек мм, а диаметры световых пятен 0,5 мм,ции пространственно-углового положения Корректор положения содержит корпус 61,каналов на примере световых пучков перво на котором закреплена ось 62. На оси 62го и второго каналов, помещены шестнадцать держателей 63;На фиг. 13, а показаны траектории све- каждый из которых независимо от остальтовых пучков этих каналов, проходящих че- ных может поворачиваться вокруг этой осирез телескопическую. систему 19. и фиксироваться винтом 64. В каждом изобразованную линзами 20 и 21 и служащую 30 держателей установлена оправа 65, в кото,дляоптическогосогласованиямногоканаль- рой закреплена пласкопараллельная кварного затвора 13 и тактового дефлектора 22. цевая пластина 57. Оправа 65 можетПлоскость изображения телескопической . поворачиваться вокруг вертикальной оси исистемы 19 одновременно является пред- фиксируется на держателе 63 планкой 64,метной плоскостью 59 проекционного объ Ширина каждой иэ кварцевых пластин 2,8ектива 28 генератора изображений. мм, толщина 1,5 мм, Ширина каждого изСветовый пучки 43 в предметной плоскости держателей 63 - 4 мм,должны попадать в узловые точки 60 коор Корректор угла 18 устроен аналогичнымдинатной сетки перпендикулярно предмет- образом, отичается лишь шириной держатеной плоскости 59, Этим требованиям 40 лей 3,4 мм,посколькуустанавливаетсявнутудовлетворяют идеальные световые пучки, ри телескопической системы, гдетраетории которых показаны на фиг. 14, а расстояние между пучками меньше,пунктиром. Траектории реальных световых Аналогичным образом могут быть сконпучков(показаны сплошной линией) по при- струированы корректоры угла и положениячинам, о которых говорилось ранее, этим 45 для генератора с любым количеством канатребованиям не удовлетворяют, что сказы- лов,вается на точности генерированных рисун- Ограничение на конструкцию наклэдыков. Для исправления траекторий пучков ваетвеличинарасстояниямеждупучками. С. служат корректор положения 17 (пластина этой точки зрения минимальное расстояние57)икорректоругла 18(пластина 58),Углом .50 между центрами корректируемых пучковповорота пластины 58 корректора угла 18 следует считать 3,5 мм. Поскольку ширинарегулируется величина смещения прошед- пластин корректора не должна быть болеешего через пластину 58 пучка внутри теле- расстояния между центрами соседих пучскопической системы 19, тем самым ков,амаксимальныйугол поворота пласти-,регулируется угол наклона пучка на выходе 55 ны корректора не более 45, то ширинателескопической системы 19, Подбором ве- корректируемого светового пучка долженличины угла разворота пластин 58 корректо-быть меньше величины Ь Г где Ь - расстора угла 18 в каналах добиваютсяяние между центрами соседних пучков,перпендикулярности световых пучков 43 После выполнения полного цикла корпредметной плоскости 59 (фиг, 13, б). Одна- рекций, включающего коррекцию интенсив 182039815 20 35 40 50 ности, среднего размера пятен и коррекцию пространственно-углового положеия пучков вы пол ня ют цикл измерения параметров всех 256 пятен, На основании результатой 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 конструктивных 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 наклон линии внутри каналов.Таким образом; введение новых блоков и новых конструктивных связей позволило существенно улучшить качество настройки регулируемых параметров генератора изо-. бражений, сакратить сроки юстировки, повысить точность генерирования топологических рисунков СБИС и повысить выход годных изделий;Формула изобретения 1, Многоканальный генератор иэображений, содерх:ащий источник монохрома-, тического излучения и расположенные на его оптической оси по направлению излучения осветитель с расщепителем светового потока, многоканальный затвор, телескопи- ческую 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 фор"мирования импульсов, программный блок, первая и вторая 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 стабилизаторов напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет оперативного контроля генерируемых изображений, в генератор введен анализатор оптического изображения, первый стабилизатор. напряжения выполнен многоканальным с независимыми регулировками по каждому каналу, на входе осветителя расщепителем светового потока 10 установлен корректор размеров световых пятентелескопическая система снабжена корректором пространственно-углового положения каналов, тактовый вход анализатора оптического изображения подключен к выходу блока подсчета и формирования импульсов, группы .входов/выходов анализатора оптического иэображения и блока формирования изображений соединены соответственно с первой и второй группами входов/выходов программного блока 2. Генератор поп.1,отлича ющийсятем, что анализатор оптического иэображения содержит устанавливаемый на трехкоординатном столе фотошаблон с измерительным рисунком, оптически связанный с выходом оптической проекционной системы, фотоприемник, выход которого подключен к информационному входу. аналого-цифрового преобразователя, тактосый вход которого 30 объединен с входом первого элемента задержки и является тактовым входом анализатора, выходы аналото-цифрового преобразователя соединены с информаци= онными входами блока оперативной памяти, выход первого элемента задержки непосредственно и через второй элемент задержки подключен соответственно к входу разрешения записи блока оперативной памяти и счетному входу счетчика импульсов, 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. 3, Генераторпоп.1,отличающийся тем, что корректор размеров световых пятен выполнен в виде расположенных по направлению излучения первой и второй положительных линз и установленной между ними отрицательной линзы так, что задние фокальные плоскости первой положительной и отрицательной линз совпадают с передней фокальной плоскостью второй положительной линзы,55 4,Генераторпоп.1,отличающийся тем, что корректор пространственно-углового . положения каналов содержит первую и вторую плоскопараллельные прозрачные пластины, расположенные соответственно на входе и внутри телескопической системы,18 1820398 причем оси вращения обеих пла- собойисоптическойосьютелескопическойстин вэаимоортогональны между системы. Таблица 1 Распределение освещенности в каналах ( нормировано к среднему значению) Й- номер канала; 1 - сигнал; М 1 -среднее,К- контраст -1(ВЫКЛ) У 1 (ВКЛ) х 1006 смещение - 0,060 Ч; ФОН -0,240 Ч; средний сигнал (М 1) - 1,957 Ч, Т среднение по позициям,параметры световых пятен (К-номер канала; Я - сре среднеквадратичное)