Система совмещения.

Система совмещения установки выполнена на базе фотоэлектрического микроскопа (ФЭМ), контролирующего положение знаков совмещения п/п относительно оси проекционного объектива.

Источник света 12, который через конденсоры 13, зеркало 11, волокнооптические световоды 10, светофильтры 9 и зеркала 5 направляет два луча на линзы 4, а через них на маски 3,18.Маски выполнены на верхних торцах светоделительных кубиков 2 и 19 закреплённых на измерительном ф/ш 20. Объектив 24 проецирует изображение реперных знаков масок З и 18 на поверхности подложки 25, перемещающийся на индукторе 26 относительно статора ЛШД. Отразившиеся от подложки лучи, в обратном направлении образуют в фокальной плоскости объектива т.е. в плоскости масок 3 и 18 автоколлимационное изображение их реперных знаков. Формирующие это изображение лучи отклоняются полупрозрачными гранями кубиков 2 и 19 на линзы 16,17 установленных на кубиках. Эти линзы строят уменьшенное изображение зрачка объектива 24 в плоскости фотоприёмников 14 датчика совмещения 15. Спектральный диапазон излучения, выделяемый диэлектрическими зеркалами 11, светофильтрами 9 и материалом масок 3 и 18 составляет 0,52 - 0,59 мкм.

Реперные знаки масок 3 и 18 выполнены в виде набора нерегулярно расположенных щелей в маскирующем покрытии, их изображение на подложке выглядит в виде светящихся полос. Реперные знаки подложки 28 аналогичны по форме и размерам знакам масок.

Отличие их состоит в том, что они выполнены в виде полос, рассеивающих падающее от них излучение. Расстояние между штрихами реперных знаков на маске и подложке выбрано таким, что при любом их взаимном положении, кроме одного точного, одновременно совпадают не более одного штриха. При точном совмещении происходит полное совпадение всех штрихов на подложке и маске. Поскольку знаки на подложке рассеивают излучение, момент совмещения знаков соответствует минимуму светового потока, попадающему через объектив 24 в фотоприёмники 14. По сигналам фотоприемников координатная измерительная система производит отсчёт координаты знака на подложке. После точной ориентации подложки и отсчёта координат её реперных знаков измерительный ф/шаблон заменяется ПФО. Для этого каретка 22 с закреплённым на ней ПФО 21 и измерительным шаблоном 20 смещается на шариковых направляющих 23 вдоль оси У. Привод каретки включает электродвигатель 8, червячный редуктор 7 и тяги 6. Крайние положения каретки задаются упорами, для точной ориентации измерительного шаблона и ПФО используются знаки базирования 29, положение которых контролируется датчиками базирования 1 и 30.

Система автофокусировки.

Необходимость применения такой системы и требования к ней определяются оптическими свойствами объективов. Глубина резкости ∆Z высокоразрешающих проекционных объективов определяется длинной волны ультрафиолетового излучения λ и числовой апертурой объектива А: ∆Z= λ/2А²

Для типовых значений λ =0,436 и А=0,25 - 0,28 глубина резкости составляет ∆Z=2,8 - 3,5 мКм. Неплоскостность п/п, особенно прошедших высоко температурную обработку, значительно превышает эти значения. В связи с этим на каждом шаге мультипликации производится точное размещение экспонируемой зоны подложки в пределах глубины резкости объектива. В установке ЭМ-584 используется оптический датчик фокусировки.

Апертура (отверстие) лат. - действующее отверстие оптической системы, определяемое размерами линз или диафрагм.

Угловая апертура - угол α между крайними лучами конического светового пучка, входящего в

оптическую систему.

Числовая А равна n sin α/2, где n - показатель преломления среды, в которой находится предмет.

Освещённость изображения пропорциональна квадрату числовой Апертуры. Разрешающая способность прибора (min расстояние между 2-мя близлежащими точками, при котором они всё ещё видны отдельно) пропорциональна апертуре.

Схема системы фокусировки

1 - волоконные световоды

2,7 - призма

3 - светофильтры

4,16,17-линзы

5 - бипризма

6 - лимба

8,9,10,11 -зеркала

12 - входной зрачок объектива

13 – подложка

14,15 -растры

18,19 - счетверенные фотодиоды

Световые потоки от волоконных световодов 1 направляются на призму 2, далее проходят через светофильтр 3, линзу 4 и с помощью бипризмы 5 освещают участки лимб. Прошедшие через лимб световые потоки отклоняются призмой 7, зеркалами 8,9,10,11 в направлении входного зрачка объектива 12. Увеличение линзы 4 выбрано таким, чтобы изображение торцов световодов 1 располагались в пределах входного зрачка объектива и были при этом максимально разнесены друг от друга. С помощью зеркал 8,9,10,11 изображение торцов световодов построены левыми и правыми каналами датчика, в плоскости зрачка объектива накладываются друг на друга. Объектив строит изображение освещенного участка лимба каждого канала, а на поверхности подложки 13 в не пределах рабочего поля кадра 10* 10. Отражённое от подложки излучение через объектив и зеркала 8,9,10,11 освещает растры 14,15. При этом на анализирующих растрах строится изображение лимба 6 освещенного лучами идущими под одинаковыми углами к оптической оси датчика от источников 1. Световые потоки, прошедшие растры, линзами 16,18 проецируются в плоскость фотоприёмных площадок счетверённых фотодиодов 18,19. увеличение линз 16,17 выбрано так чтобы на каждый из двух светочувствительных площадок счетверённого фотодиода строилось изображение торца только одного светодиода. Если подложка находится в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью штрихов лимба 6, то изображение лимба построенные лучами обоих источников, лежат в плоскости штрихов анализирующего растра и совпадают друг с другом. При неподвижном лимбе и точном наложении в одной плоскости его штрихов на штрихи анализирующего растра световые потоки приходящие к светочувствительным площадкам фотоприёмника, равны по величине. Расфокусировка приводит к смещению плоскости резкого изображения лимба относительно плоскости штрихов растра и к ослаблению световых потоков, поступающих на площадку фотоприёмника. Это происходит из-за частичного экранирования непрозрачными штрихами растров 14,15 лучей, строящих изображение прозрачных участков лимба 6. Смещение изображений штрихов лимба перпендикулярно оптической оси приводит к увеличению светового потока на одну из площадок фотоприёмника и уменьшение потока на его вторую площадку. Поэтому при вращении лимба 6 изображение его штрихов перемещаются, по анализирующему растру, а световые пучки, строящие изображения прозрачных участков лимба периодически перекрываются непрозрачными штрихами анализирующих растров 14,15. Это приводит к модуляции световых потоков, поступающих на площадку фотоприёмников. При точной фокусировке световые потоки модулируются синхронно и переменные составляющие сигналов фотоприёмников не имеют сдвига фаз. При расфокусировке возникает фазовый сдвиг между сигналами двух площадок каждого фотоприёмника. Знак фазового сдвига и его величина указывает соответственно на направление и величину расфокусировки. Сигналы вырабатываемые двумя каналами датчиков фокусировки, поступает через систему управления на привод подъёма стола.