4. Проекционные системы

Наиболее широкое распространение получила оптическая проекционная система с использованием зеркальной оптики (рис.14а). Система работает при единичном увеличении изображения. Одновременно освещаются только серпообразная часть фотошаблона и соответствующий участок образца, и лишь эта часть рисунка переносится на образец. Для получения полного изображения производится параллельный сдвиг фотошаблона и пластины в одном и том же направлении с помощью единой системы перемещения. Полное экспонирование пластины осуществляется за один цикл сканирования. Оптическое увеличение зеркальной системы равно единице, т.е. размеры фотошаблона и получаемого на пластине рисунка равны. Разрешение системы соответствует воспроизведению линии шириной 3 мкм, что сравнимо с разрешающей способностью обычной системы бесконтактной печати с ультрафиолетовым освещением. Точность совмещения составляет 1 мкм. Для линий шириной 2 мкм глубина резкости 5 мкм, для линий шириной 3 мкм она равна ±12,5 мкм.

Экспонирование производится излучением от ртутной дуговой лампы, имеющей широкий спектр, поэтому время экспонирования лежит в пределах 1 мин с минимальным значением 6 с. При оценке производительности системы необходимо учитывать, также время совмещения, которое выполняется вручную.

Проекционные системы с пошаговым перемещением и уменьшением изображения аналогичны системам изготовления эталонных фотошаблонов для контактной печати и переноса изображения непосредственно на пластину. Размер рисунка между шаблоном и пластиной уменьшается в 4 или 10 раз. Для получения изображения на всей пластине образец механически перемещается от одного положения к другому. В данной системе глубина резкости при получении изображения линий шириной 1 мкм очень мала (около - 1 мкм), поэтому для каждого кристалла должна быть выполнена дополнительная подфокусировка. Кроме того, требуется строгая юстировка положения кристалла в горизонтально плоскости. Большинство работающих в настоящее время систем используют два вида совмещения. Прежде всего, устанавливается взаимное расположение фотошаблона и пластины, а затем во время пошагового сканирования с помощью лазерной интерференционной системы тщательно контролируется движение стола, на котором расположен образец. Производительность такой системы достаточно высокая, т.к. для пластины требуется лишь одно совмещение.

Новые системы с пошаговым экспонированием позволяют экспонировать 50 пластин диаметром 10 см в 1 ч (время экспонирования 0,3 с, продолжительность перемещения стола 0,3 с) с минимальной шириной линии менее 2 мкм и точностью совмещения, лучшей 0,5 мкм. В этих системах установка взаимного расположения шаблона и пластины осуществляется для каждого положения кристалла с помощью специальных автоматических систем, которые могут также компенсировать искажения, появляющиеся вследствие изменения температуры или проскальзывания пластины. Точность новых систем может достигать 0,25 мкм, а их разрешающая способность в принципе позволяет изготовлять линию шириной, около 1 мкм.