§4.6. Проекционные системы
Проекционным прибором называется оптическое устройство, служащее для получения на плоскости увеличенного изображения предмета. Проекционные приборы состоят из 2-х основных частей: осветительной, которая собирает лучи от источника света на предмет, и проекционной, образующей изображение на экране. Существуют две группы проекционных приборов: диаскопические, в которых предмет проецируется в проходящем свете, эпископические, в которых производится проекция непрозрачного предмета в отраженном свете. Основными требованиями к изображению предмета на экране являются: необходимый масштаб увеличения, допустимый угол поля изображения, достаточная яркость. Масштаб изображения должен быть таким, чтобы угловые размеры наименьших деталей изображения при рассмотрении их на экране соответствовали угловому разрешению глаза в 1 градус. Назначение проекционной системы - давать увеличенное действительное изображение освещенного предмета. Для этого его располагают около фокальной плоскости проекционного объектива, способного перемещаться для наводки на резкость.
При больших увеличениях важной задачей является наиболее полное использование идущего от объекта светового потока, т.к. он должен распределяться по большей поверхности увеличенного изображения. Для этого применяется специальное осветительное устройство, позволяющее направлять весь идущий от объекта свет в проекционный объектив. Это достигается при помощи короткофокусного конденсора К, расположенного таким образом, чтобы свет от него сходился на входном зрачке объектива. Объектив проецирует диапозитив на удаленный экран.
Проекционные установки применяются в проекционной фотолитографии и позволяют избежать контактирования подложки и фотошаблона, что значительно повышает стойкость фотошаблона. Применяются следующие варианты проекционной фотолитографии:
Одновременное проецирование изображения всего фотошаблона на полупроводниковую пластину покрытую фоторезистором.
Последовательное поэлементное экспонирование изображения типовых модулей с уменьшением или без него.
Последовательное вычерчивание изображения на фотослое сфокусированным световым лучом.
Эти системы содержат осветитель 1, устройство совмещения и фокусировки 2, контроля совмещения 3, манипулятора совмещения 4, фотошаблон 5, объектив 6, пластину 7, координатный стол 8.Такие системы позволяют передавать изображение элементов полупроводникового прибора с фотошаблона на пластину, диаметром от 50 до 120 мм.
В микроэлектронной промышленности получили широкое распространение эпископические проекторы, которые используются на операциях разбраковки, скрайбирования, сборки. Проекционные устройства, предназначенные для визуального контроля, иногда называют проекционными микроскопами. При применении проекционных устройств снижается утомляемость оператора по сравнению с работой с микроскопом, однако точность контроля при работе с проекционным экраном меньше.
Эффективность контроля при визуальном наблюдении проекционного изображения значительно повышается, если контролировать объемное стереоскопическое изображение. Для этого применяются микро стереопроекторы дайноскопические проекторы. Создание обычных проекционных устройств с увеличением больше 200 и достаточной яркостью изображения представляют сложную техническую задачу. Одним из направлений создания проекционных устройств с большим экраном и с увеличением в несколько 1000 раз является создание систем с усиливающими элементами, в качестве которых могут применяться активные элементы лазеров. Использование активного элемента лазера в качестве усилителя яркости изображения позволяет при меньшей освещенности объекта получить на экране яркость изображения, достаточную для работы в освещенном помещении. Для этих целей применяют лазеры на парах меди. Другим направлением создания проекционных устройств с большим экраном и увеличением является разработка телевизионных, в том числе и цветных проекционных устройств. Телевизионные проекционные устройства (проекторы) обладают преимуществами: позволяют усиливать яркость и контрастность изображения, имеют большое поле зрения, высокое качество изображения. К их недостаткам можно отнести техническую сложность и высокую стоимость.