Проекционные лазерные системы
Рис. 7. Проекционная лазерная система
С целью получения изображения маски при фокусировке лазерного излучения объект следует располагать не в фокальной плоскости, а в плоскости изображения. Такой способ обработки называется проекционным. Основные достоинства — возможность получения изображения сложной конфигурации, повторяющих с заданным уменьшением рисунок маски, высокая разрешающая способность и возможность одновременной обработки значительно большей по сравнению с фокальным пятном площади. Применение проекционных лазерных систем позволяет получать рисунки интегральных микросхем с большой плотностью элементов, печатных плат, сеток, шкал и пр. Проекционный способ можно также использовать для поверхностной термической обработки материалов по определённому рисунку. Кроме того, обработка в плоскости изображения маски (диафрагмы) существенно повышает точность получаемых отверстий за счёт резкого ограничения диафрагмой краёв светящегося торца активного элемента. Система проекционного способа обработки приведена на рис. 7)
Поток лазерного излучения с помощью телескопической системы расширяется до размеров маски, изображение которой проецируется на поверхность объекта с уменьшением. Наиболее важными параметрами являются линейное увеличение телескопической системы βT (определяет величину одновременно обрабатываемой площади) и линейное уменьшение проекционной системы βр (обуславливает разрешающую способность оптической системы). Определим эти параметры.
Номинальное уменьшение проекционной системы β = DM /D1, где DM — размер маски, D1 — размер изображения на поверхности объекта. При этом должны выполняться следующие условия: βmin < β < βmax, где βmin — определяется условием получения необходимой плотности мощности на объекте без разрушения материала маски, т. е. βmin = (q1/qM)1/2, где q1, qM — пороговые плотности мощности на маске и объекте, соответственно. βmax — определяется дифракционным пределом:
βmax = λ ·f/[(D − D0)dmin − λ · f],
где dmin — минимальный размер щели рисунка маски, D — общий размер маски, D0 —диаметр входного зрачка проекционной системы.
