DE1522119C3 - Einrichtung zur Erhöhung der Dichte der mit einer eine Vielzahl von in einer Ebene quer zum Strahlengang nebeneinanderliegenden Einzellinsen aufweisenden Rasterlinsenkamera auf einer photoempfindlichen Schicht erzeugbaren, verkleinerten Vielfachabbildungen von Bearbeitungsschablonen - Google Patents

Description

als bisher unterzubringen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, an einer Rasterlinsenkamera der eingangs beschriebenen Art, die speziell für die Vielfachreproduktion von Bearbeitungsschablonen für die Fertigung von Halbleiterbauelementen und Schaltungen geeignet ist, eine Einrichtung anzugeben, die es ermöglicht, eine wesentlich höhere Anzahl von Abbildungen von Schablonen auf einer gegebenen Fläche unter gleichzeitiger Beibehaltung der durch die Einzellinsen erzielbaren Abbildungsschärfe unterzubringen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die auf einem Schlitten befestigte Rasterlinse durch einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb in einer parallel zu der photoempfindlichen Schicht liegenden Ebene in zwei zueinander orthogonalen Koordinatenrichtungen zwischen jeweils zwei Anschlägen um einen etwa der Hälfte der Länge des von einer Einzellinse insgesamt überdeckten Bereiches verschiebbar angeordnet ist, wobei in jedem der vier von jeder Einzellinse hierbei überdeckten Bereiche die Abbildung einer Bearbeitungsschablone durch ein die optische Achse der Linse unmittelbar umgebendes Strahlenbündel erzeugbar ist.

Die Verschiebung der Rasterlinse gegenüber der ^a5 photoempfindlichen Schicht, die mit höchster Präzision erfolgen muß, geschieht gemäß der Empfindung in vorteilhafter Weise dadurch, daß in den Verschiebungsrichtungen des Schlittens pneumatisch betätigte Druckzylinder paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind, die mit ihren Kolben über Druckleisten mit dem Schlitten verbunden sind, und die zur Feinstellung des Schlittens in der jeweiligen Endlage unter elastischer Deformierung der Anschläge mit erhöhtem Druck beaufschlagbar sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist so ausgebildet, daß die in der jeweiligen Endlage des Schlittens zusammenwirkenden Anschläge aus einem Anschlagteil mit einer ebenen Anschlagfläche und einem Anschlagteil mit einer balligen Anschlagfläche gebildet werden, wobei der die ballige Anschlagfläche aufweisende Anschlagteil eine höhere Elastizität als der Anschlagteil mit der ebenen Anschlagfläche besitzt. Dabei sind in vorteilhafter Weise an dem Schlitten Längenmeß-Feintaster zur Bestimmung der jeweiligen Endlage des Schlittens angeordnet.

Um Streustrahlen weitgehend auszuschließen, ist es ferner vorteilhaft, daß der die Rasterlinse tragende Schlitten durch pneumatisch betätigte Zylinder in Verbindung mit Anschlägen und Längenmeß-Feintastern in Richtung der optischen Achse verschiebbar ist, derart, daß die Linsen bei der Belichtung die photoempfindliche Schicht berühren und während der seitlichen Verschiebung des Schlittens von der photoempfindlichen Schicht abgehoben sind.

Ein weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, daß die in einer Platte gefaßte Rasterlinse und die lichtempfindliche Schicht der photographischen Platte einen durch einen Dichtungsring abgeschlossenen Raum bilden, der über Öffnungen in der Platte während der Belichtung evakuiert ist. Dadurch wird gewährleistet, daß die photoempfindlichc Schicht wahrend tier Belichtung in einer Ebene fest auf der Rasterlinse aufliegt.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen naher erläutert.

l^:s /oim

Fig. IA schematisch das Prinzip einer Vielfachkamera,

Fig. IB und 1 C die Bereiche hohen Auflösungsvermögens einer Einzellinse und deren Verschiebung in vier Teilquadrate einer als quadratisch angenommenen Einzelbildfläche,

Fig. 2 eine, die erfindungsgemäße Einrichtung enthaltende Vielfachkamera in schaubildlicher Ansicht,

Fig. 3 A in Draufsicht die in Fig. 2 enthaltene Kamera, teilweise aufgebrochen,

Fig. 3 B eine Seitenansicht der Kamera, teilweise aufgebrochen,

Fig. 3 C einen vergrößerten Ausschnitt des Schlittens mit einem Anschlag für die seitliche Schlittenverschiebung,

Fig. 3D einen Ausschnitt des Schlittens mit einem Anschlag für die Verschiebung in Richtung der optischen Achse,

Fig. 4 A und 4B im Blockdiagramm ein pneumatisches System zum Verschieben des Schlittens,

Fig. 5 das Schaltbild zur Betätigung der Ventile des pneumatischen Systems und

Fig. 6 eine Tabelle zur Erläuterung der einzelnen Schritte beim Betrieb der als Ausführungsbeispiel dargestellten Kamera.

In Fig. IA ist mit 20 die Rasterlinse einer Vielfachkamera, mit 22 eine mit einer photoempfindlichen Schicht überzogene photographische Platte, mit 24 eine Lichtquelle und mit 25 eine zwischen der Lichtquelle und der Rasterlinse angeordnete Schablone bezeichnet. Die optischen Achsen der einzelnen Linsen der Rasterlinse 20 sind in den Fig. IB und 1 C mit 23 bezeichnet. Die Schablone 25, die durch jede der Linsen der Rasterlinse abgebildet wird, stellt zu bearbeitende Bereiche einer Halbleiteranordnung dar, die auf einem (nicht dargestellten) halbleitenden Element aufgebaut werden soll. Die den einzelnen optischen Achsen 23 zugeordneten Bereiche hohen Auflösungsvermögens sind jeweils durch einen Kreis 26 angedeutet. In Fig. IA sind Quadrate eingezeichnet, welche die Kreise 26 einschließen. Diese Quadrate entsprechen jeweils dem von den einzelnen Linsen der Rasterlinse 20 insgesamt überdeckbaren Bereich. Selbstverständlich können diese Bereiche auch andere geometrische Formen als die dargestellten Quadrate besitzen. Jeder der quadratischen Bereiche umfaßt etwa \ ₄ mm². Der für die Herstellung von Vielfachschablonen bei der Erzeugung von Halbleiterschaltungen geeignete, in Fig. IA durch die Kreise 26 übertrieben groß dargestellte Bereich hohen Auflösungsvermögens umfaßt jedoch jeweils nur ungefähr 131; eines solchen quadratischen Bereiches, also einen verhältnismäßig kleinen Teil davon. Die außerhalb dieses Bereiches hohen Auflösungsvermögens liegenden Abbildungen durch eine Einzellinse können zur Herstellung der Vielfachschablone nicht verwendet werden, da diese Abbildungen nicht hinreichend definiert sind, um einheitlich reproduzierbare Bereiche auf dem ganzen Halbleiterelement zu formieren. Die Zahl der Halbleiterschaltungen, die im Bereich hohen Auflösungsvermögens innerhalb eines von einer Einzellinse überdeckten Bildbereiches .untergebracht werden können, ist mithin begrenzt.

Bei der Herstellung \on integrierten Schaltungen ist es erforderlieh, die jeweils durch einen Bereich hohen Auflösungsvermögens abgebildeten Schablonen in einer Dichte anzuordnen, die im Vergleich /u der

mit einer Rasterlinsenkamera mit gegenüber der photoempfindlichen Schicht feststehenden Einzellinsen erreichbaren ungefähr dreißigmal größer ist. Um eine solche Dichte der Schablone zu erzielen, wird der Bereich hohen Auflösungsvermögens jeder Linse durch Relatiwerschiebung zwischen der Rasterlinse 20 und der photographischen Platte 22, wie in F i g. IC angedeutet, vergrößert. Statt die Linse 20 gegenüber der Platte 22 zu verschieben, kann auch die Platte 22 gegenüber der Linse verschoben werden. Die Relativbewegung vergrößert den Bereich hohen Auflösungsvermögens einer Linse ungefähr auf das Vierfache. Die in Fig. IC dargestellten Bereiche hohen Auflösungsvermögens überlappen sich in den Randstreifen 28 und 29. Diese überlappenden Streifen sind zwar für die Abbildung von Schaltelementen nicht zu gebrauchen, da diese jeweils voneinander verschieden sein können, sie sind jedoch für die Abbildung von Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Halbleiterschaltungen, die sich überdecken, verwendbar.

In Fig. 2 ist eine photographische Vielfachkamera mit hohem Auflösungsvermögen dargestellt mit einem Beleuchtungskasten 40, in welchem mehrere Lichtquellen 42 angeordnet sind. Der Beleuchtungskasten besitzt den lichtdurchlässigen Bereich 44, durch den das Licht in die Kamera 46 fällt. Mit 48 ist ein Bild bezeichnet, das auf den Bereich 44 gelegt und durch Anschläge 50 gegen Verrutschen gesichert ist. Die Kamera 46 ist auf dem Rahmen 54 befestigt, der über das Handrad 56 in vertikaler Richtung entlang der Zahnstange 52 verschoben werden kann. Die photographische Platte 60 wird über die Klappe 62 und die daran befestigte Druckplatte 63 in der Kamera gehalten. In der Klappe 62 ist die Schraube 64 gelagert, die in die Gewindebohrung 66 oder Deckplatte 76 paßt. Mit 70A^-" und 70Y⁺ sind pneumatisch betätigte Zylinder und mit 100 Y⁺ und 100X~ sind zur Längenmessung dienende Fein-Taster bezeichnet, die an allen Seiten und unterhalb der Kamera angeordnet sind, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.

Die Kamera 46 ist in Fig. 3 A teilweise aufgebrochen dargestellt, so daß ein Teil der Deckplatte 76 und des Schlittens 78 sichtbar ist. Die Grundplatte 95 und die Seitenwände 93 sind ebenfalls in Fig. 3 A sichtbar. Mit 80 ist die Rasterlinse bezeichnet, die im Schlitten 78 befestigt ist. Wie aus Fi g. 3 B ersichtlich, ist die Linse im Ring 82 gefaßt und wird durch die Platte 84 gehalten. Um die Platte 84 ist der Dichtungsring 86 angeordnet, der an der photographischen Platte 60 anliegt. Die Druckplatte 63 hält die photographische Platte in der in Fi g. 3 B gezeichneten Stellung. Zwischen der Platte 84 und dem Dichtungsring 86 befinden sich öffnungen 88, durch die vor der photographischen Platte ein Unterdruck erzeugt werden kann. Durch diesen Unterdruck wird die photographische Platte in einer Ebene gehalten. Auf Fig. 3 B ist außerdem der Vakuumanschluß 106 ersichtlich. Der Schlitten 78 ist in Richtung auf die photographische Platte hin und her verschiebbar. Der Schlitten weist ferner Anschläge 94 auf, die mit exzentrisch gelagerten Anschlagsnocken 96, 96' und 96" zusammenwirken. Die Anschläge 94 sind auf der Unterseite des Schlittens mittels der Schrauben 98 befestigt. Auch die Anschlagsnocken 96, 96' und 96" sind unterhalb des Schlittens 78 angeordnet. Mit 100X und 100 Ysind Druckleisten bezeichnet, an denen die Kolben der pneumatisch betätigten Zylinder 10X⁺, 70* , 70 Y⁺ und 70 Y~ zur Verschiebung des Schlittens in X- und Y-Richtung angreifen. Die Längenmeß-Fein-Taster 100*", 10OA^, 100 Y~, 100Y⁺ und lOOZ enthalten lineare Differentialumformer, an denen die getastete Stellung des Schlittens in der X-, Y- und Z-Richtung abgelesen werden kann. Die exzentrisch gelagerten Anschlagsnocken 96 sind, wie aus Fig. 3C ersichtlich, ballig geformt, so daß sich der Schlitten innerhalb der Elastizität des Nockenmaterials, d. h. innerhalb von einigen Mikron ohne dauernde Deformierung oder sonstige Beschädigung bewegen kann. Die Anschlagsnocken bestehen aus gehärtetem, rostfreiem Stahl. Die Druckleisten 100 und die Anschläge 94 bestehen aus Wolfram-Kohlenstoffstahl, um sicherzustellen, daß bleibende Verformungen oder Beschädigungen der Oberfläche ausgeschlossen sind. Die Anschlagsnocken sind gegenüber den Anschlägen 94 justierbar. Sie sind auf Gewindebolzen 93 gelagert, die durch eine Öffnung in der Grundplatte 95 hindurchragen und durch die Kontermutter 97 gesichert sind. Auf diese Weise können die Anschlagsnocken, nachdem die Kamera zusammengesetzt ist, noch von außen mit Hilfe der Fein-Taster mit einer Genauigkeit von Hundertsteln von Millimetern justiert werden. Die Anschlagsschraube 90 (Fig. 3 D) und das federbelastete Druckstück 92 wirken mit dem Zylinder 7OZ zur Verschiebung des Schlittens 78 in der vertikalen Z-Richtung zusammen. Das Druckstück 92 weist den Stößel 107 auf, der an dem Schlitten 78 anliegt. Normalerweise wird der Schlitten 78 durch das Druckstück 92 in einem Abstand vom Anschlag 90 gehalten (gestrichelte Linie in Fig. 3D). Die Feder 108 umschließt den Stößel 107 und stützt sich auf dem Rand des Stößels ab. Das andere Ende der Feder liegt an der Schraube 112 an, die in der Muffe 114 eingeschraubt ist. Die Muffe 114 ihrerseits ist in eine Gewindebohrung der Deckplatte 76 eingeschraubt. Die Spannung der Feder 108 kann durch Hineindrehen der Schraube 112 in die Muffe 114 erhöht werden. Mit 116 ist eine Madenschraube zur Sicherung der Schraube 112 bezeichnet. Die elastische Einlage 117 setzt die Reibung des Stößels während der Bewegung in X- und Y-Richtung herab.

Der Anschlag 90 besteht aus einem durch die Mutter 99 gesicherten Gewindebolzen, der in die Deckplatte 76 eingeschraubt ist. Dieser Anschlag begrenzt die Höhenlage, die der Schlitten unter der Wirkung des Zylinders 7OZ einnehmen kann. Dadurch ist immer ein Mindestabstand gewährleistet, der verhindert, daß die Linse an der photographischen Platte scheuert, wenn sich diese Teile gegeneinander bewegen.

Die F i g. 4 A und 4 B zeigen die pneumatische Steuerung der Zylinder 10X⁺, 70JJf-, 70Y⁺, 70 Y~ und 7OZ. Die Zylinder 10X⁺ liegen über eine Druckleitung am Zweiwege-Ventil Vl, das eine Entlüftung gegen die Atmosphäre ermöglicht und außerdem an das Zweiwege-Ventil CVl angeschlossen ist. Das Ventil CVl liegt an einem von Hand zu betätigenden Ventil V8, das ebenfalls als Zweiwege-Ventil ausgebildet ist. Das Ventil CVl liegt unter Zwischenschaltung der Druckreduzierer 114 und 136 sowie des Filters 118 an der Preßluftquelle 134. Durch das Ventil F8 kann der Druckreduzierer 114 umgangen werden, so daß der Zylinder 10X⁺ mit erhöhtem Druck beaufschlagt werden kann, wie dies weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird.

Die Zylinder 1OX' sind über das Ventil VS, das mit einer Entlüftungsleitung verbunden ist, in entsprechender Weise an das Ventil CV5 angeschlossen.

Mit KIl ist ein handbetätigtes Ventil bezeichnet, das an das Ventil CK5 angeschlossen ist und den gleichen Zweck wie das Ventil VS besitzt. Die Zylinder 70Y⁺ und 70 Y~ liegen über die Ventile Vl und K3 an den Ventilen CFl und CK3, denen handbetätigte Ventile K7und V9 zugeordnet sind. Die restlichen vier Zylinder 7OZ dienen zur Steuerung in Z-Richtung. Diese Zylinder werden über die Ventile V4 bzw. KlO gesteuert. Für das Ventil V4 ist ein besonderer Druckreduzierer 132 vorgesehen, während der Druckreduzierer 114 für die übrigen Ventile Kl, K2, K3 und K5 dient. Der Druckreduzierer 132 ist, ebenso wie der Druckreduzierer 114, an den Druckreduzierer 136 angeschlossen. Es sind somit alle Zylinder an das gleiche Preßluftsystem angeschlossen.

An der entspannten Seite des Druckreduzierers 136 liegt ein weiterer Reduzierer 140 für das Ventil K6 und das Nadelventil K12. Das Ventil K6 liegt an einem Unterdrucksystem, das dazu dient,.die photographische Platte, wie bereits beschrieben, in einer Ebene zu halten. Die (nicht dargestellte) Vakuumpumpe, durch die ein Unterdruck von mindestens 300 mm HG erzeugt werden kann, ist an das Ventil K6 angeschlossen.

Die Preßluft ist durch die Preßluftquelle 134 auf ungefähr K) Atmosphären verdichtet und wird durch den Druckreduzierer 136 auf ungefähr 5 Atmosphären entspannt. In den Druckreduzierern 114 und 132 wird sie weiter auf ungefähr 2,5 Atmosphären entspannt. Der Preßluftdruck, der an die Zylinder gelangt, kann an den Ventilen K7 bis KIl von Hand bis auf etwa 5 Atmosphären durch Umgehung des Druckreduzierers 114 erhöht werden. Durch diesen zusätzlich erzeugten Druck wird der Schlitten 78 zusätzlich verschoben und unter Überwindung von Materialelastizitäten in seine äußersten Endstellungen getrieben.

Die elektrische Schaltung zur Betätigung der als Magnetventile ausgebildeten Ventile ist in F i g. 5 dargestellt. Mit 150 ist ein von Hand zu betätigender Auswahlschalter bezeichnet, der drei Schaltebenen A, B und C mit jeweils sechs Positionen 0 bis 5 aufweist. Der Auswahlschalter 150 liegt über dem Schalter 154 an der Spannungsquelle 152. Die Kontrollampe 151 leuchtet auf. sobald der Schalter 154 geschlossen ist. Die Ebene A des Schalters 150 steuert das Relais 156, die Ebene B den Elektromagneten 158 und die Ebene C den Elektromagneten 160. Die Magnete 158 und 160 sind den Magnetventilen V4 bzw. K6 zugeordnet.

Das Verriegelungsrelais 156 wird über die Kontakte 1 und 5 der Ebene A in die Arbeitsstellung S und über die restlichen Kontakte dieser Ebene in die Ruhestellung R geschaltet. In der Ruhestellung R ist der dem Relais 156 zugeordnete Schalter geöffnet. In der Arbeitsstellung S liegen die Verriegelungsrelais 162 bis 165 an der Spannungsquelle 152. Die Arbeitsstellung S und die Ruhestellung R dieser Relais werden über die zugeordneten Umschalter 162' bis 165', die normalerweise geöffnet sind, gesteuert. Diese Umschalter werden von Hand bedient. Die Schalter der Relais 162 bis 165 sind geschlossen, wenn das Relais 156 erregt ist und die Umschalter 162' bis 165' mit den Arbeitswicklungen ihrer Relais verbunden sind. Durch diesen Schaltvorgang gelangt Spannung von der Spannungsquelle 152 über die Leitung 153 an die Magnetspulen Ll bis L3 und L5, die den Relais 162 bis 165 zugeordnet sind. Die den Magnetspulen IA bis L3 und L5 parallelgeschalteten Kontroll-Lampen Kl bis K3 und K5 leuchten in diesem Falle auf. Die Magnetspulen Ll bis L3 und L5 betätigen die Ventile Kl bis K3 und K5. Wenn eines der Relais 162 bis 165 erregt ist, liegt ständig Spannung an der zugehörigen Magnetspule, und das entsprechende Ventil wird betätigt. Wird der zugehörige Umschalter 162' bis 165 in seine Ruhestellung geschaltet, dann fällt die Spannung von der zugehörigen Magnetspule ab und das entsprechende der Ventile Kl bis K5 schaltet zurück in seine Normalstellung.

Die Schaltebene B des Auswahlschalters 150 steuert über die Anschlüsse 2, 3 und 4 die Magnetspule L4 des Ventils K4. Die Schaltebene C des Auswahlschalters 150 steuert über den Anschluß 5 die Magnetspule L6 des Ventils K6. Der jeweilige Schaltzustand wird durch die Kontroll-Lampen K4 und Kd angezeigt.

Die Vakuumpumpe P ist über den Schalter 155 mit der Stromquelle 152 verbunden. Die elektrische Schaltung ist in diesem Falle als halbautomatische Schaltung ausgebildet. An Stelle dieser kann auch eine vollautomatische Schaltung vorgesehen sein. In einem solchen Fall wird ein Auswahlschalter vorgesehen, der auch die Umschalter 162' bis 165' in einer bestimmten Reihenfolge umschaltet.

Der Betrieb der dargestellten Vielfachkamera wird nun an Hand der Fig. 6 in Verbindung mit der Herstellung einer Maske mit einer großen Anzahl von gleichen Mustern erläutert.

Im ersten Schritt wird die Rasterlinse unter die mit der Emulsion nach unten gelegte photographische Platte 60 in die Kamera eingesetzt. Dann wird die Druckplatte 63, welche die photographische Platte hält, mit der Schraube 64 gesichert. Nun wird eine Schablone 48 in den Beleuchtungskasten 40 eingelegt und am Handrad 56 die Höhenlage des Rahmens 54 beziehungsweise der Kamera 46 eingestellt. Ist dies geschehen, dann wird der Schalter 154 (Fig. 5) geschlossen, so daß die Magnetspulen der Ventile Kl bis K5 nach Maßgabe der Schaltfolge des Auswahlschalters 150 erregt werden können. Die Kamera ist nun vorbereitet, um über jede Einzellinse insgesamt vier Bilder aufzunehmen, wobei jedes Einzelbild der jeweiligen Schablone 48 entspricht.

Zunächst wird der Auswahlschalter 150 (Fig. 5) in Null-Position gebracht, so daß sämtliche Relais in Ruhestellung sind. Der Auswahlschalter wird dann in seine Schaltposition 1 gestellt, um den Schlitten in die Stellung des dem ersten Quadranten entsprechenden Viertelquadrats zu bringen. In der Position 1 des Auswahlschalters sind die Ventile Kl und K2 geöffnet, und das Ventil K6 ist zur Atmosphäre hin geöffnet. Die Ventile Kl und K2 betätigen die Kolben der Zylinder 70.Y⁺ und 70 Y~. Sobald die Bedienungsperson die Schalter 162' und 163' betätigt, schieben die Zylinder 70X⁺ und 70 Y~ ihre Kolben gegen die Druckleisten 100X und 100 Y, so daß der Schlitten seine erste Viertelquadratstellung einnimmt. Diese Bewegung des Schlittens wird etwas gebremst durch die Reibung des Schlittens gegenüber der Deckplatte 76, der Grundplatte 95 sowie der Druckleisten 100 Y. Die Endstellung des Schlittens wird bestimmt durch die Anschlagsnocken und die mit ihnen zusammenwirkenden Anschläge. Dabei werden die Anschlagsnokken elastisch deformiert. Über die Feintaster 10OAT⁺ und 100 V" wird die endgültige Stellung der optischen Achsen des Linsensystems relativ zum Kamerage-

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häuse ermittelt.

Wenn sich daraus ergibt, daß der Schlitten in der einen oder anderen Richtung zu wenig verschoben wurde, wird höherer pneumatischer Druck auf die betreffenden Zylinder gegeben, und zwar durch Umschalten der zugehörigen Ventile Vl beziehungsweise K8. Die Betätigung dieser Ventile zu diesem Zweck erfolgt manuell durch nicht dargestellte Schalter. Durch den Überdruck, der daraufhin auf dem betreffenden Kolben lastet, wird der Schlitten weiter gegen die Anschlagsnocken 96 und 96' gedrängt, die sich noch etwas weiter elastisch deformieren. Die dadurch gegebene Ausrichtung des Schlittens kann auf einige Mikron genau erfolgen.

Nun wird der Auswahlschalter 150 in die Position 2 (Fig. 6) geschaltet, so daß die Linse gegen die photographische Platte angehoben wird. In Position 2 sind die Ventile Vl und V2 geschlossen und das Ventil V4 ist geöffnet. Das Ventil V4 wird unmittelbar durch den Auswahlschalter betätigt. Durch das Ventil V4 gelangt Preßluft an den Zylinder 7OZ, wodurch der Schlitten gegen die photographische Platte angehoben wird, bis sie an den Anschlägen 90 anliegt.

Nun wird über die A'-Fein-Taster, die Y-Fein-Taster und die Z-Fein-Taster die Lage der Linse gegenüber der photographischen Platte ausgelesen. Die Anschläge 90 halten den Schlitten im Abstand von ungefähr 10~³ mm zur photographischen Platte. Ein Überdruck für das Ventil V4 wird über das Ventil KlO gesteuert. Das Ventil KlO wird betätigt, wenn der Schlitten in dieser Richtung noch zusätzlich verschoben werden muß. Dabei ist das Ventil K6 zum Druckreduzierer hin geöffnet, so daß ein geringer Druck in den Raum zwischen der Linse und der photographischen Platte gelangt. Der Auswahlschalter 150 kann nun in die dritte Position weitergeschaltet werden.

In dieser Position wird das Ventil V6 direkt von dem Auswahlschalter 150 betätigt, so daß ein Unterdruck in den Linsenbereich gelangt, der die Linse mit der photographischen Platte in Kontakt bringt, während gleichzeitig die Beleuchtung des Beleuchtungskastens eingeschaltet wird, so daß das Bild 4S im ersten Viertelquadrat belichtet wird. Anschließend wird der Auswahlschalter 150 in die vierte Position geschaltet, wodurch sich die Linse von der photographischen Platte abhebt. Da in der Position 4 des Schalters das Ventil V6 umgeschaltet wird, gelangt ein Luftdruck an die Linse, der es gestattet, diese von der photographischen Platte abzuheben.

Der Auswahlschalter wird nun in die fünfte Position geschaltet. Die Bedienungsperson bringt die Schalter 162' und 163' in die Stellung, in der die Ruhewicklung der zugeordneten Relais erregt ist. Dadurch werden die Magnetspulen Ll und Ll von der Stromversorgung abgeschaltet. Die Ventile Vl und V2 werden

ίο geschlossen und gleichzeitig entlüftet, so daß die Preßluft von den Zylindern 70.Y⁺, 70V⁺ und 7OZ entweicht.

Um Beschädigungen der Linse oder der Emulsion der photographischen Platte zu vermeiden, wird der Schlitten bei jeder Bewegung in X- oder Y-Richtung um einige Hundertstel Millimeter abgesenkt, und zwar infolge seines eigenen Gewichtes und durch die Belastung der Druckstücke 92. Der Schlitten befindet sich nun in seiner abgesenkten Position. Auf den Beleuchtungskasten kann gegebenenfalls eine neue Schablone 48 aufgelegt werden. Die photographische Platte wird nicht ausgewechselt, da erst das erste Viertelquadrat einer Einzelbildfläche belichtet wurde.

Im nächsten Schritt wird die Linse durch Betätigung der Ventile Vl und V3 in das zweite Viertelquadrat verschoben (F i g. 6). Diese Ventile werden durch manuelle Betätigung der Schalter 163' und 164' betätigt, während der Auswahlschalter 150 in die erste Position geschaltet ist. Es werden nun wieder die X- und Y-Fein-Taster ausgelesen, um die Stellung des Schlittens im zweiten Viertelquadrat festzustellen. Gegebenenfalls wird durch Überdruck diese Stellung korrigiert, und zwar durch manuelle Betätigung der Ventile V8 und V9. Die Linse wird sodann über das Ventil V4 g^eg^en d'e photographische Platte angehoben, wobei das Ventil V4 in der Position 2 des Auswahlschalters betätigt wird. Jetzt werden wieder die X-, Y- und Z-Fein-Taster ausgelesen, um die Stellung des Schlittens zu ermitteln. Nachdem der Raum zwischen Platte und Linse über das Ventil V6 evakuiert ist, kann das nächste Viertelquadrat belichtet werden.

Die Belichtung des dritten und vierten Viertelquadrates entsprechend den dritten und vierten Quadranten erfolgt in der gleichen Weise mit der Ausnahme, daß unterschiedliche X- und Y-Zylinder betätigt werden. Die photographische Platte wird erst ausgewechselt, nachdem das vierte Viertelquadrat belichtet ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erhöhung der Dichte der mit einer eine Vielzahl von in einer Ebene quer zum Strahlengang nebeneinanderliegenden Einzellinsen aufweisenden Rasterlinsenkamera auf einer photoemplindlichen Schicht erzeugbaren. \erkleinertcn Vielfaehabbildungen von Bcarbeitungsscliablonen für die Fertigung von Halbleiterbauelementen und Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, da 1.5 clic auf einem Schlitten (78) befestigte Rasterlinse (20 bzw. 80) durch einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb in einer parallel zu der photoempfindlichen Schicht liegenden Ebene in zwei zueinander orthogonalen Koordinatenrichtungen (.Y, V) zwischen jeweils zwei Anschlägen (94. 96. 96'. 96") um einen etwa der Hälfte der Länge des von einer Einzellinse insgesamt überdeckten Bereiches (22) verschiebbar angeordnet ist. wobei in jedem der vier von jetler Einzellinse hierbei überdeckten Bereiche die Abbildungeiner Bearbeitungsschablonc durch ein die optische Achse (23) tier Linse unmittelbar umgebendes Strahlenbündel (26) erzeugbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, da 1.5 in ilen Vcrschiebungseinrichtungen ties Schlittens (78) pneumatisch betätigte Druckzylinder (70 ,V \70 .Y . 70 Y . 70 V (paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind, die mit ihrem Kolben über Druckleisten (100-Y, K)OV) mit dem Schlitten (78) verbunden sind, und die zur Feinstellung des Schlittens in der jeweiligen Endlage unter elastischer Deformierung der Anschläge (96. 96', 96") mit erhöhtem Druck beaufschlagbar sind.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die in der jeweiligen Endlage des Schlittens (78) zusammenwirkenden Anschläge aus einem Anschlagteil (94) mit einer ebenen Anschlagfläehe und einem Anschiagteil (96. 96. 96") mit einer balligen Anschlagfläehe gebildet werden, wobei der die ballige Anschlagfläehe aufweisende Anschlagteii (96.96'. 96") eine höhere Elastizität als der Anschlagteil (94) mit der ebenen Anschlagfläehe besitzt.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dai.5 an dem Schlitten (78) Längenmeß-Fein-Taster (100 ,Y . 100A" , 100 V . 100 V ) /ur Bestimmung der jeweiligen Endlage des Schlittens angeordnet sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen ! bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rasterlinse tragende Schlitten durch pneumatisch betätigte Zylinder (70Z) in Verbindung mit Anschlägen (90) und Fein-Tastcrn(100Z)in Richtung der optischen Achse verschiebbar ist. derart, daß die Linsen bei der Belichtung die photoempfindliche Schicht berühren und während der seitlichen Verschiebung ties Schlittens \on der photoempfindlichen Schicht abgehoben sind.

(1. Einrichtung nach ilen Ansprüchen I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Platte (84) gefaßte Rasterlinse (80) und die lichtempfindliche Schicht tier photographischen Platte (60) einen durch einen Dichtungsring (86) abgeschlosseuen Raum bilden, tier über Öffnungen (88) in der Platte (84) während tier Belichtung evakuierbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erhöhung der Dichte der mit einer eine Vielzahl von in einer Ebene quer zum Strahlengang nebeneinanderliegentler Einzellinsen aufweisenden Rasterlinsenkamera auf einer photoempl'indlicheii Schicht erzeugbaren, verkleinerten Vielfachabbiidungen von Bearbeitungsschablonen für die Fertigung von Halbleiterbauelementen und Schaltungen.

Bei ucw verschiedenen Veriahrensschritten tier Halbleitertechnik, wie Dotieren. Diffundieren. Atzen. .Aulbringen \on Elektroden und Verbindungen usv. werden zur Herstellung von den zu bearbeitenden Bereichen entsprechenden Mustern auf tier Halbleiteroberfläche vielfach photolithographische Verfahren angewendet. Bei diesem Verfahren wird vor jedem Bearbeitungsschritt die Oberfläche ties Halbleiterkristalls lichtempfindlich gemacht. In den Abbildungsstrahlengang zwischen einer Lichtquelle und der Halbleiteroberfläche wird sodann eine Schablone eingelegt, deren durchlässige Bereiche den zu bearbeitenden Stellen ties Kristalls entsprechen. Nach dem Fintwickeln und Abätzen der belichteten Bereiche kann die Bearbeitung der freigelegten Flächen vorgenommen werden.

Eine rationelle Fertigung solcher Halbleiterbauelemente und Schaltungen, die in ihren Abmessungen winzig klein sind, ist nur dann möglich, wenn gleichzeitig eine sehr große Anzahl von Einzelelementen dew Herstellungsprozessen unterworfen wird. Bei diesen Verfahren werden daher Vielfachschablonen benötigt, die in genau definierten Bereichen eine Vielzahl exakt gleicher Schablonen enthalten. Die Herstellung dieser Vielfachschablonen erfolgt ebenfalls auf photographischem Wege, und zwar durch Vervielfachung und Verkleinerung einer einzigen Schablone, die zunächst in handlicher Größe mit großer Genauigkeit gezeichnet wird, auf eine nachher als Diapositiv verwendete, photoempfindliche Schicht.

Es ist bekannt, zu dieser vervielfachten Abbildung eine Reproduktionskamera mit einer Rasterlinse zu verwenden. Die für diesen Zweck entwickelten Rasterlinsen besitzen in dichter Anordnung tausende von winzigen Einzellinse!!, die aus einem im allgemeinen ebenen Linsenkörper herausgeformt sind. Es ist klar, daß an solche Linsen bezüglich ihrer optischen Eigenschaften nicht dieselben hohen Anforderungen wie an ein hochwertiges, korrigiertes, photographisches Objektiv gestellt werden können. Dennoch sind zur genauen Abgrenzung der Bereiche der einzelnen Schablonen Abbildungen erforderlich, die eine große Schälle besitzen. Das Auflösungsvermögen einer Linse ist bekanntlich am größten, wenn nur diejenigen Strahlen zur Abbildung herangezogen werden, welche die optische Achse unmittelbar umgeben. Werden jetloch bei einer Rasterlinsenkamera mit gegebenem Abstand tier Einzellinsen voneinander nur diese die optischen Achsen umgebenden Strahlen verwendet, so erhält man zwar Abbildungen, tieren Schärfe den Anforderungen entspricht, aber es muß tier Nachteil in Kauf genommen werden, daß ein großer Teil des von einer Einzellinse überdeckten Bereiches unausgenutzt bleibt. Die Dichte der auf der photoempfindlichen Schicht erzeugbaren Butler ist daher begrenzt. Die dadurch bedingten Schwierigkeiten werden noch vergrößert, da man ständig bemüht ist. die einzelnen Aufbauten der Halbleiterelcmente immer weiter zu verkleinern und auf einem Kristall vorgegebener Größe eine noch viel urößere Anzahl von Schaltunuen