DE1522287A1 - Einrichtung zur Feinjustierung von Fotomasken - Google Patents

Einrichtung zur Feinjustierung von Fotomasken

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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
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Description

Patentverwertungsgesellschaft
M«b*H·
Ulm/ Donau, Elisabethenstr. 3
TJ 1 m / Donau, 29. Juni 1966 FE/POWI/di - U 96/66
"Einrichtung zur Feindustierung von Fotomasken"
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feinjustierung von Fotomasken gegenüber Halbleiterelementen»
Es sind bei der Herstellung von Transistoren, Dioden und integrierten Schaltkreisen Maskenverfahren bekannt, die de? selektiven Belichtung, gewisser Teile der mit fotoempfindlichen Lacken abgedeckten Halbleiteroberfläche)} dienen· Im Verlauf des Herstellungsverfahrens der genannten Element· koamt ·β nun darauf an, daß eine Reihe von Ilasken, die su aufeinanderfolgenden Froduktionsschritten gehören, sehr genau bezüglich der Struktur, die die vorangehend-Benutzten liaeken erzeugt haben, justiert werden. Hierzu wurde bisher eine mechanische Justierung mit Hilfe von Spreiz- und Drehtischen vorgenommen·
.. 2 — 909832/07U
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Inzwischen ist jedoch, die Technik weiter fortgeschritten und die mit dem bekannten Verfahren erreichbaren Genauigkeiten sind für die heute herzustellenden integrierten Schaltkreise und Hochfrequenztransistoren nicht mehr brauchbar· Bei einem Hochfrequenztransistor für den GHz-Bereich beträgt beispielsweise die Emitterbreite nur noch etwa 3/U und liegt damit in der Größenordnung der Toleranzen für die oben genannten mechanischen Justiereinrichtungen.
Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, wie die Justierung mit höchster Genauigkeit erreicht werden kann·
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch mit von regelbaren Erregerströmen durchfloesenen Z,: '.csgfciwicklungen versehene stabförmige5 ^netostriktive und/oder elektrostriktive und/ oder piezoelektrische Elemente, die einerseits an einem ger für die Fotomaske und andererseits an einem gegenüber Halbleiterelement feststehenden Rahmen befestigt sind«
Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Figuren 1 und 2 zeigen verschiedene Ausführungebeispiele der erfindungsgemäßen Justiereinrichtung·
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ftAD ORIGINAL
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Figur 1 zeigt in sehr schematischer Weise eine erfindungsgemäße Justiereinrichtung. Ein Halbleiterelement 1 ist auf einer Grundplatte 2 befestigt, die zwei Aussparungen 3baufweist. Im Abstand d über der Grundplatte 2, der im allgemeinen sehr gering ist, befindet sich eine Fotomaske 4-, die auf einem Maskenträger 5 befestigt ist. Die Fotomaske besitzt zwei Aussparungen 6. Über der Fotomaske 4 befindet sich eine Lichtquelle 7, unter den Aussparungen 3b der Grundplatte 2 und des 3a Halbleiterelementes 1, zu dem justiert wird, befinden sich Fotodioden 8, von denen nur eine sichtbar ist. Zweck der Fotodioden β ist es, durch ihre Fotoströme in einer Anzeigevorrichtung 9 einen Hinweis darauf zu geben, wie weit es gelungen ist, die Aussparungen 3a und 6 des Halbleiterelementes und des Maskenträgers 5 zur Deckung zu bringen.
Nachdem eine grobe Vorjustierung erfolgt ist, wird bei der Feinjustierung der Maskenträger 5 mit Hilfe von magnetostriktiven Stäben 10 und H1 die einerseits mit dem Maskenträger 5 und andererseits mit der Grundplatte 2 und damit mit dem Halb- ' leiterelement fest verbunden sind, sehr feinfühlig bewegt. Hierzu tragen die Stäbe 10 und 11 Erregerwicklungen 12 und 13, die über Widerstände 14- und 15 mit Gleichstromquellen 16 und 17 verbunden sind. Man kann im einfachsten Fall die Fotostxjöme der beiden Fotodioden 8 messen und nacheinander durch Einstel-
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len der Widerstände 14 und 15 zu einem Maximum machen. Besser ist es jedoch, dem durch, die Widerstände 14 und 15 erregbaren Gleichstrom noch einen kleinen Wechselstrom zu überlagern, der der Gleichbewegung des Maskenträgers einer Wechsel-
-2
bewegung von etwa 10 /U überlagert. Dies geschieht hier durch parallel zu den Gleichstromquellen 16 und 17 geschaltete, mit Hilfe von Widerständen 20 und 21 regelbarer Wechselstromquellen 16 und 19. Auch noch kleinste Amplituden bis herab zu einem S. lassen sich mit empfindlichen Anzeigegeräten messen. Die kleine Wechselbewegung des Maskenträgers erzeugt in den Fotodioderu8 ein Wechsellicht. Richtet man den daraus resultierenden iOtostrom mit einem phasenempfindlichen Gleichrichter gleich, so läßt sich die Nulllage, d. h. der Zeitpunkt, an dem die Aussparungen in Grundplatte und Maskenträger zur Deckung gebracht sind, mit einer Genauigkeit justieren, die größer ist als die Amplitude der Weohselbewegung des Maskenträgers. Hierzu wird an den Ausgang des Phasengleichrichters ein Regelverstärker angeschaltet, der den Ablenkgleichstrom so nachregelt, daß die Spannung am Phasengleichrichter Null wird.
Die in Figur 1 gezeigte Justiereinrichtung ist nur in der Lage, parallele Verschiebungen vorzunehmen. Theoretisch läßt
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BAD
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sich daher eigentlich nur eine der beiden Aussparungen mit der Aussparung dea Halbleiterelementes zur Deckung bringen. Figur 2 zeigt, wie man auch eine Drehung des Maekenträgers 5 bewerkstelligen kann. Dazu sind an zwei im rechten Winkel zueinander stehenden Seiten des Maskenträgers je zwei magnetostriktive Stäbe 10, 10' bzw. 11, 11' angebracht, die je eine Erregerwicklung 12, 12' bzw. 13, 13' tragen. Werden die Erregerwicklungen 12 und 12* und die Erregerwicklungen 13 und 13* gleichphasig erregt, so ergibt das wiederum eine Parallelversehiebung. Erregt man dagegen die Erregerwicklungen 12 und 13 gleichphasig und die Erregerwicklungen 12' und 13' gegenphasig, so ergibt sich eine Drehung des Maskenträgers 5· Durch Drehung und Parallelverschiebung lassen sich nun beide Aussparungen zur Deckung bringen.
Falls die magnetostriktiven Stäbe zur Halterung dee Maskenträgers nicht ausreichen, wird der Maskenträger mit Hilfe von senkrecht zu diesen Stäben angebrachte Lagerstäbe gehaltert, die auf Biegung beansprucht werden. Da die Gleichbewegung des Maskenträgers nur einige ai beträgt, braucht die Länge der Lagerstäbe, die sehr dünn ausgebildet werden können, nur wenige cm zu betragen, um eine durch die Seitwärtsbewegung des Maskenträgers hervorgerufene Höhenänderung beim Verbiegen der Lagerstäbe beliebig klein zu machen·
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Im übrigen kann man anstelle der vorzugsweise metallischen Lagerstäbe auch magnetostrictive Stäbe nehmen und so eine Ho"-henjustierung der Fotomaske nach dem geschilderten Prinzip vornehmen.
Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, anstelle von magnetostriktiven elektrostriktive und piezoelektrisch· Stäbe zu verwenden. Man muß dazu nur mit einer höheren elektrischen Spannung arbeiten, was manchmal störend ist. Anderer·· seits hätte man bei Verwendung elektrostriktiver Stäbe den Vorteil, bei gleichen Abmessungen etwa um den Faktor 10 größere Bewegungsamplituden erzielen zu können.
Selbstverständlich ist die beschriebene Justiereinrichtung auch für ande technische /erfahren, beispielsweise für di· Projektionstechnik einsetzbar.
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Claims (5)

j Darf nicht geändert werden — 7 **■ Patentansprüche
1. Einrichtung zur Fein^ustierung von Fotomasken gegenüber Halbleiterelementen, gekennzeichnet durch mit von regelbaren Erregerströmen durchClossenen Erregerwicklungsjrersehene stabförmige magnetostriktive und/oder elektrostriktive
und/oder piezoelektrische Elemente, die einerseits an einem Träger für die Fotomaske und andererseits an einem gegenüber dem Halbleiterelement feststehenden Rahmen befestigt sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotomaske und das Halbleiterelement gegenüber der Umgebung lichtdurchlässige Aussparungen aufweisen, deren gegenseitige Lage mittels einer optischen Einrichtung mit einer Lichtquelle und mit Fotoempfängern feststellbar ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung an regelbare Gleichstromquellen angeschlossen sind.
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4-, Einrichtung nach den Ansprüchen 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Gleichstromquellen Wechselstromquellen liegen.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotoempfänger über phasenempfindliche Gleichrichter mit Regelverstärkern zur Einstellung der Erregerströme verbunden sind·
BAD ORIGINAL 9 0 S 8 3 2 / 0 7 Ί 4
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