DE1572868A1 - Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Abbildungen - Google Patents

Description

DR.-INS. DIPL.-IN3. M. «C. Dl PL.-PH YS. D R. ι uu. ■ iiivm ju.ii.vi ■ t*».^,,

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART - CTOOOO

I D /ZoDo

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18. 12. 1967

Texaa Instruments Incorporated Dallas, Texaa, U.S.A.

Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Abbildungen.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Abbildungen eines teilweise lichtdurchlässigen Muaterbildträgera auf einem Schirm? wobei der Musterbildträger zwischen einer Lichtquelle und dem Schirm angeordnet ist,

Besondere bei der Herstellung mikrominiaturisierter, integrierter Schaltungen stöllt sich das Problem, mehrere Abbildungen eines bestimmten Schnltungeaufbaus auf einem Halbleiterplättchen zu produzieren, und zwar möglichst mit einem einzigen Musterbild, Jede einzelne Abbildung auf dem Halbleiterplättchen muss eine genaue Wiedergabe des Musterbildes darstellen, und die verschiedenen Abbildungen wüssen ganz prllzls eingehaltene Abstände von den benachbarten n.bbilclun?,en aufweisen. Die beiden Grundforderungen «Ίτκΐ pj.so die Erreich uns: einer hohen Abbildungsqualität

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und eine präzise Anordnung der Abbildungen in einem bestimmten Muster auf dem Halbleiterplättohen»

Bis jetzt werden die hinsichtlich ihrer Qualität besten Abbildungeomuster mit Hilfe kompliziert Kameras aufgenommen, und zwar sog. "etep- and repeat-Kameras", die eine Optik hoher öffnung aufweisen, um für das erforderliche Auflösungsvermögen zu sorgen. Mit Hilfe einer solchen Kamera wird eine Mehrfachbildnaake hergestellt, die dann die Übertragung dieses mehrere Abbildungen enthaltenden Musters auf das Halbleiterplättchen durch einfaches Kopieren gestattete XJm ,jedcch eine Maske mit beispielsweise 30 χ 30 Abbildungen herzustellen, müssen durch das Musterbild . hindurch 900 Aufnahmen gemacht werden, wobei für jede Belichtung das Musterbild mit einer Gsnauigkeit von 2,5*10 ^J am in eine bestimmte Lage gebracht werden muss. Trots der guten Abbildungsqualität wird deshalb die Verwendung dieser Kameras als auseerordentlich nachtailig empfunden, da unter anderem hohe Herstellungskosten entstehen.

Ein weiteres, beUf-.nntea System sur Herstellung eines Musters mit mehreren Abb j Ί. düngen arbeitet mit einer Lochreiiien-Kamerao Diese weist eins Maske auf, die mit einen Muster mit grosser Präzision in bestimmten Lagen angeordneter Öffnungen einheitlichen Burchcseosera veroehen ist» DiG Auflösung bei den Abbildungen,

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die nit dieeer bekannten Vorrichtung hergestellt werden können, wird von der Grosse der öffnungen sowie von deren Abstand zur Hanke bestimmt. Die optischen ZigenBchaften einer Lochkamera sind jedoch äusserst schlecht,- so dass die Abbildungequalität unter derjenigen bei Verwendung einer "step- and repeat-Karaera" liegt. Andererseits hat diese Lösung jedoch den Vorteil der Einfachheit und der Billigkeit.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Herstellung mehrerer Abbildungen bsi Aufreunterhaltung einar hohen Abbildungsgüte BU vereinfachen. Diese Aufgabe wird unter Vervendung einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass

*)
zwischen den Schirm und den Musterbildträger ein optiocb.es

flder Raster, Gitter angeordnet wird, da3 ein Huster^punktförai^er Quellen bildet, welches der gewünschten Anordnung der Abbildungen auf dem Schirm entspricht, und daß ferner zur Erzeugung der Pourier~Transformierten des Musterbildes auf den Gitter zwischen den beiden letzteren eine erste Linse und zwischen dom Sitter und dem Schiru eine cweite Linse angeordnet wird=, Die monochromatische Lichtquelle beleuchtet das Kusterbild, so dass dessen Fourier-Txsnsformierte auf dun Gitter entsteht, bei dem es sich vorzugsweise um ein HclogrsEUJ eines ifusters punktföreiger Quellen handelt, das der gewünschten Anordnung der herausteilenden AbDiIdüngen entspricht. 3ie Fouriοr-^ransformierte *) als Vorlage dienenden

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der Lichtwellen-Beugung am Hologramm wird dann auf dem Schirm erzeugt, bei dem es sich um ein Halbleiterplättchen handeln kann, in dem mikrominiat risierte, integrierte Schaltungen hergestellt werden sollen,, Die erfindungsgemässe Einrichtung gestattet es also, sämtliche Abbildungen direkt und auf einmal zu erzeugen,

und zwar unter Verwendung nur eines einzigen Musterbildes als Vorlage.

oder Raster

Es ist ferner häufig erwünscht, ein Muster~tfersehiedener Abbildungen unterschiedlicher Musterbilder zu erzeugen, und es sollten auch komplexe Muster von Abbildungen eJ.nes Musterbildes erzeugt werden. Mit einer Lochreihen-Kamera lassen sich solche gemischten Abbildungemuster nicht erzeugen. Mit der erfindungsgemäseen Einrichtung ist es jeoch auf verschiedene Weise möglich. Beispielsweise tenn das Ealbleiterplättcher· durch ein erstes Hologramm sowie ein Musterbild hindurch belichtet werden, so dass Abbildungen einer ersten Art auf dem Halbleiterplättohen ein ganz bestimntes Muster ergeben«, Barauf werden ein zweites Hologramm und ein zweitos Musterbild anstelle der erstgenannten gebracht, worauf eine zweite Belichtung erfolgt« Dieses Verfahren lässt eioh beliebig oft wiederholen, so dass beliebig komplexe Abbildungsmustsr entstehen, Es ist aber auch möglich, von mehreren

oder Raster

Musterbildern gleichzeitig ein gemischtes KusteSviTus verschiedenen Abbildungen herzustellen. Zv. diesem Zweck werden mehrere Hologramme, von denen jedes oin Punktmuster repräsentiert, dem zu erzeugenden Abbildungcmuster eines "bestimmte» Muster—

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bildea entspricht, nebeneinander, insbesondere auf einer einzigen Platte angeordnet, Jede3 Musterbild v/ird dann von einer besonderen Lichtquelle beleuchtet, und die Fourier-Trans formier te des Beugungsbildes eines jeden Musterbilds wird auf dem zugehörigen Hologramm erzeugte Die Pourieriranaforinierten der Beugungsbilder der verschiedenen Hologramme werden ihrerseits wieder auf Ära Schirm bzw« auf dem Halbleiterplättchen erzeugt, so dass auf diesem gleichzeitig ein gemischtes Abbildungsmuster mehrerer Musterbilder entsteht.

Die erfindungagemässe Einrichtung gestattet die Erzeugung von Abbildungen mit einem hohen Auflösungsvermögen in einem einzigen Schritt.

Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung darstellende Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung, die der Erläuterung sehrerer AusfÜhrungsbeipiele der Erfindung dient χ Eb aeigen:

Pig. 1 eine achematische Barstellung einer Einrichtung zur Erzeugung eines Musters aus mehreren Abbildungen eines einzigen

Musterbilder! in einem Schritt,, Fig. 2 eine 3chematische Darstellung einer Einrichtung zur Erzeugung eines Fourier-Transfcrraierten-Hologramms;

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?ig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindung geaässen Einrichtung zur Herstellung eines gemischten Musters aus Abbildungen verschiedener Musterbilder;

Pig. 4 ein Diagramm, das die Verteilung der Lichtintensität auf einem Schirm bei Verwendung eineβ zweidimensionalen Beugungsgitters darstellt, und

Pig. 5 ein Diagramm der Lichtintensität auf einem Schirm bei Verwendung eines Hologramms.

Die Pig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Abbildungen einee öinaigen Musterbildes. Ein Musterbildträger 10 wird EU dieser Zweok von einer mono/romatischen Lichtquelle 11 beleuchtet, bei der es eich beispielsweise um einen Laser handeln kann. Dessen Lichtstrahlen passleren das Musterbild und erzeugen ein Beugungsmuster, dessen Fourier-Transformierte mit Hilfe einor Sammellinse 13 auf ein Hologramm 12 abgebildet wird. Das komplexe Liohtmuster des Musterbildtrügera 10 bildet dann hinter den Hologramm ein weiteres, komplexes BeugungsmuBter. Die Fourier-Transforaierte dieses aweiten Musters wird mit Hilfe einer Sammellinse 16 auf eine fotoempfindliohe Oberfläche eines Schirms abgebildet, wobei es sieb, beim vorliegenden AusfUhrungsbeispiel bei dem Schira um ein Halbleiterplättchen 14 handeln soll, das von einem Halter 15 in der richtigen Position gehalten wird«

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HIt dem verbaltnismäsaig einfachen System der Fig. 1 ist es möglich, in einem einzigen Schritt gleichzeitig mehrere Abbildungen deo Muoterbildcs 10 auf der liclitempfindlichen Oberfläche dea Halbleiterplättchens 14 zu erzeugen_c Die Brennweiten der Sammellinsen 13 und 16 bestimmen die Abstände zwischen den verschiedenen Elementen der Gesamteinrichtung. So wird beispielsweise der Abstand zwischen dem Musterbildträger 10 und dor Sammellinse 13 sowie dor Atstand zwischen den letzteren und dem Hologramm 12 von dor Brennweite dieser Sammellinse bestimmt. Entsprechend bestimmt die Brennweite der Sammellinse 16 die Abstände «wischen Hologramm 12 und Linse 16 sowie zvisohen dieser und den Halbleiterplättchen. Die Toleranzen dieser Abstand· sind nicht kritisoh.

So soll angenommen werden, dass die komplexe Wellen-Durchlassfunktlon des ITueterblldträgers 10 als f(x',j') dargestellt werden kann, und dass ferner der Musterbildträger in der Brennebene x*t' der Sammellinse 13 angeordnet sei. Befindet sich auch das Hologramm 12 in einer Brennebene der Sammellinse 13, näalioh der Ebene uv, dann erzeugt diese Sammellinse die Fourier-Transformierte der Funktion f(x£y·) in der uv-Ebene. Aus der Beugungstheorie, sowie der Theorie der Fourier-Tranefor-

1
ftationen'ist bekannt, dass die Amjjitude der Liohtwellen auf dem

Hologramm sich darstellen läset als: P(uiv) ~ f(f[xVy·]) -;0f(x»,y· Je-¹Ii. (ux'+vy·) (l)

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In dieser Gleichung bedeutet f^die Bronnweite dor Sammellinse und λ die Wellenlänge des Lichts der Lichquelle 11. Hat das in der Brennebene uv angeordnete Hologramm 12 eine Durchlasefunktion G(u,v), dann iat die Amplitude des das Hologramm durchdringenden Lichtes gleich dem Produkt P(u,v).G(u,v), da die uv-Ebene auch eine Brennebene der Sammellinse 16 ist, so ersaugt diese auf dem Halbleiterplättohen 14 die Pourior-Transformierte des Produkts I'(u,v).G(u,v). Die Ebene, in der das Halbleiterplättohen 14 liegt, ist mit xy bezeichnet und stellt eine Brennebene der Sammellinse 16 dar. Die räumliche Verteilung der Lichtamplitude auf dieser Ebene wird also angegeben durch die Funktion

h(*»y) "// F(u,v)G(u,v)e"ⁱ7—~^^ux **'■ dudv

M ^2λ (2)

wobei f₂ die Brennweite der Sammellinse 16 iet. Entsprechend dem PaltungstheoreB für Pourier-Transformationen löset sich die Liontavplitudenrerteilung/der xy-Ebene darstellen durch t

duäv) -(j)

wobei mit "*" dae Talttmgeintegral beeeichnet wurde. Das erst· Integral in Gleichung 3 ist die mathematische Darstellung dee Masters auf dem Musterbildträger 10, modifiziert durch einen Vergrösserusgsfaktor ί

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worin m = -fg/f-j der Vergrösaerungsfaktor ist. Stellt g(x_ry) die Fourier-Transformation von G(u,v) dar, dann ist

gfoy) ip(u,-

und Gleichung (3) kann infolgedessen geschrieben werden als ι

h(x,y) » f(mx,my)*g(x,y)

Lässt sich die Fourier -Tranafbrnation der Funktion G(u,v) sohreiboa als

so läset eich durch Einsetzen der Gleichung (7) in* Gleichung (6) die Funktion in der sy-Ebene aohreiben als:

Ά r(mx-a_n, mg-b >

pq

(Θ)

worin a der Abstand längs der x-Achse und b der Abstand längs der y-Achae oein soll. Gleichung (8) beschreibt matheraatlsch das ursprünglioheMuater auf den MusterbildtrMger 10, das durch das Äologramm 12 verkleinert und aieinem Raster vervielfacht wurde. Die Konfiguration des Rasters v/ird von der Funktion G(u,v) bestimmt, und durch Variation der Ausdrücke a und b kann belieb ige Raator gebildet v/erden»

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Pig. 2 zeigt eine erfindungsgemäase Einrichtung zur Herstellung

QU er_£astßrs-r dos Hologramm 12 eines MuatersVpunlrtröraiiger Quellen, das der gewünschten Anordnung der Abbildungen des Musterbilds auf dem Sohirm entspricht. Hologramme werden häufig auoh als modulierte Beugungsgitter beschrieben» Bei der üblichen Herateilung eines Hologramme wird ein Beugungsgitter auf einer fotograflochen Platte dadurch hergestellt, dass man eine Interferenz aua einem Bezugsstrahl mit einem Sekundärstrahl erzeugt. Das Interferenzmuster auf der fotografischen Platte weist keinerlei Xhnlichkeit Bit dem Originalobjekt auf, jedoch enthält es wesentlich mehr Informationen als eine Fotografie, KLt de» normalen Auge kann das in einem Hologramm enthaltene Bild nicht erkannt werden, da die sichtbare Struktur ziemlich unwesentlich und das Ergebnis eines bei weitem nicht perfekten Iiichtübertragungasystema it. Im Falle eines Hologramms eines Mustere von Punkten kann das ursprüngliche Objekt eine Reihe von ITadellochern sein, die im gewünschten Muster angeordnet sind. Jedoch lassen eich Qualitativ gute Abbildungen nicht mit einem Hologramm erzeugen, das durch die Interferenz einer Liohtwelle, die durch eir. Muster von Ha-iellöehern hindurchgegangen ist, mit einem Bezugsstrahl hergestellt wurde.

Bei der erfindungsgemässen Anordnung nach Fig, ?. wird das Hologramm dadurch erzeugt, dasa man eine fotografische Platte

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mehrfaoh belichtet, und zwar für jede gewtlnachte Abbildung auf den Sohlrn 14 einmal. Die In Fig. 2 dargestellte Einrichtung enthält eine laser-Lichquelle 17, welche einen Laserstrahl erzeugt, der teilweise von einer reflektierenden Oborflache, beispielsweise einem Spiegel 18 so reflektiert wird, dass er auf einen weiteren Spiegel 19 trifft. Nach der Umlenkung durch den letzteren wird der Strahl durch eine StTahlverbreiterungsoptik 21 verbreitert, und dann erfolgt eine Kollination durch eine Kolliaatorlinse 22. Das Licht hinter der letzteren stellt den Bezugsstrahl dar, Bit dessen Hilfe In einer fotografischen Platte 23 ein Interferenzmuster erzeugt wird. Dazu wird noch ein durch eine öffnung Ib Spiegel 18 hindurchgehender Teilstrahl des Lasers benötigt, der durch einen Spiegel 24 umgelenkt, und dann duroh eine Strahlverbreiterungsoptik 26 hindurch«··ohiokt. Dann erfolgt eine Ionisation des Teilliohtstrahls duroh eine Xollieatorlinee 27, worauf dieser Teillichtstrahl durch einen einstellbaren Spiegel 28 In Richtung auf die fotografische Platte umgelenkt wird. Zur Herstellung des Hologramms wird die fotografische Platte 23, wie sohon erwähnt, für jede Abbildungslage einer Abbildung auf dem HaIbleiterplättchen 14 einmal belichtet. Bei jeder Belichtung wird der Bezugsstrahl konstant gehalten, während der Objektstrahl mit Hilfe des einstellbaren Spiegel 28 verstellt wird. Vor jeder Belichtung ist also der Spiegel 28 zu verstellen. Um Abbildungen gleicher Stensität auf der lichtempfindlichen

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Oberfläche des Halbleiterplättohene 14 sicherzustellen, muss die Belichtungszeit bei jeder jeweils einer Abbildungsposition entsprechenden Belichtung gleioh gewählt werden. Mit einem mit Hilfe gemäas Pig. 2 hergestellten Hologramm lassen sich bemerkenswert gute Auflösungswerte bei der Erzeugung mehrerer Abbildungen mit der Einrichtung gemäss Pig. 1 erreichen.

Diese Technik der Hologrammherateilung ist bekannt als sog„

von "optische Abbildungssynthese", und sie wird/D. Garbor et. al. in Physics Letters 18, Hr. 2, Seite 116 vom 15. 8. 1965 beschrieben. Eine derartige optieohe Abbildungssynthese läset eich eetheefttisch verfolgent Stellt man die Bezugswelle dar als

Rw - A_oe

worin Aq die Amplitude der Beeugswelle und ou die Lage des Beaugestrahls bezüglich der uv-Ebene bedeuten, und stellt man ferner die Objektwelle dar durch die Gleichungt

-i2T(a_pu + b_qv)/f\

worin A₁ die Amplitude der Objektwelle eein soll, so ist die Amplitude des Interferenzraustere in der fotografischen Platte 23 bei jeder Belichtung gleioh der Summe der rechten Saiten der Gleichungen (9) und (10) und stellt eich dar als:

A g <M_D + DpV)

^Apq ^{c A}o^e ^TT + Aie "¹Y^X (11)

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Folgt man veiter den Erläuterungen von Gabor, so ergibt sioh die Aaplitudentransaission su t

^h If (»p^{u + b}q^{v) +}

(12)

C₁ und aC Konstanten sind und o.o. die komplex Konjugierte von β t^x P^{U +} 4 · ^alle übrigen Ausdrücke wurden bereits früher erläutert. Für die Interferenz auf der fotografischen Batte 23 ist die Richtung der Objektwelle für jede Abbildungslage gegeben durch die Ausdrücke a /f₂ und b /f ₂ in Gleichung (12), wobei a /f₂ ein Winkel in der uw-Ebene und b /f₂ ein Wirikel in der vw-Bbene ist, wie dies In Fig. 2 angedeutet wurde.

Sine weitere Möglichkeit zur Herstellung des Hologramme 12 besteht darin, dass man es mit einem computergesteuerten Schreiber erzeugt. Derartige Hologramme sind auch als sogenannte "binary matched" Filter und als "low-information content" Hologramme bekannt. Die letzteren werden von B.H.Brown und A.W.Lohmann In Applied Optics, Band 5, Seiten 967 bis beschrieben. Sin mit Hilfe eines Computer -gesteuerten Sohreibers erzeugtes Hologiriiinm weist eine Reihe von Gitterschlitzen unterschiedlicher Breite und lage auf. Obwohl die erwähnten Filter zur Erzeugung mehrerer Abbildungen desselben Masterbildes geeignet sind, so weist dieses Verfahren doch einige

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Näherungen auf· Zur Erzeugung des gewünschten Musters mit Hilfe eines Schreibers wird der Computer Qit der Punktion G(u,v) programmiert _β

Hehrere Abbildungen können auf der fotoempfindliohen Oberfläche des Halbleiterplättehene 14 auch Qit Hilfe eines zweidimenaionalen Gitters anstelle des Hologramms 12 erzeugt werden. Obwohl es möglich ist, ein zwo!dimensionales Raster mit einem Muster von 30 χ 30 Abbildungen mit einer ausreichend gleichförmigen Abbildungsintensität herzustellen, so wird doch hierzu ein Gitter benötigt, das nur ungefähr den 1000Osten Teil des auffallenden Lichte durchläset und infolgedessen ausserordentlieh unzwecteäseig ist. üblicherweise zeigen alt Hilfe solcher Gitter erzeugt» Anordnungen mehrerer Abbildungen erhebliohe Intensit&tsunteraohiede. Die Qualität der Abbildungen auf dem Halbleiterplättchen 14 hängt von der Qualität des zweidimensionalen Gitteretab, wobei zu bemerken ist, dass solche Gitter hoher Qualität nioht allen väarw zu erhalten sind. Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Pig. 1 istVabhängig davon, ob ein Hologramm oder ein zweidiBonaionalee Gitter verwendet wird, steta die gleiche,

Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung ermöglicht nun die Herstellung einer gemieohten Anordnung von Abbildungen zweier

ch Musterbilder. Eine mono/romatisohe Lichtquelle 29 beleuchtet ersten Kusterbildträger 31 und erzeugt hinter diesem ein

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Beugungewellenfeld, dessen Fourier-Transformiorte mit Hilfe

einer Sammellinse 33 auf einem Hologramm 32 erzeugt wird. Eine

ch zweite Bono/romatische Lichtquelle 34 beleuchtet einen zweiten MusterbildtrSger 36, hinter dem ein komplexes Beugungswellenfeld entstehti von dem Bit Hilfe einer weiteren Sammellinse 38 auf einem Hologramm 37 ebenfalle die Fourier»-Tran3formierte erzeugt wird. Eine Sammellinse 41. erzeugt schliesslich die Fourier-Transformierte des Liohtwellenmustero hinter den HoIograeaen 32 und 37 auf der fotoempfindlichen Oberfläche eines Schirme, beispielsweise eine HaüLeiterplättchena 39·

Die in Pig. 3 dargestellte Einrichtung arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Einrichtung naoh Fig. 1. Die Gleichungen (1} bis (8) gelten für die Herstellung eines Kneterβ von Abbildungen des ersten Mueterbildträgers 31, sie gelten aber auoh für die Erzeugung der Abbildungen des zweiten Musterbildträgers 36. Ibt wesentlichen stellt daher die Einrichtung genäse Fig. 3 lediglioh eine Verdopplung der in Fig. 1 dargestellten Sinriohtung dar, um ein gemischtes Abbildungemuster zu erzeugen. Der Unterschied ist lediglich der, dass die Hologramme 32 und auf derselben Fotoplatte erzeugt wurden, und dass die Sammellinse 41 die Pourier-Trsneformierte beider komplexer V/ellenfelder auf der fotoempfindlichen Oberfläche dee HalbleiterplSttchens 39 erzeugt.

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Die Hologramme 32 und 37 werden aber jeweils gesondert auf der fotografischen Platte hergestellt, beispielsweise mit Hilfe einer Einrichtung, wie sie die Pig. 2 darstellt. Selbstverständlich könnten auch nehr als zwei Hologramme auf derselben Fotoplatte hergestellt werden_P sofern Abbildungen von mehr alB zwei Musterbildern auf demselben Halbleiterplättchen 39

erzeugt werden sollen. Pur vier Musterbilder sind also vier Hologramme auf einer Fotoplatte herzustellen.

Bei der Einrichtung gemäss Pig. 3 können die Hologramme 32 und 37 nicht durch zweidimansionale Gitter ersetzt werden, da das licht-Be-^ungsrauster eines Gitters lediglich rechtwinklige Muster erzeugt. Fig. 4 zeigt ein Beugungsmuster eines zweidlmensionalen Gitters. Bemerkenswert ist, dass die Öffnungen eines Gitters in der uv-Ebene auf einem Element in der xy-Ebene ) eine Welle erzeugen, die in jeder Ordnung des Beugungsfeldes eine Spitze aufweist. Dieee Spitzen erscheinen nicht nur an den Öffnungen, sondern in einem'bestimmten Muster, dessen Art mit Hilfe der Beugungstheorie abgeleitet werden kann. Ein Gitter mit einem unregelmässigen Muster von öffnungen erzeugt ein rechtwinkliges Beugungsnueter, das mit demjenigen übereinstimmt, welches ein Gitter roit einem rechtwinkligen öffnungsmuater erzeugt. Werdan verschiedene Abbildungen gemischt, so würde sich als Ergebnis ein unbrauchbares Gemisch der Kombination

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der verschiedenen Musterbilder ergeben,.

Fig. 5 zeigt den Verlauf der Lichfcamplitude in einem Element der xy-Ebene, wenn zwischen den Linsen 13 und 16 ein Hologramm angeordnet wird,, Das Lichtauster hinter einem Hologramm bildet bestimmte und getrennte irreguläre Küster in jeder gewünschten Abbildungslage_β Das Wellenmuster für jede Abbildung ist aohr schmal und tritt lediglich an der Stelle der Abbildung auf« Infolgedessen kombinieren die verschiedenen Abbildungen eines einzigen Musterbildes nicht mit denjenigen

oder Rasteg eines anderen Musterbilds, so dass ein Kuster/a~u3 mehreren Abbildungen verschiedener Musterbilder mit Hologrammen herstellbar lot.

Mit der in Fig- 3 dargestellten Einrichtung können die verschiedenen Abbildungen der unterschiedlichen Musterbilder entwedar gleichzeitig oder nacheinander hergestellt werden. Bei gleichzeitiger Herstellung werden die Musterbilder 31 und 36 gleichzeitig beleuchtet und bilden in einem 9in3igen Schritt auf dem Halbleiterplättchen 39 das gewünschte Abbildung flauet er. Es ist aber auch möglich, die beiden Musterbildträger wmA 36 nacheinander unfi getrennt zu beleuchten, 30 dass in ainem Schritt nur die Abbildungen des jeweils beleuchteten Musfcerbildtragers auf dem Halbleiterplättchsn 39 entstehen«, Fach

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der Herstellung des ersten Küsters wird dann der zweite Musterbildträgsr beleuchtet, wodurch dann das gemischte Abbildungsniuster entsteht»

Ein gemischtes Huster von Abbildungen kann auch noch mit einer Einrichtung erzeugt werden, die gegenüber der in Fig. 1 dargestellten geringfügig geändert ist. Zu diesem Zweck wird das Hologramm 12 durch eine fotografische Platte ersetzt, die mehrere Hologramme enthält, und zwar für jedes der als Vorlage dienenden Musterbilder jeweils ein Hologramm. Die Sammellinse 13 muss dann so einstellbar sein, dass sie am jeweiligen Hologramm die Fourier-Transformierte der Lichtwelle hinter den Musterbild 10 erzeugt<> Um nun ein gemischtes Muster von Abbildungen herzustellen, werden die verschiedenen Musterbilder jeweils einzeln in die xy-Ebene gebracht, worauf die Sammellinse 13 so eingestellt wird, dass dio Fourier- Transformierte auf dem gewünschten Hologramm entsteht,, Die untereinander gleichen Abbildungen eines jeden, als Vorlage dienenden Musterbildes werden für sich und gleichzeitig auf der fo-toempfindlichen Oberfläche des Halbleiterplättchens 14 erzeugt, so dass bei der Erzeugung von Abbildungen dreier als Vorlage dienender Musterbilder drei getrennte Schritte erforderlich sind.

Ein« weitere Möglichkeit der Abwandlung der Einrichtung gemäss Pig. 1 für die Erzeugung eines gemischten Musters von Abbildungen

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beeteht darin, das Hologramm 12 durch eine Fotoplatte zu ersetzen, die mehrere Hologramme enthält, und zwar für jedes der als Vorlage dienenden Musterbilder ein Hologramm. Die Sammellinse 13 bleibt ortsfest eingebaut, und eine Maske wird über der fotogra-

bis

fischen Platte angebracht, um alle Hologramme/auf eines abzudecken. Auch dieses Verfahren benötigt mehrere Schritte, da jedes Musterbild getrennt in die xy-Ebene gebracht und mit der Lichtquelle 1 beleuchtet werden muss. ·

Einer der Vorteile der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass ein Muster, d. h. eine bestimmte Anordnung mehrerer Abbildungen mit Hilfe eines einzigen Musterbildes hergestellt werden kann, ohne dass ein Originalmuster, d.h. eine getreuer Vorlage des Abbildungsausters hergestellt werdm muss. Sollte jedoch die Herstellung eines sochen Originalousters wünschenswert sein, so kann das HalbleiterplSttchen in der xy-Ebene durch eine fotografische Platte ersetzt werden. In jedem Fall ist die

Wirkungsweise der Einrichtung gleich; der Musterbildträger wird

oh von einer nono/romatisehen Lichtquelle beleuchtet, und die Fourier-Transformierte der Liohtwellen hinter diesem als Vorlage dienenden Musterbild wird auf der Oberfläche eines HoIograauBs erzeugt. Du^oh die Kombination des Hologramm-Musters oder -Rasters mit der Pourier-Transformierten der Lichtvellen hinter den Musterbild entsteht eine Anordnung aus mehreren Abbildungen auf einem Schirm oder dergleichen.,

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Claims (10)

A 36 165 1) 18. 12. 1967 Patentanaprüche »

1. Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Abbildungen eines teilweise lichtdurchlässigen, als Vorlage dienenden MufiberbildtrUgers

* auf einem Schirm, wobei der Kuaterbildträger'zwischen einer Lichtquelle und dem Schirm angeordnet iat, dadurch gekennzeichnet, daaa zwischen dein Schirm (14) und dem Nusterbildträger (10) ein optisches Gitter (12) angeordnet ist, dau ein Muster oder Haater punktfö.rmiger Quellen bildet, welches der gewünschten Anordnung der Abbildungen auf dem Schirm entspricht, und dass fornor zur Erzeugung der Fourier-Tranaformierten des Musterbildes auf dein Gitter zwischen den beiden letzteren eine erste Linse (13) und zwischen dem Gitter und dem Schirm eine zweite Linse (I6) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gele ennz ei ohne t, dass das Gitter (12) ein Interferenzmuster-Hologranm eines Musters punktfönniger Quellen ist, welchletzteres der gewünschten Anordnung der Abbildungen auf dem Schirm entspricht.

3c Einrichtung nnch xinspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d"is3 das Gitter ein Fourier-Transformierten-Holograrar: ist.

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4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (11) ein laser isi„

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm ein Halbloiterplättchen

oder eine Fotoplattölst. · '

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm ein durch optische Tiberlagerung erzeugtos Hologramm ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 3# dadurch gekennzeichnet, dass das Hologramm da von einem Computer-gesteuerten Schreiber erzeugtes Hologramm ist.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch laehrere Musterbilder (31,36) und eine { entsprechende Anzahl erster Linsen (33, 38) und Hologramme (32,37)·

9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hologramme au-f einer gemeinsamen Platte angeordnet sind.

10. Einrichtung naoh Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch mehrere Lichtquellen (29,34) zur gleichzeitigen Beleuchtung der Musterbilderο

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