DE1804923A1

DE1804923A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reproduktion eines Musters von einem ebenen Koerper auf einen zweiten ebenen Koerper

Info

Publication number: DE1804923A1
Application number: DE19681804923
Authority: DE
Inventors: Horne Douglas Favel
Original assignee: Hilger and Watts Ltd
Current assignee: Hilger and Watts Ltd
Priority date: 1967-10-27
Filing date: 1968-10-24
Publication date: 1969-07-31
Also published as: US3657545A

Description

Hilger & Watts Limited 2J.Oktober I968

98, St. Pancras Way

CamdenRoad 180-4923

London, N.W. 1/ England

Verfahren und Vorrichtung zur Reproduktion eines Musters von einem ebenen Körper auf einen zweiten ebenen Körper»

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reproduktion eines Musters von einem ebenen Körper auf einen zweiten ebenen Körper. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Reproduktion von Mikro-Schaltungen.

Die Reproduktion von Mikro-Schaltungen erfordert eine genaue Herstellung, da die Schaltungen nicht nur klein sind, sondern auch sehr kleinen Toleranzen entsprechen müssen.

Es ist bekannt, eine Mikroschaltung herzustellen durch Aufbauen aufeinanderfolgender Unterschaltungen auf einer Grundplatte, beispielsweise auf einer Siliziumplatte, wobei die Merkmale der Schaltung sich aus den Unterschaltungen ergeben und aus den Lagen zwischen diesen Unterschaltungen. Eine bekannte Herstellung solcher Unterschaltungen auf der Unterlage besteht darin, daß eine Deckplatte mit dem Muster der Unterschaltungen gegen einen lichtempfindlichen Belag auf der Unterlage bewegt wird, und daß danach der Belag nach Belichtung behandelt wird, so daß er die Unterschaltung in metallisierter Form als eine Silizium-oder eine Oxydlage enthält.

Wenn solche Untersohaltungen nachfolgend auf einem Werkstück aufgebracht werden, muß natürlich die Lage der nachfolgenden Huster zu den vorhergehenden Untersohaltungen sehr niedrige Toleranzen haben, wenn die ganze Schaltung brauohbar sein soll.

Eine weitere Schwierigkeit entsteht dadurch, daß die Deckplatte

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mit der Siliziumplatte in Berührung kommt, die den zu belichtenden Belag trägt, und es hat sich ergeben, daß Oberflächenunregelmäßigkeiten beim nacheinanderfolgenden Aufbau der Muster das Original leicht beschädigen können, so daß in den Mustern auf dem Werkstück Fehler entstehen und auch die Lebensdauer des Originals gering ist.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird ein Muster von einem ebenen Körper auf einen anderen ebenen Körper übertragen, inde_; \ ein koordinierter Strahl durch einen Körper auf den anderen Körper geleitet wird, wobei Träger der beiden Körper die Körper parallel außer Kontakt miteinander halten, und wobei foto-elektrische Mikroskope Bezugsmarken auf den beiden Körpern abtasten. Dabei ist wenigstens einer der Träger parallel zu den Ebenen der beiden Körper bewegbar in Abhängigkeit von AbtastSignalen der Mikroskope« Dadurch werden die Körper entsprechend den Bezugsmarken gegeneinander eingestellt.

Die Anwendung von foto-elektrischen Abtastern hat den wesentlichen Vorteil, daß die Brennweite relativ groß sein kann, undAaß dabei die Einstellungen des Abstandes der beiden Körper kein Problem darstellen, weil die Einstellungen der Mikroskope zwischen den Ablesungen der Bezugsmarken nicht zerstört werden.

Bei foto-elektrischen Mikroskopen ist die zu belichtende Fläche bereits vorher der Belichtung durch das Mikroskop ausgesetzt. Das wird gemäß der Erfindung vermieden, indem die Wellenlängen für die Lichtquelle und für die Beleuchtung der foto-elektri-ä sehen Mikroskope verschieden ist, wobei die lichtempfindliche Lage gegenüber der Wellenlänge der foto-elektrischen Mikroskope unempfindlich 1st·

Um eine Beschädigung der Körper zu vermeiden, werden die Körper zweckmäßig mechanisch zu ihren Trägern bewegt, wobei die Körper irorher in rihhtige gegenseitige Stellungen gebracht werden, so

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daß Irrtümer, die auf den foto-elektrischen Mikroskopen korrigiert v/erden müssen, verhindert werden. Dabei wird das spätere Ausrichten der Körper einfacher, und die Träger der Körper werden einfacher. Die Stellen, wo die Körper eingesetzt werden, enthalten zweckmäßig ortsfeste Anschläge, und ein Drücker drückt die Körper gegen diese Anschläge. Einer der Arme, die die Körper dann bewegen, kann transparente Teile haben, durch welehe die Bezugsmarken der Träger in den Bereich der foto-elektrischen Mikroskope kommen, wobei die tranparenten Teile die optische Länge der Sichtlinie verändern. Auf diese Weise kannaer optische Abstand der Bezugsmarken zu den foto-elektrischen Mikroskopen auf beiden Körpern auf einen gleichen Wert gebracht werden, obwohl die Körper in verschiedenen Brennweiten zu den Objektiven der Mikroskope liegen.

Gemäß einem AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist nur einer der Träger in Richtung der parallelen Ebenen bewegbar, um die Bezugsmarken der beiden Körper auszurichten. Dann ist der andere Träger rechtwinklig zu diesen Ebenen bewegbar, um den Abstand zwischen den beiden Körpern einzustellen. Diese rechtwinklige Bewegung kann benutzt werden, um die beiden Körper genau parallel zueinander einzustellen, und zwar derart, daß auf dem zweiten Träger ein Gelenk angeordnet wird, das ein Ausschwingen der Stützfläche des Körpers ermöglicht. Wenn dann der Träger in einer bestimmten Lage gegen den Körper gedrückt wird, wird die Stützfläche ausgeschwenkt, um seine Lage der des ersten Körpers anzupassen, und das Gelenk wird dann festgestellt, um diese angepaßte Lage aufrecht zu erhalten.

Der von dem koordinierten Strahl beleuchtete Bereich enthält die Teile der Körper, die von den foto-elektrischen Mikroskopen erfaßt werden, und man muß Vorsorge tragen, daß die Beleuchtung entweder von dem Strahl oder von den foto-elektrischen Mikroskopen bewegt werden kann. Das erfolgt zweckmäßig derart, daß die Objektive der Mikroskope gegeneinander bewegbar sind, um seitlich gegenüberliegende Bereiche der Körper zu erfassen, und daß die

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Mikroskope nach außen bewegbar sind, wenn der koordinierte Strahl auf die Körper g§§Sik§;§£^ewird. Diese Bewegbarkeit der Objektive der Mikroskope ergibt auch die Möglichkeit, Körper verschiedener Größe zu behandeln ohne Abänderung der Vorrichtung.

Die Erfindung ermöglicht es, ein Muster von einem ersten Körper auf einen zweiten ebenen Körper zu reproduzieren, indem man einen Bezugspunkt durch Abtasten der Bezugsmarken auf dem ersten Körper über die foto-elektrischen Mikroskope ableitet und dann den zweiten Körper in eine Lage parallel zu dem ersten Körper bringt, wobei der Abstand zwischen den beiden Körpern aufrechterhalten bleibt. Dann werden die Bezugsmarken auf dem zweiten Körper abgetastet, und die Nichtausrichtung zwischen den abgetasteten Bezugsmarken und dem Bezugspunkt wird benutzt, um die Bezugsmarken des zweiten Körpers zu dem Bezugspunkt zu bringen. Nach Korrektur der Nichtausrichtung wird dann ein koordinierter Strahl durch einen der beiden Körper geleitet, um ein Muster auf den zweiten Körper zu reproduzieren.

Beim Kopieren eines Musters von einer Hauptplatte muß diese Hauptplatte genau flach sein mit einer maximalen Abweichung von etwa ο,οοΐ mm auf 75 mm. Dazu wird eine Glasplatte größer Dicke benutzt, zweckmäßig von einer Dicke von 8mm. Das Muster bildet sich als eine dünne Lage, die ungefähr nur looo - 15oo Angstrom-Einheiten tief ist, und das Muster bildet sich durch Vakuumablagerungen des Metalls, zweckmäßig Chrom.

Auf die Siliziumscheibe wird ein positiver oder negativer Belag aufgebracht, der das von der Hautplatte projizierte Muster aufnimmt. Der Spalt zwischen der chromplattierten Fläche der Hauptplatte und dem lichtempfindlichen Belag auf der Scheibe braucht nur klein zu sein, und zweckmäßig kleiner als o,o25 mm, und i ' dieser Spalt wird zweckmäßig geändert, um die Kantenablenkung des Musters der Hauptplatte in Linien verschiedener Dicke auszugleichen. Die Linien des Musters können o,oo4 mm oder weniger dick sein. Diese Ablenkung wird auch von dem Grad der Koordinie-

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rung beeinflußt, die das Lioht hat, das den Belag belichtet. Ein Winkel von 1/2° bis 1° ergibt die beste Koordinierung.

Zwecks Sichtbarmaohens der Bezugsmarken darf die Beleuchtung der foto-elektrischen Mikroskope keinen Teil des liehtempfindlidshen Belags belichten. Der lichtempfindliche Belag kann nur bei einer Wellenlänge von weniger als 5ooo Angstromeinheiten empfindlich sein, und dann ist es möglich , für die foto-elektrischen Mikroskope eine größere Wellenlänge zu benutzen, beispielsweise kann ein Bernsteinfilter die Wellenlänge auf 6ooo Angstromeinheiten oder mehr bringen. Dieser Verfahrensschritt ist vorteilhaft, weil handelsübliche Fotozellen auf der roten Seite des sichtbaren Spektrums empfindlicher sind, und ein sol- λ eher Filter ergibt keinen großen Verlust an Empfindlichkeit.

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Draufsicht;

Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt die Vorrichtung nach Fig. 1 von vorn gesehen;

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach den Figure ren 1 und 2, wobei einige Teile fortgelassen sind;

Pig, 4 zeigt eine Deckplatte für die Vorrichtung nach den Flg. 1 bis 3ί

^ Flg. 5 zeigt schaubildlich, wie die Korrekturen der Einstellung

durch foto-elektrische Mikroskope erfolgen.

Die Vorrichtung nach den Fig. 1-3 besteht aus einer Grundplatte mit einer Einspannung bzw. mit einem Träger 4, um den herum ein Träger 6 für eine ringförmige Deckplatte liegt. Um Gelenke 8a, Xoa ausschwingende Transparentarme füllen und leeren die Träger. Der Arm 8 schwingt aus zwischen einer Stelle 12, wo die Werketücke eingeführt werden, und der Träger 4 hat eine Zwischenlage (Fig. 1) über einer Stelle 14, an der das Werkstück festgehalten wird. Der Arm Io kann in ähnlicher Weise ausschwenken und bewegt die Deckplatten zu zwei Lagerstellen 16a, 16b und den Träger 6 oder von diesen Stellen weg.

Ein fester sich frei von der Grundplatte erstreckender Kopf 18 hat eine Lichtquelle 2o mit Quecksilberdampf, von der das Licht durch Koordinatenlinsen 22 projiziert wird, und so den Bereich des Trägers 4 erleuchtet. Auf beiden Seiten der Träger 4, 6 sind foto-elektrische Mikroskope 24 angeordnet, von denen jedes ein hervorstehendes Objektiv 26 hat, das axial von der Lage in Fig. 2 in eine zurückgezogene Lage gebracht werden kann, in der. das Objektiv die Beleuohtung des Bereiches des Trägers 4 durch einen Koordinatenstrahl der Lichtquelle 2o nicht stört. In den voneinander entfernten Lagen kann eine Einstellung durch Steuerschrauben 27 erfolgen.

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Die beiden Mikroskope sind gleich ausgebildet, und die Zeichnmg zeigt die Innenkonstruktion des rechts liegenden Mikroskops. Obwohl die beiden Mikroskope Sichtlöcher 24a haben, die eine Anfangseinstellung und die Peststellung von fern ermöglichen, können diese Sichtlöcher durch einen Projektionsschirm ersetzt sein, was einfacher ist und eine Betriebsstörung der Vorrichtung durch die Bedienenden weniger wahrscheinlich macht. Jedes Mikroskop hat eine Lichtquelle 28 mit einem Bernsteinfilter, und von der Lichtquelle wird Licht auf die Träger 4, 6 geworfen, und die Beleuchtung hat zur Folge, daß Bezugspunkte auf ebenen Teilen der Träger reflektiert werden. Das reflektierte: Licht wird über das Mikroskop zu einem Strahlenverteiler Jo geleitet, und in jedem der Ausgänge des Strahlers befinden sich Fotozellen y\ und Vibrations schirme J>2,

Die Bezugsmarken auf der Deckplatte und auf einer Siliziumscheibe sind von gleicher Form und Anordnung, und diese Bezugspunkte sind in Fig. k dargestellt. Die Bezugspunkte sind o,ol mm breite Unterbrechungen in einer reflektierenden Chromfläche auf jedem ebenen Teil und haben die Form von zwei rechtwinklig zueinander liegenden Linien X, Y auf beiden seitlich gegenüberliegenden Bereichen der Fläche. In der Zeichnung schneiden sich die ebenen Elemente, aber das ist nicht wesentlich, weil sie beide je ein Signal in dem foto-elektrischen Mikroskop erzeugen. Das erfolgt derart, daß jeder Schirm 52 einen linearen Schlitz hat und die Schirme rechtwinklig zueinander liegen, so daß die beiden Fotozellen von zweien der linearen Elemente beleuchtet werden können. Wenn ein länglicher schmaler Ausschnitt beleuchtet wird, dann hat die reflektierende Beleuchtung die Form von zwei verhältnismäßig hellen Linien, die durch Beugung an den Kanten des Ausschnitts hervorgerufen werden und zwischen denen ein dunkler Bereich liegt. Die Mikroskopschirme 52 sind deshalb so geformt, daß die hellen Linien von jeder Bezugsmarke abgetastet werden, und das hat eine durchschnittliche Wirkung, und so werden Irrtümer wegen dimensionaler Änderungen der Bezugspunkte verringert .

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Die Nichtausrichtung zwischen der mittleren Lage eines Schirms und dem dazugehörigen Teil einer reflektierten Bezugsmarke kann so ausgenutzt werden, daß dadurch ein von zwei Paaren Servo-Motoren J56a, 36b betätigt wird, wodurch ein Paar von Refraktoren 38a, 38b ausgeschwungen wird, so daß das reflektierte Bild der Bezugsmarke auf dem Schirm 32 mit der oder den öffnungen des Schirmes ausgerichtet wird. Es können aber auch Servo-Motoren 4oa, 4ob, 4oc so betätigt werden, daß sie die Lage des die Bezugsmarken tragenden Teils einstellen. Beide dieser Korrektionsmöglichkeiten werden gemäß der Erfindung in verschiedenen Betriebslagen benutzt, wie weiter unten beschrieben.

Eine· ebene Siliziumscheibe in der Form nach Fig. 4 wird an der Stelle 12 eingesetzt, und zwar wird mittels eines Fühlhebels 52 ein leichter Druck ausgeübt, und damit wird die gerade Kante gegen zwei kreisförmige Anschläge 54 zur Anlage gebracht, und die gekrümmte Kante gegen einen anderen festen Anschlag 56. Dann wird der Arm 8 ausgeschwingen, bis seine Kante 8c den Anschlag 54 berührt. Dann wird der Arm nach unten bewegt,und durch drei Kissen 58 wirkt ein Sog auf die Unterseite des Armes, wodurch die Siliziumscheibe ergriffen wird. Die Scheibe wird durch den Arm oben bewegt und in die Lage der Träger 4, 6 ausgeschwungen, und dann bestimmt sich das Ende des Armes aus der Kante 8b, die an einem festen Anschlag 60 anliegt.

Dann wird der Arm 8 nach unten bewegt und zur Anlage an drei mit Abstand liegende Stützkissen 42 auf der oberen Fläche des Trägers 6 gebracht, und der Arm wird durch öffnungen in den Kissen durch Saugwirkung angezogen.

Die Scheibe ist dann koaxial über dem inneren Träger 4 über ihrer Arbeitslage aufgehängt. Wenn der nach unten bewegte Arm auf der Deckplatte des Trägers 6 liegt, kann die Welle an dem Kissen 42 gehalten werden, ebenfalls durch Saugwirkung wie bei dem Arm 8.

Wenn die Objektive 26 der Mikroskope zurückgezogen sind, kann

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die Lichtquelle 2o den Belag auf der Scheibe der Deckplatte belichten. Wenn das Werkstück einen negativen Belag hat, kann ein neutrales reinigendes Gas, wie beispielsweise Stickstoff, über die Leitung 79 in den Raum zwischen der Scheibe und der Deckplatte eingeleitet werden, um ein Oxidieren des Belages zu verhindern. Die Deckplatte wird dann durch den Arm Io in ihre Lageratellung zurückbewegt, und die belichtete Scheibe wird von dem Arm 8 in die Lage 14 gebracht, von der es dann abgenommen wird zwecks Entwicklung des belichteten Musters. Nachdem wird eine weitere Lage belichtet und entwickelt.

Wie vorher beschrieben, wird das foto-elektrische Mikroskop dabei nicht benutzt, da dies bei der Belichtung der ersten Lage i auf einem Werkstück nicht notwendig ist. Nur bei der zweiten und bei folgenden Lagen ist eine genaue Ausrichtung notwendig, damit die übereinanderliegenden Muster sich in der richtigen gegenseitigen Lage befinden.

Die erste Deckplatte hat in ihrem Muster die in Fig. 4 gezeigten Bezugspunkte, die durch die erste Lage auf der Scheibe reproduziert werden. Bei Lichtung der zweiten Lage und folgender Lagen befinden sich die Bezugsmarken an den seitlichen Rändern der Scheibe als ein reflektiertes Muster, d.h. befinden sich in dem Silizium- oder Oxydniederschlag der Mikroschaltung und ergeben ein ähnlich beleuchtetes Muster wie das Chrommuster der Deckplatte. (

Die foto-elektrischen Mikroskope arbeiten wie folgt: Wenn die Siliziumscheibe In ihre Arbeitslage nach unten bewegt wird, aber bevor der Arm 8 ausgesohwungen wird, werden die Bezugsmarken auf der oberen Fläche (die nicht mit dem Belag bei der zweiten Lage bedeckt ist) von der Lichtquelle 2o beleuchtet, wobei das Licht durch Offnungen 8o des Armes 8 hindurohtritt. Dl· zwei Einzelelemente der kreuzförmigen Bezugspunkte werden getrennt von der Fotozelle abgetastet. Ein· !fichtausrichtung in diesem Betrieba-

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zustand wird korrigiert durch Drehung der Refraktoren, wobei eine Bewegung des Refraktors 38a die Bezugsmarke parallel zu der Ebene in Fig. 1 bewegt, und eine Bewegung des Refraktors 38b parallel zur Ebene in Fig. 3 hervorruft. Die Siliziumscheibe wird also nicht auf ihrem Träger eingestellt, sondern ihre Lage wird benutzt, einen Bezugspunkt für die folgende AusrichV tung der Deckplatte festzulegen.

Die Deckplatte, bei der das Muster und die Bezugspunkte auf der Bodenflache liegen, wird dann über ihren Träger 6 gebracht, und die Refraktoren werden in ihren vorher eingestellten Stellungen gehalten. Dann betätigt eine von den Fotozellen 34 abgetastete Nichtausrichtung die Servo-Motoren 4oa, 4ob, 4oc,und die Scheiben 42, die an der festen unteren Platte 44 gelenkig angeschlossen sind, bewegen sich, wodurch dir Trager 6 auf einem Rollenlager 46 verstellt wird. Das Material der Deckplatte bildet einen Teil des optischen Weges, über den die Bezugspunkte sichtbar sind. Da die Scheibe durch die öffnungen 80 des Armes 8 sichtbar ist, ist es durch entsprechende Auswahl des Materials dieser öffnungen und ihrer Größe möglich, daß die Länge des optischen Weges in jedem Falle gleich ist, und daß beide Bezugsmarkengruppen in der Tiefe des Brennpunktes der Mikroskope liegen, ohne daß eine Neueinstellung der Mikroskope notwendig ist.

Die Steuerung der Ausrichtbewegungen der Bezugsmarken ist in Fig. 5 dargestellt. Die irrtümlichen Signale der Fotozellen sind in jedem Falle gleich,und der Einfachheit wegen zeigt die Zeichnung nur den Stromkreis einer Fotozelle. Die Zeichnung zeigt auch allgemein, wie die Signale der Fotozellen benutzt werden, um die verschiedenen Servo-Motoren zu betätigen, die die endgültigen Korrekturen ergeben.

Der Oanerator 9o für eine Schwingungsspannung erregt den geschlitzten Vibrationsschirm 32 und ergibt ein synchronisiertes Bezugssignal für einen gleichrichtenden phasenempfindliohen

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>leiehrichter 92. Wenn die Beleuchtung einer Bezugsmarke parallel zu den Schlitzen des Schirmes auf die .Schlitze fällt, wird ein schwingendes Lichtsignal auf die Fotozelle 34 übertragen, und die sich ergebene elektrische Leitung wird über einen Verstärker 94 zu einem Phasenänderer 96 übertragen, der eine vorherbestimmte konstante Korrektur ergibt, durch die ein Nacheilen der Phase ausgeglichen wird. Die Frequenz und die Phase des Signals der Fotozelle ändert sich in Abhängigkeit von einer etwaigen Nichtausrichtung zwischen der mittleren Lage der Schlitze des Schirms 32 und dem auf den Schirm projizierten Muster. Das wird in dem phasenempfindlichen Gleichrichter 92 verglichen mit der Frequenz und der Puase der Vergleichsspannung, und ein sich ergebendes falsches Signal wird dann über | einen Selektor 98 und über einen Gleichstromverstärker loo an einen Gleichstromverstärker Io2 weitergegeben, der die Antriebskraft für einen Servo-Motor ergibt. Der Servo-Motor wird ausgewählt von einem der Schalter Io4a, Io4b, Io4c, lo^d, der in den entsprechenden Stromkreisen der Fotozellen liegt, Jeder Servo-Motor ist gekuppelt mit einem Tachometer-Generator, und alle diese Generatoren sind mit I06 bezeichnet. Die Leistung eines erregten Generators lob wird über einen Verstärker Io7 zurückgeleitet zu dem Verstärker Io2, der den an den Generator angeschlossenen Mbtor betätigt und eine stabilisierende Wirkung hat, um eine Pendelschwingung zu verhindern.

Im Vorgehenden wird angenommen, daß das Betätigungssignal von ^ einer Fotozelle kommt, aber das erfolgt nur in einer endgültigen Lageeinstellung, und zwar wegen des beschränkten Feldes der

foto-elektrischen Mikroskope. Vor der Einstellung bringen die ο
Mtoren die Refraktoren und die Deckplatte in vorbestimmte Lagen außerhalb der erwarteten Ausrichtungslagen, und bei Beginn jeder Einstellung ergibt ein Sucher I08 über den Selektor 98 ein Betätigungssignal, durch das der Motor oder die Motoren betätigt werden. In diesem Augenblick der Einstellung besteht kein von

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der Fotozelle 36 ausgehendes Signal, afilerhalb des Gesichtsfeldes des Schirms liegt. Bei Annäherung an die Ausrichtlage wird aber in der Fotozelle ein Schwingsignal erzeugt, das bei einem Sig-r naldeflektor Ho abgetastet wird und eine Leistung ergibt, die über den Selektor 98 geschaltet wird und den Sucher I08 isoliert. Dann wird der Motor von diesem Signal der Fotozelle betätigt.

Zwecks Bewegung der Refraktoren betätigt jede Fotozelle einen Refraktor unabhängig von den anderen. Das ist angedeutet durch die Verbindungen von den Suchern Io4a, Io4b, Io4c, Io4d zu den Motoren 36a, j56b. Bei der Bewegung des Tisches müssen die Sig~ nale von den Fotozellen aber Gruppensignale sein. Die Fotozellen der entsprechenden Mikroskope sprechen also an auf die Bewegung der Bezugsmarken X, die parallel zur Ebene in Fig. 3 liegen und durch eine Addiervorrichtung 112 geleitet werden, die eine Totalleistung für den Servo-Motor 4oa ergibt, der den Träger 6 in der Richtung X bewegt, d.h. parallel zur Ebene der Fig. 4. Der Servo-Motor 4ob erhält gleichzeitig von der Vorrichtung 114 ein zusammengefaßtes Signal von den Fotozellen, die auf die anderen Bezugsmarken Y ansprechen und eine Verschiebung in der Richtung Y ergeben, d.h. parallel zu der Ebene in Fig. 4. Winkelkorrekturen ergibt der Servo-Motor 4oc, der auf ein Differenzsignal anspricht, und dieses Differenz-Signal kommt von einer Subtraktionsvorrichtung Ho von den Fotozellen, die die beiden Bezugsmarken Y abtasten.

Wie bereits oben erwähnt, erfolgt an den Kanten eines Schlitzes eine Ablenkung, wenn ein Lichtstrahl auf den Schlitz fällt. Bei den Dicken für die Leitungen von Mikroschaltungen (o.ol mm bis o,oo4 mm oder sogar weniger) und bei den Abständen sind die Ablenkungen in dem Beleuchtungsmuster das von der Deckplatte auf das Werkstück gebracht wird, sichtbar. Wenn also Linien mit sehr verschiedenem Abstand auf der Deckplatte zu sehen sind, dann

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kann es vorkommen, daß die Abstände auf dem Werkstück nicht entsprechend sind, weil sich die Beleuchtung quer zu den Linien auf dem Werkstück nicht linear verteilt. Durch zwei Lagen 16a, 16b für die Deckplatte und weil eine genaue Ausrichtung zwischen der Deckplatte und dem Werkstück erreicht werden kann, ist es möglich, eine Schaltung in zwei Polgen von zwei Deckplatten zu reproduzieren, wobei dann die verschiedenen Breiten der Schaltlinien in zwei Gruppen auf den Deckplatten aufgeteilt sind, die unabhängig voneinander belichtet werden. Wenn man die Belichtungszeit ändert, d.h. wenn man die Belichtung auf der Deckplatte mit den dünneren Linien langer macht, kann man die Wirkungen der Kantenablenkung ausgleichen. Man kann auch das Muster in drei g oder mehr Seilen auf verschiedenen Deckplatten reproduzier*».

Die Abtastfolgen zur Steuerung der Bewegungen der verschiedenen Teile der Vorrichtung wurden nicht beschrieben, aber diese Abtastfolge kann in bekannter Weise automatisch erfolgen. Eine solche Steuerung kann zusammen benutzt werderi mit einem automatischen Vorschub der Werkstücke und/oder der Deckplatten.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann auch benutzt werden zur Bildung von Strahlen auf einer Siliziumscheibe, wobei fotoelektrische Mikroskope zum Ausuichten besonders zweckmäßig sind. Das Material der Strahlen wird auf der Siliziumsoheibe der letzten Mikroschaltung abgelagert, und die Scheibe wird in umgekehrter Lage wieder auf den Träger 4 zurückgeführt. Silizium ist für Übertragungen von Wellenlängen von 1,1 bis 1,2 Mikron transparent, und wenn man in den foto-elektrischen Mikroskopen eine solche Beleuchtung für das Ausrichten benutzt, erhält man reflektierte Darstellungen der Bezugsmarken, trotzdem diese auf der Unterseite der Scheibe liegen. Die Abdeckplatte wird dann mit der Scheibe wie vorher beschrieben ausgerichtet, wobei die größere Brennweite von foto-elektrischen Mikroskopen eine gute Wirkung ergibt, weil der Abstand zwischen zwei Gruppen von Bezugsraarken größer wird. Das Muster bestimmt natürlich den

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Siliziumbereioh, der auf den Seiten jeder Mikroschaltung eingeätzt wird, so daß sich dann die Strahlen von den Kanten der Mikrosehaltungen aus erstrecken.

Die Erfindung wArde beschrieben anhand von Mikrosehaltungen, kann aber auch benutzt werden für die Reproduktion anderer Komponenten, wie beispielsweise bei optisch-elektronischen Vorrichtungen oder bei Foto-Dioden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Reproduktion eines Musters von einem ebenen Körper auf einen zweiten ebenen Körper, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugspunkt des ersten Körpers durch Abtasten von Bezugsmarken (X, Y) des ersten Körpers mittels foto»-elektrisoher Mikroskope (24) abgeleitet wird, und der zweite Körper in eine etwa parallele Abstandslage zum ersten Körper gebracht wird, worauf Bezussmarken ( X, Y ) des zweiten Körpers abgetastet werden und eine Nichtausrichtung zwischen der abgetasteten L'^ge und dem Bezugspunkt benutzt wird, um die zweiten Bezugsmarken zum Bezugspunkt zu bewegen, und daß nach Korrektur der Nichtausrichtung ein koordinierter üt"rahl durch einen Körper geleitet wird zwecks Reproduktion eines Musters auf dem anderen Körper.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erete Körper gegen eine zu den parallelen Flächen der Körper parallele Bezugsfläche (58) gedrückt wird und nach Korrektur der Ausrichtung zu dieser Bezugsfläche rechtwinklig zu den parallelen Ebenen bewegt wird zwecks Bestimmung des Abstandes zu dem zweiten Körper.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewegung der Körper zu dem Bezugspunkt lineare, rechtwinklig zueinander liegende Bezugsmarken ( X, Y ) an den gegenüberliegenden Seiten der beiden ebenen Körper benutzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsmarken ( X, Y ) auf den Körpern lineare Eindrückungen in einer reflektierenden Fläche sind, und jede Eindrückung in den foto-elektrischen Mikroskopen (?4) ein Bild ergibt, das aus zwei hellen Linien, entsprechend den Kanten der Eindrückungen, auf einem dunklen Untergrund ergibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsraarken durch eine Beleuchtung mit einer Wellenlänge beobachtet werden, gegenüber der ein strahlungsaktiver Belag auf dem das reproduzierte Muster aufnehmenden Körper unempfindlich ist.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem der zweite Körper ein Muster mit verschiedenen Strichdicken aufnimmt, dadurch gekennzeichnet,daß der erste ebene Körper Muster von Teilen des Musters auf dem zweiten Körper hat, deren verschiedene Strichdicken auf verschiedenen Strichdicken des ersten Körpers liegen, und daß der zweite Körper durch nachfolgende Belichtung auf dem ersten Körper das zweite Muster aufbringt.

7. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daw ¹ZWeI Träger (4, 6) die beiden Körper mit außer Berührung stehenden ebenen Plächen in eine Lage gebracht werden, in der sie den Strahl koordiniert einfangen, und daß foto-elektrische Mikroskope (24) Bezugspunkte (X, Y) auf den Körper abtasten, wobei die Träger (4, 6) in Abhängigkeit von Abtastsignalen der Mikroskope (24) parallel zu den Ebenen der beiden Körper so bewegt werden, daß die Bezugspunkte ausgerichtet liegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch ¹J für ebene Körper mit seitlich gegenüberliegenden Bezugspunkte tragenden Bereichen, dadurch gekennzeichnet, daß die foto-elektrischen Mikroskope (24) zur Abtastung beider Bereiche Abtaster (32) haben, die die Nichtausrichtung zwischen den Bezugspunkten der beiden Körper feststellen, und daß die Mikroskope von den Abtastern (32) im Sinne einer Korrektur der Nichtausrichtung betätigt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch- 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung (28) der Mikroskope eine von der Lichtquelle (2ö) verschiedene Wellenlänge hat.". .

1o.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9* dadurch gekennzeichnet, daß die Transportarme J8, Io) die Körper von ihren Bearbeitungsstellen (12, 16) zu ihren Trägern (4, 6) bewegen und sie dort in Stellungen entsprechend denen an den Bearbeitungsstellen bringen.

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11. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsstellen (12, 16) ortsfeste Anschläge (54, 56 bzw. Ik, 76) haben, gegen die die Körper durch einen Drücker (52, 78) angedrückt werden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-11* dadurch gekennzeichnet, daß einer der Träger (4) ein Drehlager (66) hat, das ein Ausschwingen der Stützfläche des Körpers gestattet, wenn der Körper sich in einer bestimmten Lage befindet, wobei das Drehlager eine bestimmte Schräglage des Körpers einstellt, in der das Drehlager verriegelt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen parallel zu den Ebenen der beiden Körper auf den zweiten Träger (6) übertragen werden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-13* dadurch■gekeniw zeichnet, daß die foto-elektrlschen Mikroskope (24) auf gegenüberliegenden Seiten der Träger (4, 6) angeordnet sind, und daß die Mikroskope (24) Sichtfenster (26) haben, die gegeneinander bewegbar sind, so daß die Bezugsmarken eingesehen werden können und die in einer anderen Lage den Lichtstrahl lenken.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-14, dadurch gekenn- , zeichnet, daß transparente Teile (80) vorgesehen sind, die in entsprechenden Stellungen der Körper den optischen Abstand der Bezugsmarken (X, Y) zu den foto-elektrisohen Mikroskopen (24) auf einen gleichen Wert bringen.

16. Vorrichtung nach Anspruch lo, 11 und 15, dadurch gekennzeich net, daß einer (8) der Transportarme transparente Teile (80) hat, durch die die Bezugsmarken (X, Y) sichtbar sind, und durch die die optische Länge der Durchsicht verändert wird.

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