DE1902782C3 - Fotorepetierkamera - Google Patents

Description

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des Gegenstandes auf dem Rahmen zeitraubend und beeinträchtigt die Genauigkeit. Auch kann die genaue Übernahme der Lage mit Hilfe der Anschlagstifte durch Staubteilchen leicht gestört werden.

Bei einer anderen bekannten, durch die Firma Watson auf den Markt gebrachten, Fotorepetierkamera, bei der das Ausrichten auf der Kamera erfolgt, wird der Gegenstand durch das Objektiv für die optische Reduktion mit einem mit dem Gehäuse der Fotorepetierkamera fest verbundenen Mikroskop mit einem Fadenkreuz betrachtet. Ein Nachteil dabei ist, daß die Winkelausrichtung nicht genau genug erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fotorepetierkamera nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß das Ausrichten der Objektplatte mit einem gewünschten Muster auf eine besonders genaue und schnelle Weise mit Mitteln möglich ist, an die nur einfache Anforderungen gestellt zu werden brauchen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden T-nl des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Ausrichtmarke kann beispielsweise die Form eines Kreuzes aufweisen, das mit Hilfe einer fotolithografischen Technik auf beispielsweise einer Glasplatte angebracht ist, die auf der Tragplatte befestigt wird. Die Ausrichtmarke muß mit großer Genauigkeit in der Tragplatte angebracht werden; dies braucht jedoch nur ein einziges Mal zu geschehen. Dann ist aber ein äußerst genaues Ausrichten der Objektplatte möglich, das nicht wie bei den bekannten Kameras durch die Metallrahmen, durch Staubteilchen etc. beeinflußt wird. Das Ausrichten kann mit einfachen Mitteln und schnell erfolgen. Das Mikroskop braucht weder ein Fadenkreuz noch andere genau anzubringende Ausrichtmarken zu enthalten und braucht auch nicht in einer Hußerst genauen Lage über die Ausrichtmarken gebracht zu werden. Die Mikroausrichtvorrichtung kann verhältnismäßig einfach ausgebildet sein, so daß man die Objektplatte genau genug verschieben kann, sowohl in zwei Koordinatenrichtungen als auch angular. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird dadurch gefördert, daß das Mikroskop .'-nd die Mikroausrichtvorrichtung miteinander verbunden sind, so daß sie immer gleichzeitig über die Ausrichtstelle gebracht werden können.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß gleichzeitig zwei voneinander entfernte Stellen der Ausrichtmarken beobachtet werden können. Auch dadurch ist eine sehr schnelle Ausrichtung möglich, wobei auch das angulare Ausrichten, das äußerst wichtig ist, mit einer sehr großen Genauigkeit erfolgen kann.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, daß Mikroskop und Mikroausrichtvorrichtung, die miteinander verbunden sind, mit Hilfe der quer aufeinander stehenden Führungen schnell und in einfacher Weise auf jede gewünschte Stelle über der Fotorepetierkamera in ihre richtige Lage gebracht werden können. Mit Hilfe der gelenkigen Verbindung können das Mikroskop und die Mikroausrichtvorrichtung zur Seite geschwenkt werden, so daß dann über der Tragplatte ein Belichtungskopf angebracht werden kann.

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Teils der Fotorepetierkamera,

Fig. 2 eine Ansicht in verkleinertem Maßstab, Fig. 3 eine Ansicht der Einstellmittel, wobei die Teile der Deutlichkeit halber auseinander gezogen dargestellt sind,

Fig. 4 eine Ansicht der Führungsmittel des Mikroskops und der Mikroausrichtvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine sechsfache Fotorepctierkamera. Auf einer Basis 1 sind zwei Schlittenführungen 2 und 3 befestigt. In der Führung 2 ist ein Schlitten 4 bewegbar, während in der Führung 3 ein Schlitten 5 bewegbar angeordnet ist. Die Bewegungs-

vorrichtungen der Schlitten 4 und S stehen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht aufeinander. Auf dem Schlitten 4 befindet sich ein Tisch 6, auf dem sechs Träger 7 vorhanden sind. Auf jeden dieser Trägei wird eine nicht dargestellte Platte aus fotografischem Material gelegt. Jede» geeignete Material läßt sich dazu verwenden, wenn das Auflösungsvermögen höher als 500 Linien/mm ist. Diese Platten dienen nach der Beleuchtung als Fotomaske bei der Herstellung von integrierten Schaltungen. Am Schlitten 5 ist e.ne Stütze 8 (siehe Fig. 2) befestigt, die ein Gehäuse 9 trägt, in dem sich sechs nicht dargestellte Projektionsobjekte befinden. Diese Projektionsobjekte erzeugen auf den Platten aus fotografischem Material eine verkleinerte Abbildung eine» Musters

ίο in einem Gegenstand, der auf eine Tragplatte 10 des Gehäuses 9 gelegt werden kann.

In der Tragplatte 10 sind sechs Öffnungen 11 vorhanden, die über den Trägern 7 liegen. Zwischen jeder dieser Öffnungen 11 und den Trägern 7 befindet

r> sich eines der genannten Projektionsobjektive. An einer Seite der Öffnung 11 ist in der Tragplatte 10 eine Ausrichtmarke 12 angebracht. Die Ausrichtmarke kann beispielsweise mit Hilfe einer fotolithografiscnen Technik auf einer Glasplatte angebracht sein, die auf der Tragplatte befestigt wird. Weiter münden bei jeder öifnung 11 eine Anzahl Kanälchen 13 aus, in denen ein Unterdruck erzeugt werden kann. Wenn über die Öffnung 11 ein Gegenstand gebracht wird, kann dieser mit Hilfe des vorzugsweise geringen Unter-

drucks in den Kanälchen 13 an der Tragplatte 10 festgesaugt werden.

Fig. 1 zeigt ein Mikroskop 14 mit Objektiven 15, die über einer der Ausrichtmarken 12 in der Tragplatte 10 angeordnet sind. Das Mikroskop ist an einem

ίο Tragarm 16 befestigt, an dem auch eine Mikroausrichtvorrichtung 17 befestigt ist. Die Mikroausrichtvorrichtung enthält einen Arm 18, dessen Ende einen Halt-r Π trägt Die Unterseite des Halters 19 enthält Kanälchen, die über eine biegsame Leitung 20 nvt

λ einer Unterdruckqueiie verbunden sind. Mit Hilfe der Knöpfe 21 und 22 an der Ausrichtvorrichtung läßt sich eine genaue Verstellung des Halters 19 in den Bewegungsrichtungen der beiden Schlitten 4 und 5 erzielen. Mit dem Knopf 23 läßt sich der Halter 19

bo zur Erhaltung einer gewünschten Winkeleinstellung verdrehen. In Fig, 2 Ist der Tragarm 16 mit der damit verbundenen Ausrichtvorrichtung und Mikroskop zur Seite des Gehäuses 9 geschwenkt. In dieser Lage kann ein nicht dargestellter Belichtungskopf über das Ge-

häuse 9 gebracht werden.

Fig, 3 ist eine Darstellung der auseinandergezogenen Ausrichtmittel. Die Ausrichtmarke 12 ist in der Tragplatte 10 fest angeordnet, Ein Gegenstand 24,

beispielsweise eine fotografische Platte, enthält ein Muster, das repetierend Und Verkleinert auf einer auf dem Träger 7 vorhandenen Platte aus fotografischem Material abgebildet werden muß. Der Gegenstand 24 ist beim Anbringen des Musters ebenfalls mit einer Ausrichtmarke 25 versehen, die der Ausrichtmarke 12 auf der Tragplatte 10 entspricht. Der Gegenstand 24 wird derart auf die Tragplatte iO gelegt, daß die Ausrichtmarken 12 und 25 einander in angemessenem Maße decken, wobei der Gegenstand mit Hilfe eines geringen Unterdrucks in den Kanälen 13 auf der Tragplatte gehalten wird. Dann werden die Mikroausrichtvorrichtung 17 und das Mikroskop 14 über den Gegenstand gebracht. Das Mikroskop wird derart eingestellt, daß das Bildfeld eines der Objektive bei der Kreuzung in der Marke 12 liegt und das Blickfeld des anderen Objektivs sich etwa am Ende des langen Kreuzhalkens hefindet. Did Leitung 20 wird nun nn die Unterdruckquelle angeschlossen, wodurch der Gegenstand 24 fest gegen den Halter 19 gesaugt wird. Durch Verdrehung der Knöpfe 21-23 (siehe Fig. 1) der Mikroausrichtvorrichtung 17 wird nun der Gegenstand 24 derart ausgerichtet, daß die Ausrichtmarke 25 des Gegenstandes mit der Ausrichtmarke 12 in der Tragplatte 10 zur Deckung gebracht wird. Die Knöpfe 21 und 22 sorgen dabei für eine Verschiebung des Gegenstandes 24 in den Richtungen der zwei Schlitten 4 und 5 (siehe Fig. 2). Dabei wird die Mikroausrichtvorrichtung 18 in seiner Längsrichtung bzw. in einer senkrecht daraufstehenden Richtung verschoben. Der Halter 19 dreht sich dabei nicht. Die äußerst wichtige Winkeleinstellung der Ausrichtmarke 25 gegenüber der Ausrichtmarke 12 wird durch Betätigung des Knopfes 23 erreicht. Der um einen Drehpunkt 26 drehbar am Arm 18 angeordnete Halter 19 erhält dadurch eine Winkelverdrehung, daß ein Stab 27 in der mit einem doppelten Pfeil angegebenen Richtung verschoben werden kann. Der Stab 27 ist derart mit der Mikroausrichtvorrichtung verbunden, daß er beim Einstellen mit Hilfe der Knöpfe 21 und 22 keine Winkelverdrehung des Halters verursacht.

Wenn nun die Ausrichtmarken 12 und 25 genau zur Deckung gebracht sind, wird der Unterdruck in der Leitung 20 eingestellt. Der Gegenstand 24 wird dabei mit Hilfe des Unterdrucks in den Kanälen 13 in der ausgerichteten Lage gegen die Tragplatte 10 gepreßt. Wenn nacheinander über jeder der sechs öffnungen 11 in der Tragplatte ein Gegenstand 24 ausgerichtet ist, werden die Mikroausrichtvorrichtung und das Mikroskop aufwärts geschwenkt und ein Belichtungskopf wird auf die Tragplatte gestellt. Danach wird das Muster der Gegenstände 24 repetierend und verkleinert auf den Platten aus fotografischem Material, die sich auf den Trägern 7 befinden, abgebildet, so daß diese Platten nach Entwicklung als Fotomasken bei der Herstellung von integrierten Schaltungen dienert können. Diese Platten können dann beispielsweise 20 Reihen von 20 einfachen Mustern enthalten, die in einem äußerst genau bestimmten Abstand voneinander liegen Und alle in der gewünschten Winkellage stehen. Die Aüsrichtmarken 12 sind derart auf der Tragplatte 10 angebracht* daß in der Anfangsläge der Schlitten 4 Und 5 die Abbildung des Gegenstandes 24 auf den auf den Träger 7 liegenden Platten aus

ίο fotografischem Material, sich sowohl an der gewünschten Stelle als auch in der gewünschten Winkellage befindet.

Fig. 4 zeigt die Führung, durch die die Kombination von Mikroskop und Mikroausrichtvorrichtung in die richtige Lage der Ausrichtstellen gebracht werden kann. An einer Seite des Gehäuses 9 sind zwei Stützplatten 28 angeordnet. Zwischen diesen Stützplatten befinden sich zwei Führungsstangen 29. über die ein Block 30 verschiebbar ist. In dem Block 30 ist eine Spindel 31 angeordnet, an der ein Führungskörper 32 gelenkig befestigt ist. Am Tragarm 16, an dem das Mikroskop und die Mikroausrichtvorrichtung fest angeordnet sind, sind mit Hilfe von Stützen 33 zwei Führungsstangen 34 befestigt. Diese FUhrungsstangen sind in Bohrungen des Führungskörpers 32 verschiebbar. Die Mikroausrichtvorrichtung ist in Fig. 4 nicht sichtbar

In der dargestellten Lage befinden sich das Mikroskop und die Mikroausrichtvorrichtung über der

jo Tragplatte 10 der Fotorepetierkamera (siehe auch Fig. 1). Durch Verschiebung des Tragarms 16 gegenüber dem Führungskörper 32 und durch Verschiebung des Blocks 30 gegenüber den Stangen 29 können das Mikroskop und die Mikroausrichtvorrichtung in eine gewünschte Ausrichtlage gebracht werden. Da die Einstellung des Mikroskops und der Mikroausrichtvorrichtung in die Ausrichtlagen nicht kritisch ist, brauchen die an die Genauigkeit der Führungen zii stellenden Anforderungen nicht hoch zu sein. Wenn ein Belichtungskopf auf die Fotorepetierkamera gestellt werden muß, wird der Tragarm 16 mit dem damit

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richtung um die Spindel 31 geschwenkt, wodurch die obere Seite der Fotorepetierkamera völlig frei ist.

Diese Lage ist in Fig. 2 dargestellt. Die angegebene Konstruktion ermöglicht somit ein schnelles und einfaches Arbeiten.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fotorepetierkamera dargestellt.

Es dürfte einleuchten, daß im Rahmen der Erfindung Änderungen einer Anzahl bauartlicher Einzelheiten möglich sind. Es dürfte ebenfalls einleuchten, daß die erfindungsgemäße Fotorepetierkamera nicht sechsfach ausgebildet zu sein braucht. Auch andere Aüsbildüngen, wie z. B. eine einfache Ausführung, sind möglich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

19

Patentansprüche:

1. Fotorepetierkamera, die mindestens eine auf fotografischem Wege erhaltene Objektplatte mit einem gewünschten Muster, unter Anwendung einer optischen Reduktion, repetierend auf mindestens einer Fotoplatte mit hohem Auflösungsvermögen abbildet, wobei die Fotorepetierkamera mit einer Vorrichtung zum Ausrichten der mit einer Ausrichtmarke versehenen Objektplatte gegenüber den Koordinatenrichtungen von zwei quer zueinander bewegbaren Schlitten versehen ist, wobei sich auf einem der Schlitten die Fotoplatte bzw. Fotoplatten befinden, und wobei auf der Fotorepetierkamera eine mit wenigstens einer Öffnung versehene, über den Schlitten liegende Tragplatte für die Objektplatte(n) vorhanden ist derart, daß du-ch die über einer Öffnung in der Tragplatte liegenden Muster der Objektnlatte. mittels wenigstens eines Objektives und einer Beleuchtungseinrichtung, auf die Fotoplatte(n) an verschiedenen Stellen eine Belichtung durchgeführt werden kann,dadurch gekennzeichnet,

la) daß in an sich bekannter Weise die aufeinander abzubildenden und gegeneinander zu verschiebenden Einheiten in der Repetierkamera mit Ausrichtmarken versehen sind, und

Ib) daß auf d°r Tragplate (10) mindestens eine Ausrichtmarke (12) angebracht ist, die der Ausrichtmarke (25/ auf jt_Jer Objektplatte (24) entspricht,

2a) daß die Repetierkamera uisätzlich zum Kreuzschlitten (2, 4 und 3, 5) für die Verschiebung der Objektplatte (24) in X- und V-Richtung sowie für deren Drehung eine Mikroausrichtvorrichtung (17) aufweist, die in ihren Bewegungen mit dem Ausrichtmikroskop (14) gekoppelt ist, und

2b) daß die Mikroausrichtung (17) zusammen mit dem Mikroskop (14) zu jeder der in der Tragplatte (10) befindlichen Öffnungen (11) bewegbar ist,

3) daß mit dem Ausrichtmikroskop (14) das Indeckungbringen der beiden Ausrichtmarken (12 und 25) kontrollierbar ist.

2. Fotorepetierkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (14) zur gleichzeitigen Beobachtung zweier möglichst weit auseinander liegender Stellen der Ausrichtmarken (12. 25) beim Ausrichten mit zwei nebeneinander liegenden Objektiven (15) versehen ist.

3. Fotorepetierkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite des Gehäuses der Fotorepetierkamera eine rührung (28, 29) befestigt ist. über die ein Gleitkörper (30) in einer Richtung parallel zur Tragplatte (10) verschiebbar ist. während am Gleitkörper (30) ein Tragkörper (32) gelenkig um eine, parallel zur genannten Verschiebungsrichtung liegende Spindel (31) befestigt ist, und daß am Tragkörper (32) ein Tragarm (16) verschiebbar angeordnet ist, dessen Verschiebungsrichtung quer zur Verschiebungsrichtung des Gleitkörpers (30) liegt iirid mit dem das Mikroskop (14) tifld die Mikroausrichtvorrichtung (17) fest verbunden sind,

Die Erfindung betrifft eine Fotorepetierkamera entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Herstellung integrierter elektronischer Schaltungen ist durch Anwendung fotolithografischer Techniken möglich geworden. Dazu sind sog. Fotomasken unentbehrlich. Eine Fotomaske ist ein mikrofotografisches Negativ oder Positiv, das eine Vielzahl in Reihen geordneter identischer Muster enthält, *velche Muster einen hohen Kontrast und eine große Auf-

lösung aufweisen müssen. Eine derartige Fotomaske wird für die geometrische Begrenzung der Muster verwendet, die in einer dünnen Fotolackschicht angebracht werden müssen, weiche sich auf einer Scheibe aus Halbleitermaterial (beispielsweise Silizium) befindet. Der Fotolack wird in der Regel in Kontakt mit der Fotomaske belichtet, wobei, je nach Verwendung eines negativen bzw. positiven Lackes, die unbelichteten bzw. belichteten Teile des Fotolacks löslich sind. Die löslichen Teile werden nach der Belichtung durch

Entwickeln entfernt. Der ungelöste Fotolack, der auf der Scheibe zurückbleibt, ist als selektive Maske gegen die Einwirkung der bei der Herstellung der integrierten Schaltungen verwendeten Chemikalien wirksam. Es gibt eine Anzahl aufeinanderfolgender Maskierungssch itte und somit ist eine Anzahl Fotomasken erforder ich, um zur endgültigen integrierten Schaltung zu gelangen. Die Geometrie der Muster in einer derartigen Anzahl von Fotomasken ist verschieden, die Muster jeder folgenden Fotomaske müssen selbst-

jo verständlich genau zur Deckung gebracht werden können mit den Mustern, die durch die vorhergehende Maskierungsbearbeitung auf der Scheibe angebracht worden sind.

Bei der Herstellung einer Fotomaske verfährt man

j-> in der Regel wie folgt. Zunächst stellt man ein Original des einfachen Musters in stark vergrößertem Maßstab (beispielsweise 200:1) her. Dann verkleinert man dieses Original mit Hilfe einer speziellen Erste-Schritt-Reduzierkamera (beispielsweise 20fach) auf

4(p einer fotografischen Platte. Dieses verkleinerte Muster wird dann als Gegenstand in eine Fotorepetier-(»step and repeat« )-Kamera gebracht und verkleinert (beispielsweise lOfach auf einer Platte aus fotografischem Material mit einem Auflösungsvermögen von

ti mehr als 500 Linien mm repetiert. Die entwickelte Platte kann dann beispielsweise 20 Reihen von 20 einfachen Mastern enthalten. Zur Zeit werden meistens Fotorepetierkameras mit 4 oder 6 Projektionssystemen verwendet und auf diese Weise lassen sich 4 oder

-■ο 6 gegebenenfalls zu einem Satz gehörende Fotomasken gleichzeitig herstellen (siehe beispielsweise T. G. Maple; Integrated Circuit Mask Fabrication in der Zeitschrift »S. C. P. and Solid State Technology«. Aug. 1966. S. 23-34).

-,-, Es dürfte einleuchten, daß die mit HiKe einer ein- oder mehrfachen Fotcrepetierkamera m verkleinernden und zu repetierenden Gegenstände genau linear und angular ausgerichtet werden müssen. Bei einer bekannten, von der Firma David Mann Co auf den

ho Markt gebrachten Fotorepetierkamera erfolgt das Ausrichten des Gegenstandes auf einem Metallrahmen in einem gesonderten Ausrichtgerät mit Hilfe einer Mikroausrichtvorrichtung und eines Mikroskops mit einem Fadenkreuz, Die Gegenstände werden daft·-, nach auf dem Rahmen festgeklebt. Mit Hilfe von Anschlagstiften wird die Lage des Rahmens iii der Fötörepetierkamera übernommen. Die dazu erforderlichen Rahmen sind teuer. Außerdem ist das Festkleben