DE2134144A1

DE2134144A1 - Opto-elektrisches Schreibsystem zur Herstellung von Mikroschaltungen

Info

Publication number: DE2134144A1
Application number: DE19712134144
Authority: DE
Inventors: Raymond Paris. G06k 15-20 Marcy
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1972-01-20
Also published as: US3732796A

Description

O.pl.-lng. Dipl. o.e. publ. 2 Ί J 4 I 4 4

DIETRICH LEWINSKY

PATEN TANWALT
IMfediM21 - Göttin**.* 8,7.1971

6653-IV/He.

THOMSON-CSF, Paris 16, BId. Murat 101 (Prankreich)

"Opto-elektrisches Schreibsystem zur Herstellung von

Mikroschaltungen"

Zusatz zu -. (P 20 03 576.1)

Prioritäten vom 9· Juli 1970 und vom I¹I. August 1970 aus den französischen Patentanmeldungen Nr. 70/25 559 und 70/30 040

Das Hauptpatent betrifft ein opto-elektrisches Schreibsystem zur Herstellung von Mikroschaltungen, bestehend aus einem % Projektor zur Abbildung von Grundmustern auf einer Platte, die in einer ersten und einer zweiten zueinander rechtwinkligen Richtung in Abhängigkeit von einer Meß- und einer Steuerungsvorrichtung mechanisch verschiebbar ist und einer Laserquelle mit nachgeschalteter η-stufiger Digitalablenkeinheit, die den Laserstrahl längs einer Abtastlinie ablenkt, sowie aus einem Rechner, der die Steuerungsvorrichtung und die Digitalablenkeinheit in Abhängigkeit von einem den zu schreibenden Qrundmustern entsprechenden Programm steuert, wobei die Steuerung der Digitalablenkeinheit eine Punktion der Verschiebung der Platte in der zweiten Richtung ist.

100084/17 22

2134U4

Mit diesem Schreibsystem können vorher festgelegte Grundmuster auf eine fotografische Platte geschrieben werden, die auf einer mechanischen Anordnung aus beweglichen Schlitten liegt, welche in zwei zueinander senkrechten Richtungen X und Y verschiebbar sind, wobei die durch den Rechner in Abhängigkeit von den zuschreibenden Grundmustern gesteuerten Verschiebungen durch Laserinterferometer überwacht werden, während ein dünner Lichtstrahl wie etwa ein Laserstrahl auf die Platte auffällt und über den Rechner in Abhängigkeit von den zu schreibenden Grundmustern nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip moduliert wird. Das Hauptmerkmal des Schreibsystems nach Hauptpatent besteht in der Verwendung einer Digitalablenkeinheit, die den Laserschreibstrahl in nur einer der beiden Richtungen X oder Y ablenkt, so daß die rechnergesteuerte Kombination der mechanischen Verschiebungen der Platte und der optischen Verschiebungen des Schreibstrahles das Schreiben der Grundmuster erleichtert und bedeutend beschleunigt« Nach einer vorteilhaften Ausführungsform enthält das Schreibsystem nach Hauptpatent eine Anordnung, die es gestattet, gleichzeitig die Grundmuster zu projizieren und mit Hilfe des Laserstrahles Verbindungen entsprechende Schreibspuren auf der Platte herzustellen.

In dem Hauptpatent ist die Steuerung der Digitalablenkeinheit durch einen Binärzähler, der einen Teil des Rechners bildet, in allgemeiner Weise dahingehend beschrieben, daß sie eine Punktion des Vorschubes in einer der beiden Richtungen X oder Y der fotografischen Platte ist, so daß das geschriebene Muster selbst unabhängig von der Geschwindigkeit und den mechanischen Systemen unvermeidbar anhaftenden Unregelmäßigkeiten der Verschiebungen dieser Platte ist.

Die vorliegende Erfindung geht von einem opto-elektrischen Schreibsyaten nach Hauptpatent unter Verwendung einer in einer Richtung wirksamen Digitalablenkeinheit für den Lichtstrahl aus

- 3 109834/1722

und hat sich zum Ziel gesetzt, dieses Schreibsystem dahingehend weiterzubilden, daß es für die Herstellung von Masken für integrierte Schaltungen verwendbar ist.

Es gibt verschiedene Typen von Masken für Mikroschaltungen wie etwa Masken für kryogene Speicher, Masken für mittel integrierte Schaltungen (MSI) oder Masken für hoch integrierte Schaltungen (LSI). Während nun in dem Hauptpatent die Anordnung zur Projektion der Grundmuster als einfacher optischer Projektor nach Art des Diapositiv-Projektors, der von dem dem Schreibsystem zugeordneten Rechner gesteuert wird, beschrieben ist, « ist dort jedoch die Steuerungsvorrichtung dieses Projektors, " d.h. die Vorrichtung, die es gestattet, ein bestimmtes Bild aus einer Anzahl νοίη Bildern auszuwählen und dieses mit genügender Genauigkeit auf die Oberfläche der fotografischen Platte zu projizieren, nicht im einzelnen ausgeführt. Es sind zwar bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, die es gestatten, ein Bild aus mehreren auszuwählen und zu projizieren. Sie beruhen beispielsweise darauf, die Bilder vor dem Projektorobjektiv vorbeilaufen zu lassen und den Projektor in dem Augenblick in Tätigkeit zu setzen, in dem das gewählte Bild sich vor dem Projektorobjektiv befindet. Derartige Vorrichtungen weisen im allgemeinen eine mangelnde Positionierungsgenauigkeit des Bildes auf der Projektionsfläche (hier der foto- U grafischen Platte) auf, was insbesondere bei der Verwendung solcher Projektoren für die Maskenherstellung hinderlich ist. Darüber hinaus ist der Zeitverlust durch das Vorbeilaufen der Bilder vor dem Projektorobjektiv nachteilig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das opto-elektrische Schreibsystem nach Hauptpatent dahingehend weiterzubilden, daß sich damit Masken der verschiedensten Typen rasch und mit hoher Positionierungsgenauigkeit herstellen lassen. - 4 -

10988/»/ 1722

21341U

Diese Aufgabe ist bei dem Schreibsystem der hier vorgeschlagenen gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßvorrichtung die Verschiebung der Platte zumindest in der zweiten Richtung quantifiziert erfaßt und in Form eines Impulszuges an den Eingang eines η-stufigen Binärzählers mit 2ⁿ möglichen verschiedenen Zuständen abgibt, dessen Ausgangssignale an die η Stufen der Digitalablenkeinheit gelangen.

Hierdurch wird die Voraussetzung für Positionierungsgenauigkeiten der prjjizierten Bilder in der Größenordnung von beispielsweise 0,1(Ju geschaffen, während mit bekannten Vorrichtungen keine größere Genauigkeit als ein 1 $x erreicht werden konnte.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand- der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des Schreibsystems nach Hauptpatent,

Fig. 2 eine stark vereinfachte Darstellung eines Teiles der SteuerSchaltungen der Digitalablenkeinheit des Schreibsystems nach Fig. 1 und ihre Verbindungen mit den Schaltungen zur Steuerung der Verschiebung der fotografischen Platte,

Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der verschiedenen Schritte des Schreibvorganges eines Schreibsystem nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Teiles einer Maske, die mit Hilfe des Schreibsystems nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist,

Fig. 5 eine Ansicht der wesentlichen Bestandteile einer optischen Vorrichtung zur Auswahl oder Umschaltung der zu projizierenden Bilder nach der Erfindung,

109884/1722

2134U4 " '

Pig. 6 eine Aufsicht zur Veranschaulichung der Anordnung der zu proj!zierenden Bilder und des diese beleuchtenden Lichtstrahles bei einer vorteilhaften Ausfuhrungsform des Schreibsysteins nach dem Hauptpatent.

In Fig. 1 ist ein Schreibsystem nach Hauptpatent in einer vorteilhaften Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt.

Die fotografische Platte 1, auf die die Grundmuster geschrieben werden sollen, ist auf einem Träger 2 angeordnet, der in i zwei orthogonalen Richtungen X und Y mittels zweier durch Motore 3 und 4 betätigter gekreuzter Schlitten Ρ_χ und Ρ_γ beweglicht ist. Die Verschiebungen dieser beiden Schlitten werden durch Laserinterferometrie mittels von einer Laserquelle 5 beleuchteter Interferometer überwacht, von denen das eine Interferometer Iy die Verschiebungen des Trägers 2 in der Y-Richtung, das andere Interferometer Ι_χ die Verschiebungen in der X-Richtung mißt und Korrekturen durch eine Korrekturvorrichtung 9 vorgenommen werden.

Ein dünner Laserstrahl, der zum Schreiben der Grundmuster auf der Platte 1 dient und von einer Quelle 6 geliefert wird, _ durchquert aufeinanderfolgend einen beispielsweise nach dem ™ Alles-oder-Nichts-Prinzip arbeitenden Lichtmodulator 7, der abhängig von dem zu schreibenden Grundmuster den Lichtstrahl auslöscht oder hindurchläßt,und eine Digitalablenkeinheit 8 mit η Ablenkstufen, die den sie durchlaufenden Lichtstrahl in eine von awei 2ⁿ mögliche Lagen ablenkt, welche Lagen alle in ein und erselben Ebene liegen. Die Spur dieses Lichtstrahles auf der Platte 1 wird somit in eine von 2ⁿ Lagen abgelenkt, die alle längs einer der beiden orthogonalen Richtungen der mechanischen Verschiebungen der Platte, beispielsweise der

109884/1722

Y-Richtung, liegen. Ein Objektiv IO projiziert auf die Platte das Bild des durch die Digitalablenkeinheit 8 definierten Punktes.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform enthält das Schreibsystem außerdem einen Projektor 11, der es gestattet, gleichzeitig auf die Platte 1 über einen halbdurchlässigen Spiegel 12 das Bild eines durch eine Lampe 13 beleuchteten Grundmusters zu projizieren. Eine dem Objektiv 10 zugeordnete Optik 14 gestattet das auf die Platte 1 projizierte prundmuster in Bezug auf das durch die Lampe beleuchtete Bild um einen zwischen 10 und 100 liegenden Faktor zu verkleinern. Dieser Projektor ist an sich nicht unbedingt notwendig, da die Grundmuster stets durch den von der Quelle 6 gelieferten Laserlichtstrahl gezeichnet werden können. Er ist jedoch für die Herstellung von logischen Schaltungen von Vorteil, nämlich insbesondere für Masken für Schaltungen mittlerer Integration (MSI) im Maßstab 10:1 und gegebenenfalls für Schaltungen hoher Integration (LSI) im Maßstab lsi. Di^ Anzahl möglicher Grundmuster ist dabei begrenzt. Auch in diesem Fall werden die Verbindungen der Muster untereinander durch den Laserschreibstrahl hergestellt.

Ein Rechner 15 wird durch ein Programm 16 versorgt, das die gesamte zu schreibende Zeichnung enthält. Der Rechner erhält die von den Interferometern Ι_χ und Iy zur überwachung der Verschiebungen der Schlitten gelieferten Informationen und steuert in Abhängigkeit von dem Programm 16 einerseits und diesen Informationen andererseits den Modulator 7» die Digitalablenkeinheit und die Motore 3 und 4.

Fig. 2 zeigt in schematischer Form die durch den Rechner 15 zwischen dem mechanischen Teil und dem optischen Teil des Schreibsystems hergestellten funktioneilen Verbindungen.

109884/1722

2134H4

Pig. 3 veranschaulicht den SchreibVorgang bei diesem Schreibsystem.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Ablenkungen des Lichtstrahles durch die Digitalablenkeinheit 8 abhängig von den Verschiebungen der Platte 1 in der X-Rlchtung. Der Schlitten Ρ_χ nimmt die Verschiebungen der Platte 1 in der X-Richtung vor, Diese Verschiebungen werden durch das Laserinterferometer Ι_χ gemessen, das beispielsweise einen an der Seite des Trägers 2 rechtwinklig zur X-Richtung befestig-

hier ten Spiegel beleuchtet. Es findet das bekannte und daher/nicht näher beschriebene Verfahren der interferometrischen Messung J Anwendung, das eine quantifizierte Messung der Verschiebungen liefert, wobei das Meßquantum oder die kleinste Meßeinheit <Ax ein Bruchteil der Wellenlänge des verwendeten Laserstrahles ist und von der Art des Interferometers Ι_χ selbst abhängt. Die kleinste Meßeinheit^ X kann nach einem Ausführungsbeispiel 0,04 ^u betragen.

Bei einer Verschiebung in der X-Richtung liefert das Interferometer Ι_χ einen Impuls I„ jedes Mal dann, wenn die Platte 1 sich um ΔΧ verschoben hat. Die unterste Zeile in Fig. 3 veranschaulicht schematisch eine Aufeinanderfolge derartiger Impulse I_n. (Der für diese Darstellung gewählte Maßstab stimmt j nicht mit dem für den übrigen Teil der Fig. 3 gewählten Maß- ™ stab überein).

Diese Impulse dienen zur Bestimmung der Verschiebung der Platte 1 in der X-Richtung mittels beispielsweise eines Zählers 17, der die Impulse I_n zählt, die Gesamtverschiebung des Schlittens Ρ_χ, nämlich Jt+^ ^x und das numerische Ergebnis an den Rechner 15 weitergibt. Die Impulse gelangen außerdem nach der vorliegenden Erfindung an einen Zähler 18, der ebenfalls mit dem Rechner 15 in Verbindung steht. Dieser Zähler 18 ist

— 9 —

109884/1722

ein zyklischer Zähler mit η Stufen, wobei η gleich der Zahl der die Digitalablenkeinheit 8 bildenden Ablenkzellen ist und jede Zählerstufe eine Zelle der Digitalablenkeinheit steuert.

Um das Schreiben des Grtundmusters in passender Weise zu bewerkstelligen, stehen die Richtung in der die Digitalablenkeinheit 8 den Laserschreibstrahl ablenkt und die Verschiebungsrichtung der Platte 1, die zur digitalen Steuerung der η Stufen dieser Ablenkeinheit 8 dient, senkrecht aufeinander. In dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Beispiel lenkt folglich die Digitalablenkeinheit 8 den Laserstrahl in der Y-Richtung ab.

Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Art des Schreibens der ßrundmuster auf der Platte 1 mit Hilfe des Schreibsystems nach der vorliegenden Erfindung.

Die Spur des Laserschreibstrahles ist beispielsweise eine quadratische Spur S mit einer Seitenlänge von 10^u. Ein Impuls I_n wird jedes-mal dann geliefert, wenn der Schlitten Ρ_χ sich um eine Meßeinheit ΔΧ von beispielsweise gleich 0,0*1 41 verschoben hat und steuert die Verschiebung des Laserstrahles derart, daß seine Spur S von 1 nach 2 kommt, wobei die Verschiebungsrichtung d parall zur Y-Richtung ist. In dem hier gewählten Beispiel kann die Digitalablenkeinheit 8 aus ahht Stufen bestehen, was 256 möglichen benachbarten Lagen der Spur S entspricht.

Um der überlagerung der mechanischen Verschiebung in der X-Richtung der digitalen Ablenkung in der Y-Richtung Rechnung zu tragen, die dazu führen würde, daß die Spur S sich in ihrer 256sten Lage im Punk A₁ statt im Punkt A₂ befindet, genügt es, die theoretisch durch die Digitalablenkeinheit geschriebene Linie AA₁ um einen Winkel J. zu neigen, sojäaß während der Ver-

- 10 -

109884/1722

« , 2134U4

Schiebung in der X-Richtung durch den Schlitten Ρ_χ die tatsächlich durch die Digitalablenkeinheit erzeugte Spur AA₂ parallel zur Y-Achse verläuft.

Der Winkel oL wird bestimmt durch

hierin ist ΔΧ die Meßeinheit für die Verschiebung in der X-Richtung und 1 die Breite des auf die fotografische Platte projizierten Lichtfleckes S.

Im Laufe der Verschiebung des Schlittens Ρ_χ in der Richtung J D. tastet der Schreibstrahl nacheinander M Elementarstreifen der Breite 1 (hier 10^u) in der X-Richtung und der Länge L = m χ 1 (hier 256 χ 10 ^u) in der Y-Richtung ab, wobei m höchstens gleich 2ⁿ ist.

Nach der Herstellung des auf diese Weise gewonnef^ersten Bandes B₁ wird die Platte 1 in der Y-Richtung um den Betrag <ÄY = L durch den Schlitten P_y verschoben. Hierauf wird ein zweites Band B₂ in der Richtung D₂ zwischen den Punkten B und C geschrieben usw.

Die Schaltzeiten für die Zellen der Digitalablenkeinheit _

liegen bei etwa 5 ms, so daß mit diesem Schreibsystem auf einer "

2 relativ großen Platte von beispielsweise 100 cm nebeneinander liegende Punkte von 10 χ 10^u in nur 48 Minuten festgelegt werden können.

Alle diese nebeneinander liegenden Punkte sind (im mathematischen Sinn) digital eindeutig definiert und gestatten die Wiedergabe von extrem komplizierten Mustern, die sehr gut beispieleweise für Masken von hoch Integrierten Schaltungen geeignet sind durch Programmierung der verschiedenen Vorrichtungen und

- 11 109884/1722

_lo 2134U4

Schaltungen für die Verschiebung, die Ablenkung und die Modulation.

Pig. 4 gibt ein Ausführungsbeispiel einer Maske für eine hoch integrierte Schaltung mit dem beschriebenen Schreibsystem wieder, wobei jedoch das Schreibsystem in einer vorteilhaften Weiterbildung, die einen Projektor für Grundmuster enthält, verwendet wird.

In dieser Figur sind schematisch dargestellt

- die von den Grundmustern CB eingenommenen Flächen, die beispielsweise logische Funktionen darstellen und nicht im einzelnen wiedergegeben sind;

- das quadratische Liniennetz der Bänder B, das durch die Kombination der digitalen Ablenkung/der Y-Richtung und der mechanischen Verschiebung in der X-Richtung erhalten wird (nichtmaßstäbliche Darstellung};

- die Bänder B₃ die durch mechanische Verschiebung in der Y-Richtung nebeneinander- zu liegen kommen, wobei die mechanische Verschiebung nach dem Schreiben jedes der Bänder B vorgenommen wird.

Das Liniennets bedeckt die gesamte Oberfläche der Maske und gestattet es durch Freigeben des Lichtmodulators 7 die Verbindungen zwischen den Grundmustern CB und die Verbindungen im Inneren der Grundmuster selbst zu schreiben. Die Steuerung des Modulators geschieht durch den Rechner 15 in Abhängigkeit von dem diesem zugeführten Programm ΐβ.

In Fig. 5 sind η optische Bilder oder "Diapositive" P₁, P₂, P-2....P dargestellt, die Grundschaltungen entsprechen, welche einzeln in einen vorbestimmten Bereich der Oberfläche der Platte 1 projiziert werden können sollen. Die Platte 1 kann dabei z.B.

- 12 109884/1722

eine fotografische Platte sein, auf der die Masken geschrieben werden sollen. Zur Vereinfachung der Figur ist diese Platte 1 direkt unterhalb der Diapositive wiedergegeben. Tatsächlich werden jedoch die Bilder p., Ρ2*··Ρ_η ^der Diapositive auf die Platte 1 über einen halbdurchlässigen Spiegel projiziert, der diese Bilder auf die Platte reflektiert, während er den von der Digitalablenkeinheit des Schreibsystems ausgehenden Laserstrahl überträgt (vgl. Fig. 1 sowie Fig. 1 des Hauptpatentes). Der relative Maßstab der Diapositive P₁, P₂ .... P_n in Bezug auf deren projizierte Bilder P₁, p«,.... P_n ist hier nicht berücksichtigt.

Die Projektionsvorrichtung sowie die Vorrichtung zur Auswahl des jeweils zu projizierenden Diapositives setzt sich folgendermaßen zusammen: Eine Lichtquele L, vorzugsweise eine Laserlichtquelle, liefert ein dünnes Bündel F₁ paralleler Strahlen. Eine Optik A transformiert dieses Bündel in einen parallelen Strahl geeigneten Durchmessers, der von der Fläche der zu projizierenden Diapositive abhängt.

Teildurchlässige Spiegel M₁, M₂ ... M_n-1 und ein vollständig reflektierender Spiegel M teilen den Lichtstrahl F₂ in η parallele Lichtstrahlen f₁, f₂... f_n gleicher Helligkeit. Mechanisch betätigte Register, die schematisch bei R₁, R₂.... R_n dargestellt sind, verdunkeln normalerweise diese Lichtstrahlen. Q Das öffnen dieser Register ist über den dem Schreibsystem zugeordneten Rechner steuerbar und führt zur Beleuchtung des entsprechenden Diapositives, das nun durch das Objektiv 0 auf die fotografische Platte 1 projiziert wird. In der Fig. 5 ist das Register R im geöffneten Zustand dargestellt. Dementsprechend wird das Diapositiv P auf die Platte 1 als Bild ρ projiziert.

Die Platte 1, die einen Teil des Schreibsystems nach Hauptpatent bildet, verschiebt sich im Laufe der Aufzeichnung in zwei orthogonalen Richtungen X und Y. Die X-Richtung ist bei-

- 13 -

109884/1722

-H-

spielsweise die in der Figur angegebene, während die Y-Richtung senkrecht zur Ebene dieser Figur verläuft.

Um ein genaues projeziertes Bild p_n zu erhalten und insbesondere Unscharfen durch Verschiebungen der Platte zu vermeiden, ist der Laserquelle L ein Lichtmodulator MO nachgeschaltet, der nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip arbeitet und, gesteuert durch den Rechner, das Lichtbündel F₁ hindurchläßt oder sperrt und damit gleichzeitig die Belichtungszeit des ausgewählten und auf die Platte projizierten Diapositives festlegt. Das Vorhandensein dieses Modulators gestattet außerdem die an die mechanischen Register R..... R zu stellenden Forderungen hinsichtlich Ausführung und Steuerung herabzusetzen, da zufolge des Lichtmodulators MO die Öffnungszeit der Register länger als die Belichtungszeit sein kann.

In den Strahlengang der Lichtstrahlen f^, f₂ ... f„ ist vorteilhaft eine Mattscheibe V eingeschoben, so daß das von der Laserquelle L gelieferte einfallende Licht teilweise gestreut und eine maximale beleuchtete Fläche des Objektives 0 erzielt wird, was die Auflösung der projizierten Bilder p. ... ρ verbessert. Um eventuelle Fehler zu vermeiden, die auf diesen Bildern durch das Korn der Mattscheibe hervorgerufen werden könnten, kann ein rotierende Mattscheibe oder noch besser eine Anordnung aus zwei sich überlappenden und gegenläufig rotierenden Mattscheiben verwendet werden.

Um die Randschärfe, also die Abgrenzung und die Gleichförmigkeit der Ausleuchtung der projizierten Bilder P₁ ... ρ zu verbessern, beträgt nur der Neigungswinkel des sich in der optischen Achse des Objektives 0 befindenden Spiegels (M, in Fig. 5) genau 45° zur Achse des Strahles F₂, während die anderen Spiegel in einem passenden, etwas von 45° verschiedenen Winkel geneigt sind.

- Ik -

109884/1722

-73

Bei dem vorstehend beschriebenen Schreibsystem werden die projizierten Bilder p^ ... p_n der Grundmuster, die Grundschaltungen darstellen, alle in verschiedene Bereiche der Platte 1 projiziert. Die Kombination dieser verschieden Projizionsbereiche mit der Verschiebung der Platte 1 in der X-Richtung durch die Rechner gesteuerten Schlitten gestattet diese Grundmuster an beliebigen Stellen zu schreiben.

Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung zur Auswahl der zu proj!zierenden Diapositive liegt, abgesehen von ihrer raschen Arbeitsweise, darin, daß die Diapositive bei ihrer Aus- Λ wahl oder "Anwahl" vollständig ortsfest sind und unvermeidbare mechanische Fehler der Auswahlvorrichtung die Positionierung der Muster nicht beeinflussen, die durch eine zu Beginn der Vorgänge durchgeführte vorherige Einstellung festgelegt ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der soeben beschriebenen Vorrichtung vermeidet einen gewissen Nachteil derselben. Bei dieser wird nämlich der von der LaserqieLle L gelieferte Strahl Fp stets in η Strahlen geteilt, deren jeder gegenüber dem Strahl F₂ eine um den Faktor η geringere Helligkeit besitzt, was bei großem η die Verwendung einer Laserquelle hoher Leistung bedingt. %

Bei der vorteilhaften Weiterbildung dieser Vorrichtung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Aufgaben der mechanischen Register und der teildurchlässigen Spiegel miteinander kombiniert werden.

In diesem Fall treten die Register R₁ ... R_n an die Stelle der Spiegel tL ... M der Fig. 5 und enthalten jeweils einen reflektierenden Spiegel JL ... M *. Das letzte Register R besteht lediglich aus einem festen reflektierenden Spiegel M

- 15 -

2134U4

Diese Register befinden sich im Normalfall ausserhalb des Lichtstrahles F« und lediglich das Register R₁, das den Strahl unterbricht, gestattet das entsprechende Diapositiv P₁ mit der -gesamten Helligkeit der Laserquelle L zu beleuchten, sobald der Strahl P₂ von dem Lichtmodulator MO durchgelassen wird.

Pig. 6 veranschaulicht schematisch und von oben gesehen, die Anordnung von drei Reihen a, b, c von Diapositiven P₁ ... P_n ähnlich der in Fig. 5 dargestellten Reihe. Sichtbar ist hier nur der Hauptlichtstrahl P₂* der die drei Reihen mit Hilfe von vier Spiegeln m^, m₂, m^, m^ beleuchtet. Die Register, Spiegel und aufgeteilten Strahlen jeder Reihe sind hier nicht dargestellt. Ihre Anordnung ist identisch mit derjenigen nach Fig. 5·

Selbstverändlich können auch mehr oder weniger als drei Reihen von Diapositiven vorgesehen werden. Ihre Zahl ist abhängig von den numerischen Daten des verwendeten Schreibsystems. Sie hängt im wesentlichen einerseits von der Abmessung eines Bandes B (vgl. Fig. 3) in der Y-Richtung, d.h. von der maximal mit der Digitalablenkeinheit erreichbaren Ablenkung ab und andererseits von den Abmessungen der projizierten Bilder der Grundmuster.

In der vorstehenden Beschreibung sind mit Grundmuster dfejenigen gemeint, die durch Projektion von Diapositiven oder Schablonen auf der Platte 1 erzeugt werden, während die durch Ablenkung des Laserstrahles mit Hilfe der digitalen Ablenkeinheit auf der Platte geschriebenen Zeichnungen lediglich als Muster bezeichnet wurden.

109884/172a

Claims

pe. DpLo^MH. 2 1 3 A 1 4 4

DIETRICH LEWINSKY

PATEN TANWALT ^S 8.7.1971

21 - fcfcll

THOMSON-CSP, Paris 16, BId. Murat 101 (Frankreich)

Patentansprüche:

Opto-elektrisches Schreibsystem zur Herstellung von Mikroschaltungen, bestehend aus einem Projektor zur Abbildung von Grundmustern auf einer Platte, die in einer ersten und einer zweiten zueinander rechtwinkligen Richtung in Abhängigkeit von einer Meß- und einer Steuerungsvorrichtung mechanisch verschiebbar ist und einer Laserquelle mit nachgeschalteter η-stufiger Digitalablenkeinheit, die den Laserstrahl längs einer Abtastlinie ablenkt, sowie aus einem Rechner, der die Steuerungsvorrichtung und die Digitalablenkeinheit in Abhängigkeit von einem den zu schreibenden Grundmustern entsprechenden Programm steuert, wobei die Steuerung der Digitalablenkeinheit eine Funktion der Verschiebung der Platte in der zweiten Richtung ist, nach Hauptpatent (P 20 03 576.1)

dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (3x, 3y) die Verschiebung der Platte (1) zumindest in der zweiten Richtung (X) quantifiziert erfaßt und in Form eines Impulszuges (Ijr)an den Eingang eines η-stufigen Binärzählers (18) mit 2ⁿ möglichen verschiedenen Zuständen abgibt, dessen η Ausgangssignale seiner η Stufen an die η Stufen der Digitalablenkeinheit (8) gelangen.
2. Schreibsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur (S) des Laserstrahles auf der Platte (1) nacheinander eine Anzahl von parallel zu der ersten

109884/1722

Richtung (Y) verlaufenden Streifen abtastet, deren Brei-

der
te (C) gleich der/Spur (S) ist und die ein die gesamte Oberfläche der Platte (1) bedeckenden Abtastraster bilden,
3. Schreibsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Abgabe je eines der Impulse (I_n) des Impulszuges auslösende Verschiebungsquantum (ΔΧ) (Verschiebungseinheit) 2ⁿ mal größer als die Breite (C) der Streifen ist.
4. Schreibsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur (S) etwa quadratische Form hat und die Länge der Streifen etwa 2ⁿ maligrößer als ihre Breite (C) ist.
5. Schreibsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastlinie (AA₁) des Strahles auf der Platte (1) mit der ersten Verschiebungsrichtung (Y) einen Winkel <£■ einschließt, wobei ctgX = 2ⁿ ist.
6. Schreibsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor eine einen parallelen Strahl liefernde Strahlungsquelle (L) mindestens eine Reihe von ρ zu projizierenden Diapositiven (P), eine optische Vorrichtung (M,R) zur selektiven Beleuchtung eines beliebig wählbaren der ρ Diapositive und eine optische stigmatische Einrichtung (0) zur Abbildung der Diapositive auf der Platte (1) enthält und die optische Vorrichtung (M,R) zur selektiven Beleuchtung von der Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Programm (16) steuerbar ist.
7. Schreibsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur selektiven Beleuchtung aus (p-1)

109884/1722

halbdurchlässigen Spiegeln (M) und einem Spiegel (M_n) zur Aufteilung des Strahles (F₂) in ρ auf>die einzelnen Diapositive (P) gerichtete Einzelstrahlen (f) besteht|und im Strahlengang der Einzelstrahlen Blenden (R) zur selektiven Steuerung der Projektion der Diapositive (P) angeordnet sind.
8. Schreibsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur selektiven Beleuchtung aus mindestens (p-1) beweglichen und einem festen Spiegel besteht und diese den Strahl selektiv aufnehmen und auf ein beliebiges der Diapositive reflektieren und eine Verschiebungseinrichtung die beweglichen Spiegel, gesteuert von der Steuerungsvorrichtung und in Abhängigkeit von dem Programm, betätigt.
9. Schreibsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Strahlungsquelle (L) ein nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip) arbeitender optischer Modulator (MO) zur Festlegung der Belichtungszeit der Platte (1) folgt-, der von der Steuerungsvorrichtung steuerbar ist.

109884/1722