DE2410924A1

DE2410924A1 - Vorrichtung zur fotografischen belichtung einer oberflaeche

Info

Publication number: DE2410924A1
Application number: DE19742410924
Authority: DE
Inventors: Harold S Hemstreet; David A Markle; William H Newell; Abe Offner
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1973-03-09
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1974-09-26
Also published as: GB1459272A; FR2220807A1; CH569985A5; JPS5026561A; FR2220807B3; IT1011068B; CA1011979A

Description

ElKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

IHE-PERKnT-EMER Corporation 112/1

Vorrichtung zur fotografischen Belichtung einer Oberfläche

Die Erfindung betrifft eine Torrichtung zur fotografischai Belichtung einer Oberfläche mit äem Lichtabbild eines Objektes.

Die Erfindung kann beispielsweise bei der Herstellung von sogenannten integrierten Schaltkreisen Anwendung finden. Diese integrierten Schaltkreise bestehen üblicherweise aus kleinen Platten oder "Chips" aus Silizium, auf denen eine Reihe von elektrischen Schaltelementen, wie z.B. Widerstände, Transistoren und Zuführungsleitungen hierfür an Ort und Stelle hergestellt werden, so daß eine komplette Schaltung aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Schaltelementen entsteht. Die Chips sind sehr klein und haben lineare Abmessungen in der Größenordnung von mm, und die Anzahl der Schaltelemente kann sehr groß sein und in der Größenordnung von zwanzig oder sogar mehr als hundert Schaltelementen liegen. Eine Herstellungsstufe bei solchen integrierten Sehaltkreisen besteht darin, daß ein oxidiertes Plättchen aus Silizium mit einem foto-

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empfindlichen Material "beschichtet wird. Das Plättchen kann solche Abmessungen enthalten, daß es nach der Verarbeitung durch senkrecht zueinander verlaufende Schnitte in eine grosse Zahl von Chips zerschnitten werden kann. Das fοto-empfinaliche Material polymerisiert bei Lichteinwirkung in eine harte, bruchfeste Schicht, während die unbelichteten Teile der Schicht leicht entfernt werden können, beispielsweise mittels eines Lösungsmittels oder eines Entwicklers. Es sind auch foto-empfindliche Stoffe verwendbar, die in umgekehrter Weise reagieren. Mittels einer Maske, die mit Ausnahme eines Musters aus durchsichtigen Linien und Bereichen, durch die Licht hindurchtreten kann,iiäurchsichtig ist, wird die fotoempfindliche Schicht mit einem Muster belichtet, das dem oder den zu erzeugenden Schaltelementen (oder einem Teil einer solchen Schaltung), oder dem fotografischen Negativ davon entspricht. Die Maske enthält dabei üblicherweise eine Vielzahl gleicher Muster, die in Zeilen und Reihen angeordnet sind. Die Maske kann wie bei der Herstellung von fotografischen Kontaktabzügen auf das Plättchen gelegt werden. Stattdessen kann aber auch ein Abbild der Maske auf die Oberfläche des Plättchens über eine geeignete Projektionsvorrichtung projiziert werden. Fach Entfernung der unbelichteten Teile der foto-empfindlichen Schicht können weitere Verfahrensschritte, die nicht zur Erfindung gehören, wie z.B. Ätz- oder Dotiervorgänge und dergleichen zur Herstellung von Zuleitungen und/oder von halbleitenden Schaltelementen in IOrm von Transistoren oder Dioden auf dem Teil der Oberfläche des Plättchens dienen, von dem die foto-empfindliche Schicht entfernt worden ist. Zur Herstellung von zusätzlichen Schaltelementen oder Teilen davon kann das Verfahren wiederholt werden, indem auf das Plättchen eine neue foto-empfindliche Schicht aufgebracht und

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dann äie zuvor erwähnten Schritte abermals angewendet werden· Mittels einer unterschiedlichen Maske kann das mit der neuen foto-empfindlichen Schicht versehene Plättchen mit einem unterschiedlichen Iiichtat>t)ild belichtet werden, so daß die fo~ to-empfindliche Schicht entsprechend einem anderen Muster auf ihrer Oberfläche polymerisiert. Die nacheinander auf dem Plättchen hergestellten optischen Abbilder müssen jedoch sehr genau in ihrer relativen Lage zueinander kontrolliert werden.

Vorrichtungen zur Durchführung der oben erwähnten Schritte sind bekannt. Diese Vorrichtungen weisen jedoch eine Reihe ■von lachteilen auf. Ein !Fachteil besteht bei bekannten Vorrichtungen beispielsweise darin, daß die Maske und das Plättchen nicht miteinander in Berührung stehen, sondern daß Projektionslinsen aus lichtbrechenden Elementen zur Abbildung der vollständigen Maske auf dem Plättchen verwendet werden. Diese linsen sind teuer und hinderlich insbesondere, wenn sie - was erwünscht ist - bei zwei von einander weit entfernten Wellenlängen farbkorrigiert sind, nämlich einmal, um die Maske auf das Plättchen auszurichten, und zum anderen, um die Belichtung der foto-empfindlichen Schicht zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Machteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden. Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung ein optisches System mit Einheitsvergrößerung enthält, das konjugierte Ebenen hat, die senkrecht zu der optischen Achse stehen, für die das System die Einheitsvergrösserung aufweist, daß getrennte Mittel zur Halterung der ebenen Objektfläche und der das Abbild empfangenden Fläche in

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den konjugierten Ebenen vorgesehen sind, daß Mittel zur Beleuchtung eines gekrümmten Bereichs auf der Objektoberfläehe vorgesehen sind, dessen Erümmungsmittelpunkt auf der genannten optischen Achse liegt, und daß Mittel vorgesehen sind, mit denen die Objekt- und Abbildungsfläche um gleiche Beträge in den konjugierten Ebenen relativ zu dem optischen System und senkrecht zu dem gekrümmten Bereich und zu dessen Abbild auf der Abbildungsfläche verschiebbar sind.

Es sind dabei eine Beleuchtungsquelle und ein Abbildungssystem in fester relativer lage zueinander angeordnet, und für jede Belichtung können die Maske und das Plättchen jeweils auf ihre feste Relativposition eingerichtet "werden. Eines dieser beiden Paare ist relativ zu dem anderen Paar bewegbar, so daß die Maske und das Plättchen durch eine Bewegung, die parallel zu ihren eigenen Ebenen verläuft, über konjugierte Ebenen des Abbildungssystems abgetastet werden können. Die Beleuchtungsquelle beleuchtet einen ausgewählten Bereich in der Objektebene des Abbildungssystems, wo dieses die optimalen Abbildungseigenschaften besitzt, und die Bewegung des Gestells bewirkt eine Abtastung über diesen beleuchteten Bereich. Auf diese Weise wird ein hochqualitatives Abbild einer großen Maske auf einem großen Plättchen erreicht, das größer als der Bereich der optimalen Abbildungseigenschaften ist. Durch Steuerung der Geschwindigkeit der Abtastbewegung und/oder der Breite parallel zur Richtung der Abtastbewegung des beleuchteten Bereiches auf der Maske kann eine Steuerung der Belichtungszeiten erzielt werden. Gemäß einem

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weiteren Merkmal der Erfindung enthält das Abbildungssystem eine Kombination von Planspiegeln, die ein AbMId der Maske auf dem Plättchen in gleicher Weise wie bei einem Kontaktabdruck erzeugen. Pein verstellbare Mechanismen erlauben eine genaue Ausrichtung von Maske und Plättchen zueinander, und das Abbildungssystem wird in Verwendung mit zusätzlichen optischen Elementen verwendet, damit eine visuelle Prüfung der Ausrichtung von Maske und Plättchen aufeinander möglich ist, wobei diese Prüfung mit licht erfolgt, das das Plättchen fotografisch nicht belichtet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, zum Seil als Blockdiagramm,

Pig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Pig. dargestellten Gestells, das die Maske und das Plättchen trägt, wobei das Gestell in seiner wirksamen lage in bezug auf das katoptrische Projektionssystem dargestellt ist, durch das ein Abbild der Maske auf das Plättchen projiziert wird,

Pig. 3 eine schematische Darstellung des katop-

trischen Projektionssystems, das außerdem das

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Grobbetrachtungssystem zeigt, mit dem die Maske und das Plättchen aufeinander im Gestell eingerichtet v/erden,

Pig. 4 eine ähnliche Ansicht wie in Pig. 3, jeodch ist hier anstelle des Grobbetrachtungssystems das Peinbetrachtungssystem gezeigt, mit dem die Maske und das Plättchen genau aufeinander im Gestell ausgerichtet werden,

Pig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Beleuchtungssystems, das in Terbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beleuchtung der Maske verwendbar ist,

Pig. 6 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Mechanismus zur einstellbaren Lagerung einer Spiegelanordnung, die einen Seil des katoptrischen Projektionssystems bildet,

Pig. 7 eine Darstellung der biegbaren Vorrichtung zur Erzeugung kleinster Bewegungen des in Pig. 6 dargestellten Mechanismus,

Pig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des in Pig. 1 dargestellten G-estells, der eine bevorzugte biegbare Lagerung dar- ■ stellt,

Pig. 9 eine Ansicht der Maskenstation in dem Gestell

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gemäß Fig 1, das den Mechanismus zur Durch führung feiner translatorischer und Drehbewegungen auf die Station zeigt,

eine Ansicht der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung in Richtung auf die Pfeile 10-10 in Pig. 9,

Fig. 11 eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie 11-11 in Pig. 9 in Verbindung mit einer Querschnittsansicht der Mittel im Gestell, die die Ebene der Maske "bestimmen,

Pig. 12 eine Ansicht der Plättchenstation im Gestell gemäß Pig. 1, die den Mechanismus zeigt, mit dem feine Iranslations- und Drehbewegungen auf diese Station ausgeübt werden können,

Pig· 13 eine Querschnittsansicht der Plättchenstation in dem Gestell von Fig. 1,

Fig. 14 eine Draufsicht auf die Druckplatte und den Druckplattenträger, der in Fig. 13 im Querschnitt sichtbar ist und zur Halterung des Plättchens während der Positionierung und der Belichtung dient,

Fig. 15 und 16 Querschnitte entsprechend den linien 15-15 und 16-16 in Fig. 12, und

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17 und 18 Darstellungen zur Erläuterung des bei der Erfindung verwendeten katoptrischen Projektionssysteins.

Das in Fig. 1 dargestellte Gerät enthält einen nicht dargestellten Rahmen, in dem die in Pig. 1 erkennbaren Komponenten zum Teil fest oder beweglich gelagert sind. Insbesondere enthält das Gerät einen ortsfesten Ständer 100 mit einem im allgemeinen zylindrischen Kopf 102, in dem ein katoptrisches abbildendes System 110 mit Einheitsvergrößerung angeordnet ist (Vergrößerung gleich e ins zu e ins).

Das in Pig. 1 dargestellte Gerät enthält ferner ein Gestell 200, das drehbar, auf dem Ständer gelagert ist. Im Gestell ist eine Maske und ein Plättchen für eine gemeinsame Abtastbewegung in bezug auf das abbildende System 110 und ein Beleuchtungssystem 500 angeordnet, durch das die Belichtung bewirkt wird. Das System 110 stellt auf dem Plättchen ein Abbild des Teils der Maske her, das durch einen beleuchteten Schlitz bestimmt ist, der Teil des stationären Beleuchtungssystems bildet. Das Beleuchtungssystem 500 ist in Pig. 1 nur schematisch dargestellt.

Das Gestell enthält eine Maskenstation 220 und eine Plättehenstation 260, die unabhängig von einander in bezug auf das Gestell feinstufig mittels eines Mechanismus verstellbar sind, der in Pig. 9-16 dargestellt ist.

Die Plättchen werden in die Station 260 mittels eines Mechanismus 400 eingesetzt bzw. daraus entfernt, dessen Einzelheiten keinen notwendigen Teil der Erfindung bilden. In gleicher ¥eise werden die Masken in die Station 220 durch einen Mechanismus eingesetzt bzw. daraus entfernt, von dem ein Teil 450 schematisch dargestellt ist, dessen Ein-

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zeiheiten ebenfalls keinen notwendigen !Eeil der Erfindung darstellen.

Die Maske 222 in der Station 220 wird durch das Beleuchtungssystem 500 beleuchtet, von dem Einzelheiten in Pig. 5 dargestellt sind. Das Beleuchtungssystem dient über das optische System 110 auch dazu, das Plättchen 262 in der Plättchenstufe 260 zu beleuchten, um eine genaue Positionierung des Plättchens in bezug auf das auf sie projizierte Abbild der Maske herzustellen, bevor die Belichtung durchgeführt wird. Die aktinisch wirksame Strahlung für die Belichtung liegt im ultravioletten und im kurzwelligen Bereich des sichtbaren lichtes, und die Positionierung wird mittels des sichtbaren Lichtes/bewirkt, aus dem die aktinische Strahlung entfernt worden ist.

Um eine richtige Positionierung der Maske und des Plättchens im Gestell zu gewährleisten, v/erden das Plättchen und das auf der Platte durch das optische System 110 hergestellte Abbild durch eine Optik geprüft, die das optische System 110 selbst, ein zweiäugiges Mikroskopokular 600 mit veränderbarer "Vergrößerung und bestimmte zusätzliche Elemente enthält, von denen einige schematisch in Pig. 1 mit 650 und 700 bezeichnet sind. Die Elemente 650 und bestimmte damit zusammenwirkende, in "Fig. 3 dargestellte Elemente erzeugen eine Ansicht der Maske und des Plättchens mit verhältnismäßig geringer Vergrößerung , während die Elemente 700 eine Ansicht mit höherer Vergrößerung erlauben, was nachfolgend anhand der 3?ig. 3 und 4- erläutert wird.

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Gemäß Pig. 2 und 8 enthält das Gestell 200 zwei parallele metallische Seitenplatten 202 und 204₅ die mit Hilfe von Glaszylindern 206 und 208 zusammengehalten werden. Das Gestell ist so gelagert, daß es eine Drehung um eine Achse 210 durchführen kann, die auf oder in der Nähe der Achse des Zylinders 206 angeordnet ist. Die Drehung wird mittels einer Schubstange 212 "bewirkt, die an einen !friktionsantrieb 214 angeschlossen ist, der auf dem zylindrischen Kopf 102 angeordnet ist. Der !friktionsantrieb steht ebenso wie andere bewegliche Seile des Gerätes, wie z,B» die Masken- und die Plättchenstationen 220 und 260 wie auch der Betätigungsmechanismus 400 und 450 für das Plättchen bzw, für die Maske unter der Eontrolle einer Bedienungsperson, die durch das Mikroskopokular 600 schaut und eine Reihe von Steuervorgängen auf einem Steuerpult auslösen kann.

Das' Gestell 200 ist auf einer Stange 104 des Ständers 100 mit Hilfe von zwei Paar von einander kreuzenden biegsamen Zungen 216 und 218 (Pig. 8) gelagert, die eine Verbindung mit einer Stange 224 herstellen, die mit den Seitenplatten des Gestells verbunden ist. Die Verwendung von biegbaren Lagern auf dem Gestell trägt zu einer genauen Ausrichtung der Schwenkachse des Gestells parallel zu Linien bei, die Punkte auf der Maske mit ihren entsprechenden konjugierten, durch das optische System 110 auf den Plättchen gebildeten Bildpunkten verbinden. Da nur eine verhältnismäßig kleine Winkelbewegung des Gestells erforderlich ist, um die Maske und das Plättchen über den beleuchteten Bereich zu führen, der durch das Beleuchtungssystem gebildet wird, können derartige biegbare Lager verwendet werden·.

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Die Seitenplatten 204 und 202 des Gestells sind mit Ausnehmungen 226 (Fig. 11) und 228 (Pig. 12) versehen, vor denen die Stationen 220 und 260 mit der Maske "bzw. dem Plättchen angeordnet sind.

Die Maskenstation und deren Bewegung wird nachfolgend anhand der Pig. 9-11 beschrieben. Pig. 9 zeigt eine !Deilansicht der Platte 204 des Gestells von einem Standpunkt zwischen den Platten 202 und 204.

Die Maske 222 besteht vorzugsweise aus einer Glasplatte mit einem teilweise undurchlässigen und teilweise durchlässigen Muster, und sie wird mittels einer Rändelschraube 225 in einem Rahmen 227 gehalten, der in das Gerät einsetzbar und aus diesem herausnehmbar ist. Ein hierfür geeigneter Mechanismus, der nicht Seil des Gestells bildet, ist schematisch durch den Riemen 229 in Pig. 9 dargestellt. Der Riemen 229 gehört funktionell zu dem in Pig. 1 dargestellten Mechanismus 450 zur Handhabung der Maske.

Der Rahmen 227 mit der Maske ist lösbar in einer vertikal angeordneten Wanne 231 gelagert, die mit Halteflanschen 232 versehen ist. Die ¥anne ist links offen (s. Pig· 9) um die Maske in ihrem Rahmen aufnehmen zu können, und sie hat eine Ausnehmung 232 an der Seite, die dem auf die Pig. 9 schauenden Betrachter abgekehrt ist. Ein an der Wanne 231 befestigter, und über eine dargestellte, flexible leitung mit einer Quelle von hydraulischem oder pneumatischem Druck gekoppelter Kolben betätigt einen Pinger 235, um den

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Maskenrahnien 227 gegen Anschläge in der Wanne 132 zu drücken, um die Maske in bezug auf die Wanne und damit in "bezug auf die Stange 240 festzulegen, die ein Element einer Parallelograinmführung "bildet. Die Stange 240 kann der Einfachheit halber als Maskenträger bezeichnet werden.

Die Wanne 231 ist über flexible Verbindungen 230 (Pig, 11) mit zwei Gabelzinken 236 gekoppelt, die in !"ig. 9 gestrichelt dargestellt sind. Die Gabelzinken gehen von einem Schwenkhebel 238 aus, der drehbar um eine horizontale Achse in der Stange 240 gelagert ist.

Ein Kolben 242 (Fig. 9 und 10) ist an einer vertikalen Verlängerung der Stange 240 befestigt und stellt über eine nicht dargestellte flexible Zuleitung eine Verbindung zu einer pneumatischen oder hydraulischen Druekquelle dar. Die Kolbenstange 243 des Kolbens ist mit einer Verlängerung 244 des Hebels 238 verbunden. Wenn die Kolbenstange nach unten gezwungen wird, werden die Gabelzinken 236 in Pig. 11 nach links geschwenkt, und sie verschieben die Wanne 231 mit ihrer Maske solange, bis die Maske an den Rand 239 eines die Stellung bestimmenden Gliedes 246 gelangt (teilweise sichtbar in Pig. 9), das an der Seitenplatte 204 befestigt ist und in Pig. 11 sichtbar ist. Der Rand kann Kreisform besitzen und entspricht weitgehend dem Ort der Ausnehmung 226. Er läßt den das Muster tragenden Ieil der Maske für die Beleuchtung von außerhalb des Gestells frei, d.h. für Licht, das von der BeIeuchtungsquelle in Pig· 11 nach links durch die Ausnehmung 226 in der Platte 204 und durch die Maske verläuft. In diesem

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Rand ist eine Vakuumrille 248 vorgesehen, und nachdem die Maske in bezug auf das Gestell durch den Bewegungsmechanismus, von dem der Stab 240 ein Teil ist, an die richtige Stelle gebracht worden ist, wird durch ein auf diese Rille einwirkendes Vakuum die Maske in ihrer lage in bezug auf das Gestell festgelegt. Der Rand 239 liegt in der Objekt-Brennebene des abbildenden Systems 110 in Pig. 1. Diese Ebene verläuft senkrecht zur Schwenkachse 210 des Gestells. Somit wird durch Positionierung der Maske in der Weise, daß ihre das Muster tragende Oberfläche am Rand 239 anliegt, sichergestellt, daß das Bild desjenigen Teils der Maske, das momentan in einer später noch beschriebenen Weise durch die Quelle 500 beleuchtet wird, mit Einheitsverstärkung in einer Bild-Brennebene neben der Seitenplatte 202

wird/

abgebildet, in der die das fotoempfindlxche Material tragende Oberfläche des Plättchens gezwungen ist zu liegen.

Die Stange 240 bildet einen Teil einer Parallelogrammführung, durch die die Maske unabhängig in senkrecht aufeinander stehenden X- und T-Richtungen bewegbar und ebenso in Ebenen parallel zu der durch den Rand 239 des Gliedes 46 gebildeten Objekt-Brennebene schwenkbar ist. Diese Parallelogrammf uhrung enthält außer der Stange 240 eine Platte 254 und zwei Gelenkhebel 256 und 258. Diese sind an Drehpunkten 253, 255, 257 und 259 miteinander verbunden. Der Abstand vom Punkt 259 zum Punkt 255 ist der gleiche wie der Abstand zwischen den Punkten 259 und 257 und der Abstand zwischen den Punkten 259 und 253 ist gleich groß wie der Abstand zwischen den Punkten 257 und 255. Drei

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Zahnsegmente 264, 266 und 268 sind an der Platte 204 bei 265, 267 und 269 drehbar gelagert. Ein Stift 270 auf dem Zahnsegment 264 greift in einen Schlitz 272 in einer Verlängerung 258« des Gelenkhebels 258 ein. Ein Stift 274 verbindet das Zahnsegment 266 mit der Platte 254, und ein Stift 276 auf dein Segment 268 greift in einen Schlitz 278 der Platte 254 ein. Auf der in Pig. 9 nicht sichtbaren Seite der Platte 204 sind getrennte Motoren (nicht dargestellt) angeordnet, die wahlweise von Pult 750 in Fig. 1 steuerbar sind und Zahnräder 280, 282 und 284 antreiben, die jeweils in Eingriff mit den Zahnsegmenten 264, 266 und 268 sind.

Die Platte 254 und damit das diese Platte,die Stange 240 und die Gelenkhebel 256 und 258 enthaltende Parallelogramm ist mit der Seitenplatte 204 über den Stift 274 und das Zahnsegment 266 verbunden. Wenn die Zahnräder 282 und 284 stillstehen, steht auch die Platte 254 still und bei Drehung des Zahnsegmentes 264 wird der Gelenkhebel 258 um den stillstehenden Drehpunkt 255 geschwenkt. Der Gelenkhebel 256 schwenkt daher um den stillstehenden Drehpunkt 257, und die Stange mit der Maskenstufe führt eine Parallelbewegung auf einem gekrümmten Weg aus. Bei den kleinen benötigten Verschiebungen ist diese Bewegung nahezu horizontal und" kann daher als X-Bewegung für die Maske bezeichnet werden. Wenn die Zahnräder und 284 stillstehen, wird das untere Ende des Gelenkhebels über den Stift 270 und den Schlitz 272 festgehalten, und das untere Ende der Platte 254 wird über den Stift 276 und den Schlitz 278 festgehalten. Somit verursacht eine Drehbewegung des Zahnrades 282 und des Zahnsegmentes 266 eine Bewegung der

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Platte 254» <3ie im wesentlichen auf und ab verläuft, und diese Bewegung wird wiederum als eine im wesentlichen Auf- und Abbewegung oder Y-Bewegung der Stange 240 und damit der Maske mitgeteilt. ¥enn die Zahnräder 280 und 282 stillstehen, verursacht eine Drehung des Zahnsegmentes 268 eine Drehung der Platte 254 um den stillstehenden Drehpunkt 274. Diese Drehung wird durch den Schlitz 272 ermöglicht, der außerdem den Gelenkhebel 258 festhält, so daß diese Drehung der Platte 254 iü eine doppelte Drehung der Stange 240 und damit der Maske um ein in der M_aske liegendes Zentrum umgesetzt wird. Diese Drehung kann daher der Einfachheit halber als Winkerbewegung oder Θ-Bewegung bezeichnet werden.

Ein Hebel 286 verbindet das Zahnsegment 266 mit einer Vorrichtung 288, die einen Positionsfühler und/oder einen Grenzschalter enthält, und mit gleichen Torrichtungen 290 und 292 sind die Zahnsegmente 268 und 264 verbunden.

Der Zweck, X, X und Θ-Bewegungen für die Maske vorzusehen, besteht darin, auf der Maske Positions-Bezugsmarken innerhalb der weit voneinander entfernten Halbfelder von zwei in Pig. 4 dargestellten Mikroskopen anbringen zu können, die das Pein-Betrachtungssystem darstellen, mit dem die genaue Iiage des Plättchens in bezug auf das von der Maske auf es über das Abbildungssystem 110 projizierte Bild kontrolliert werden kann.

Die Plättchenstation und der Mechanismus für ihre Bewegung wird nachfolgend beschrieben. Die Lage des Plättchens■ muß noch genauer kontrolliert werden, als die Lage der Maske. Insbesondere wenn Plättchen nach einer ersten Belichtung wei-

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teren Belichtungen ausgesetzt werden sollen, müssen sie sehr genau positioniert werden, so daß die nachfolgenden Belichtungen in den genauen relativen Stellungen erfolgen. Die Plättchenstufe ist daher so konstruiert, daß sie eine höchst genaue Positionierung der Plättchen ermöglicht.

!"ig. 12 zeigt eine Teilansicht der Seitenplatte 202 aus der Sicht von einem Standpunkt zwischen den Platten 202 und 204. In Pig. 12 ist das Plättchen 262 über der Ausdehnung 228 in der Seitenplatte 202 mit Hilfe von in Verbindung mit Pig. 13 zu erläuternden Elenenten in der Mitte einer mit einer Ausnehmung versehenen Platte 300 gelagert, die ein Teil einer Parallelogrammführung bildet^ mit der unabhängig voneinander feinstufige X-, Γ- und Θ-Bewegungen auf das Plättchen übertragen werden können.

Die lagerung des Plättchens auf der Platte 300 ist aus der D_arstellung in Pig. 13 ersichtlich. Das Plättchen 262, das auf einer Druckplatte 302 angeordnet ist, wird mit Hilfe einer balgartigen Feder 313 gegen die radial von einem inneren Adapterring 308 nach innen verlaufenden Ansätze gedrückt. Der innere Adapterring wird von einem äußeren Adapterring 306 mit Hilfe mehrerer radial und axial verlaufender Federn 310 gehalten. Die Federn 310 sind an Ausschnitte 307 im Innenrand der Platte 310 angepaßt. Der äußere Adapterring 306 ruht an der Außenfläche der Platte 300 über einer Ausnehmung 301 und wird in dieser lage durch eine Vakuuinrille 303 in der Außenfläche der Platte 300 gehalten, die an eine· flexible Yakuumleitung 316 angeschlossen ist.

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Die Ebene der äußeren Fläche der Platte 300, in der das die fotoempfindliche Schicht tragende Plättchen 262 liegt, wird durch Einstellung (in bezug auf die Seitenplatte 202) eines äußeren Ringes 318, auf dem die Platte 300 über Kugellager 304 ruht, in eine Lage gebracht, in der sie in der Bild-Brennebene des abbildenden Systems 110 liegt. Federn 314 ziehen die Platte 300 gegen die Kugeln und die Kugeln gegen den äußeren Ring 318. Der äuße·?· re Ring 318 ist bezüglich der Seitenplatte 202 mit Hilfe von Federn 320 und Schrauben 322 einstellbar. Bevorzugte Ausbildungen dieser schraubenartigen Einstellmittel und der Kugellager werden später noch anhand der Fig. 15 und 16 beschrieben. Durch Betätigung der Schrauben 322 kann die linke Oberfläche des Plättchens 262, die koplanar mit der rechten Fläche der Platte 300 ist,in die Bild-Brennebene gebracht werden, in der das abbildende System 110 ein Bild der Maske mit Einheitsvergrößerung herstellt. Anschließend können die Platte 300 und das Plättchen translatorisch und rotationsmäßig durch die im unteren Seil von Fig. 12 dargestellte Parallelogrammführung eingestellt werden, ohne die Oberfläche des Plättchens aus der Bild-Brennebene zu entfernen.

Drei der in Fig. 13 dargestellten Einstellschrauben sind um 120° von einander entfernt um die Ausnehmung 228 herum in der Seitenplatte 202 vorgesehen. Ebenso sind drei Kugellager 304 um 120° gegeneinander versetzt um die Ausnehmung 319 herum im äußeren Ring 318 vorgesehen.

Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht der bevorzugten 409839/0681

Ausführungsform der einstellbaren Lagermittel 320 des Außenringes 318 auf der Seitenplatte 202. Ein Hebel 380 ist mit einer Kugel 382 gekuppelt, die einen Gelenkpunkt zwischen dem Hebel und der Platte 202 bildet. Das kurze Ende des Hebels ist über eine Blattfeder 384 mit dem äußeren Ring 318 verbunden, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß er in die Ausnehmung 228 der Platte 202 paßt. Eine Zugfeder 386 zieht das längere Ende des Hebels 380 gegen die Seitenplatte in eine Winkellage, die durch eine Schraube bestimmt wird, die von außen her einstellbar ist. Zur Unterscheidung von der funktionsmäßig gleich aber mechanisch unterschiedlich angeordneten Schraube 322 von Pig. 13 ist diese Schraube in Fig. 15 mit 322^f bezeichnet. Drei solcher Einstellvorrichtungen sind um den Rand des äußeren Ringes 318 gleichmäßig verteilt vorgesehen, und durch ihre Verstellung kann die Ebene des Ringes parallel zu der Ebene gemacht werden, die im optischen System 110 konjugiert zu der Ebene ist, die von der Maske auf der gegenüber liegenden Seite des Gestells eingenommen wird. Unter Beobachtung durch das Okular 600 wird die optimale Fokussierung des Abbildes der Maske auf der Oberfläche des Plättchens 262 eingestellt.

Fig. 16 zeigt eine weitere bevorzugte Konstruktion für die lagerung der Platte 300 auf dem äußeren Ring 318. An drei gleichmäßig um das Zentrum verteilten Stellen ist der Außenring mit einem Loch 388 versehen. Das Loch i3t an der der Außenseite der Platte 202 zugekehrten Seite mit einem Deckel 390 verschlossen, der durch eine Blattfeder 392 gegen die Außenfläche des Rings gedrückt wird. Das auf diese Weise verschlossene Loch bildet einen Käfig für eine Kugel 3O4^f. Der Durchmesser der Kugel ist etwas größer als

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die Dicke äes Rings 318, und die Platte 300 wird mittels dreier Zugfedern 314?, die schwächer als die Pedern 392 sind und neben den Kugeln angeordnet sind, mit gehärteten Sitzen 394 gegen die ,drei Kugeln gezogen. Die Platte 300 kann sich durch die kleinen linearen und winkelmäßigen Auslenkungen, die für die Ausrichtung der Maske und des Plättchens erforderlich sind, frei parallel zum äußeren Ring 318 bewegen.

Die Adapterringe 306 und 308 "bilden eine Anordnung, mit der entsprechend der Größe der Öffnung 327 im inneren Ring 5O8 das Gerät mit Plättchen unterschiedlicher Größe beschickt werden kann.

Plättchen irgsndeiner vorgegebenen Größe werden auf einer entsprechend dimensionierten Druckplatte 302 gelagert, die ihrerseits in einem Druckplattenträger 309 sitzt. Die Druckplatte ist in einem mittleren zylindrischen Hohlraum des Druckplattenträgers mittels einer Druckfeder 313 gelagert, die im unbeanspruchten Zustand für die linke Fläche des Plättchens eine Ruhelage jenseits der linken Fläche des Druckplattenträgers bildet, wie in Fig. 13 zu erkennen ist. Die Oberfläche der Druckplatte ist mit Yakuumrillen 315 versehen, die über eine flexible leitung 317 mit einer nicht dargestellten Yakuumquelle verbunden sind. Die Druckplatte enthält Anschläge 321, die über ihre Oberfläche vorstehen, und auf denen Abflachungen am Rand des Plättchens zur Anlage gebracht werden können, wenn das Plättchen der Druckplatte für die Verarbeitung zugeführt wird, damit von Anfang an das Plättchen in einer bestimmten Winkellage orientiert wird.

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Die Druckplatte ist mit einer flachen Ausnehmung 323 in der ebenen Oberfläche 324 versehen, um die Handhabung des Plättchens beim Einlegen und Entfernen mit Hilfe einer Pinzette zu erleichtern.

Der Druckplattenträger 309 ist mit einer glatten Stirnfläche 325 versehen, die an der rechten Oberfläche der Platte 300 und ebenso an der rechten Oberfläche des inneren Adapterrings 308 anliegt. Die Federn 310 bestimmen in ihrem unbelasteten Zustand für den inneren Adapterring eine Ruhelage, in der die rechte Oberfläche des inneren Adapterring3 rechts von der rechten Oberfläche der Platte 300 liegt.

Aus Fig. 13 und 14 ist ersichtlich, daß die Druckplatte Vakuumrillen 326 enthält, die so angeordnet sind, daß sie an der rechten Oberfläche des inneren Adapterrings 308 anliegen. In Fig. 14 erkennbare axiale und radiale Bohrungen 328 stehen in Verbindung mit den Takuumrillen 326 und fluchten mit in Umfangsrichtung unterbrochenen Takuumrillen 311 in der rechten Oberfläche der Platte 300 zwischen den sich in radialer Richtung erstreckenden Ausschnitten 307. Die Takuumrillen 311 sind mit einer Takuumleitung 305 verbunden, die von der mit der Takuumrille 303 in Terbindung stehenden Takuumleitung 316 getrennt ist.

Mit dem Mechanismus 400 gemäß Fig. 1 wird der Druckplattenträger 309 mit der Druckplatte in die Plättchenstation eingeführt bzw. daraus entfernt. Bei Zuführung eines Druck-

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plattenträgers, dessen Druckplatte mit einem Plättchen versehen ist, zur Plättchenstufe gibt der Mechanismus den träger mit einer Bewegung nach links (!Fig. 13) ab, wobei das Plättchen 262 in Eingriff mit den Ansätzen 312 des inneren Adapterrings 303 gebracht wird. Die Federn 310 und 313 sind so bemessen, daß die Druckplatte 302 mit dem darauf befindlichen Plättchen für horizontale Bewegungen eine größere Nachgiebigkeit in bezug auf den Druckplattenträger 309 besitzt als der innere Ring 303 in bezug auf den äußeren Ring 306 der Adapteranordnung. Wenn demzufolge der Mechanismus 400 den beladenen Druckplattenträger nach links zuführt, wird das Plättchen nach Eingriff mit den Ansätzen mit der Druckplatte in den Druckplattenträger zurückbewegt, bis die Oberfläche 325 des Druckplattenträgers an der rechten Oberfläche des inneren Adapterrings 308 anliegt. Der Ring 308 wird daraufhin nach links gezwungen, bis die Hache 325 des Druckplattenträgers ebenfalls die rechte Oberfläche der Platte 300 berührt. In diesem Zustand wird der leitung 305 in der Platte 300 Yakuura zugeführt. Dadurch werden der Druckplattenträger, die Druckplatte und das Plättchen in einer Lage quer zum Gestell verriegelt, wobei die linke Oberfläche des Plättchens (in Pig. 13 ) koplanar mit der rechten Oberfläche der Platte 300 ist, wobei jedoch unter dem Einfluß der in Pig. 12 dargestellten Parallelogrammführung die Oberfläche des Plättchens frei bewegbar ist und dabei in ihrer eigenen Ebene verbleibt.

Gemäß Pig. 12 bildet die Platte 300 ein Element einer vierarmigen Parallelogrammführung, die ähnlich der in Pig· dargestellten Parellelogrammführung ist. Die äußeren Glieder der Parallelogrammführung bestehen aus einem Gelenkhebel 330,

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einer Stange 332 und einer Stange 334. Der Gelenkhebel 330 ist an seinen Enden mit der Platte 300 und der Stange 332 über Biegestellen 336 "bzw. 337 verbunden. Die Stange 334 ist mit der Platte 300 und der Stange 332 an Drehpunkten 338 und 340 verbunden, die als sich kreuzende Blattfedern ausgebildet sein können, ähnlich wie die Blattfedern 216 und 218 in Fig. 8, obwohl sie kleinere Abmessungen besitzen. Der Abstand des Drehpunktes 338 vom Drehpunkt 340 ist der gleiche wie der Abstand von der Biegestelle 337 zum Drehpunkt 340. An oder in der Kähe ihres Mittelpunktes ist die Stange 332 mit der Seitenplatte 202 über einen Gelenkhebel 342 gek&ppelt, der an seinen Enden Biegestellen 346 und 348 aufweist, von denen die letztere mit einem an der Platte 202 verankerten Block 350 verbunden ist.

Eine Verlängerung 334' der Stange 334 ist über einen Gelenkhebel 352, der dem Gelenkhebel 342 gleicht, mit einem Winkelhebel 354 verbunden, der bei 355 drehbar auf der Platte 202 gelagert ist. Ein Schubstangenhebel 356 koppelt den Winkelhebel 354 mit einer linear bewegbaren Betätigungsstange 358 eines Motors 360. Eine Eeder 362 zwischen dem Winkelhebel und der Platte 202 spannt den Winkelhebel gegen den Uhrzeigersinn vor.

Ein Schubstangenhebel 364 koppelt die Stange 332 mit der Betätigungsstange 358 eines zweiten Motors 366. Ein dem Gelenkhebel 342 ähnlicher Hebel 368 koppelt die Stange 332 mit ihrer Verlängerung 370 an einen Winkelhebel 372, der drehbar bei 373 in der Platte 202 gelagert ist, und eine Schubstange 374 koppelt den Winkelhebel mit einem dritten

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Motor 376* Federn 378 und 379 ziehen die Stange 332 nach unten und bewirken eine im Uhrzeigersinn verlaufende Beanspruchung auf den Winkelhebel 372.

Wenn die Motoren 366 und 376 stillstehen, bleibt auch die Stange 332, die der Platte 254 in Fig. 9 entspricht, stationär. Eine Bewegung des Motors 360 verschiebt den Gelenkhebel 352 horizontal, wodurch der Hebel 334" um den stillstehenden Drehpunkt 340 geschwenkt wird. Hierdurch wird der Platte 300 eine parallele gekrümmte Bewegung mitgeteilt, die für die kleinen Auslenkungen in Pig. 12 eine horizontale Bewegung darstellt, und die daher als X-Bewegung für das Plättchen bezeichnet werden kann. Wenn die Motoren 360 und 376 stillstehen, "bewirkt der Motor 366 eine im wesentlichen lineare Bewegung der Platte 300, die vertikal verläuft und daher als T-Bewegung bezeichnet werden kann. Kenn die Motoren 360 und 366 stillstehen, bewirkt eine Bewegung des Motors 376 eine Drehbewegung der Platte 300, die als Winkelbewegung oder Θ-Bewegung bezeichnet werden kann.

In Yerbindung mit den Schubstangen 364, 374 und können Lagefühler und/oder Grenzschalter entsprechend den Torrichtungen 288, 290 und 292 vorgesehen werden. Ebenso wie die Motoren, die die Zahnräder 280, 282 und 284 in Fig, 9 antreiben, werden die Motoren 360, 366 und 376 in Fig. 12 wahlweise vom Bedienungspult 750 in Fig. 1 gesteuert.

Das Beleuchtungssystem, durch das ein ausgewählter 2eil des Bereiches der Maske beleuchtet wird, ist in Pig.

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dargestellt. Das Beleuchtungssystem enthält als Quelle eine kapillare Quecksilberlampe 502 von gekrümmter Form, einen konkaven Primärspiegel 504 mit einer Ausnehmung 506 und

einen konkaven Sekundärspiegel 508, der auf einer Platte 510 aus geeignetem durchlässigen Material gelagert ist, das sowohl das von der Lampe erzeugte sichtbare als auch ultraviolette Licht durchläßt.

Ein gekrümmtes Abbild der Lampe 502 wird durch die Spiegel 504 und 508 (und mit Hilfe eines Planspiegels 511) auf der Ebene eines gekrümmten Schlitzes 512 gebildet, der zwischen Feldlinsen 514 und 516 angeordnet ist. Diese Linsen sind Segmente von plankonvexen Kugellinsen. Das Beleuchtungssystem ist so angeordnet, daß der beleuchtete Schlitz 512, der durch Planspiegel 513 und 515 sowie durch einen sphärischen Spiegel 518 wieder abgebildet wird, in der Ebene der Maske erscheint und insbesondere in der Ebene, in der die Oberfläche der Maske auf dem Gestell in der anhand der Pig. 9-11 beschriebenen Weise bewegt wird« Es wird somit der in Fig. 5 dargestellte Bruchteil 223 der Maske beleuchtet. Die gekrümmte beleuchtete Fläche 223 ist in ihrer Lage in bezug auf das abbildende System 110 festgelegt. Das in Pig. 1 dargestellte System 110 enthält einen primären konvexen Spiegel 111, einen sekundären konkaven Spiegel 112 und eine Kombination 113 von reflektierenden Planspiegeln. Der Bereich 223 bildet ein außeraxiales Objekt für das abbildende System 110, und für dieses außeraxiale Objekt besitzt das System 110 optimale Korrektur.

Um eine genaue Einstellung der Lage des Plättchens zu ermöglichen, ohne daß es fotografisch belichtet wird, ist ein Filter 520 vorgesehen, das durch die Bedienungsperson mit Hilfe einer Steuerung auf dem Bedienungspult 750 im Be-

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darfsfall in den Lichtweg hinein "bewegbar ist. Wenn dieses Filter entsprechend Fig. 5 im Lichtv/eg liegt, hindert es das durch den Schlitz 512 hindurch gegangene ultraviolette licht daran, den Spiegel 518 und die Maske 222 zu erreichen. Das Filter wird aus dem optischen Weg wieder entfernt, kurz bevor die Bewegung des Gestells eingeleitet wird, um nach der genauen Positionierung von Maske und Plättchen die Belichtung vorzunehmen.

Piir die Positionierung der Maske und für die Grob-Positionierung des Plättchens ist es erwünscht, daß nicht nur ein schmaler gekrümmter !eil der Fläche sondern die gesamte Oberfläche des Plättchens und der Maske beleuchtet wird. Zu diesem Zweck ist daher ein bewegbarer durchlässiger Spiegel 522 vorgesehen, der ebenfalls durch eine Steuerung der Bedienungsperson in den Lichtweg hinter dem Schlitz hinein bewegbar ist. Eine Lampe 524, die wenig oder keine ultraviolette Strahlung erzeugt, auf die das Plättchen aktinisch ansprechen würde, ist so angeordnet, daß sie die Maske mit Hilfe einer Kondensorlinse 525 beleuchtet, wenn sich der Spiegel 522 in der in Fig. 5 dargestellten Lage befindet.

Die Abbildung der Maske auf dem Plättchen zeigt Fig. 3. Mit Hilfe des optischen Systems 110 wird entweder die ganze,Maske 222 (wenn sie vollständig von der in Fig. dargestellten Lampe 524 beleuchtet wird) oder ein schmaler gekrümmter, schlitzförmiger Bereich 223, der durch das eigentliche Beleuchtungssystem bestimmt ist, auf der der Maske zugekehrten Fläche des Plättchens 262 abgebildet. Die Komponenten dieses Systems sind der primäre Konkavspiegel 111, der

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sekundäre Konvexspiegel 112 und die Spiegelanordnung 113. Die Spiegel 111 und 112 sind konzentrisch, und der Sekundärspiegel 112 hat vorzugsweise einen Krümmungsradius, der etwas größer als die Hälfte des Krümmungsradius des Spiegels 111 ist, so daß ein Abbild hoher Qualität über einer außeraxialen Zone gebildet wird, das in Koinzidenz mit dem beleuchteten, schlitzförmigen Bereich 223 gebracht wird. Die Spiegelanordnung 113 kann aus drei entsprechend geformten und zusammengefügten Glasblöcken 120, 122 und 124 bestehen. Die Spiegelanordnung ist mit einer reflektierenden Fläche neben der Maske 222 versehen, und die Ebene dieser F-läche wird in Pig. 3 durch die einander schneidenden Kanten 114 und 115 gebildet. Diese Ebene ist unter einem Winkel von 45 zur ausgewählten gemeinsamen Symmetrie-Achse 118 der Spiegel 111 und 112 geneigt.

Aus Gründen, die anhand von Jig. 4 erläutert werden, besteht die oben erwähnte reflektierende Fläche aus einer dichroitischen Schicht mit hohem Reflexionsvermögen im ultravioletten Bereich und mit einer etwa 50?£igen Reflexion und 50$igen Durchlässigkeit im sichtbaren Lichtbereich. Die Schicht wird auf einer dünnen Glasplatte 701 hergestellt, die am Block 120 befestigt ist, der bei 724 aus Gründen ausgeschnitten ist, die das in Verbindung mit Pig. 4 noch erläuterte Feinbetrachtungssystem betreffen.

Durch Reflexion an der Oberfläche der Platte 701 wird licht von der Maske 220 auf den primären Spiegel 111 reflektiert, der dieses seinerseits auf den sekundären Spiegel 112 reflektiert, gelangt dann zum primären Spiegel 111 zurück und von dort erneut auf die Spiegelanordnung 113· Um auf dem Plättchen 262 ein Bild der Maske zu erzielen, das dieselbe Orientierung zur Maske selbst hat wie ein Abbild,

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das die Orientierung eines fotografischen Druckes zum fotografischen Hegativ, von dem der Druck in Form eines Kontaktdruckes gemacht worden ist, charakterisiert, wird die Spiegelanordnung 113 mit zwei aufeinander senkrecht stehenden reflektierenden ebenen "Flächen 116 und 117 versehen. Die Flächen 116 und 117 "bilden in der Terminologie eines Prismas ein "Dach", und die Schnittlinie der Dachflächen steht senkrecht zur ebenen Fläche der Platte 701, die durch die Kanten 114 und 115 definiert ist. Diese Schnittlinie ist ferner um 45° gegenüber der Achse 118 geneigt. Die Flächen 116 und 117 können voll verspiegelt sein.

Die Spiegel 111 und 112 können sphärisch sein. Die Kombination des konkaven Spiegels 111 und dem konvexen Spiegel bildet ein optisches System mit Einheitsvergrößerung. Pur Objekte,, die optisch vom Spiegel 111 in einer Entfernung liegen, die dessen Krümmungsradius entspricht, ist dann die optische Entfernung vom Spiegel 111 zur Bildposition ebenfalls gleich diesem Krümmungsradius. Die Kombination der Spiegel 111 und arbeitet mit Einheitsverstärkung (unity magnification) aber achsentfernt, um eine Trennung von Abbild und Objekt zu ermöglichen, und ebenso um eine verbesserte Abbildquälität innerhalb einer ringförmigen außeraxialen Zone zu erzielen. Folglich sind bei der bevorzugten Ausf uhrungsform des erfindungsgemäßen Gerätes die von der Maske 222 und dem Plättchen 262 eingenommenen Brennebenen von Objekt und Abbild - abgesehen als Folge einer Abweichung vom optischen ¥eg durch Reflex-ionen an der Spiegelanordnung 115 - nominal in der Ebene, die durch den gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt der Spiegel 111 und 112 verläuft, die senkrecht zur Achse 118 besteht. Die Spiegelanordnung 113 hat daher von den Spiegeln 111 und 112 jeweils einen Abstand, der

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kleiner als ihre Krümmungsradien ist, um die konjugierten Ebenen der Kombination mit Einheitsverstärkung auf die einandergegenüberliegenden Seiten zu werfen, wo die Maske 222 und das Plättchen 262 angeordnet sind. Diese Konstruktion ist in Pig. 17 und 18 dargestellt. Pig. 17 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Spiegel 111 und 112 allein, und Fig. 18 ist eine Querschnittsdarstellung dieser Spiegel in einer Ebene, die ihren gemeinsamen Krüinmungsmittelpunkt C enthält, wobei die Spiegelanordnung 113 vereinfacht dargestellt ist. In beiden Figuren ist O ein Objektpunkt, der vom Spiegel 111 einen dem Krümmungsradius R entsprechenden Abstand aufweist, und I ist das Abbild von O, das nacheinander vom Spiegel 111, vom Spiegel 112 und dann erneut vom Spiegel 111 gebildet wird. Der Objektpunkt O und der Bildpunkt I liegen in einer Ebene, die durch den Krümmungsmittelpunkt C verläuft, und die Senkrechte zu dieser Ebene durch C ist die Achse 118 aus Pig. 3 und 4. 0 und I haben beide von C eine Entfernung H. In Pig. 17 sind gekrümmte Linien Z mit dem Radius H in der die Punkte 0 und I enthaltenden Ebene, die senkrecht zur Achse 118 läuft, dargestellt. Eine verbesserte Abbildung wird bei der Kombination der Spiegel 111 und für Objektpunkte, die von der Achse 118 optisch den Abstand H besitzen, dadurch erreicht, daß der konvexen reflektierenden Oberfläche des Spiegels 112 ein Radius gegeben wird, der annähernd R/2 + Ir/4R is"fc» wobei R wie zuvor der Krümmungsradius der konkaven sphärischen reflektierenden Oberfläche des Spiegels 111 ist. Es ist erwünscht, daß diese Beziehung bei der Bemessung der Spiegel 111 und 112 des erfindungsgemäßen Gerätes erfüllt ist. In anderen Worten, wenn der mittlere Radius des gekrümmten Bereiches 223 in Pig. 3 gleich H ist, und wenn der Radius des Spiegels 111 gleich R ist, dann ist der Radius des Spiegels 112 gleich R/2 + H²/4R. In Pig. 18

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ist der ebene reflektierende Spiegel, der durch die Platte in Pig. 3 und 4 gebildet ist, schematisch als 701' bezeichnet, und die Kombination der ebenen reflektierenden Flächen 116 und 117 ist hier mit 116' und 117' bezeichnet. Das Abbild des Objektpunktes 0 im Spiegel 701' ist mit O¹ bezeichnet, und das Abbild des Krümmungsmittelpunktes C in diesem Spiegel ist mit C bezeichnet. Das Bild des Bildpunktes I in der Spiegelkombination 116", 117' ist mit I¹ bezeichnet und das Abbild des Krümmungsmittelpunktes C in dieser Kombination ist mit O¹¹ bezeichnet. Die Punkte O¹ und C haben einen Abstand H von einander, den auch die Punkte I¹ und C" von einander besitzen. Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Gerät sind die Abmessungen des Beleuchtungssystems gemäß Pig. 5 und des abbildenden Systems 110 so auf einander abgestimmt, daß der mittlere Radius H des Bogens, mit dem der beleuchtete gekrümmte Bereich 223 in Pig. 3 übereinstimmt, wenigstens annähernd der Abmessung H entspricht, demzufolge der Krümmungsradius des Spiegels ein Übermaß entsprechend der gerade erläuterten Beziehung besitzt. Das Beleuchtungssystem gemäß Pig. 5 und das Abbildungssystem 110 sind ferner so in bezug auf einander angeordnet, daß der Krümmungsmittelpunkt des gekrümmten Bereiches 223 wenigstens annähernd mit dem Punkt C in Pig. übereinstimmt, und dieses ist in dem Gerät das Abbild eines Objektpunktes, der den Abstand H von der Achse 118 des Systems 110 hat, im Spiegel 701. Die Maske und das Plättchen werden in Ebenen angeordnet, die senkrecht zu der Ebene der Pig. verlaufen, und die im Palle der Maske die Punkte 0^f und C^f aus Pig. 18 und im Palle des Plättchens die Punkte I¹ und C" aus Pig. 18 enthalten.

Mit der beschriebenen Konstruktion des Systems 110 und seiner Zuordnung zum Ort der Maske und des Plättchens

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sowie zu den Abmessungen und dem Ort des gekrümmten beleuchteten Bereiches 223 gewährleistet das erfindungsgemäße Gerät auf der vom Leser in Fig. 3 abgekehrten Oberfläche des Plättchens 262 ein Bild hoher Qualität mit Einheitsvergrößerung von einen Objekt, das in der Oberfläche der Maske 222 auf der in Fig. 3 dem Leser zugekehrten Seite liegt. Genauer gesagt, wird ein solches hoch qualitatives Abbild mit Einheitsvergrößerung von einem Objekt erzeugt, das in dem außeraxialen gekrümmten Bereich 223 auf der Oberfläche der Maske liegt.

Die Orientierung von Objekt und Abbild zu einander, die mit Hilfe der "Dach" - Flächen 116 und 117 des abbildenden Systems 110 erreicht wird, veranschaulicht Fig. 3 durch die Anbringung des Buchstabens F an der zugekehrten Fläche der Maske 220 und an der abgekehrten Fläche des Plättchens 262. Dies ist die Eontaktdruckorientierung, die oben erwähnt wurde. Sie hat den Vorteil, daß sie mit der gekrümmten und daher drehenden Bewegung kompatibel ist, die das Gestell der Maske und dem Plättchen mitteilt. Sie hat den zusätzlichen Vorteil, daß sie auch mit anderen Verfahren und Verfahrensschritten kompatibel ist, die beim Kontaktdruck verwendet werden.

Nachdem die Maske und das Plättchen mit Hilfe des Grob- und Feinbetrachtungssystems die richtige Lage zu einander in dem Gestell erhalten haben, programmiert die Bedienungsperson das Gerät gemäß Fig. 1 mit Hilfe einer der Steuerungen auf dem Bedienungspult 750 für eine Belichtung. Hierdurch wird das

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Gestell 200 an das'eine Ende seines Schwenkbereiches verschoben, wobei die Maske und das Plättchen aus dem beleuchteten Bereich 223 von Pig. 5 und aus dem auf diesem Bereich durch das abbildende System 110 erzeugten Abbild heraus bewegt werden. Die lampe 524 von Pig. 5 wird ausgeschaltet, und das Filter 520 sowie der Spiegel 522 v/erden entfernt. Das Gestell dreht sich dann über seinen Schwenkbereich und gibt nacheinander Seile der Maske zur Belichtung über den stationären gekrümmten Bereich 223 frei, wodurch nacheinander Teile des Plättchens mit dem Abbild dieser nacheinander beleuchteten Bereiche der Maske belichtet werden.

Um die Maske und das Plättehen im Gestell auf einander durch Betätigung der anhand von Pig. 9 und 12 beschriebenen Mechanismen ausrichten zu können, muß es möglich sein, die Masken- und Plättchenausrichtung betrachten zu können. Die Maske wird durch Betrachtung ihres durch das optische System 110 auf die Oberfläche des Plättchens projezierten Abbildes beobachtet. Dieses Abbild sowie das Plättchen selbst werden mit Hilfe von Grob- und Peinbetrachtungssystemen betrachtet.

Das grobe Betrachtungssystem ermöglicht eine Betrachtung der Abbildung der gesamten Maske und des gesamten Plättchens auf einmal oder zumindest eines Hauptteiles. Es ist ebenfalls in Pig. 3 dargestellt. Das durch das Abbildungssystem 110 auf dem Plättchen erzeugte Abbild (d.h. durch die reflektierende Pläche der Platte 701, durch die Spiegel 111 und 112 und durch die reflektierenden Plächen 116 und 117) und ebenso das Plättchen selbst werden mit Hilfe eines optischen Systems geprüft, das der Reihe nach aus den Dach-Plächen 116 und 117,

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dem primären Spiegel 111, drei Gruppen von Relais-Linsen 651, 652 und 653 und schließlich aus dem zweiäugigen Okular 600 mit den Planspiegeln 654, 655, 656 und einer Reihe weiterer Elemente "besteht. Um die Punktion des Grobbetrachtungssystems zu ermöglichen, ist der sekundäre Spiegel 112 des abbildenden Systems 110 auf seiner konvexen Oberfläche neben dem Spiegel 111 mit einer dichroitischen Schicht versehen, die ein hohes RefIex-ionsvermögen im ultravioletten Bereich und vorzugsweise eine Reflexion . von etwa 50$ und eine Durchlässigkeit von etwa 50Ja im sichtbaren Bereich besitzt. Ein Prisma 658 dient zur Umlenkung und Verkürzung des Lichtweges. Ein rüekdrehendes Prisma 657 dient dazu, das Abbild dem Betrachter in geeignet orientierter azimutaler Position darzubieten. Um eine Beleuchtung des Plättchens mit einer Farbe zu ermöglichen, die in Kontrast zu der Farbe steht, mit der das Abbild der Maske durch die Lampe 524 in Fig. 5 und durch dieser zugeordnete Filter dargeboten wird, ist eine Lampe 659 mit einer zugeordneten Kondensorlinse 659' und einem Euter 659" so vorgesehen, daß ein am Prisma 658 angebrachtes Prisma 660 beleuchtet wird, das eine strahlaufspaltende Oberfläche besitzt. Licht von der Lampe 659 verläuft somit nacheinander zu den Relais-Linsenkombinationen 652 und 65I, durch den Spiegel 112 zum Spiegel 111 und von dort über die reflektierenden Flächen 116 und 117 zum Plättchen 262.

Das zweiäugige Okular kann eine variable Vergrößerung mit einer Zoomsteuerung 601 besitzen.

Der Spiegel 522 in Fig. 5 kann dünn und teilweise genügend durchlässig gemacht werden, um etwas Licht von der

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Quelle 502, das bei 520 gefiltert und durch äen Spiegel

re -fokussiert wird, durchzulassen. Der Bereich 223 auf der Maske wird dann heller beleuchtet als der übrige Teil der Maske, und ein entsprechend heller gekrümmter Bereich 223' erscheint auf dem Plättchen.

Um Einzelheiten des Maskenabbildes auf dem Plättchen und des Plättchens selbst betrachten zu können, ist das in Pig. 4 dargestellte Peinbetraehtungssystem vorgesehen. Das Abbild der Maske auf dem Plättchen und das Plättchen selbst werden als Objekte betrachtet (und insbesondere die Teile der Objekte, die in dem Bereich 223^f auf dem Plättchen liegen, wobei der Bereich selbst das Abbild des beleuchteten Bereiches 223 der Maske auf dem Plättchen ist), und werden nach hinten wieder abgebildet an den reflektierenden Flächen 116, 117, am Spiegel 111, am Spiegel 112 und wiederum am Spiegel 111. Ausgewählte Teile des resul- · tierenden Luftabbildes werden mit Hilfe von zwei bewegbaren Mikroskopobjektiven in Verbindung mit dem Okular 600 geprüft, Anstelle der Prüfung eines solchen Luftbildes in der Ebene der Maske selbst wird das Luftbild geprüft, das durch den Bruchteil des nach hinten vom Spiegel 111 wandernden Lichtes gebildet wird, das durch den ebenen Reflektor 701 hindurch gelangt. Genauer gesagt, erlauben zwei Mikroskope die Prüfung von zwei Teilen mit kontrollierbarem Abstand auf dem gekrümmten Bereich 223* auf der dem Leser in Pig. 4 abgekehrten Seite des Plättchens.

Aus diesem Grunde ist aus dem Glasblock 120 ein gekrümmter Schlitz 724 herausgeschnitten, der sich im wesentlichen parallel zur Achse 118 von der dem Betrachter zuge-

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kehrten Fläche des Blocks in Eig. 4 zu der Fläche des Blocks erstreckt, auf dem die Platte 701 befestigt ist. Das interessierende Luftbild des Bereiches 223' hat gekrümmte Storm wobei der EJrümmungsmittelpunkt im wesentlichen auf der Achse 118 liegt, und es liegt weitgehend in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse in der Habe der Öffnung des Schlitzes 724 an der dem Betrachter zugekehrten Fläche der Spiegelanordnung 113 in Fig. 4· Es sind zwei mikroskopische Objektive 702 und 711 vorgesehen, die an nicht dargestellten Armen gelagert sind, welche um die Achse 118 drehbar sind und eine solche Länge aufweisen, daß sie diese Objektive mit dem gekrümmten Schlitz 724 zur Ausrichtung bringen. Auf den Objektiven 702 und 711 sind jeweils" drei Platten 703, 704 und 705 gelagert, die so um die Achse des Objektives gekippt sind, daß sie Abbildungsfehler kompensieren, die in das dem Objektiv präsentierte Bild durch den konvergenten Verlauf von Licht durch die gekippte Platte 701 auf dem ¥eg zur Bildung des Abbildes eingeführt werden. In der Fähe des Objektives 702 ist ein Prisma 706 gelagert, um die Achse des Objektives 702 auf die Achse 118 herunter zu bringen. Nach zwei Reflex ionen im Prisma 706 und zv/ei weiteren Reflex ionen an stationären Spiegeln 707 und 708 wird das Abbild des vom Objektiv 702 ausgewählten Bruchteils des Objekts 223^f an dem Plättchen in der Sähe eines weiteren Planspiegels 709 gebildet. Der Spiegel 709 wählt die Hälfte dieses Abbildes aus und lenkt es in die eine Hälfte des Feldes einer Feldlinse 710 ab.

Das zweite Objektiv 711 mit den zugeordneten gekippten Platten 703,704 und 705 sowie ein Prisma 712 das beweglich

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auf dem zweiten Arm gelagert ist, bringen auf die Achse Licht, das einen anderen ausgewählten Teil des Bereiches 223' darstellt. Dieses Licht wird an einem festen Spiegel in die andere Hälfte der Peldlinse 710 abgelenkt.

Die Objektive 702 und 711 liefern jeweils einen Beitrag zu einem Abbild des halblereisförmigen Bereiches entlang dem gekrümmten Objekt 233'. Die beiden so kombinierten Halbfelder werden der Bedienungsperson im Okular 600 präsentiert, nachdem sie durch ein den Azimutwinkel auswählendes Prisma 714 eine Relais-Linse 715 durchlaufen und Ablenkungen an Spiegeln 716 und 717 erfahren haben. Eine Lampe 718 und eine dieser zugeordnete. Linsen- und Pilterkombination sowie ein Sammelprisma 720 machen es möglich, die halbkreisförmigen Bereiche auf dem Plättchen auf der Länge des Bereiches 223' mit einer sichtbaren Parbe zu beleuchten, die im Kontrast zur Parbe der Lampe 502 und des Filters in Pig. 5 steht.

Es sei bemerkt, daß das in Pig. 1 dargestellte Gerät die Komponenten aus Pig. 3 und 4 enthält. Diese beiden Piguren zeigen ein abbildendes System 110, die Maske 220 , das Plättchen 262 sowie das Okular 600. Pig. 3 zeigt dariiberhinaus zusätzliche Elemente, die mit dem System 110 und dem Okular 600 das G-robbetrachtungssystem zur Prüfung des Plättchens und des durch das System 110 auf das Plättchen geworfenen Abbildes der Maske bilden. Pig. 4 zeigt ferner einige zusätzliche Elemente, die mit dem System 110 und dem Okular 600 das Peinbetrachtungssystem zur Prüfung ausgewählter Seile des Plättchens und des darauf von der Maske geworfenen Abbildes bilden. Die Aus-

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wahl zwischen den Grob- und Peinbetrachtungssystemen wird durch den Spiegel 656 getroffen, der bewegbar ist und in Pig. 3 und 4 dargestellt ist. Er ist gemäß Pig. 4 zwischen dem Spiegel 717 des Peinbetrachtungssystems und dem Okular 600 angeordnet. ¥enn der Spiegel 656 in den liebtweg zum Okular eingesetzt wird, ist das Grobbetraehtungssystem optisch vollständig, während das Peinbetrachtungssystem außer Betrieb ist.

Die Spiegelanordnung 113 muß sehr fein in ihrer Lage einstellbar sein, damit in dem zusammengefügten Gerät eine genaue Ausrichtung dieser Anordnung auf die Drehachse 210 möglich ist. Zu diesem Zweck ist die Anordnung auf dem Ständer 100 in Pig. 1 in der in Pig. 6 dargestellten Art gelagert. Der Kopf 102 des Ständers enthält eine in Pig. 1 dargestellte Platte 130, die vertikal und senkrecht zur Achse 118 orientiert ist. Die Spiegelanordnung 113 ist an einer zur Platte 131 parallelen Platte 130 über drei biegbare Glieder 132., 133 und 134 befestigt, die eine Anpassung der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen und Zusannaenziehungen der Spiegelanordnung und der Platte bewirken.

Die Platte 131 ist ihrerseits mit der Platte 130 über Mittel gekuppelt, die kleine feinregelbare Bewegungen der Platte 130 und damit der Anordnung 113 in bezug auf die Platte 130 und damit auch in bezug auf den Ständer, in dem die Spiegel 111 und 112 durch nicht dargestellte Mittel fest gelagert sind erlauben.

Diese Kupplungsmittel enthalten zwei biegbare Stangen 135 und 136, die im rechten Winkel zu einander angeordnet sind

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und zwischen kurzen, an der Platte 131 befestigten Armen und an der Platte 130 "befestigten Streben 138 angeordnet sind· Die Stangen 135 und 136 begrenzen Drehungen der Platte 131 in ihrer eigenen Ebene auf Drehungen um den Schnittpunkt G dieser Stangen in 3?ig. 6 auf oder nahe der Achse 118 in Pig. 3 und 4. Die Konstruktion ist so, daß dieser Punkt C etwa auf dem gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt der Spiegel 111 und 112 liegt.

Die Kupplungsmittel enthalten ferner zwei biegbare Stangen 139 und 140, die in einer vertikalen, die Achse 118 enthaltenden Ebene oberhalb und unterhalb dieser Achse angeordnet sind. Die Stange 139 ist mit einem Ende an der Platte

130 und mit dem anderen Ende an der Platte 131 über eine Biegevorrichtung 141 befestigt. Die Stange 140 ist mit einem Ende an der Platte 130 und mit dem anderen Ende an der Platte

131 über einen ortsfesten Arm 142 befestigt.

Die Kupplungsmittel enthalten weiterhin eine biegbare Stange 143 am unteren Ende der Platte 130, die mit einem Ende an der Platte 130 über eine Strebe 146 und mit ihrem anderen Ende an der Platte 131 über eine einstellbare Biegevorrichtung 145 befestigt ist.

Schließlich enthalten die Kupplungsmittel noch eine biegbare Stange 148, die mit ihrem einen Ende an der Platte 130 und mit ihrem anderen Ende über eine einstellbare Biegevorrichtung 147 mit der Platte 131 verbunden ist. Die biegbare Stange 148 ist horizontal gegen die vertikale Linie versetzt, in der die Stangen 139 und 140 angeordnet sind.

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Die einstellbaren Biegevorrichtungen 141, 145 und 147 sind i

in.

von der Pig. 7 dargestellten Art und ermöglichen sehr kleine, spielfreie und feinregerbare Bewegungen. Bei Einstellung der Vorrichtung 145 durch die Schraube 166 dreht sich die Platte 131 in ihrer eigenen Ebene um einen auf der Achse 118 liegenden Mittelpunkt. Durch Einstellung der Torrichtung 147 mit einer gleichen, in I*ig. 6 nicht sichtbaren Schraube dreht sich die Platte 131 um eine vertikale Achse in oder in der Fähe der Platte, die durch oder nahe bei den Stangen 139 und 140 verläuft. Durch Einstellung der Torrichtung 141 mittels ihrer Schraube 166 dreht sich die Platte 31 um eine horizontale Achse die etwa in der Ebene der Platte liegt und durch oder in der Hähe der Stangen 140 und 148 verläuft.

Durch Einstellung der Torrichtungen 145 und 147 werden somit zwei Einstellbewegungen ausgeführt, die orthogonal sind, sich gegenseitig nicht beeinflussen, und die benötigt werden, um Linien, die konjugierte Objekt- und Bild punkte in der Maske 222 und dem Plättchen 262 verbinden parallel zur Drehachse 210 des Gestells 200 (5"ig. 8) zu machen. Da die beiden Drehungen, die durch Einstellung der Biegevorrichtungen 145 und 147 beide um den Krümmungsiaittelpunkt C verlaufen, verursacht keine von ihnen eine Änderung in der Fokussierung. Die dritte Einstellung der Torriohtung 141 bewirkt eine gekrümmte Translation der Anordnung 113 und stellt damit den Brennpunkt ein, d.h. die Länge des optischen Weges von der Maske zum Plättchen über das System 110,von dem die Anordnung 113 einen Ceil bildet.

Gemäß ]?ig. 7 enthalten die Biegevorrichtungen 141, 145 und 147 jeweils einen Schaft 152, mit dem ein Hebel 154'

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über eine Biege verb induing 156 verbunden ist. Am Schaft 152 ist ein Arm 158 befestigt, der quer zum Schaft und parallel zum Hebel 154 verläuft. Am Arm 158 ist eine Blattfeder 160 befestigt, die parallel zum Schaft 152 verläuft. Eine zweite Blattfeder 162 liegt auf der Blattfeder 160. Die Blattfeder 162 ist mit ihrem einen Ende am einen Ende des Hebels 154 befestigt und an ihrem anderen Ende mit dem anderen Ende der Blattfeder 160 verbunden, beispielsweise durch ein Met 164. Eine Schraube 166 verläuft mit Spiel durch die Blattfedern 160 und 162 und ist in den Schaft 152 geschraubt. Eine wendeiförmige Druckfeder 168 umgibt die Schraube 166 zwischen dem Schaft 152 und der Blattfeder 160.

Die Blattfeder 160 ist mit dem Arm 158 des Schaftes verbunden. Eine Verstellung der Schraube 166 verursacht eine sich ändernde Krümmung der Blattfedern 160 und 162, wcbei die Blattfeder 162 ^e nachdem, ob die Schraube in Fig. 7 nach rechts oder links bewegt wird, einen größeren oder kleineren Krümmungsradius hat als die Blattfeder 160. Da beide Blattfedern am unteren Ende in Pig. 7 iait einander verbunden sind, gleitet die Blattfeder 162 an ihrem oberen Ende um einen sehr kleinen Betrag relativ zur Blattfeder 160, und diese Bewegung wird über den Hebel 154 an einen Ausgang gegeben, der in Fig*^; 7 als Stange 170 dargestellt ist. In Fig. 6 sind die Schäfte der Biegevorrichtungen 141, 145 und 147 an der Platte 131 befestigt.

Um das Gerät in Betrieb zu nehmen, wird eine Maske mit Hilfe des Mechanismus 450 (Fig. 1) in die Maskenstation 220 gebracht, und ein Plättchen wird manuell auf die Druck-

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platte und den Druckplattenträger 309 im Beschickungsmechanismus 400 aufgebracht, der für die Bedienungsperson zugänglich ist. Durch Betätigung einer Steuerung auf dem Bedienungspult 750 werden die beladene Druckplatte und der Druckplattenträger dann vom Mechanismus 400 in die Plättchenstation 260 des Gestells "befördert. Dann wird die Takuumleitung 305 (Fig. 13) aktiviert, wodurch das Plättchen gegen den inneren Adapterring 308 gezogen und fokussiert wird.

In einer zentralen Lage des Gestells innerhalb seines Schwenkbereiches wird das Grobbetraehtungssystem durch Einfügen des Spiegels 522 und Einschalten der Lampe 524 in Fig. 5 sowie durch Einfügen des Spiegels 656 in Fig. 3 in den optischen ¥eg des Okulars aktiviert. Die Steuerungen auf dem Bedienungspult für die lineare und winkelmäßige Bewegung werden dann zunächst an die Antriebsmotor für die Maskenstufe angeschlossen, die die Zahnräder 280, 282 und 234 in Fig. 9 antreiben und dadurch eine genaue Ausrichtung der Maske erlauben. Im Okular 600 sieht die Bedienungsperson bei einem Beleuchtungspegel entweder das Abbild der gesamten Maske auf dem Plättchen oder in jedem Fall den größten Teil. Überlagert darauf sieht er bei einem höheren Beleuchtungspegel den gewölbten Bereich 223, und bei einem noch höheren Beleuchtungspegel sieht er zwei halbkreisförmige oder "D-förmige" Bereiche, die auf der Länge des gekrümmten Bereiches 223 einen Abstand von einander aufweisen, der den Viinkelpos it ionen der Mikroskopob'jektive 702 und 711 um die Achse 118 in Fig. entspricht. Die Objektive können in ihrer Winkellage um diese Achse mit Hilfe einer Steuerung am Bedienungspult eingestellt v/erden, und für diese Anfangseinstellung werden sie zweckmäßigerweise nahe dem Ende ihres Weges positioniert, was in Fig.

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dargestellt ist. Die Bedienungsperson betätigt dann die Steuerungen für die Antriebsriotoren der Kaskenstufe so, daß innerhalb jedes der D-förmigen Bereiche wenigstens eine von mehreren Ausrichtungsmarkierungen liegt, die auf der Oberfläche der Maske verteilt sind.

Beim Übergang der Bewegungssteuerung am Bedienungspult zu den Antriebsmotoren 360, 366 und 376 der Plättchenstation in Eig. 12 kann die Bedienungsperson vorläufige Einstellungen der Plättchenposition vornehmen, wobei er die Oberfläche des Plättchens durch das Grobbetraehtungssystem von Pig. 3 beobachtet. Er wechselt dann über zum Peinbetrachtungssystem von Pig. 4 und stellt die Lage des Plättchens durch Bewegungen in X-, Y- und O-Richtung so ein, daß eine genaue Übereinstimmung der zuvor gesetzten Ausrichtungsmarken der Maske mit entsprechenden Ausrichtungsmarken auf dem Plättchen erzielt wird, und die in den beiden halbkreisförmigen Peldern gesehen werden, die gleichzeitig dem Betrachter am Okular präsentiert werden.

Durch Betätigung einer weiteren Steuerung am Bedienungspult wird das Gestell in eine Startposition geschwenkt, in der die Maske und das Plättchen sich außerhalb des beleuchteten Bereiches 223 an der Maskenebene und von 223' an der Plättchenebene befinden. Das Pilter 520 und der Spiegel 522 v/erden dann aus dem optischen Weg in Pig. 5 entfernt, und das Gestell wird gedreht, um die Maske und das Plättchen über die beleuchteten Bereiche 223 und 223' zu bewegen oder "abzutasten", wobei die Richtung der Abtastung quer zur Länge

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dieser Bereiche verläuft. Das erfindungsgemäße Gerät kann Mittel enthalten, durch die sichergestellt wird, daß die erwähnten Schritte in der richtigen Reihenfolge durchgeführt werden und in einen solchen Ausmaß automatisiert sind, daß Kompatibilität mit den Erfordernissen für eine genaue Positionierung der Maske und des Plättchens besteht.

Es ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein Gerät geschaffen worden ist, um fotografisch eine ein Abbild empfangende Oberfläche (ein Plättchen)mit einem Lichtabbild oder einem Objekt (einer Maske) zu belichten. Das Gerät enthält einen konkaven' Spiegel 111, einen konvexen Spiegel 112 mit kleinerem Krümmungsradius, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Krümmungsmittelpunkt des konkaven Spiegels übereinstimmt und getrennte Stationen zur Aufnahme von ebenen Objekt- und Bildflächen (Maske und Plättchen), die optisch in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die den Krümmungsmittelpunkt enthält. Dieses wird anhand der Jig· 17 und 18 erläutert. Aus diesen Piguren ist ersichtlich, daß die Maske und das Plättchen Ebenen einnehmen, die im Spiegel 701» und in den Spiegeln 116« und 117' Abbilder einer Ebene sind, die den Krümmungsmittelpunkt C des konkaven und konvexen Spiegels, einen Objekbpunkt 0, der vom konkaven Spiegel etwa einen Abstand entsprechend dessen Krümmungsradius besitzt und ferner das Abbild I des Objektpunktes in dem konkaven und konvexen Spiegel enthalten. Die Maske und das Plättchen sind daher optisch, jedoch nicht physikalisch (in der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen) in der Ebene angeordnet, die die gekrümmten linien Z in Eig. 17 enthält, wobei diese Ebene

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den l^ümmungsmittelpunkt C enthält und senkrecht zur Achse 118 verläuft. Das erfindungsgemäße Gerät enthält ferner in dem Beleuchtungssystem gemäß Jig. 5 eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines gekrüminten Bereiches 223 in der Ebene der Objektoberfläche (d.h. der Maske), der sich außerhalb von und zentriert auf die Achse 118 zentriert befindet, wenn er (durch Reflex ion am Spiegel 701) auf der Maskenebene erzeugt wird. Schließlich enthält das erfindungsgemäße Gerät in seiner breitesten Auslegeung Mittel in Itorm des Gestells 200, um das Objekt (die Maske) in ihrer Ebene durch den beleuchteten gekrümmten Bereich zu verschieben, und die das Bild empfangende Oberfläche (das Plättchen) in ihrer Ebene durch das Abbild des beleuchteten gekrümmten Bereiches zu verschieben. Diese Mittel können natürlich die Maske und das Plättchen in bezug auf die Spiegel

111 und 112 bewegen, oder stattdessen die Spiegel 111 und

112 (mit der Spiegelanordnung 113 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel), und das Beleuchtungssystem 500 kann in bezug auf die Maske und das Plättchen bewegt werden, um diese Verschiebung zu bewirken.

Bei dem beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Spiegelanordnung 113 zwei ebene Reflexionsmittel vorgesehen, die zwischen dem konkaven und konvexen Spiegel 111 bzw. 112 und deren Exümmungsmittelpunkt angeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellt eines der ebenen Refle.x ionsmittel den Spiegel 701 und das andere die Kombination der Planspiegel 116 und 117 dar. Diese beiden Reflektionsmittel sind in bezug auf einander um etwa 90° geneigt, und beide sind zur Achse 118 um etwa 45° geneigt.

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Als Folge dieser Konstruktion und Anordnung der Spiegelanordnung 113 sind die konjugierten Objekt- und Bildebenen mit der Einheitsvergrößerung, in denen das Plättchen und die Haske angeordnet sind, parallel zu einander und zur Achse 118.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält die Spiegelanordnung 113 als zweites der beiden ebenen Reflexionsmittel die beiden senkrechten Planspiegel 116 und

117 anstelle eines einzelnen Planspiegels in Anpassung an den Spiegel 701. Die Planspiegel 116 und 117 sind gegen einander un 90° geneigt. Sie weisen die gleiche ITeigung zum Spiegel 701 auf, und ihre Schnittlinie ist um 45° zur Achse

118 geneigt. !Tatsächlich sind die Ebenen der Spiegel 116 und 117 jeweils um 30° zur Achse 118 geneigt.

Das Vorhandensein der "Dach" - Spiegel 116 und 117 und die dadurch bedingte Inversion des Haskenabbildes auf der Plättchenebene erlaubt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Verwendung eines Gestells für die Maske und das Plättchen, das um eine Achse (210 in I¹Ig. 8) schwenkbar ist, die ortsfest in bezug auf das optische System 110 ist. Somit erfahren die Haske und das Plättchen bei ihrer Bewegung durch die konjugierten Ebenen des Einheitsverstärkungssystems 110 eine gekrümmte Bewegung.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eines der ebenen Reflexionsmittel, durch das die Hasken- und Plättchenebene in Parallelität zu einander entsprechend Pig.

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gebracht werden, anstatt in einer gemeinsamen Ebene entsprechend den gekrümmten Linien Z in Pig. 17 zu liegen, teilweise durchlässig gemacht. Dies ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Pail für den Spiegel 701· Entsprechend diesem Merkmal sind dann zusätzlich Mittel vorgesehen, um das Abbild der durch den konkaven und konvexen Spiegel erzeugten Plättchenoberfläche zu prüfen, da dieses Abbild durch den teilv/eise durchlässigen Spiegel übertragen wird. Diese Prüfmittel sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der in Pig. 4 dargestellte und beschriebene Peinbetrachtungsmechanismus. Bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen diese Betrachtungsmittel aus getrennten Mikroskopobjektiven 702 und 711, die gekrümmte Bewegungen um die Achse 118 ausführen können, und aus einem gemeinsamen Okular 600. Perner ist mit jedem dieser Objektive ein Periskop gekoppelt, um die optische Achse des Objektivs kolinear mit der Achse 118 zu halten. Die feldaufspaltende·) und kombinierenden Mittel in Porm der Spiegel 707, 708, 709 und 713 präsentieren dann im Okular eine Hälfte des Peldes von jedem Objektiv. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Periskope durch die Prismen 706 und 712 gebildet. Durch den Einsatz dieser Periskope ergibt sich der wesentliche Yorteil, daß die von den Mikroskopen präsentierten Abbilder (vom Okular 600 betrachtet) keine Drehung erfahren, wenn die Mikroskope eine Schwenkbewegung um die Achse 118 entsprechend der Länge der Öffnung 724 in Pig. 4 durchführen.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung sind das Plättchen und die Maske in getrennten Stationen des Gestells gelagert. Gemäß der Erfindung ist es erwünscht,

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daß diese Stationen jeweils vier drehbar mit einander verbundene Elemente eines Parallelogramms enthalten. Bei der in Pig. 9 dargestellten Maskenstation sind vier solcher Elemente 258, 254» 256 und 240 vorgesehen. In der Plättchenstation gemäß Pig. 12 sind vier Elemente 334, 332, 330 und 300 vorgesehen. Es sind Mittel vorgesehen, um das erste dieser Elemente, d.h. das Element 258 in Pig. 9 und das Element 334 in Pig. 12 zu drehen, während die benachbarten Elemente 254 in Pig. 9 oder 332 in Pig. 12 stationär gehalten werden. Durch diese Drehung wird die Bewegung der Maske oder des Plättchens in X~E.ichtung bewirkt. Es sind auch Mittel zur Verschiebung der Elemente 254 und 332 vorgesehen. Somit erzeugt in Pig. 9 eine Verschiebung des Elementes 254 durch das Zahnrad 282 eine Γ-Bewegung der Maske. In gleicher Weise bewirkt eine Auf- und Abbewegung des Elementes 332 in Pig. 12 durch den Motor 366 eine Verschiebung der Platte 300 und dadurch des Plättchens in Y-Richtung. Durch die Kombination des Zahnrades 284, des Zahnsegmentes 263 und des Stiftes 276 sowie des Schlitzes 278 in Pig. 9 v/erden Mittel gebildet, um das Element 254 und damit die Maske zu drehen. In gleicher Weise bewirken der Motor 376 und die zugeordneten Elemente 374, 372 und 368 in Pig. 12 eine Drehung der Stange 332, die bei stillstehendem Y-Motor durch die Stange 342 und die Stange 364 an einer Verschiebung gehindert ist. Diese Drehung des Elements 332 bewirkt eine Drehung oder Θ-Bewegung der Platte 300 und damit des Plättchens.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um die Abbildungsfläche, d.h. das Plättchen, in der Abbildung auf dem konkaven Spiegel zu prüfen. Diese Mittel enthalten das in Pig. 3 dargestellte Okular 600 in Ver- ·

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bindung mit den Relaislinsen 651, 652 und 653, die mit dem konkaven Spiegel 111 aufgrund der [Datsache zusammenwirken, daß der konvexe Spiegel 112 teilweise lichtdurchlässig ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise können die Dachspiegel 116 und 117 durch einen einzelnen Planspiegel ersetzt werden, zumindest wenn ein sich geradlinig bewegendes Gestell verwendet wird. Die Erfindung ist auch nicht auf die Yerwendung eines konvexen Spiegels beschränkt, dessen Radius gleich oder annähernd gleich dem halben Radius des konkaven Spiegels ist. Es können auch andere Kombinationen von konkaven und konvexen Spiegeln verwendet werden, vorzugsweise jedoch solche, bei denen die algebraische Summe der Vergrößerungskräfte der verwendeten reflektierenden Oberflächen gleich Null ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Bedingung für ein 2:1-Verhältnis für die Krümmungsradien der Spiegel 111 und 112 erfüllt, da das Abbild der Maske auf dem Plättchen das Ergebnis einer Reflex ion am Spiegel 112 und zweier Reflex ionen am Spiegel ist. Wenn der konvexe Spiegel einen Krümmungsradius hat, der gleich oder annähernd gleich zwei Dritteln des Krümmungsradius des konkaven Spiegels ist, kann das gleiche Ergebnis erreicht werden, wenn drei Reflex ionen am konkaven Spiegel und zwei Reflex ionen am konvexen Spiegel vorgesehen werden. Sowohl bei dieser Anordnung als auch bei der dargestellten und beschriebenen Anordnung wird der Krümmungsradius des konvexen Spiegels um einen kleinen Betrag über den Zweidrittelwert des Krümmungsradius des konvexen Spiegels vergrößert, um eine optimale Abbildungsqualität für eine außeraxiale Objektlage zu erzielen, d.h. für die Lage des oben erwähnten gekrümmten Objektbereiches 223.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche

1J Vorrichtung zur fotografischen Belichtung einer Oberfläche mit dem Lichtabbild eines Objektes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein optisches System (110) mit Einheitsvergrößerung enthält, das konjugierte Ebenen hat, die senkrecht zu der optischen Achse stehen, für die das System die Einheitsvergrößerung aufweist, daß getrennte Mittel zur Halterung der ebenen Objektfläche und der ebenen, das Abbild empfangenden Eläche in den konjugierten Ebenen vorgesehen sind, daß Mittel zur Beleuchtung eines gekrümmten Bereiches.auf der Objektoberfläche außerhalb der genannten optischen Achse vorgesehen sind, dessen Erümmungsmittelpunkt auf dieser optischen Achse liegt, und daß Mittel vorgesehen sind, mit denen die Objekt- und Abbildungsfläche um gleiche Beträge in den konjugierten Ebenen relativ zu dem optischen System und senkrecht zu dem gekrümmten Bereich und zu dessen Abbild auf der AbbildungsfLache verschiebbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Gestell (200) mit getrennten Stationen (220, 260) zur Halterung der Objektfläche und der Abbildungsfläche enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« daß die Stationen jeweils vier gelenkig miteinander zu einem Parallelogramm verbundene Elemente (240, 254» 256, 258 bzw. 300, 330, 332, 334) sowie Mittel zur Drehung eines der Elemente und zum Pesthalten eines benachbarten Elementes,

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Mittel zur Verschiebung des benachbarten Elementes und Mittel zur Drehung des benachbarten Elementes enthalten, wobei die Objektfläche bzw. die Abbildungsfläche auf dem dem benachbarten Element gegenüberliegenden Element gehaltert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Station (220) zur Halterung der Objektfläche eine Wanne (231) enthält, die auf dem gegenüberliegenden Element der Station angeordnet ist, daß Mittel zur Verschiebung der Wanne quer zu ihrer eigenen Ebene vorgesehen sind, und daß das Gestell (200) Anschlagmittel besitzt, um die Querverschiebung der ¥anne zu begrenzen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Station (260) zur Halterung der das Abbild empfangenden Fläche einen Außenring (306), der winkelmäßig in bezug auf das Gestell (200) bewegbar ist, und eine mit einem Loch versehene Platte (300) enthält, die über dem Außenring (306) bewegbar gelagert ist und das gegenüberliegende Element des Parallelogramms bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elemente der Parallelogramme über Biegemittel miteinander gekuppelt sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (110) einen konkaven Spiegel (111) und einen konvexen Spiegel (112) mit kleinerem Krümmungsradius enthält und beide Krümmungsmittelpunk fce zusammenfallen, daß die Objektoberfläche und die Ab-

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bildungsoberfläche vom konkaven Spiegel (111) einen optischen Abstand aufweisen, der dessen Krümmungsradius entspricht, wobei die Oberflächen optisch in einer den KJrümmungsmittelpunkt (C) enthaltenen Ebene liegen und die Senkrechte zu der gemeinsamen Ebene durch den Erümnungsmittelpunkt eine Achse (118) der Spiegel bildet.
8. Torrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ebene E.efIe χ ionsmittel zwischen den Spiegeln (111, 112) und ihrem Erümmungsmittelpunkt (C) angeordnet sind, die gegeneinander und zur Achse so geneigt sind, daß sie die Objektoberfläche und die Abbildungsoberfläche parallel zueinander und zur Achse anordnen.
9. Torrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Reflexionsmittel ein Planspiegel (701) ist, und daß das andere E.eflektionsmittel aus zwei Planspiegeln (116, 117) besteht, die gegeneinander und gegen den anderen Planspiegel (701) um etwa 45° geneigt sind.
10. Torrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Planspiegel eine starre Einheit (113) bilden.
11. Torrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittlinie der beiden Planspiegel (116, 117) zu der Achse um etwa 45° geneigt ist.
12. Torrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (200) um eine Achse (210) schwenkbar ist, die fest in bezug auf den konkaven und konvexen Spiegel (111 bzw. 112) ist.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß· das eine der beiden Ref lex-ionsmittel (701) teilweise lichtdurchlässig ist, und daß Mittel vorgesehen sind, um das Abbild der Abbildungsfläche zu prüfen, das von dem konkaven und konvexen Spiegel beim Durchleiten durch das teilweise lichtdurchlässige Reflex .ionsmittel erzeugt wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfmittel aus zwei Mikroskopobjektiven bestehen, die drehbar um die Achse gelagert sind, daß mit jedem der Objektive ein Periskop gekoppelt ist, um die optische Achse des Objektives kolinear mit der erwähnten Achse zu machen, und daß Mittel vorgesehen sind, um in einem gemeinsamen Okular jeweils eine !"eldhälfte der Objektive darzustellen.

Bs/dm

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