DE2411508C2 - Vorrichtung zum Erzeugen von Masken für Mikroschaltkreise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Masken für Mikroschaltkreise gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Herstellung von Fotomasken im Maßstab 1 :1 für die Kontaktkopie von Mustern für Festkörperschaltkreise ist ein schwieriger und mühsamer Vorgang, der eine Vielzahl von Arbeitsschritten von der ursprünglichen Abbildung bis zum Endprodukt umfaßt. Dies gilt auch bei der Anwendung einer rechnergesteuerten Maskenherstellungskamera, da die endgültige Maske nicht unmittelbar erzeugt wird. Sie muß vielmehr zuerst verkleinert und dann schrittweise wiederholt kopiert werden, um die gewünschte Fläche des Festkörpermaterials zu überdecken. Entsprechend dem jeweiligen Aufbau der Maske sied dazu drei bis sechzehn Stunden an Arbeitszeit erforderlich.

so Die Entwicklung der Lasertechnik hat nun neue Möglichkeiten eröffnet, die Kopierung von Masken für Festkörperschaltkreise schnell durchzuführen. Unter Einsatz dieser Technik sind bisher Masken im Maßstab 10:1 hergestellt worden. Dabei wurde ein Drehspiegel zum Abtasten und ein von einem Rechner gesteuerter Lichtstrahl verwendet. In den Fällen, in denen eine Auflösung von fünf bis zehn Mikrometern ausreichend erscheint und ein flexibler Film eingesetzt werden kann, können Masken für beispielsweise gedruckte Schaltungen in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß der Film auf einer Drehtrommel angebracht wird und von einem entlang der Mantellinie bewegten Lichtpunkt abgetastet wird. Dieses Verfahren kann jedoch nicht bei der Herstellung von Mikromasken im Maßstab 1 : 1 angewendet werden, da hierbei eine Linienbreite von ein bis zwei Mikrometern und eine hohe Formstabilität verlangt werden.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung ist

in der DE-OS 20 12 394 beschrieben. Bei dieser bekannten Anordnung zur direkten und abschnittsweisen Belichtung von lichtempfindlichen Schichten ist das zu belichtende Material entweder zur Schablonenherstellung oder zur Direktbelichtung in einer X— V-Schlittenführung gehaltert Die zeilenweise Belichtung erfolgt mit anschließender Weiterschaltung auf die nächstfolgende Zeile. Überdies weist diese bekannte Vorrichtung eine zusätzliche Ablenkeinrichtung quer zur Zeilenrichtung auf, damit mehrere Unterzeilen bei der Belichtung einer Hauptzeile aufgezeichnet werden können. Zusätzlich sind Positionsmeßeinrichtungen an der Verschiebeeinrichtung und eine Meßeinrichtung zur Überprüfung der richtigen Belichtung vorgesehen.

Aus der DE-OS 21 36 504 ist ferner eine Belichtungsvorrichtung bekannt, bei der ein erster Schlitten auf einem zweiten Schlitten geführt ist. Dadurch ist die Genauigkeit der Position des ersten Schlittens von der Genauigkeit der Führung des zweiten Schlittens abhängig. Ein mechanisches Spiel bei der Führung des zweiten Schlittens führt also unmittelbar zu einer fehlerhaften Positionierung des ersten Schlittens. Eine derartige Konstruktion entspricht einem herkömmlichen X— Y-Schreiber, an den wesentlich geringere Präzisionsanforderungen gestellt werden, als es bei der Herstellung von Fotomasken für Festkörperschaltkreise der Fall ist

In der US-PS 31 71 340 ist ferner ein Bildreproduktionssystem beschrieben, das zur Farbkorrektur bei der Herstellung von Einzelfarbauszügen zur Herstellung von Farbreproduktionen verwendet wird. Der das optische System tragende Tisch ist zwar in zwei Richtungen mechanisch bewegbar, doch ist die Art und Weise der mechanischen Führung dieses Tisches und damit die erzielbare mechanische Genauigkeit nicht näher erläutert

In der Veröffentlichung von K. E. Hennings »Fortschritt in der Haibieitertechnik durch neue fotografische Verfahren« in Fotografie und Film in Industrie und Technik, 1970, S. 72—73, ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der der Schlitten nur in einer einzigen Richtung bewegbar ist. Das Strahlenbündel wird mittels eines Spiegels entlang einer Linie reflektiert, die quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens verläuft

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung dahingehend weiterzubilden, daß Masken mit einer Linienbreite von ein bis zwei Mikrometern und mit guter Formstabilität hergestellt werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei dieser erfindungsgempßen Ausgestaltung wird eine ganz besonders hohe Präzision der Zuordnung zwischen Strahlungsquelle und dem strahlungsempfindlichen Medium erreicht, so daß die Forderungen der Aufgabenstellung erfüllt werden können. Insbesondere ist dabei eine Führungseinrichtung in Gestalt einer Trägeranordnung vorgesehen, die aus im Viereck angeordneten vier Trägern besteht, wobei eine gemeinsame Referenzfläche zwischen diesen Trägern zur Führung der beiden Schlitten verwendet wird. Diese Schlitten sind überdies unabhängig voneinander bezüglich der Trägerstruktur bewegbar.

In der Praxis hat sich dabei herausgestellt, daß bei einer geradlinigen Auslenkung eines Mikroskopobjektives mit einer Geschwindigkeit von 25 Durchgängen pro Sekunde, d. h. 50 Hüben pro Sekunde, und zwar mit konstanter Geschwindigkeit in X-Richtung über eine Fotoplatte hinweg, wobei gleichzeitig die Fotoplatte mit geringerer Geschwindigkeit in y-Richtung verschoben wird, ein Raster nach Art eines Fernsehbildes erhaltet, wird. Dieses Raster kann in der Praxis einen Linienabstand von einem Mikrometer auf einer Fläche von 7-7 Quadratzentimeter haben und wird in etwa 25 Minuten fertiggestellt Eine derartige direkte Herstellung eines Abbildungsmusters oder einer Maske für Festkörperschaltungen ohne dazwischen notwendige Verkleinerungen und wiederholte Belichtungen ist in der Praxis ίο sehr vorteilhaft, zumal dabei die Herstellungskosten gering gehalten werden können.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt insbesondere dadurch zu einer sehr hohen Genauigkeit und damit zur Möglichkeit der unmittelbaren Maskenherstellung, daß jedes mechanische Spiel ausgeschaltet ist Dies wird dadurch gewährleistet, daß die Fokussiereinrichtung und das fotoempfindliche Medium auf verschiedenen Schlitten angebracht sind. Fehler aufgrund von Toleranzen zwhchen einem der Schlitten und dem Fundament und zwischen diesen beiden Schrieen können sich daher nicht addieren.

Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ausfür, oingsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 zeigt in schematischer Weise und teilweise im Querschnitt eine Seitendarstellung der Trägeranordnung, mit einem optischen System und eüiem strahlungsempfindlichen Medium.

Fig.2 zeigt eine Aufsicht auf die Vorrichtung der F i g. 1, wobei jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit einige Einzelheiten weggelassen wurden.

Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Antreiben der Vorrichtung, die in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist

Fig.4 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 5 zeigt eine Aufsicht auf die in der F i g. 4 dargestellte Ausführungsform.

F i g. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-Vl in der F i g. 5.

F i g. 7 zeigt eine seitliche Teilansicht der Vorrichtung mit einer weiteren Abänderung.

F i g. 8 zeigt eine schematische Darstellung des Strahlenganges des Laser-Lichtes zu der herzustellenden Maske.

F i g. 9 ist eine schematische Darstellung, und zeigt, in welcher Weise das Laser-Interferometer zum Bestimmen der genauen Lage der herzustellenden Maske eingesetzt wird.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung hat ein-?n £~h"itten 11, der in der X-Richtung relativ schnell bewegt werden kann. Weiterhin sind ein Schlitten 12 für relativ langsame Belegung in der y-Richtung, ^ine Linsenhalterung 13 in dem Schlitten 11 mit einem Objektiv zum Fokussieren eines einfallenden Laser Strahles, und eine Glasplatte 14. die mit einer fotoempfindlichen Schicht 141 bedeckt ist und in einer Öffnung des Schlittens 12 angeordnet ist, vorhanden, Ferner gehören zu der Vorrichtung eine Kurbelwelle 15, die von ;inem nicht dargestellten Motor angetrieben wird, und den Schlitten 11 in der x-Richtung bewegt, eine Schraube 22, die von einem Schrittmotor 23 angetrieben wird und den Schlitten 12 in der y- Richtung bewegt und ein Spiegel oder Prisma 16, das fest mit dem Schlitten 11 verbunden ist. Es gehört zu einem Laser-Interferometer zum Bestimmen der Lage des Schlittens 11 in der x-Richtung.

Die Schlitten 11 und 12 werden mechanisch durch Träger geführt. Es sind vier solche Träger angeordnet, von denen zwei 17 und 18 zueinander parallel sind und die sorgfältig plangeschliffene Seitenflächen zur Führung des Schlittens 11 haben. Die beiden anderen Träger 19 und 20 sind zueinander parallel und haben sorgfältig plangeschliffene Seitenflächen, um den Schlitten 12 zu rühren. Zwischen den Schlitten und den Seitenflächen der Träger sind Gleitelemente in der Form von Kugeln 121,122,111,112,113 und 114 angeordnet. Der Schlitten 11 berührt unter Druck über die Gleitelemente 115,116,117,118 und die Justierstücke 41,42, 43,44 die Unterflächen der Träger 19 und 20. Der Schlitten 12 steht über die Gleitelemente 123, 124, 125, 126 und Justierstücke 45, 46, 47, 48 mit der oberen Fläche der Träger 17 und 18 in Berührung. Die Justierstücke 45 und 46 sind nicht unbedingt notwendig.

Ein Strahl aus einem Laser 3i (Fig.3) wird über einen Spiegel 10 zu einem Objektiv gelenkt, das den Strahl auf einen Punkt in der Fotoschicht fokussiert. Wenn der Schlitten 11 hin und her bewegt wird und gleichzeitig der Schlitten 12 in kleinen Schritten bewegt wird, entsteht durch den Laser-Strahl ein Linienraster auf der Fotoschicht. Beispielsweise kann der Schlitten 12 jeweils um 1 μπι verschoben werden, wenn der Schlitten 11 eine vollkommene Hin- und Herbewegung durchgeführt hat. Von einer elektronischen Steuereinheit 32 werden Modulationssignale erhalten, die über einen Modulator 33 das erwünschte Muster auf der Platte 14 belichten.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren kann eine Liniendichte von 1 μπι-¹ erzielt werden. Der Modulator 33 kann jedoch auch ein akustischer - optischer Modulator sein (siehe Fig.8). Dieser Modulator besteht aus einem Glasblock 403, gegen den einer oder mehrere piezc-eiektrische Kristalle 402 anstoßen. Eine hochfrequente Modulationsspannung von beispielsweise 40 MHz wird von einem HF-Generator 401 an die Elektroden dieses Kristalls gegeben, wodurch Ultraschallwellen erzeugt werden, die sich in dem Glasblock 403 fortpflanzen. Diese Wellen bilden in dem Glasblock ein bewegtes Gitter, das aus miteinander abwechselnden Abschnitten größerer und kleinerer Dichte besteht

Der von dem Laser 400 ausgehende Laser-Strahl 404 wird durch das Gitter abgelenkt Die Ablenkung hängt von der Frequenz des Ultraschalls ab. Wie groß der Teil des hindurchgehenden abgelenkten Strahles ist, hängt von der Amplitude der Ultraschallwellen ab.

Der abgelenkte Teil des Strahles geht durch ein optisches System hindurch, das beispielsweise aus einer Blende 405 und einer Linse 405a besteht, die dazu dienen, den Strahl zu begrenzen und zu fokussieren.

Die Modulation der Lichtstärke, die notwendig ist, um ein Muster zu erzeugen, geschieht durch Amplitudenmodulation des hochfrequenten Signaies, das an dem piezoelektrischen Kristall oder Kristalle gegeben wird.

Die Lage des Strahles jedoch kann sich auch durch Änderung der Frequenz dieses Signales ändern. Auf diese Weise kann eine Strahlablenkung erzeugt werden, die bei kleinen Ablenkwinkeln äußerst genau ist Bei einer mechanischen Verschiebung des Werkstückes (Richtung 1) und einer gleichzeitigen Bewegung in beiden Richtungen (diese sind durch den Pfeil II angedeutet) kann ein Raster 405 mit einer Uniendichte vor. ungefähr 1 um-' hergestellt werden. Ferner können bei Verwendung der beschriebenen Strahlablenkung Linien zwischen den Linien dieses Rasters aufgezeichnet werden. So kann man einen Raster 406 mit einer Liniendichte von wenigstens 0,25 μηι-' herstellen. Der Strahl kann auch so abgelenkt werden, daß er mit hoher Frequenz in der Richtung I schwingt, so daß jede Linie des Rasters 405 durch eine Linie mit einem Zick-Zack-Muster hoher Dichte ersetzt wird.

Sogar wenn es durch eine äußerst genaue mechanische Konstruktion möglich wäre, die verlangte Liniendichte zu erzeugen, so kann es doch von Vorteil sein, die Strahlablenkung durch Änderung der Frequenz zu verwenden. Bei diesem Verfahren ist es möglich, mehrere parallele Linien gleichzeitig aufzuzeichnen, d. h. während nur einer Abtastung. Dabei müßte die Frequenz des hochfrequenten Signales zwischen gewissen Werten während der Aufzeichnungs-Abtastung geändert wer-

den. Die Änderung kann stufenweise oder fortlaufend erfolgen, wobei im letzteren Fall notwendig ist, das Signal in Bereichen zwischen jenen Frequenzwerten während der Aufzeichnung auszublenden. Es ist auch möglich, mit dem Strahl zwischen zwei Grenzwerten, die dem Linienabstand entsprechen, abzutasten. Wenn der Strahl um 10 Strahldurchmesser abgelenkt wird, was möglich ist, kann der Linienabstand um das Zehnfache unter Beibehaltung der gleichen Auflösung vergrößert werden.

Wenn man statt des Modulators 33 einen akustischoptischen Modulator verwendet, so liegt der besonders große Voineil darin, daß dieser Modulator ohne Trägheit und ohne Abnutzung von irgendwelchen mechanischen Teilen arbeitet. Das Aufzeichnen ist schneller als bei einer entsprechenden Geschwindigkeit der mechanischen Teile.

Ein Elektronenstrahl könnte jedoch auch statt des oben beschriebenen Licht- oder Laser-Strahles verwendet werden. In diesem Fall würde man bekannte Ablenkverfahren einsetzen, wie z. B. eine elektrostatische Einrichtung mit Ablenkplatten öder eine elektromagnetische Einrichtung mit Ablenkspulen. Die notwendige Modulation könnte hier dadurch erfolgen, daß der Strahl so abgelenkt wird, daß er außerhalb einer öffnung zu liegen kommt Auch könnte man eine getrennte Modulationseinrichtung, wie z. B. eine Modulationselektrode in der Form eines Steuergitters verwenden.

Die Anforderungen an die Lagebestimmung von verschiedenen Teilen des Musters sind sehr hoch. In bezug auf die y-Richtung erfolgt diese Bestimmung durch Zählen von Steuerimpulsen in der Einheit 32 der Steuerelektronik, die an der mit 380 bezeichneten Stelle an den Stufenmotor 23 gegeben werden, der die Schraube 22 antreibt Für die jr-Richtung ist eine besondere MeP~inrichtung wegen der schnellen Bewegung des Schlittens 11 notwendig. Diese Einrichtung besteht aus einem Laser-Interferometer mit einem Laser 34, dem mit dem Schlitten 11 fest verbundenen Spiegel 16 und einer nicht bewegten optischen Einheit 35, in der die Interferenzsignale zwischen dem direkten Laser-Strahl 36 und dem von dem Spiegel reflektierten Strahl gebildet und gemessen werden.

Der Spiegel 16 bildet einen Teil eines bekannten Laser-Interferometers, das dazu verwendet wird, zu jedem Zeitpunkt die genaue Lage der Glasplatte 14 relativ zu dem belichtenden Laser-Strahl anzugeben. Ein solches Laser-interferometer kann auch zum Bestimmen der Lage in der y-Richtung eingesetzt werden.

in der F i g. 9 ist ein Lascr-interferometer dargestellt Ein Heiium-Neon-Laser300 wirft Licht auf ein Doppelprisma 301, das als sogenannter Teilungsspiegel dient, und den Laser-Strahl in zwei Strahlen aufteilt Einer wird auf einen festen Spiegel 302 gelenkt und der ande-

re auf den Spiegel 16. Die von den Spiegeln 302 bzw. 16 reflektierten Strahlen fallen auf das Doppelprisma 301 und werden zu den Siliziumdioden 303 und 303a gelenkt. Die zwei Strahlen, die einen Phasenunterschied von ungefähr 90° haben, enthalten so die Information über die Lage des Spiegels 16 relativ zu dem Prisma 301. Die Siliziumdioden geben ihre Signale an einen Vorwärts-Rückwäits-Zähler 304, der die notwendigen logischen Schaltkreise zum Vergleichen der Strahlen enthält. Der Zähler 304 gibt ein Signal, das die Information über die Lage des Spiegels 16 relativ zum Prisma 301 enthält, an den Computer 305 ab. Der Computer 305 steuert die Arbeitsweise des Modulators 33 in Abhängigkeit von dieser Lage.

Die oben erwähnten Interferenzsignale werden in einen Zähler der elektronischen Steuereinheit 32 gegeben, wodurch sehr genaue Werte der Lage des Schlittens 11 in der y-Richtung erhalten werden. Mit Hilfe der beschriebenen Steuer- und Meßeinrichtung, d. h. eine durch einen Stufenmotor gesteuerte Mikrometerschraube in der/-Richtung und ein Laser-Interferometer in der x-Richtung, kann die elektronische Steuereinheit 32 die jeweilige Belichtung genau zur vorgegebenen Zeit und Lage der Platte durchführen. In einem Computer 38 ablaufende Programme für die Maske bewirken, daß die laufende Information an die elektronische Steuereinheit 32 abgegeben wird, so daß die entsprechende Belichtung längs jeder Rasterlinie erfolgt. Die für eine Linie notwendige Information wird in der elektr ?nischen Steuereinheit 32 in einem Schieberegister gehalten, wobei das Register genau so viele Bits hat, wie es Punkte längs einer Linie gibt. Das Durchschieben erfolgt in Stufen synchron mit der Bewegung in der x- Richtung. Die Synchronisation erfolgt durch Schiebeimpulse, die durch das Interferenzsignal erzeugt werden.

Mit der oben beschriebenen Vorrichtung können miteinander übereinstimmende Muster zu verschiedenen Zeiten hergestellt werden. Auch kann die Fokussierung über der ganzen Fläche aufrecht erhalten werden, so daß verschiedene Einzelheiten mit der gleichen Schärfe wiedergegeben werden. Es wurde bereits erwähnt, daß die Reproduzierbarkeit durch Schlitten mit seitlicher Kugelführung erhalten wird. Außerdem befindet sich der Träger 20 unter einem auf den Schlitten 12 zu gerichteten Federdruck, um seitliches Spiel auszuschließen. Der Träger 18 befindet sich aus dem gleichen Grund unter Federdruck, der auf den Schlitten 11 gerichtet ist. Die Träger sind an ihren gegenüber liegenden Berührungsflächen äußerst genau plangeschliffen. Sie sind zu einem Quadrat angeordnet und durch Schrauben an ihren Enden miteinander verbunden. Dieser Trägeraufbau ermöglicht die Verwendung eines einfachen Verfahrens, um einen konstanten Abstand zwischen dem Objektiv und der Fotoschicht auf der gesamten Fläche zu erhalten. Ohne dieses Verfahren wäre unter anderem eine besonders sorgfältige Bearbeitung notwendig, um verschiedene Höhen für die zwei Schlitten festzulegen. Die Kontaktflächen des Trägeraufbaues bilden äußerst genau definierte Ebenen mit zwei nach unten weisenden und zwei nach oben weisenden Bezugsoberflächen. Der senkrechte Abstand zwischen den Schlitten und dadurch das Aufrechterhalten der Tiefenschärfe ist genau und unabhängig von der Schlittenlage in der x- und y-Richtung bestimmt, da der Schlitten 12 auf den nach oben weisenden Bezugsflächen mit Präzisionskugeln (z. B. 124,125) und der Schlitten 11 auf den nach unten weisenden Bezugsflächen rollt Der senkrechte Abstand kann durch Einführen von justierstükken 41 und 47, auf denen die Gleitelemente rollen, eingestellt werden. Durch die Verwendung einer gemeinsamen Oberfläche für zwei verschiebbare Schlitten, die durch vier miteinander verschranbte Träger mit möglicherweise dazwischenliegenden Justierblöcken als Laufbahn gebildet werden, können die Herstellungskosten verglichen mit ähnlichen bekannten Herstellungsverfahren beträchtlich gesenkt werden. Das Rollen auf den Bezugsoberflächen erfolgt ohne Spiel, da gegenüberliegende Kugellaufflächen gegen die Bezugsoberflächen gedrückt werden. Man betrachte beispielsweise die Druckplatte 133 und die Kugel 123 am linken Abschnitt des Schlittens 12 (siehe F i g. 1).

Durch eine einfache Zusatzeinrichtung kann die erzeugte Maske geprüft und mit dem Programm verglichen werden, durch das ihre Herstellung bewirkt worden ist. Die Zusatzeinrichtung hat einen lichtempfindlichen Detektor, der in der gleichen Richtung der Fokussiereinheit 13 auf der anderen Seite des Schlittens 12 angeordnet ist. Dieser Detektor sollte an dem Schlitten 11 befestigt sein und infolgedessen genau die gleichen Bewegungen in der ^-Richtung wie der Schlitten durchführen. Wenn der Laser 31 einen konstanten Strahl abgibt, so erhält man an dem Detektor ein moduliertes Signal, das alle notwendigen Informationen über die Maske enthält, nachdem der Laser-Strahl durch die Maske hindurchgegangen ist, die sich dort befindet, wo die Einheit 14,141 nun angeordnet ist (F i g. 1 und 2). Die Überprüfung erfolgt so äußerst schnell und zuverlässig. Natürlich kann man sich viele Abänderungen vorstellen. Beispielsweise kann der Schlitten 11 durch einen Schrittmotor und der Schlitten 12 durch einen Motor mit einer Kurbelwelle angetrieben werden. Ferner können die Kugelführungen durch andere Lagerführungen ersetzt werden.

Der langsamere Schlitten könnte auch zur Bestimmung seiner Lage mit einem Laser-Interferometer ausgerüstet sein. In diesem Fall ist ein Schraubenantrieb über einen Schrittmotor nicht mehr notwendig, da die Schraube durch einen einfachen Motor angetrieben werden kann, der durch die Information von dem Laser-Interferometer über die Lage gesteuert werden kann. Bei einer anderen Ausführung kann das Laser-Interferometer zur Angabe der Lage des schnellen Schlittens durch ein Taktsignal, das auf einem an dem Schlitten angeordneten Magnetstreifen aufgezeichnet ist, ersetzt werden. Dieser Streifen kann von einem feststehenden Kopf, der anschließend an den Magnetstreifen angeordnet ist, gelesen werden.

Die pro Zeiteinheit belichtete Oberfläche kann dadurch vergrößert werden, daß der belichtete Strahl auf eine Vielzahl von Fokussiereinheiten, die an dem Schlitten 11 befestigt sind, aufgeteilt wird. Jede dieser Einheiten tastet einen Teilabschnitt der Maske ab. Andererseits kann diese Vorrichtung auch für eine gleichzeitige Belichtung von mehreren verschiedenen Masken verwendet werden.

Die in den F i g. 4 bis 6 dargestellte Vorrichtung hat die gleiche Grundkonstruktion, wie die Vorrichtung in den F i g. 1 und 2. Daher werden nur die Unterschiede bezüglich der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung im wesentlichen beschrieben, & h. die Konstruktion zum Stützen der Schlitten. Die Abstützung erfolgt mittels einer V-förmigen Nute und Kugeln (F i g. 4) derart, daß jede der Seitenflächen des Schlittens 12, die sich in der Bewegungsrichtung dieses Schlittens erstrecken, eine V-förmige Nute 51 bzw. 52 hat Jede der Stützrip-

pen 53 bzw. 54, die parallel zu diesen Schlittenflächen angeordnet sind, hat eine V-förmige Nute 55 bzw. 56. Präzisionskugeln 57 sind in den V-förmigen Nuten 51 bzw. 55 und 52 bzw. 56 angeordnet.

Die Stützrippe 53 paßt an die Bezugsoberfläche 19' des fest angeordneten Trägers 19 und ist mit Schrauben 38 befestigt, so daß sie wieder abgenommen werden kann. Die Stüttnppe 53 dient so als Präzisionsführung, die ausgetauscht werden kann, wenn sie abgenutzt ist.

Die Stützrippe 54 stößt an eine Blattfeder 59, die in ihrer Längsrichtung wellenförmig ausgebildet ist und gegen den fest angeordneten Träger 20 anstößt. Die Befestigungsschrauben 60 der Stützrippe 54 haben in den Bohrungen in der Stützrippe so viel Spiel, daß die Stützrippe 54 etwas durch den Druck der Blattfeder 59 auf den Schlitten 12 zu verschoben werden kann. Auf diese Weise kommen die V-förmigen Nuten und die Kugeln miteinander in einen guten Eingriff, so daß der Schlitten sicher abgestützt ist. Die anfängliche justierung des Schlittens 12 wird von der Bezugsoberfläche 19' her vorgenommen.

Die Stützrippen 53,54 können senkrecht durch Präzisionsabstandsstücke 61, 62 justiert werden. Die Stützrippen 53, 54 erstrecken sich über die gesamte Länge der Träger 19, 20 (siehe F i g. 5), wobei jede aus ihnen aus zwei kürzeren Stücken bestehen kann, die an der Stelle der Kugeln angeordnet sind.

Der Schlitten 11 wird in derselben Weise wie der Schlitten 12 abgestützt. Der Schlitten 11 hat V-förmige Nuten 63,64 an den Seitenflächen (siehe F i g. 6), die sich in der Bewegungsrichtung des Schlittens erstrecken. Außerdem hat er zu den zu seinen Seitenflächen parallel verlaufende Stützrippen 65, 66, in die V-förmige Nuten 67, 68 eingelassen sind. Zwischen den Nuten sind Kugeln 69 vorgesehen. Der Träger 17 hat hierdurch eine Bezugsoberfläche für die Stützrippe 65 und dadurch für den Schütten Ii, während die Stützrippe 66 an eine Blattfeder 70 anstößt.

Die beschriebene Anordnung hat den Vorteil, daß nur acht Kugeln zum Stützen und Führen der beiden Schiitten notwendig sind, während bei der in den F i g. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtun^24 Kugeln benötigt werden.

Die Stützrippen 55 bzw. 65, die an eine Bezugsoberfläche anstoßen, können weggelassen werden. Die V-förmige Nute ist dann direkt in den Trägern IS bzw. 17 vorgesehen. Die Verwendung von Stützrippen hat den Vorteil, daß sie ausgetauscht werden können, wenn sie abgenutzt sind.

In der F i g. 4 ist ein Fotodetektor 71 oberhalb des Schlittens 12, der eine Glasplatte 14 trägt, angeordnet so Der Fotodetektor 71 ist an dem Schlitten 11 durch einen Arm 72 befestigt und bewegt sich gleichzeitig mit der Bewegung des Schlittens. Der Zweck dieser Detektoreinrichtung wurde bereits bei der Beschreibung der Vorrichtung entsprechend der F i g. 1 und 2 erläutert

Besteht der auf dem Schlitten 12 angeordnete Gegenstand aus einem reflektierenden Metall, so wird ein Teil des auffallenden Strahles durch die Fokussiereinrichtung 13 und durch den Spiegel 10, wenn dieser halbdurchlässig ist zurückgeworfen. _ω

Statt des Detektors 71 kann dann ein Detektor 73 unterhalb des Spiegels 10 angeordnet werden, wie dies durch die unterbrochenen Linien in der F i g. 4 angedeutet ist.

Eine andere Anordnung von Fotodetektoren ist in der Fig.7 dargestellt Hier sind zwei Fotodetekloren 74 und 75 oberhalb des Schlittens 12 angeordnet und an den feste« Trägern 19 und 20 befestigt Sie können jedoch auch mit jeiem anderen nicht bewegten Teil verbunden werden. Diese Anordnung ist dadurch möglich, daß die auf die Detektoren 74,75 auftreffenden Strahlen bereits divergent sind, und weil diese Detektoren eine größere empfindliche Fläche haben, so daß es nicht notwendig ist, sie gleichzeitig mit dem Schlitten zu bewegen. Es ist auch möglich, mehrere Detektoren auf einer Geraden längs der Bewegungsbahn der Fokussiereinrichtung 13 anzuordnen.

Andere Abänderungen der Erfindung sind denkbar. So könnte beispielsweise jede der Kugeln 57, 69 durch zwei Rollen ersetzt werden, die hintereinander angeordnet sind und deren Drehachsen senkrecht zueinander in bekannter Weise ausgerichtet sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Masken für Mikroschaltkreise, mit einem ersten Schlitten (11), der in einer ersten Richtung relativ schnell hin- und herbewegbar angeordnet ist, und mit einem zweiten Schlitten (12), der in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung gleichzeitig mit der relativ raschen Hin- und Herbewegung verhältnismäßig langsam bewegbar angeordnet ist, sowie mit Führungseinrichtungen für die Auslenkung der Schlitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung einen Aufbau mit ersten und zweiten Paaren von zueinander beabstandeten parallelen Führungen (17,18; 19 20) umfaßt, daß die jeweiligen Paare von Führungen (17,18; 19, 20) quer zueinander angeordnet und mit zusammenwirkenden Positionierflächen versehen sind, daß diese Flächen der beiden Paarp «on Führungen (17,18; 19,20) parallel zu einer gemeinsamen Referenzebene für die Bewegung der beiden Schlitten (11,12) angeordnet sind, daß einer der Schlitten (11) zwischen gegenüberstehenden, einwärts gerichteten Flächen an dem ersten Paar von Führungen (17,18) angeordnet und direkt oder indirekt durch die Position; srflächen des zweiten Paars von Führungen (19, 20) in einer vorbestimmten Position bezüglich der Referenzfläche angeordnet ist, daß der andere Schlitten (12) zwischen gegenüberliegenden einwärts gerichteten Flächen an dem zweitci Paar von Führungen (19, 20) angeordnet ist und direkt ode^ indirekt durch die Positionierflächen des ersten Paars von Führungen (17,18) in einer vorbestimmten Position b -^üglich der Referenzebene angeordnet ist, daß Einrichtungen (14) zur Montags eines siraniungseinpiinuiicheri mediums (141) an einem der Schlitten (11,12) vorgesehen sind, sowie eine Fokussiereinrichtung (13) für einen Strahl aus einer Strahlungsquelle, die an dem anderen der Schlitten (11,12) angebracht ist, und daß die Anordnung derart getroffen ist, daß das Bündel der fokussieren Strahlung eine Abtastbewegung über eine Fläche des strahlungsempfindlichen Mediums auf dem einen Schlitten (11, 12) ausführen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paare von Führungen (17,18; 19, 20) übereinander angeordnet sind, wobei die Positionierflächen des oberen Paars von Führungen (19,20) nach unten gerichtet sind und die Positionierflächen des unteren Paars von Führungen (17,18) nach oben gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierfliichen der jeweiligen Paare von Führungen (17, 18; 19, 20) in koplanar aneinanderstoßender Beziehung angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schlitten (11, 12) in Eingriff mit den nach unten gerichteten Positionierflächen gedrückt ist und der andere Schlitten (11,12) in Eingriff mit den nach oben gerichteten Positionierflächen gedrückt ist, wobei Lagerelemente (115, 116, 117,118) zwischen jeden Schlitten (11, 12) und seine zugeordneten Positionierflächen eingefügt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einwärts gerichteten Führungsflächen V-Nuten (Sl, 52,55,56,63,64, 67, 68) aufweisen und daß Wälzlagerelemente (57, 59) in diesen .Nuten zwischen den Schlitten (11, 12) und ihren jeweiligen Paaren von Führungen angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Paar von Führungen (17,18; 19, 20) eine der einwärts gerichteten Flächen eine feste Referenzfläche (19') und die gegenüberliegende Fläche eine federbelastete Druckfläche bilden.

ίο

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von Führungen (17,18; 19, 20) eine erste Führung (19,17) aufweist, die aus einem äußeren Element besteht, an welchem ein inneres Hilfselement (53, 65) befestigt ist, welches die feste Referenzfläche (19') bildet wobei eine der V-Nuten (55,67) darin geformt ist, während die andere Führung (20, 18) des Paars aus einem äußeren Element besteht, das relativ zum äußeren Element der ersten Führung festgelegt ist, daß ein Hilfselement (54, 66) dieser anderen Führung (20,18) die Druckfläche bildet, wobei eine weitere der V-Nuten (56, 68) darin geformt ist, und daß zwischen dem äußeren Element und dem Hilfselement der anderen Führung eine elastische Einrichtung (59, 70) angeordnet ist, um das Hilfselement (54,66) zu dem gegenüberstehenden Hilfselement (53,65) der erstes-. Führung (19, 17) hin zu drücken, wodurch die Position des zugeordneten Schlittens (11,12) bezüglich der Referenzfläche (19') bestimmt wird.