DE2727240A1

DE2727240A1 - Optische abtastvorrichtung mit einer aperturmaske zur photolithographischen herstellung von farb-kathodenstrahlroehren

Info

Publication number: DE2727240A1
Application number: DE19772727240
Authority: DE
Inventors: John D Schlafer
Original assignee: GTE Laboratories Inc
Current assignee: Verizon Laboratories Inc
Priority date: 1976-06-23
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1978-01-05
Also published as: BE853749A; JPS5368A; US4053905A

Description

Bei einer optischen Abtastvorrichtung zur photolithographischen Herstellung von Schirmträgem, die für eine Farb-Kathodenstrahlröhre gedacht sind, wird ein Lichtstrahl von einer Quelle zuerst um einen Winkel abgelenkt, der in Beziehung steht zu einem vorbestimmten Winkel, den ein Elektronenstrahl beimBetrieb der Röhre gegenüber einer bestimmten Schirmträgerstelle hat, und dann wird der Ablenkungspunkt in der Nähe des Schirmträgers oder auf dem Schirmträger abgebildet. Diese Einstellung des Einfallswinkels wird für jede Schirmträgerstelle ausgeführt, wenn der Lichtstrahl über der Oberfläche des Schirmträgers abgetastet wird. Die Lichtquelle, die vorzugsweise eine Laserlichtquelle ist, erzeugt einen Lichtstrahl mit einem Wellenlängenspektrum, welches das lichtempfindliche Material belichtet. Der Strahl wird von zwei orthogonal ausgerichteten Spiegeln abgelenkt, die von Galvanometern gedreht werden. Jedes Galvanometer wird von einem Strom von einer elektrischen Steuerung angetrieben, der Strom steht in Beziehung zum geeigneten Einfallswinkel für jede Schirmträgerstelle . Eine optische Fokussiervorrichtung bildet den Ablenkungspunkt des Lichtstrahles im wesentlichen auf dem Schirmträger ab. Dieses Bild der Ablenkungsquelle wird dann über der Oberfläche des Schirmträgers in einer vorbestimmten Weise durch einen Spiegel abgetastet, der um zwei orthogonale Achsen mittels Motoren gedreht wird, welche von der elektrischen Steuerung gesteuert werden. Durch diese Anordnung wird der Photoresist auf dem Schirmträger korrekt an der geeigneten Stelle belichtet, um in Deckung zu sein mit dem Auftreffen der Elektronen auf dem Sdirmträger, nachdem die Elektronen durch die gleichen Maskenöffnungen in der fertiggestellten Kathodenstrahlröhre hindurchgegangen sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur photolithographischen Herstellung von Schirmträgern, die für Farb-Kathodenstrahlröhren mit einer Aperturmaske vorgesehen sind, insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Belichtung eines lichtempfindlichen Materials mit einem Abtastlichtstrahl.

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Die Belichtung dieses lichtempfindlichen Materials stellt ein Mittel dar, um das Muster eines anderen auf dem Schirmträger angeordneten Materials zu Erzeugung, Filterung oder Blockierung von Licht oder für andere Aufgaben zu zeichnen. Bei einem t^/pischen Verfahren wird Phosphor auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Materials gestäubt, danach wird das Material selektiv belichtet. Dann wird das nicht belichtete Material vom Schirmträger mittels bekannter Methoden entfernt. Ein wichtiger Schritt bei dieser Methode ist die Durchführung der Belichtung des lichtempfindlichei Materials an geeigneten Stellen des Schirmträgers.

Bekannt sind Verfahren ohne Abtastung zur Belichtung des lichtempfindlichen Materials auf der Innenfläche eines Schirmträgers einer Kathodenstrahlröhre. Bei einem bekannten Verfahren wird der Photoresist, beispielweise Dichromat-Polvvinyl-Alkohol, mit Licht von einer UV-Lichtquelle belichtet, wobei das durch eine Aperturmaske hindurchgehende Licht mit dem Schirmträger aufgezerhnet wir< Die UV-Quelle ist eine Quecksilberbogenlampe, deren Ausgangsstrahlung konzentriert wird, um durch eine kleine Quellenapertur hindurchzugehen, und dann zerstreut wird, um die Aperturmaske vollständig zu beleuchten. Die geeignete Intensitätsverteilung, die nicht notwendig gleichförmig sein muß, wird über der Aperturmaske durch Steuerung der Intensitätsverteilung an der Quellenapertur und durch Einfügung eines gestuften neutralen Dichtefilters zwischen derQuellenapertur und der Aperturmaske erhalten.

Für eine hinreichende Deckung (Registration) des Phosphormusters auf dem Schirmträger mit den Auftreffpunkten des Elektronenstrahls in der fertigen Röhre sollten die Lichtstrahlen von der UV-Quelle während der Belichtung des Photoresistes parallel zu den Elektronenstrahl-Trajektorien sein, auf denen die Elektronen durch die verschiedenen Öffnungen in der Aperturmaske durchgehen. Aufgrund der Aberration beim magnetischen Ablenkprozeß vadiert der scheinbare Ort der Elektronenstrahlquelle mit dem Ablenkwinkel. Aus diesem Grunde kann eine feste optische Punktquelle allein nicht die Quelle für ein abgelenktes Elektron über dem gesamten Schirmträger simulieren. Um die notwendigen Faktoren für eine Achsenentfernungskorrektur in das optische Belichtungs-

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system einzuführen, wird eine spezielle asphärische Linse zwischen der Lichtquelle und der Aperturmaske in das System eingefügt, dabei wird für ,jede der drei Stellungen der Elektronenkanone eine eigene Linse benötigt. Die Form einer jeden Linse ist so ausgebildet, daß die Lichtquelle, wie sie von jedem Punkt auf dem Schirmträger durch die Linse gesehen wird, die korrekte laterale Stellung in der Quellenebene hat, um Strahlen zu erzeugen, die durch die Aperturmaske mit dem gleichen Einfallswinkel wie ein Elektronenstrahl durch die gleiche Öffnung in einer fertigen Röhre hindurchgehen. Berechnungen der Form dieser Linsen sind schwierig und kostspielig, insbesondere wenn die maximalen Ablenkungswinkel größer werden.

Wenn eine Röhrenausbildung durch Veränderung des maximalen Ablenkwinkels, durch Veränderung der Ablenkbügelv/indungsform oder der Ablenkbügelstellung, durch Änderung der Schirmträgerwölbung, durch Änderung des Aperturmaskenabstandes oder durch Änderung anderer Parameter modifiziert wird, werden in den meisten Fällen ein neuer Linsensatz und gestufte neutrale Dichtefilter benötigt. Die Optimierung der neuen Form kann eine empirische Methode erfordern, die die Herstellung zusätzlicher Linsen und Filter einschließt.

Außerdem sind verschiedene Abtast-Belichtungssysteme bekannt.

Bei einem derartigen System wird ein schmaler Lichtstrahl über der Aperturmaske abgetastetem das lichtempfindliche Material in der Nähe der lichtdurchlässigen Bereiche oder Öffnungen in der Maske zu belichten. Beispielsweise ist ein Abtast-Belichtungss^stem in der britischen Patentschrift 1 257 933 beschrieben.

Nach diesem Patent wird ein abgetasteter Laserstrahl in Verbindung mit einer Aperturmaske und einem lichtempfindlichen Material zur Zeichnung von Phosphormustern auf Schirmträgern von Farb-Kathodenstrahlröhren benutzt. Jedoch sieht dieses Patent keine Korrektur für die unvermeidliche Abweichung zwischen den Elektronenstrahl-Auftreffpunkten und den Phosphorstellen vor.

Ein anderes Abtast-Belichtungss^stem ist in der US-Patentschrift 3 876 425 von Geenen et al. beschrieben. Bei diesem System wird effektive Lichtstrahlquelle tatsächlich in einer Quellenebene ver-

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-13-schoben, um eine Korrelation zwischen den Phosphorstellen und den Elektronenstrahl-Auftreffpunkten zu erhalten. Eine derartige Strahlverschiebung macht asphärische Linsen überflüssig, die bei Nicht-Abtast-Belichtungss^stemen notwendig sind. Bei dem im Geenen-Patent beschriebenen S stem ist die effektive Lichtstrahlquelle der Mittelpunkt eines Spiegels, der den Strahl auf den Schirmträger ablenkt. Ein optisches System stellt zu ,jeder Zeit sicher,daß der Strahl von der tatsächlichen Quelle immer auf den Mittelpunkt des Abtastspiegels gerichtet ist. Der Abtastspiegel wird von einer Anordnung getragen, die den Spiegel um zwei orthogonale Achsen rotiert, um die Abtastung zu erzeugen, und die den Spiegel entlang zweier orthogonaler Achsen verschiebt, um eine Bewegung des Mittelspunktes des Spiegels in der Quellenebene zu erzeugen. Das optische Svstem umfaßt eine Vielzahl von Spiegel- und Halterungsanordnungen und ein Teleskopglied.

Dieses S'stem unterliegt Beschränkungen, die es bei der Produktion von Kathodenstrahlröhren weniger anwendbar machen.Zuerst muß ein Abtast-Belichtungss· stem genaue optische Ausrichtungseigenschaften haben, d.h. es muß die Fähigkeit haben, wiederholbar den Lichtstrahl auf einen vorbestimmten Punkt auf dem Schirmträger zu lenken. Das beschriebene mechanische und optische System ist derart kompliziert, da8 es zweifelhaft ist, ob derartige Ausrichtungseigenschaften erreicht werden können. Insbesondere könnte die große Zahl rotierender Teile und gleichzeitig rotierender und übertragender Teile des Systems zu einer fehlerhaften Ausrichtung führen, wenn das System fortlaufend benutzt wird, wie es bei einer Produktion notv/endig ist. Außerdem führt die Art der tatsächlichen Verschiebung der effektiven Lichtstrahlquelle in einer Ebene zu einer Komplexität beim Elektroniksystem, welches für die Steuerung der Abtastung und SpiegelverschLebuncsfunktionen notwendig ist. Insbesondere würde zu jedem Zeitpunkt, zu dem der Spiegel verschoben wird, der Lichtstrahl., falLs er· nicht durch die Abt.astfunktion korregiert wird, auf eine andere als die gewünschte Stelle auf dem Schirmträger auf treff en. Damit sind die Verschie bungs- un'l Abtastfunktionen ■/oneinander abhängig.

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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Abtast-Belichtungssystem zur Verwendung bei der Herstellung von Farb-Kathodenstrahlröhren bereitzustellen, wobei bei dieser Abtastvorrichtung der Lichtstrahl im wesentlichen keine Translationsbewegung auf dem Schirraträger ausführt, wenn Einfallswinkelkorrekturen erzeugt werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abtast-Belichtungesystem bereitzustellen, welches genaue und wiederholbare Ausrichtungsigenschaften ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abtast-Belichtungssystem bereitzustellen, welches die Belichtung des lichtempfindlichen Materials auf dem Schirmträger einer Kathodenstrahlröhre in einem Zeitraum von höchstens einer halben Minute ermöglicht, so daß die Systemgeschwindigkeit für eine Einführung in eine Kathodenstrahlröhren-Fertigungsstraße geeignet und verträglich ist.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, daß die Einfallswinkelkorrekturen und die Strahlabtaststeuerungen voneinander unabhängig sind, um damit, die Komplexität des elektronischen Steuersystems für das optische Abtast-Belichtungssystem zu reduzieren.

En isprechend der vorliegenden Erfindung wird eine optische Abtastvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren bereitgestellt. Derartige Röhren umfassen Röhren für Farbfernsehempfänger, Monitorröhren und Testbildröhren in elektrostatischen Druckgeräten. Das Gerät belichtet eine Schicht aus lichtempfindlichem Material auf der Innenfläche eines Röhrenschirmträgers durchAbtastung eines Lichtstrahles über einer Anordnung von lichtdurchlässigen Öffnungen in einer Maske, die in der Nähe des Materials auf dem Schirmträger angeordnet ist. Bei dem Gerät Ist eine Lichtquelle vorgesehen, die einen Lichtstrahl

J55 mit einem WeLLenLängenspektrum erzeugt, weLches das Lichtempfindliche Material belichtet. Eine Vorrichtung ist im Weg des Lichtstrahles angeordnet, um den Lichtstrahl um einen Winkel abzulenken, der in Beziehung steht zu einem vorbestimmten EinfaLLswinkel, den ein Elektronenstrahl an jedem Punkt auf der Apertur-

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maske hat, wenn er durch die durchlässigen Regionen auf der Maske beim Betrieb der Kathodenstrahlröhre hindurchgeht. Außerdem bildet eine optische Anordnung den Punkt der Ablenkung des Lichtstrahles im wesentlichen auf dem Schirmträger ab. Dementsprechend kann erreicht werden, daß der Lichtstrahl auf der Maske mit dem gleichen Einfallswinkel wie der Elektronenstrahl beim Betrieb der Röhre auftrifft. Dieser geeignete Einfallswinkel wird im wesentlichen ohne Verschiebung des Lichtstrahles am Schirmträger gehalten. Zuletzt tastet eine Vorrichtung den abgelenkten Lichtstrahl über der Aperturmaske in einer vorbestimmten Weise ab, um das lichtempfindliche Material in der Nähe aller lichtdurchlässigen Bereiche auf der Maske zu belichten. Die Strahlabfenkanordnung und die Abtastanordnung sind so ausgelegt, daß sie synchron zusammenwirken, um den Lichtstrahl mit dem geeigneten Einfallswinkel für jedem lichtdurchlässigen Bereich auf der Maske zu erzeugen.

Zur Zeichnung:

Figur 1 ist eine Blockdarstellung eines optischen Abtast-Belichtunssystems, welches eine optische Abtastvorrichtung entsprechend der Erfindung und eine elektrische Steuerung für die Vorrichtung umfaßt.

Figur 2 ist eine Darstellung, die verschiedene optische Komponenter: einer Ausführungsform der optischen Abtastvorrichtung zeigt. Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht für eine beispielhafte Ausführungsform einer optischen Abtastvorrichtung, die beides, optische und mechanische Komponenten entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt.

Figur Aa ist eine perspektivische Ansicht des optischen Weges in einer bevorzugten Ausführungsform einer optischen Abtastvorrichtung entsprechend der Erfindung.

Figur 4b ist eine Draufsicht auf die in Figur 4a gezeigte Ausführungsform und zeigt die Anordnung mechanischer Komponenten. Figur 4c ist eine Seitenansicht der in Figur 4a dargestellten Ausführungsform und zeigt die Anordnung mechanischer Komponenten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in Blockdarstellung in Figur 1 dargestellt ist, wird ein optisches Abtast-Belichtungssystem, welches insgesamt durch das

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Bezugszeichen 10 bezeichnet wird, bei der Herstellung von Farb-Kathodenstrahlröhren benutzt. Das Belichtungssystem 10 belichtet eine Schicht aus lichtempfindlichem Material (nicht dargestellt) auf der Innenfläche 12 eines Schirmt.rägers 13 für eine Kathodenstrahlröhre. Die Belichtung erfolgt durch Abtastung eines Lichtstrahles 14 über einer Anordnung lichtdurchlässiger Öffnungen in einer Maske 16, die in der Nähe des Schirmträgers angeordnet ist. Das Belichtungssystem 10 umfaßt eine optische Abtastvorrichtung, die insgesamt durch das Bezugszeichen 18 bezeichnet ist, und ein elektrisches Steuersystem 20. Die Vorrichtung 18 umfaßt notwendige mechanische und optische Komponenten, die die tatsächliche Abtastung des Strahles 14 auf dem Schirmträger 13 ausführen, während das elektrische Steuersystem 20 die Befehlssignale für die Vorrichtung 18 erzeugt· Die optische Abtast- vorrichtung 18 umfaßt eine Lichtquelle 22, strahlformende Optiken 23, einen Lichtablenker 24, eine Abbildungs-Optikanordnung 26 und einen Abtaster 28. Die Lichtquelle 22 emittiert Licht 11, welches ein Wellenlängenspektrum besitzt, welches das lichtempfindliche Material belichtet. Vorzugsweise ist die Lichtquelle 22 eine Laserlichtquelle. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der Laser ein Argon-Ionenlaser. Die strahlformenden Optiken 23 veräniern das Licht 11 von der Quelle 22, um den geeigneten Durchmesser des Strahles 14 und den Divergenzwinkel an der Aperturmaske 16 zu erhalten. Der Lichtablenker 24 ist im Weg des Licht-Strahles angeordnet, und lenkt den Lichtstrahl um einen Winkel ab, der in Beziehung steht zu einem vorbestimmten Einfallswinkel, den ein Elektronenstrahl an ,jedem Punkt auf der Aperturmaske hat, wenn er durch die durchlässigen Bereiche der Maske beim Betrieb der Röhre hindurchgeht. Die Abbildungsoptik 26 empfängt den abgelenkten Lichtstrahl 14 und bildet den Punkt der Ablenkung des Lichtstrahles im wesentlichen auf dem Schirmträger 13 ab. Auf diese Weise kann der Lichtstrahl 14 dazu gebracht werden, auf der Maske mit dem gleichen Einfallswinkel wie der Elektronenstrahl beim Betrieb der Röhre aufzutreffen. Aufgrund dieser Anordnung wird der geeignete Einfallswinkel im wesentlichen ohne Verschiebung des Lichtstrahles am Schirmträger erhalten. Der abgelenkte Lichtstrahl wird über der Aperturmaske in einer vorbestimmten Weise abgetastet, um das lichtempfindliche Material in

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der Näh3 aller lichtdurchlässigen Bereiche auf der Maske zu belichten. Der Abtaster 28 und der Strahlablenker 25 arbeiten synchron über die elektrische Steuerung 20, so daß der Lichtstrahl den geeigneten Einfallswinkel für ,jeden lichtdurchlässigen Bereich auf der Maske hat. Vor Beginn einer Belichtungsreihe wird die elektrische Steuerung 20 mit einer vorbestimmten Information für die Ablenkung, die dem Lichtstrahl 14 gegeben werden muß, um den geeigneten Einfallswinkel für ,jede Stelle auf der Aperturmaske zu erhalten, versorgt, und diese Information wird von der Steuer, gespeichert. Strahlstellungs-Information ?0, die vom Abtaster an die elektrische Steuerung gegeben wird, verursach' Signale 32, die von dieser gespeicherten Information erzeugt v/erden, und die dem Strahlablenker 24 in richtiger Reihe zugeführt werden müssen. Diese Abtast Stellungs-Information wird auch von der elektrischen Steuerung zur Erzeugung der Abtastsignale 34 benutzt.

In Figur 2 ist nun im Detail eine bevorzugte Ausführungsform der verschiedenen optischen Komponenten dargestellt, die die in Figur 1 dargestellte optische Abtastvorrichtung 13 aufweist. Der Abtaster 23 besitzt eine lichtreflekticrende Oberfläche, z.B. einen Spiegel M1, dieser ist drehbar um eine ernte und zweite Abtastachse 38 bzw. 40, diese Achsen sind zueinander orthogonal, angeordnet. Der Strahlablenker 24 besitz! ein Paar drehbarer Spiegel M2 und M3. Jeder Spiegel ist um eine von zwei orthogonalen Achsen 42 bzw. 44 drehbar. Zwar ist der Strahlablenker als Spiegelpaar dargestellt, jedoch ist es verständlich, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, da ,jede Kombination von strahlablenkenden Elementen benutzt, werden kann, solange die erforderliche Funktion erhalten wird. Die Abbildungsoptik 26 umfaßt, erste und zwei'e optische fokussierende Elemente L1 un.l L2 im Weg fies abgelenkten Lichtstrahls 14. Die f okulierenden E Lernen te LI und L2 haben voneinander einen Abstand, der, gemessen entlang des Strahlweges, gleich der Summe der Brennweiten f. und ΐ_ο der entsprechenden fokussierenden Elemente Ll un'l LI! ist.. Außerdem ha!, da:; ar.it.e fokusoierende Elemenr. LI vorn Strahlablenker 24 einen Ab.-.tfini, der, gemessen entlang des St.rahlweges, gLeich der Brennweite f. des ersten fokussierenden Elemenl.es L1 ist. Das zweite fokusslerende Elemen¹" L2 hat vom Schirmtrü/er einen Abstand, der, gemessen ent-

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lang des Strahlv/eges,im wesentlichen gleich der Brennweite f„ des zweiten fokussierenden Elementes L2 ist. Im Beispiel der Figur 2 sind beide fokussierende Elemente L1 und L2 Bikonvex-Sammellinsen. Jedoch ist verständlich, daß jede Kombination fokussierender Elemente, z.B. Spiegel mit entweder konkaven oder konvexen Oberflächen oder Linsen mit entweder konkaven oder konvexen Oberflächen ,benutzt v/erden, solange eine derartige Kombination fokussierender Elemente den abgelenkten Lichtstrahl in der Nähe des Schirmträgers 13 abbildet. Wie in Figur 2 dargestellt ist, ist außerdem f_? größer als f » um eine Vergrößerung der Querschnittfläche des Lichtstrahles zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Querschniltflache an der Maske größer als die Größe der Öffnungen, so daß dadurch gleichzeitig Licht durch eine Vielzahl von Öffnungen hindurchgeht.

Die optische Abtastvorrichtung 18 kann, wenn auch nicht notwendig, zusätzlich konstruktive Merkmale umfassen, die vorzugsv/- ise benutzt werden können. Beispielsweise kann es erwünscht sein, daß der Strahl von der Lichtquelle 22 gut kollimiert wird, oder daß sein Durchmesser vor Eintritt in das weitere optische System verändert werden soll. In den bevorzugten AusfUhrungsformen ist die Lichtquelle eine Laserlichtquelle, und um die Kollimation des Strahles zu verbessern, oder um den Strahldurchmesser zu verändern, kann erwünscht sein , ein telezentrisches Linsensystem, wie z.B. die Linsen L5 und L4, im Weg des Lichtstrahles 14 unmittelbar hinter der Lichtquelle 22 einzusetzen. Diese Linsen L3 und L4 besitzen voneinander einen Abstand, der im wesentlichen gleich der Summe ihrer Brennweiten f* bzw. f, ist. In der beispielhaften Ausführungnform sind die Linsen bikonvexe Sammellinsen, jedoch ist e.~ verständlich, daß andere Kombinationen fokusjierender Elemente ebenso benutzt werden könnten. Bei der bevorzugten Auf.führung.;form kann es zusätzlich erwünscht sein, den Lichtstrahl so erscheinen zu lassen, aLs ob er, von der Aperturmacke au;» gesehen, von einer Punktquelfc ausgesendet würde.

Um dieser, Merkmal, zu erreichen, kann eine Zerstreuungslinse L'>

im Weg des LLchtstrah Le;> 14 an einer SIeLLe links vom St rahLab-Lenker 24 eingesetzt werden. ZuLetzt kann es für bestimmte Arten von Aperturmasken, beispielsweise solche mit einer S'hLitz-

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-19-öffnung, erwünscht sein, daß der Strahl in einer Richtung eine größere Divergenz hat als in der dazu orthogonalen Richtung. Dieses Merkmal kann dadurch erreicht werden, daß eine Linse L.6 im Weg des Lichtstrahls angeordnet wird, diese Linse L6 ist eine zylindrische oder eine toroidförmige Zerstreuungslinse.

Figur 3 ist eine beispielhafte Ausführungsform für die Kombination mechanischer und optischer Komponenten, diese Kombination besitzt die optische Abtastvorrichtung 18, wie sie anhand der Figuren 1 und 2 zuvor erläutert wurde. Der Zweck der mechanischen Komponenten ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die ermöglicht, die Drehbewegung des Abtasters 28 und des Strahlablenkers 24 auszuführen. Der Abtaster 28 umfaßt den Spiegel M1 zur Steuerung des Lichtstrahles 14 von der Abbildungsoptik 26 durch eine Reihe von Winkeln, die in Beziehung zu zwei sich schneidenden Abtastachsen 38 und 40 bestimmt sind, diese Achsen sind zueinander orthogonal. Für die Abtastung um die Abtastachse 40 umfaßt der Abtaster einen Gestellaufbau, der mit dem Bezugszeichen 60 bezeichne L ist, mit einer Grundplatte 62 und einer Komponenten-Tragplatte 64, die drehbar auf der Grundplatte 62 angeordnet ist, und einer Antriebsvorrichtung zur Drehung der Tragplatte 64 gegenüber der Grundplatte 62. Die Abtastachse ist die Rotationsachse des Gestellaufbaus 60. Damit die Strahlposition auf dem Spiegel M1 und damit der Ursprung der Abtasttätigkeit im Abtaster 28 gegenüber der Rotation um die Abtastachse 40 unverändert bleiben, ist es wichtig, daß der Lichtstrahl 14 koaxial zu der Abtastachse 40 ist, wenn der Lichtstrahl in den Gestellaufbau eintritt. Zur drehbaren Kopplung der Tragplatte 64 an die Grundplatte 62 ist ein Paar von Gestelltragekanten 66 und 68 fest auf der Grundplatte 62 an gegenüberliegenden Seiten der Tragplatte 64 befestigt. Die Kanten 66 und 68 besitzen Achsen 70 bzv/. 72, die daran drehbar angeordnet sind. Die Achse 70 wird mit einer Zeniralöffnung versehen, die erlaubt, daß der Strahl 14 in das Gestell 60 entlang seiner Achse eintritt. Die Achse 70 ist fest en einer Tragekante 78 befestigt, die wiederum fest an einer Seite der Tragplatte 64 befestigt ist. Ebenso ist eine Tragekante 80 fesi an der anderen Seile der Tragplatte 64 und an der Achse 72 befestigt. Die An trie bsanordnunp, zur Drehung der Trag

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platte 64 um die Abtaslachse 40 umfaßt einen Motor 82, der bei 84 an der Grundplatte 62 befestigt ist, und eine Mechanik zur Verminderung der Geschwindigkeit, die hier als Getriebe dargestellt ist, welches die Getrieberäder 86 und 88 besitzt, dieses Getriebe koppelt die Antriebsleistung des Motors 82 an die Achse

72. Ein Vorzug der Mechanik zur Geschwindigkei^verminderung liegt in der Verminderungder Trägheitsbelastung auf den Motor. Diese Belastung wird durch die Notwendigkeit verursacht, nicht nur die Tragplatte 64 sondern auch alle auf der Tragplatte befestigten Komponenten zu drehen. Die Mechanik zur Geschwindigkeitsverminderung erlaubt außerdem eine feinere Steuerung der Plattform durch den Motor.

Die Art des verwendeten Motors 82 hängt von der Art der Abtastreihe ab. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Abtastreihe ähnlich der eines Elektronenstrahls beim Betrieb einer Kathodenstrahlröhre bei der Anzeige eines NTSC-Fernsehsignals (USA-Fernsehsystem). In beiden Fällen besitzt die Reihe eine vertikal absteigende Serie horizontaler Abtastzeilen. Der Unterschied liegt darin, daß die Abtastung des Elektronenstrahls durch Zeilensprungabtastung erfolg⁴., dabei erfolgt die Abtastung in einer Richtung verlaufend von links nach rechts, gesehen von der äußeren Oberfläche des Schirmträgers, dagegen ist die Lichtabtastung keine Zeilensprungabtastung, außerdem erfolgt die Lichtabtastung in beiden Richtungen. Bei dieser Art der Lichtstrahl-Abtastreihe ist die Zeilenabtastgeschwindigkeit größer als die mittlere Abtastgeschwindigkeit orthogonal zu den Zeilen, d.h. die Teilbildabtastgeschwindigkeit. Dementspiechend steuert die Abtastachse 40 des Gestells die Teilbildabtastung, und es wurde als vorteilhaft gefunden, als Motor 82 einen Schrittmotor zu verwenden. Damit v/ird ein Raster erzeugt, wenn der Zeilenabtaster, weiter unten beschrieben, den Laserlich ι strahl in einer Zickzack-Bewegung über die Aperturmaske vor- und zurückführt,und das Teilbildabtast-Gestell macht an jedem Ende einer Zeile einen Schritt abwärts um einen Bruchteil einer Zeile. Andere Arten von Abtastmustern können benutzt werden. Beispielsweise kann das Muster eine Spirale sein, und in diesem Falle kann für den Motor 82 ein kontinuierlich arbeitender Motor, beispielsweise ein

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-21-Gleichstrom-Servomotor wünschensv/erter sein.

Wie zuvor festgestellt wurde, umfaßt der Abtaster 28 auch eine Vorrichtung zur Steuerung des Lichtstrahles von der Abbildungsoptik 26 durch eine Reihe von 'Winkeln um die Zeilenabtastachse 38. In Figur 3 umfaßt diese Vorrichtung den Spiegel M1 und einen Motor 90, dessen Antriebswelle 92 fest am Spiegel M1 befestigt ist. Vorzugsweise ist der Motor 90 ein Gleichstrom-Servomotor. Der Spiegel M1 besitzt mehrere Merkmale. Zuerst liegt derSchnittpunkt der Abtastachsen 38 und 40 auf der reflektierenden Spiegeloberfläche, so daß der Ursprung für beide Achsen derselbe ist. Außerdem bildet die reflektierende ebene Oberfläche des Spiegels M1 mit der Abtastachse J8 einen Winkel von 45°.

Der Gleichstrom-Servomotor 90 und der Schrittmotor besitzen Codierer 94 bzw. 96 für die Winkelstellung derAchsen, um ein Abtastpositionssignal zu erzeugen, welches über die Leitung 30 an die elektrische Steuerung 20 gesendet wird, wie zuvor anhand der Figur 1 gezeigt wurde. Außerdem empfängt jeder Motor ein Befehlssignal von der elektrischen Steuerung 20. Wie dargestellt ist, werden diese Signale über die Leitung 34 in Figur 1 übertragen. Der Strahlablenker 24 in den Figuren 1 und 2 ist in Figur 3 mit den Spiegeln M2 und M3 und mit den Spiegeln zugeordneten Drehantrieben 100 und 102 dargestellt. Die Rotationsachsen 42 und 44 der Spiegel M2 bzw. M3 sind orthogonal und haben nur einen geringen Abstand, um die Ursprünge der Strahlablenkung für jede Achse möglichst nahe zusammen zu bringen. Dieses Merkmal, die Ursprünge der Strahlablenkung nahe zusammen zu bringen, könnte auch erreicht werden, ohne die Spiegel tatsächlieh nahe beieinander anzuordnen. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, könnten die Spiegel im Abstand voneinander angeordnet sein, und ein fokussierendes Element, beispielsweise eine Linse, könnte benutzt werden, den Ablenkungspunkt des einen Spiegels auf den anderen Spiegel zu fokussieren. Die Spiegel M2 und M3 werden von Galvanometer-ähnlichen Motoren 100 bzw. 102 gedreht. Wie bekannt is*, erzeugen diese Galvanometer eine Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle, die proportional zum Stromeingang ist. In diesem Beispiel sollen die Galvanometer

mg im Bereich von _+ 15° erzeugen. 709&Β1/Ό782 .../22

eine Antriebsachsendrehung im Bereich von + 15 erzeugen

Viele Anordnungen der grundsätzlichen optischen Komponenten der Abtastvorrichtung 18 sind im Rahmen der Erfindung möglich. Eine besonders kompakte und vorteilhafte Ausführungsform wird in den Figuren 4a, 4b und 4c gezeigt, die eine perspektivische Ansicht, eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht zeigen. Bei dieser Ausführungsform wird der Lichtweg durch Spiegel M4 und M5 und durch rechtwinklige Prismen P1 und P2 umgelenkt. Eine Vorteil der Prismen bei der Umlenkung des optischen Weges liegt darin, daß die Strahlablenkung durch totale interne Reflexion an der Glas-Luft-Grenzfläche erzeugt wird, und nicht von einer speziell beschichteten Oberfläche, wie bei üblichen Spiegeln. Der Reflexionsgrad liegt bei nahezu 100 % und kann sich nicht vermindern, wie es leicht bei üblichen Spiegeloberflächen geschieht.

Wie zu ersehen ist, durchläuft der Lichtstrahl der Reihe nach die folgenden Komponenten bzw. wird von ihnen reflektiert:

Zerstreuungslinse L5

drehbarer Ablenkspiegel M2

drehbarer Ablenkspiegel M3
fester Spiegel M4 (90°-Umlenkung)

Sammellinse L1

Prisma P1

Prisma P2

fester Spiegel M1
Sammellinse L2

Abtastspiegel M1.

Diese Ausführungsform kann leicht für die Verwendung für Schirmträger für unterschiedliche große Kathodenstrahlröhren tenutzt werden, dazu wird die Brennweite der Linse L2 verändert, und der Abstand zwischen den Linsen L1 und L2 wird wiederum auf f.. + f eingestellt, dazu wird das Prisma P2 entlang einer Verschiebungsführung 104 in Richtung des Pfeiles 106 verschoben. Die Brennweite f der Linse L2 wird so gewählt, daß das Rotationszentrum des Abtastspiegels M1 gegenüber dem Schirm'räger in einer Position liegt, die im wesentlichen gleich der Position des Ursprungs der Elektronenstrahlablenkung beim Betrieb der Kathodenstrahlröhre ,ist, wenn der Schirmträger von der Linse L2 im wesentlichen einen

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Abstand f~ hat.

Die Einzelheiten der in Figur 1 dargestellten elektrischen Steuerung 20 sind kein Teil der vorliegenden Erfindung. Wie zuvor festgestellt wurde, hat die Steuerung die Aufgabe, Abtast-Steuersignale zu erzeugen und zur gleichen Zeit für jede Abtaststellung dem Galvanometer eine geeignete Stromstärke zuzuführen. Diese Funktion kann durch verschiedenartige Geräte erreicht werden, abhängig vom Grad der gewünschten Automation.

Im nicht automatisierten Fall kann die Steuerung für jedes Galvanometer einfach in einer veränderbaren Stromquelle bestehen, und die Steuerung für die Abtastmotoren kann eine geeignete schaltbare elektrische Spannungsquelle sein. Beim Betrieb werden die Abtastmotoren auf eine geeignete Abtaststellung geschaltet, und dann werden die Motoren gestoppt. Für jede Stellung werden die veränderbaren Stromquellen auf die geeigneten Werte eingestellt. Dann wird der Laser eingeschaltet, und nach der Belichtung wird der Laser ausgeschaltet. Dies wird mehrfach wiederholt, bis der Schirmträger belichtet ist. Für einen stärker automatisierten Betrieb kann ein en'sprechend programmier !.er Mehrzweck-Rechner als elektrische Steuerung benutzt werden. Der Rechner speichert die Einfallswinkeleinstellungen (dies sind die Stromwerte für jede Abtaststellung) in einem Speicher und gibt geeignete Stromwerte und Abtastpositionssignale aus.

Eins von zwei Verfahren kann benutzt werden, um die geeigneten Einfallswinkeleinstellungen für jede Ablast stellung auszuführen. Das erste Verfahren ist ein empirisches Verfahren, dieses erfordert die Belichtung einer Schirmträgerprobe durch ein anderes System, beispielsweise jenes, welches die asphärische Linse und ein gestuftes neutrales Dichtefilter benutzt. Die belichtete Schirmträgerprobe wird dann in der Abtastvorrichtung der vorliegenden Erfindung positionsgerecht eingesetzt. Die Abtastspiegel werden dann auf die verschiedenen Abtaststellungen eingestellt, und bei jeder Abtaststellung wird der geeignete Stromwert an die Galvanometer geführt, so daß der Auftreffpunkt des Lichtstrahles mit dem belichteten Material zusammenfällt. Diese Stromwerte ent.hd.ten die Einfallswinkeleinstellungen zur Herstellung

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-24-weiterer Schirmträger des gleichen Typs wie die Probe.

Bei einem anderen Verfahren ist es möglich, eine Gleichung abzuleiten, die den Strom an die Galvanometer in Beziehung setzt

zu der Winkelstellung der Abtastspiegel. Die Strom-Abtastspiegel-Winkel-Gleichung ist eine Funktion der Geometrie der optischen Abtastvorrichtung 80 und eines Wertesatzes, der die effektive Position (X^, Y) des Elektronenstrahls in einer Ablenkungsebene für jede Schirmträgerstelle (X, Y, Z) bestimmt. Diese Gleichung kann von einem geeignet programmierten Mehrzweck-Rechner ausgeführt werden oder von einem speziellen Computer, der die elektrische Steuerung 20 bildet.

Vorzugsweise kann die elektrische Steuerung 20 in der Weise ausgeführt werden, wie es in der Patentanmeldung von Thomas W. Schultz "Control System for an Optical Scanning Exposure System for Manufacting Cathode Rav Tubes" dargestellt ist. Bei diesem Steuers stem ist. ein Speicher für Informationen vorgesehen, die den jeweiligen Einfallswinkel eines Lichtstrahls für eine Matrix von Positionen auf dem Schirmträger der Kathodenstrahlröhre und den Betrag der Abtastung des Lichtstrahls von einer Stellung zu nächsten wiedergeben. Die Codiervorrichtung erzeugt horizontale und vertikale Lichtstrahl-Abtastpositioninformationen für den Speicher. Eine Abtastbetrags-Vorrichtung, die auf den Abtastbetrag und die Positionsinformation im Speicher reagiert, erzeugt Signale zur Steuerung des Betrages der Abtastung des Lichtstrahles. Außerdem erzeugt eine Einfallswinkelsteuerung, die auf den Einfallswinkel und die Positionsinformation vom Speicher reagiert, elektrische Signale für die Galvanomeier, die den Einfallswinkel der Ablenkspiegel steuern.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nur als Beispiele für den Fachmann gedacht, im Rahmen der Erfindung können Veränderungen vorgenommen werden. Beispielsweise ist es nichl notwendig, daß die Abtastfunktionen und die Abbildungsfunk t.ionen durch verschiedene Komponente erfüllt v/erden. Beispielsweise kann eine drehbare, gewölbte reflektierende Oberflüche die gleichen Funktionen ausführen wie das fokussierende Element ΐ_? (L2) und der -AhtesUsjUQgel· M1 . Auch ist es mög

eine gleichförmige Drehung in einer Richtung um die Abtastachse 38 anstelle einer Drehung in zwei Richtungen zu benutzen. Alle diese Veränderungen und Modifikationen liegen innerhalb der Erfindung und der Ansprüche.

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Claims

PATENTANWÄLTE

OR. CLAUS REINLANDER DIPL.-ING. KLAUS BERNHARDT

Orthstroße 12 · D-8000 München 60 ■ Telefon 832024/5 Telex 5212744 · Telegramme Interpatent

G7 P19D

13. Juni 1977

GTE Laboratories Inc., Wilmington, Delaware, USA

Optische Abtastvorrichtung mit. einer Aperturmaske zur photolithographischen Herstellung von Farb-Kathodenstrahlröhren

Priorität: 23. Juni 1976 - USA - Serial No. 699,109 Patentansprüche

1. Optische Abtastvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren, wobei eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material auf der Innenfläche eines Röhrenschirmträgers belichtet wird, durch Abtastung eines Lichtstrahls über einer Anordnung lichtdurchlässiger Öffnungen in einer Maske, die in der Nähe der Schicht aus dem Material auf dem Schirmträger angeordnet ist, gekennzeichnet durch

a. eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls mit einem Wellenlängenspektrum, welches das lichtempfindliche Material belichtet,

b. eine im Weg des Lichtstrahls angeordnete Vorrichtung zur Ablenkung des Lichtstrahls um einen Winkel, der in Beziehung

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-Z-

steht zu einem vorbestimmten Einfallswinkel, den ein Elektronenstrahl an jedem Punkt der Aperturmaske hat, wenn er durch die durchlässigen Bereiche der Maske beim Betrieb der Röhre hindurchgeht,

c. eine optische Vorrichtung, die auf den abgelenkten Lichtstrahl einwirkt, um den Punkt der Ablenkung des Lichtstrahls im wesentlichen am Schirmträger so abzubilden, daß der Lichtstrahl auf der Maske mit einem Einfallswinkel auftreffen kann, der in Beziehung zum Einfallswinkel eines Elektronenstrahls beim Betrieb der Röhre steht, wobei der Einfallswinkel im wesentlichen ohne Translation des Lichtstrahls am Schirmträger erhalten wird,

d. und eine Vorrichtung zur Abtastung des abgelenkten Lichtstrahls über der Aperturmaske in einer vorbestimmten Weise, um das allen lichtdurchlässigen Bereichen auf der Maske benachbarte Material zu belichten, wobei die Ablenkvorrichtung synchron mit der Abtastvorrichtung zusammenwirkt, um den Lichtstrahl mit dem geeigneten Einfallswinkel für jeden lichtdurchlässigen Bereich auf der Maske zu erzeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abbildungsvorrichtung erste und zweite optisch fokussierende Elemente im Weg des abgelenkten Lichtstrahles umfaßt, wobei die fokussierenden Elemente optische voneinander einen Abstand haben, der, gemessen entlang des Weges des Strahles, gleich der Summe der Brennweiten der fokussierenden Elemente ist, wobei das erste fokussierende Element von der Ablenkvorrichtung einen Abstand hat, der, gemessen entlang des Weges des Strahles,gleich der Brennweite des ersten fokussierenden Elementes ist, und wobei das zweite fokussierende Element vom Schirmträger einen Abstand hat, der, gemessen entlang des Weges des Strahles,im wesentlichen gleich der Brennweite des zweiten fokussierenden Elementes ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest ein fokussierendes Element eine Linse ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das zweite fokussierende Element eine Sammellinse ist.

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5· Vorrichtungnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das erste fokussierende Element eine Sammellinse ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß jede Sammellinse eine Bikonvexlinse ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtstrahl einen solchen Querschnitt an der Maske hat, so daß gleichzeitig Licht durch eine Vielzahl lichtdurchlässiger Bereiche hindurchgeht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlumlenkungvorrichtungen vorgesehen sind, die im optischen Weg zwischen dem ersten und dem zweiten fokussierenden Element angeordnet sind, um den tatsächlichen Abstand zwischen den fokussierenden Elementen zu vermindern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vorrichtung zur Veränderung des optischen Weges zwischen den fokussierenden Elementen vorgesehen ist, um verschiedene Brennweiten benutzter fokussierender Elemente auszugleichen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Strahlumlenkvorrichtung zumindest ein Prisma zur Umlenkung des Strahles um im wesentlichen 180° umfaßt, wobei di Prisma eine totale interne Reflexion erzeugt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlumlenkvorrichtung ein Prismenpaar umfaßt, die zur Strahlumlenkung zusammenwirken, und die beide eine totale interne Reflexion aufweisen, und daß die Vorrichtung zur Längenänderung eines der Prismen umfaßt, welches eine Weganpassungsvorrichtung zur Einstellung der Prismenposition entlang einer geraden Linie umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Strahlumlenkvorrichtung ein Spiegelpaar umfaßt, wobei die Spiegel zur Umlenkung des Strahles um im wesentlichen 180° zusammenwirken. 709881/0782 _/L

13· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ablenkvorrichtung den Lichtstrahl um einen Winkel ablenkt, der proportional ist zur Winkeldifferenz zwischen dem Einfallswinkel eines Elektronenstrahls beim Betrieb der Röhre an einer bestimmten Stelle auf dem Schirmträger und dem Einfallswinkel des Lichtstrahls auf der gleichen bestimmten Stelle auf den Schirmträger ohne Einwirkung der Ablenkvorrichtung.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennze ichnet , daß die Ablenkvorrichtung erste und zweite drehbare lichtreflektierende Elemente umfaßt, wobei jedes Element eine Rotationsachse längs seiner jeweiligen planaren Oberfläche besitzt, wobei die Rotationsachsen zueinander orthogonal ausgerichtet sind, und wobei die Elemente voneinander einen Abstand aufweisen, der nicht größer als notwendig ist, damit sich die Elemente beim Drehen nicht berühren.

15- Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste Vorrichtung zur Drehung des ersten ablenkenden Elementes und eine zweite Vorrichtung zur Drehung des zweiten ablenkenden Elementes vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennze i chnet, daß die erste Drehvorrichtung und die zweite Drehvorrichtung ein Galvanometer umfassen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß sich jede Galvanometerachse um ca. +_ 15 dreht.

18. Vorrichtungnach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der ersten und zweiten ablenkenden Elemente ein Spiegel ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Rotationsachse des ersten Spiegels den Lichtstrahl von der Quelle im wesentlichen durchschneidet und zu diesem senkrecht steht, daß die Oberfläche des ersten Spiegels gegenüber dem Strahl von der Quelle einen Sollwinkel von etwa 45° aufweist, daß

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die Rotationsachse des zweiten Spiegels parallel zum Lichtstrahl von der Quelle ist, und daß die Oberfläche des zweiten Spiegels gegenüber dem vom ersten Spiegel reflektierten Lichtstrahl einen Sollwinkel von etwa 45° aufweist, so daß die Spiegel die Richtung des Strahles von der Quelle um einen Winkel von 90° nominell verändern.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1,gekennzeichnet

a. durch eine Vorrichtung zur Steuerung des Lichtstrahles von der Abbildungsvorrichtung durch, eine Reihe von Winkeln gegenüber einer ersten Abtastachse,

b. durch eine Vorrichtung zur Steuerung des Lichtstrahls von der Abbildungsvorrichtung durch eine Reihe von Winkeln gegenüber einer zweiten Abtastachse,

c. und dadurch, daß die Abtastachsen zueinander orthogonal stehen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet daß die Abtastachsen-Steuervorrichtung folgendes umfaßt:

a. einen Gestellaufbau mit einer Grundplatte und einer Trageplatte, die drehbar an der Grundplatte angeordnet ist, so daß die Tragplatte um die zweite Abtastachse rotieren kann, wobei auf der Tragplatte zumindest die Vorrichtung zur Steuerung um die erste Abtastachse angeordnet ist, und wobei der in den Gestellaufbau eintretende Lichtstrahl koaxial zur zweiten Abtastachse ist,

b. und eine Vorrichtung zur Drehung der Tragplatte um die zweite Abtastachse.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtstrahl-Steuerung um die erste Abtastachse eine Linien-Abtastbewegung des Lichtstrahles auf dem Schirmträger erzeugt, und daß die Lichtstrahlsteuerung um die zweite Abtastachse eine Abtastbewegung erzeugt, die senkrecht zur Linien-Abtastbewegung ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Codiervorrichtung zur Erzeugung eines Signales vorgesehen ist, welches den Abtastwinkel um die zv/eite Abtastachse repräsentiert.

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24. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung einen Motor umfaßt, dessen Ausgangsleistung an die Tragplatte angekoppelt ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vorrichtung zur Verminderung der Geschwindigkeit zwischen der Tragplatte und dem Motor angeordnet ist, um die Trägheitslast auf dem Motor zu vermindern, und um die Drehgeschwindigkeit der Tragplatte zu vermindern.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß der Motor ein Schrittmotor ist, der so ausgebildet ist, daß er den Lichtstrahl auf eine Reihe diskreter Positionen im Verhältnis zum Schirmträger schaltet.

27. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Abtastachsen-Steuerungsvorrichtung folgendes umfaßt:

a. einen Abtastspiegel, der so gegenüber der Tragplatte angeordnet ist, daß die zweite Abtastachse die erste Abtastachse an der reflektferenden Oberfläche des Spiegels durchschneidet, wobei der Lichtstrahl von der Abbildungsvorrichtung außerdem nominell an diesem Durchschneidungspunkt auf den Abtastspiegel trifft,

b. und eine Vorrichtung zur Drehung des Abtastspiegels um die erste Abtastachse.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Codiervorrichtung zur Erzeugung eines Signales vorgesehen ist, welches die Winkelposition des Abtastspiegels um die erste Abtastachse repräsentiert.

29i Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehvorrichtung einen Motor umfaßt, dessen Antriebsachse fest am Abtastspiegel auf einer Seite gegenüber der reflektierenden Oberfläche befestigt ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß der Motor ein Gleichstromservomotor ist.

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31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet daß der Abtastspiegel gegenüber der ersten Abtastachse und gegenüber dem Soll-Lichtstrahl von der Abbildungsvorrichtung einen Winkel von 45° aufweist, so daß der Sollweg des Lichtstrahls vom Abtastspiegel sowohl gegenüber der ersten Abtastachse als auch gegenüber der zweiten Abtastachse einen Winkel von 90 aufweist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtquelle eine Laserlichtquelle ist, die einen Lichtstrahl erzeugt, der wirkungsvoll kollimierbar ist.

33. Vorrichtungnach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet , daß die Laserlichtquelle ein Argon-Ionenlaser ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vorrichtung zur Kollimierung des Ausgangslichtes der Laserlichtquelle vorgesehen ist, um ein Parallelstrahl-Bündel zu erzeugen.

35· Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet daß die Kollimatorvorrichtung ein Sammellinsenpaar im Weg des Strahls von der Quelle umfaßt, wobei die Linsen voneinander einen Abstand haben, der im wesentlichen gleich der Summe ihrer Brennweiten ist.

36. Optische Äbtastvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren, wobei das lichtempfindliche Material auf einem Schirmträger durch Licht belichtet wird, welches durch eine Anordnung lichtdurchlässiger Bereiche in einer Maske durchgeht, gekennzeichnet durch

a. eine Laserlichtquelle zur Erzeugung eines Laserlichtstrahles mit einem Wellenlängenspektrum, welches das lichtempfindliche Material belichtet,

b. eine im Lichtweg angeordnete Vorrichtung zur Ablenkung des Lichtstrahles um einen Winkel, der mit einem vorbestimmten Einfallswinkel in Beziehung steht, den ein Elektronenstrahl gegenüber dem Schirmträger beim Betrieb der Röhre hat,

c. eine Vorrichtung zur Abbildung des Ablenkpunktes des Licht-

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Strahles im wesentlichen am Schirmträger, wobei die Abbildungsvorrichtung

1. ein erstes fokussierendes Element, welches von der Ablenkungsvorrichtung einen Abstand aufweist, der, gemessen entlang des Lichtstrahles, gleich der Brennweite des ersten fokussierenden Elementes ist,

2. und ein zweites fokusäerendes Element , welches vom ersten fokussierenden Element einen Abstand aufweist, der, gemessen entlang des Lichtstrahles, gleich der Summe der Brennweiten des ersten und zweiten fokussierenden Elementes ist, wobei dieses zweite fokussierende Element vom Schirmträger einen Abstand hat, der, gemessen entlang des Lichtstrahles, im wesentlichen gleich der Brennweite des zweiten fokussierenden Elementes ist,

aufweist,

d. eine Strahlumlenkvorrichtung zur Verminderung des tatsächlichen Abstandes zwischen den fokussierenden Elementen

e. und eine zwischen dem Schirmträger und dem zweiten fokussierenden Element angeordnete Vorrichtung zur Abtastung des abgelenkten Lichtstrahles über dem Schirmträger in einer Reihe registrierter Linien, um das lichtempfindliche Material in der Nachbarschaft der lichtdurchlässigen Bereiche auf der Maske zu belichten.

37. Verfahren zur Herstellung von Kathodenstrahlröhren, wobei eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material auf der Innenfläche eines Röhrenschirmträgers durch Abtastung eines Lichtstrahles über einer Anordnung von lichtdurchlässigen Öffnungen in einer Maske belichtet wird, die in der Nähe des Materials auf dem Schirmträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß

a. ein Lichtstrahl mit einem Wellenlängenspektrum erzeugt wird, welches das lichtempfindliche Material belichtet,

b. daß der Lichtstrahl um einen Winkel abgelenkt wird, der in Beziehung steht zu einem vorbestimmten Einfallswinkel, den ein Elektronenstrahl an jedem Punkt der Aperturmaske besitzt, wenn er durch die durchlässigen Bereiche der Maske beim Betrieb der Kathodenstrahlröhre hindurchtritt,

,c. daß der Ablenkpunkt des Lichtstrahles im wesentlichen am ScÜrm-

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träger abgebildet wird, so daß der Lichtstrahl mit einem Einfallswinkel auf die Maske auffallen kann, der in Beziehung steht zu dem Einfallswinkel eines Elektronenstrahls beim Betrieb der Röhre, wobei der Einfallswinkel im wesentlichen ohne Translation des Lichtstrahles am Schirmträger erhalten wird, d. und daß der abgelenkte Lichtstrahl über der Aperturmaske in einer vorbestimmten Weise abgetastet wird, um das lichtempfindliche Material in der Nähe aller lichtdurchlässigen Bereiche auf der Maske zu belichten, wobei die Ablenk- und Abtastschritte synchron zueinander sind, so daß der Lichtstrahl einen geeigneten Eirfallswinkel für jeden lichtdurchlässigen Bereich auf der Maske hat.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtastschritte des Lichtstrahles eine Abtastung des Lichtstrahles in einer registrierten Reihe von Linien über den Schirmträger einschließen.

39. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtstrahl vor der Ablenkung des Lichtstrahls kollimiert wird.

40. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ablenkung des Lichtstrahles der Lichtstrahl gegenüber zwei orthogonalen Achsen abgelenkt wird, um ,jeden Ablenkwinkel gegenüber einer Ebene, die normal zum nicht abgelenkten Lichtstrahl ausgerichtet ist, zu bestimmen.

41. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Abbildung des Punktes der Ablenkung des Lichtstrahles der Lichtstrahl umgelenkt wird, um den geradlinigen Abstand zwischen den Orten der Strahlablenkung und der Strahlabtastung zu vermindern.

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