DE3620970A1 - Maskenhaltevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Festhal­ ten einer Maske (Fotomaske oder Strichplatte) bei der Her­ stellung von Halbleitervorrichtungen wie integrierten Schal­ tungen oder dergleichen. Im einzelnen bezieht sich die Erfin­ dung auf eine Maskenhaltevorrichtung, die das einfache Halten und Lösen einer Maske in einer ein bestimmtes Gas enthalten­ den Umgebung oder im Vakuum ermöglicht und die zusätzlich das genaue Festhalten der Maske gewährleistet.

Die Tendenz zu höherer Dichte von auf Halbleiter-Schaltungs­ vorrichtungen auszubildenden Schaltungsmustern macht es er­ forderlich, daß die Breite der das Schaltungsmuster bildenden Linien immer kleiner wird, wobei gegenwärtig Linienbreiten bis herunter in die Größenordnung unterhalb von 1 µm verlangt sind. Um dies zu erreichen, müssen für die Bestrahlungsener­ gie zum Übertragen der Schaltungsmuster Ultraviolett- bzw. UV-Strahlen, Strahlen im tiefen UV-Bereich, weiche Röntgen­ strahlen, Strahlen geladener Teilchen wie Ionenstrahlen oder Elektrodenenstrahlen und dergleichen benutzt werden. Der Einsatz derartiger Strahlungsenergie führt zu der Erforder­ nis, daß die Umgebung um die Bahn der Strahlungsenergie mit einem bestimmten Gas wie N, He oder dergleichen gefüllt oder auf einen Druck von beispielsweise 1,33 × 10^-4 Pa evakuiert wird.

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils ein Beispiel für eine bekannte Maskenhaltevorrichtung. Dabei zeigt die Fig. 1 eine Masken­ haltevorrichtung mit Unterdruck-Ansaugung. Diese Haltevor­ richtung ist in einer Gasatmosphäre verwendbar und kann eine Maske durch Unterdruck festhalten. Die Fig. 1 zeigt eine Maske 1, ein Absaugrohr 10, das an eine nicht gezeigte Ab­ saugvorrichtung angeschlossen ist, und eine in einer Masken­ halteplatte 12 ausgebildete Evakuiernut 11. Im Betrieb wird zunächst die Maske 1 mit der Maskenhalteplatte 12 in Berüh­ rung gebracht und dann das Gas aus der Evakuiernut 11 über das Absaugrohr 10 abgesaugt. Dadurch wird eine Differenz zwischen dem Druck des Umgebungsgases und dem Druck in der Evakuiernut hervorgerufen. Damit wird durch das Unterdruck- Ansaugen die Maske 1 von der Maskenhalteplatte 12 festgehal­ ten. In diesem Fall wird jedoch eine beträchtliche Menge an Umgebungsgas zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Maskenhalteplatte 12 und der Maske 1 abgezogen und über das Absaugrohr 10 abgeführt. Infolgedessen wird auf uner­ wünschte Weise der Druck des Umgebungsgases abgesenkt und auch der Verbrauch an Umgebungsgas gesteigert. Ferner kann die Haltevorrichtung gemäß diesem Beispiel nur schwer in einem Niederdruck-Umgebungsgas oder in Vakuum eingesetzt werden, da die durch den Unterdruck hervorgerufene Haltekraft verringert ist.

Die Fig. 2 zeigt eine Maskenhaltevorrichtung für das Festhal­ ten einer Maske mit elektromagnetischer Kraft. Diese Masken­ haltevorrichtung ist in der JP-OS 60/77 424 offenbart. Die Fig. 2 zeigt ein Joch 2 zum Bilden eines magnetischen Kraft­ linienwegs, eine Solenoidwicklung 3 für das Erzeugen magneti­ scher Kraftlinien und Zuleitungsdrähte 8 für das Erregen der Solenoidwicklung 3. Mit 13 sind Kühlrohre für das Abführen von in der Solenoidwicklung 3 erzeugter Wärme bezeichnet. Wenn bei dem Zustand nach Fig. 2 die Solenoidwicklung 3 erregt wird, während die Maske 1 mit dem Joch 2 in Berührung gehalten wird, wird die Maske 1 auf magnetische Weise an das Joch 2 angezogen. Wenn andererseits die Erregung der Sole­ noidwicklung 3 beendet wird, wird die Maske 1 von dem Joch 2 gelöst. Bei der Haltevorrichtung dieser Art verursacht jedoch das Erregen der Solenoidwicklung infolge der Jouleschen Wärme eine Erwärmung. Dies führt zu der Möglichkeit, daß eine thermische Spannung in der Maske entsteht. Um dies zu vermei­ den, ist es erforderlich, aus einem nicht gezeigten Kühlsy­ stem ein Kühlmittel durch die Kühlrohre 13 zu leiten, um damit die dermaßen erzeugte Wärme abzuführen.

Gemäß der Beschreibung bringt die magnetische Einspann- bzw. Haltevorrichtung, bei der elektromagnetische Kraft genutzt wird, die Probleme mit sich, daß eine beträchtliche Wärmemen­ ge an der Erregungswicklung erzeugt wird, daß eine geeignete Vorrichtung für das Kühlen der Wicklung erforderlich ist und daß infolgedessen eine komplizierte Rohrleitungsführung not­ wendig ist, was auf nachteilige Weise zu einer Sperrigkeit der Vorrichtung führt. Ferner ist die Handhabung umständlich, während die Herstellungskosten gesteigert sind.

Die vorstehend beschriebenen Nachteile ergeben sich auch bei Maskenhaltevorrichtungen, die in Maskenzuführvorrichtungen eingebaut sind.

Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine derartige Maskenhalte­ vorrichtung, die in eine Maskenzuführvorrichtung eingeglie­ dert ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Haltevorrichtung wird die Maske durch Unterdruck-Ansaugen festgehalten. Die Vor­ richtung nach Fig. 3 ist gleichermaßen in einem Umgebungsgas verwendbar, um die Maske 1 durch Unterdruck festzuhalten. Die Fig. 3 zeigt eine Maskenmembran 1 mit einem Schaltungsmuster, einen Maskenträger 32 für das Abstützen der Maskenmembran 1, eine Maskenhalteplatte 34, ein an eine nicht gezeigte Absaug­ vorrichtung angeschlossenes Absaugrohr 35 und eine in der Maskenhalteplatte ausgebildete Evakuiernut 36.

Bei der Maskenhaltevorrichtung nach Fig. 3 treten im wesent­ lichen die gleichen Probleme wie die im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen auf. Insbesondere kann die Maskenhalte­ vorrichtung nicht in einer in Niederdruck-Umgebungsgas oder Vakuum einzusetzenden Maskenzuführvorrichtung eingebaut wer­ den, da die durch den Unterdruck hervorgerufene Haltekraft vermindert ist.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel einer in eine Maskenzu­ führvorrichtung eingebauten Maskenhaltevorrichtung. Bei der in Fig. 4 gezeigten Maskenhaltevorrichtung wird die Maske mit elektromagnetischer Kraft festgehalten. Die Fig. 4 zeigt ein Joch 37 für das Bilden eines magnetischen Kraftlinienwegs, eine Solenoidwicklung 38 für das Erzeugen magnetischer Kraft­ linien und Zuleitungsdrähte 39 für das Erregen der Solenoid­ wicklung 38. Wenn die Solenoidwicklung 38 erregt wird, wäh­ rend der Maskenträger 32 mit dem Joch 37 in Berührung gehal­ ten wird, wird auf magnetische Weise der Maskenträger 32 an das Joch 37 angezogen. Wenn andererseits die Erregung der Solenoidwicklung 38 beendet wird, wird der Maskenträger 32 von dem Joch 37 gelöst. Bei der Maskenhaltevorrichtung dieser Art treten im wesentlichen die gleichen Nachteile wie die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maskenhalte­ vorrichtung zu schaffen, die in jedweder Umgebung wie bei­ spielsweise in Gas, Flüssigkeit, Niederdruckatmosphäre, Va­ kuum oder dgl. gleichmäßig wirksam ist und die auf leichte Weise und mit geringsten Kosten hergestellt werden kann.

Ferner soll die erfindungsgemäße Maskenhaltevorrichtung für den Einsatz in einem Gerät zum Herstellen von Halbleitervor­ richtungen geeignet sein, in dem ein genaues und festes Halten einer Maske erforderlich ist.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Maskengebilde geschaffen werden, das das leichte und gleichmäßige Einführen der Maske in irgendeine Umgebung wie Gas, Flüssigkeit, Niederdruckat­ mosphäre, Vakuum oder dergleichen ermöglicht und das den Einsatz einer von verschiedenartigen Maskenhaltevorrichtungen erlaubt, wie beispielsweise einer Vakuum-Ansaugvorrichtung, einer Magnetanzugvorrichtung, einer mechanischen Haltevor­ richtung oder dergleichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Ausführungsbei­ spiel der Maskenhaltevorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Mitteln gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weite­ ren Ansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die als Beispiel eine be­ kannte Maskenhaltevorrichtung zeigt, bei der Unter­ druck-Ansaugkraft genutzt wird.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die als Beispiel eine be­ kannte Maskenhaltevorrichtung zeigt, bei der elektro­ magnetische Kraft genutzt wird.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die als Beispiel eine be­ kannte Maskenhaltevorrichtung zeigt, die in eine Maskenzuführvorrichtung eingebaut ist.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die als weiteres Beispiel eine bekannte Maskenhaltevorrichtung zeigt, die in eine Maskenzuführvorrichtung eingebaut ist.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die schematisch und bildlich eine Maskenhaltevorrichtung gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 6 ist eine Teilschnittansicht, die eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 zeigt, bei der ein Permanentmagnet und eine Solenoidwicklung in einem Halteteil der Maskenhaltevorrichtung angebracht sind.

Fig. 7 ist eine Teilschnittansicht, die eine weitere Abwand­ lung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 zeigt, bei der getrennte magnetische Kraftlinienwege gebildet sind.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die schematisch und bildlich eine Maskenhaltevorrichtung gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die eine Abwandlung des Aus­ führungsbeispiels nach Fig. 8 zeigt, bei der die Art des Anbringens einer Solenoidwicklung verändert ist.

Fig. 10 ist eine Schnittansicht, die eine weitere Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 8 zeigt, bei der eine Solenoidwicklung und ein Joch von einem Masken­ halter und einem Maskenrahmen beabstandet sind.

Fig. 11 ist eine Schnittansicht, die schematisch und bildlich eine Maskenhaltevorrichtung gemäß einem dritten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 12 ist eine der Fig. 11 gleichartige Ansicht und zeigt die Maskenhaltevorrichtung in einem Zustand, bei dem eine Maske freigegeben ist.

Fig. 13 ist eine Schnittansicht, die schematisch und bildlich eine Maskenhaltevorrichtung gemäß einem vierten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 14 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Masken­ gebilde gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.

Fig. 15 ist eine Schnittansicht, die ein Maskengebilde in einer zweiten Ausführungsform zeigt, bei der eine Maske direkt auf einen Maskenrahmen geklebt ist.

Fig. 16 ist eine Schnittansicht, die ein Maskengebilde in einer dritten Ausführungsform zeigt, bei der an einem Rahmen ein Vorsprung ausgebildet ist.

Fig. 17 ist eine Schnittansicht, die ein Maskengebilde in einer vierten Ausführungsform zeigt, bei der in eine in einem Rahmen ausgebildete Nut ein Vorsprung oder Flansch eingesetzt ist.

Fig. 18 ist eine Draufsicht auf ein Maskengebilde in einer fünften Ausführungsform.

Fig. 19 ist eine Schnittansicht, die das Maskengebilde in der Ausführungsform nach Fig. 18 zeigt.

Fig. 20 und 21 sind jeweils Teilschnittansichten, die Abwand­ lungsformen des Maskengebildes in der in Fig. 18 und 19 gezeigten Ausführungsform zeigen.

Fig. 22 ist eine Draufsicht auf ein Maskengebilde in einer sechsten Ausführungsform, bei der an Teilbereichen einer Außenumfangsfläche eines Rahmens Nuten ausge­ bildet sind.

Fig. 23 ist eine Schnittansicht des Maskengebildes in der Ausführungsform nach Fig. 22.

Die Fig. 5 zeigt eine Maskenhaltevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Schaltungsmuster an der unteren Fläche einer Maskenmembrane 1 ausgebildet, deren Außenumfangsbereich durch Kleben oder dergleichen mit einem ringförmigen Maskenrahmen 6 verbunden ist. Ein Joch 2 ist ringförmig und trägt zu dem Bilden eines magnetischen Kraft­ linienwegs für das Anziehen des Rahmens 6 an das Joch 2 oder alternativ für das Lösen des Rahmens 6 von dem Joch 2 bei, was nachfolgend beschrieben wird. In dem Joch 2 ist eine Solenoidwicklung angebracht, mit der magnetische Kraftlinien erzeugt werden können, die das Lösen des Rahmens 6 von dem Joch 2 bewirken, was gleichfalls nachfolgend beschrieben wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen das Joch 2 und der Rahmen 6 aus einem geeigneten magnetischen Material. Gemäß Fig. 5 ist an dem Rahmen 6 ein ringförmiger Permanent­ magnet 4 befestigt. Der Permanentmagnet 4 ist derart angeord­ net, daß seine Magnetpole im wesentlichen in Längsrichtung nach Fig. 5 ausgerichtet sind. In dem Joch 2 ist eine ring­ förmige Zwischenlage 5 angebracht. Die Zwischenlage 5 ist aus nichtmagnetischem Material hergestellt und derart angeordnet, daß die magnetischen Kraftlinien für das Bilden eines er­ wünschten magnetischen Kraftlinienwegs gerichtet werden. Eine weitere Zwischenlage 7 aus einem nichtmagnetischen Material ist an dem Rahmen 6 angebracht. Die Zwischenlage 7 bewirkt das Ausrichten der von dem Permanentmagneten 4 hervorgerufe­ nen magnetischen Kraftlinien (des Magnetflusses) in der Weise, daß sie durch das Material des Rahmens 6 hindurch verlaufen. An die Solenoidwicklung 3 sind für deren Erregung Zuleitungsdrähte 8 angeschlossen. Der Permanentmagnet 4 und die Zwischenlage 7 sind in bezug auf den Rahmen 6 ortsfest angebracht. Die Solenoidwicklung 3 erstreckt sich im wesent­ lichen längs des Rahmens 6.

Wenn der Rahmen 6 eng an das Joch 2 angelegt wird, erreicht der Magnetfluß des Permanentmagneten 4 das Joch 2 auf direkte Weise sowie über den in dem Rahmen 6 gebildeten Kraftlinien­ weg, was zur Folge hat, daß der Rahmen 6 an das Joch 2 angezogen wird. Auf diese Weise wird ein geschlossener magne­ tischer Kraftlinienweg, nämlich ein Magnetkreis gebildet, der über den Permanentmagneten 4, den Rahmen 6 und das Joch 2 verläuft. Daher wird der Rahmen 6 ständig durch das Magnet­ feld des Permanentmagneten 4 angezogen.

Wenn der Rahmen 6 von dem Joch 2 gelöst werden soll, wird aus einer Steuereinrichtung 15 einer Stromquelle 9 ein Befehls­ signal zugeführt, die daraufhin einen Stromimpuls abgibt, der schematisch in Fig. 5 gezeigt ist. Auf das Befehlssignal aus der Steuereinrichtung 15 hin gibt die Stromquelle 5 den Stromimpuls ab, der über die Zuleitungsdrähte 8 der Solenoid­ wicklung 3 zugeführt wird. Dadurch erzeugt die Solenoidwick­ lung 3 magnetische Kraftlinien. Der der Solenoidwicklung 3 zugeführte Strom wird im voraus so eingestellt, daß der von der Solenoidwicklung 3 erzeugte Magnetfluß dem von dem Perma­ nentmagneten 4 erzeugten Magnetfluß entgegenwirkt. Infolge­ dessen wird die Magnetkraft des Permanentmagneten zeitweilig aufgehoben, so daß der Rahmen 6 von dem Joch 2 gelöst wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der Permanentmag­ net fest an dem Maskenrahmen angebracht, während das Joch, die Solenoidwicklung usw. fest an einem nicht gezeigten Sockelteil der Haltevorrichtung angebracht sind. Diese Anord­ nung kann jedoch umgekehrt werden. Das heißt, der Permanentmagnet kann fest an dem Sockelteil der Haltevorrichtung angebracht werden, während das Joch und die Solenoidwicklung an dem Maskenrahmen angebracht werden können. In diesem Fall ergeben sich im wesentlichen die gleichen Wirkungen.

Ferner kann bei der Verwendung einer plattenförmigen Maske der vorstehend beschriebene Maskenrahmen weggelassen werden. In diesem Fall wird ein Teil der Maske und/oder des Masken­ musters aus einem magnetischen Material hergestellt, um sicherzustellen, daß die Maske auf magnetische Weise an das Joch der Haltevorrichtung angezogen wird. Eine weitere Mög­ lichkeit besteht darin, daß der Permanentmagnet, die Sole­ noidwicklung und die Zwischenlage alle an dem Sockelteil der Haltevorrichtung angebracht werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Bei diesem Beispiel ist die Solenoidwicklung 3 um den Permanentmagneten 4 gewickelt. Die Solenoidwicklung 3 kann natürlich auch um einen Teil des Jochs 2 gewickelt werden. Weitere Abwandlungen sind unter der Voraussetzung möglich, daß die Solenoidwicklung 3 einen Magnetfluß erzeugen kann, der das Ausschalten der Magnetkraft des Permanentmagneten bewirkt.

Die Fig. 7 zeigt eine Abwandlungsform der Maskenhaltevorrich­ tung. Bei diesem Beispiel sind in dem Joch 2 ein Paar aus Solenoidwicklungen 3 und 3′ und ein Paar aus Zwischenlagen 5 und 5′ angeordnet. Andererseits ist in dem Rahmen 6 ein Paar aus Zwischenlagen 7 und 7′ angeordnet. Ferner ist an dem Rahmen 6 ein einziger Permanentmagnet 4 derart angebracht, daß er zwischen die Zwischenlagen 7 und 7′ gesetzt ist. Wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erzeugt jede der Solenoidwicklungen 3 und 3′ einen Magnetfluß, der dem von dem Permanentmagneten gelieferten Magnetfluß entge­ genwirkt. Bei der Gestaltung gemäß dem dargestellten Beispiel sind gesonderte magnetische Kraftlinienwege gebildet, jedoch werden im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie die bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erzielbaren er­ reicht.

Anhand der Fig. 8 wird eine Maskenhaltevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Gemäß Fig. 8 ist an einer Maskenmembrane 41 an deren Oberflä­ che ein Schaltungsmuster ausgebildet und am Außenumfangsbe­ reich durch Kleben oder dergleichen ein ringförmiger Rahmen 45 befestigt. Ein Joch 42 in gleicher Ringform ist aus einem magnetischen Material hergestellt und trägt zum Bilden eines magnetischen Wegs bei. In dem Joch 42 sind eine Solenoidwick­ lung 43 für das Erzeugen magnetischer Kraftlinien und eine Zwischenlage 44 untergebracht, die aus einem nichtmagneti­ schen Material besteht und zum Bilden des erwünschten magne­ tischen Wegs bzw. Magnetkreises beiträgt. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel sind das Joch 42 und der Rahmen 45 als ganze oder alternativ zu einem Teil dieser Elemente, der bei dem Anziehen des Rahmens 45 an das Joch 42 mit dem anderen Teil in Berührung kommt, aus einem Material hergestellt, das einen Restmagnetismus höherer Stärke zurückhält. Als Material hier­ für kann Eisenmaterial wie beispielsweise Werkzeugstahl, eine als Material für Permanentmagnete dienende Legierung bei­ spielsweise aus Fe mit Al, Ni und/oder Co (Alnico-Legierung), ein Material wie Ferrit, das Eisenoxid als Hauptkomponente enthält, oder dergleichen verwendet werden. Zuleitungsdrähte 46 sind elektrisch an die Solenoidwicklung 43 zu deren Erre­ gung mit Strom aus einer Stromquelle 49 a oder aus einer Spannungsquelle 49 b für die Abgabe einer ausschwingenden bzw. abklingenden Wechselspannung verbunden, was nachfolgend be­ schrieben wird. Bei der vorstehend beschriebenen Maskenhalte­ vorrichtung erfolgt das Festhalten der Maske folgendermaßen:

Zuerst wird der Rahmen 45 eng an das Joch 42 oder mit diesem in Berührung gebracht, wonach die Solenoidwicklung 43 mittels einer von der Stromquelle 49 a abgegebenen impulsförmigen Spannung erregt wird, die über die Zuleitungsdrähte 46 an die Solenoidwicklung 43 angelegt wird. Dadurch werden das Joch 42 und der Rahmen 45 magnetisiert und aneinander angezogen. Die Zeitdauer der Erregung der Solenoidwicklung 43 und damit der Magnetisierung des Jochs 42 und des Rahmens 45 kann verhält­ nismäßig kurz wie beispielsweise in der Größenordnung von 10 bis 50 ms sein. Daher wird die Impulsspannung verwendet. Nach dem Beenden dieser momentanen Magnetisierung wird in dem Rahmen 45 und dem Joch 42 die Restkraft bzw. der Restmagne­ tismus zurückgehalten. Dieser Restmagnetismus bildet einen geschlossenen magnetischen Weg bzw. Magnetkreis, der über das Joch 42 und den Rahmen 45 verläuft. Durch die von dem Magnet­ kreis gelieferte Magnetkraft wird der Rahmen 45 weiterhin auf magnetische Weise an das Joch 42 angezogen.

Zum Lösen des Rahmens 45 von dem Joch 42 wird an die Sole­ noidwicklung 43 aus der Wechselspannungsquelle 49 b eine ab­ klingende bzw. ausschwingende Wechselspannung angelegt, so daß die Haltevorrichtung entmagnetisiert wird. Dadurch wird der Restmagnetismus in dem Joch 42 und dem Rahmen 45 im wesentlichen aufgehoben, was zur Folge hat, daß der Rahmen 45 von dem Joch 42 gelöst wird. Die abklingende Wechselspannung für die Entmagnetisierung ist auf einfache Weise beispiels­ weise dadurch erzielbar, daß ein Kaltleiter (PTC-Widerstand, Posistor) verwendet wird und an diesen eine Wechselspannung angelegt wird.

Während bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das Joch und die Solenoidwicklung an einem nicht gezeigten Sockelteil der Haltevorrichtung befestigt sind, können diese Elemente natürlich auch an dem Maskenrahmen befestigt werden. In diesem Fall hat der Sockelteil der Haltevorrichtung einen Maskenhalter (Halteplatte), der aus einem Material besteht, das gleichermaßen wie das Joch 42 einen Restmagnetismus höhe­ rer Stärke zurückhält. Das Anziehen und Lösen der Maske kann im wesentlichen auf die vorstehend beschriebene Weise erfol­ gen.

Ferner kann die Solenoidwicklung 43 auf verschiedenerlei Weise angebracht werden. Die Fig. 9 zeigt ein Beispiel für eine derartige Abwandlung. Das heißt, bei dem Beispiel nach Fig. 9 ist die Solenoidwicklung in einer Außenerweiterung des Jochs 42 untergebracht, während die Zwischenlage 44 nach Fig. 8 weggelassen ist. Stattdessen ist zwischen der inneren zylind­ rischen Fläche der Solenoidwicklung 43 (und eines Teils des Jochs 42) und der äußeren Umfangsfläche des Rahmens 45 bei dessen Anzug ein in Umfangsrichtung verlaufender Spalt gebil­ det, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Das Prinzip des Anziehens und Lösens des Rahmens 45 ist bei diesem Beispiel im wesent­ lichen das gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8. Die Solenoidwicklung 43 kann natürlich direkt auf das Joch 42 gewickelt sein.

Die Fig. 10 zeigt ein weiteres Abwandlungsbeispiel. Bei die­ sem Beispiel ist ein zusätzlicher ringförmiger Maskenhalter 45 a vorgesehen, der aus einem Material besteht, welches dem­ jenigen für das Joch 42 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 gleichartig ist. Bei dem Beispiel nach Fig. 10 sind gemäß der Darstellung in dieser Figur die Solenoidwicklung 43 für das Magnetisieren und das Joch 42 von dem Maskenhalter 45 a und dem Rahmen 45 bei deren Anzug durch einen auf dem Umfang verlaufenden Spalt bzw. Zwischenraum getrennt bzw. isoliert.

Das Ausmaß dieses Spalts wird so gewählt, daß dadurch die zwischen den einander gegenübergesetzten Flächen des Masken­ halters 45 a und des Rahmens 45 wirkende magnetische Kraft nicht allzusehr verringert wird. Bei der Gestaltung gemäß diesem Beispiel kann der Rahmen 45 vollständig thermisch von der Solenoidwicklung 43 für die Magnetisierung und von dem Joch 42 isoliert werden. Falls daher in der Solenoidwicklung 43 irgendwelche Wärme entsteht, wird diese überhaupt nicht zur Maske übertragen.

Bei den anhand der Fig. 8 bis 10 beschriebenen Ausführungs­ beispielen bestehen jeweils der Maskenrahmen und das Joch (oder der Maskenhalter) aus einem Material, das leicht den Restmagnetismus zurückhält. Eines dieser Elemente kann jedoch aus einem gewöhnlichen magnetischen Material gebildet werden. Falls beispielsweise ein Teil einer plattenförmigen Maske oder ein Teil eines Maskenmusters aus einem magnetischen Material gebildet ist, muß nur das Joch aus einem Material gebildet werden, das leicht den Restmagnetismus zurückhält, so daß durch das Magnetisieren und Entmagnetisieren des Jochs das Anziehen und Lösen der Maske erreicht werden kann.

Anhand der Fig. 11 und 12 wird nun eine Maskenhaltevorrich­ tung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Fig. 11 zeigt die Vorrichtung in einem Zustand, bei dem eine Maske an die Vorrichtung angezogen ist, während die Fig. 12 die Vorrichtung in einem Zustand zeigt, bei dem die Maske von der Vorrichtung abgenommen ist.

Gemäß Fig. 11 und 12 weist die Vorrichtung ein Joch 52, das zum Bilden eines erwünschten magnetischen Wegs beiträgt, und eine Solenoidwicklung 53 auf, die sich längs des Umfangs erstreckt und die in dem Joch 52 untergebracht ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient die Solenoidwicklung 53 dazu, einen Permanentmagnet 54 zu versetzen, der bewegbar in einem unteren Innenraum untergebracht ist, der in dem Joch 52 ausgebildet ist. Der Permanentmagnet 54 hat Ringform und ist gemäß der Darstellung in den Fig. 11 und 12 auf- und abbeweg­ bar. Ferner ist gemäß der Darstellung in diesen Figuren eine zylindrische Innenfläche 54 a des Permanentmagneten 54 um eine ausreichende Strecke von einer zylindrischen Außenfläche 52 a des zylindrischen inneren Schenkelteils des Jochs 52 beab­ standet, um dadurch den erwünschten magnetischen Kraftlinien­ weg zu bilden. Jeweils aus einem nichtmagnetischen Material geformte Zwischenlagen 55 und 56 sind derart angeordnet, daß die magnetischen Kraftlinien zum Bilden des erwünschten mag­ netischen Wegs ausgerichtet werden. An die Solenoidwicklung 53 sind elektrisch Zuleitungsdrähte 57 für das Erregen der Wicklung mit einer Spannung aus einer Spannungs- bzw. Strom­ quelle 58 angeschlossen. Eine Maske 51 ist beispielsweise ein plattenförmiges Element, an dessen unterer Fläche ein (nicht gezeigtes) Schaltungsmuster ausgebildet ist. Zumindest ein Teil der Maske 51 besteht aus einem magnetischen Material, um sicherzustellen, daß die Maske durch die Magnetkraft angezo­ gen wird. Beispielsweise wird der Außenumfangsbereich der oberen Fläche der Maske 51 durch Vakuumablagerung oder der­ gleichen mit Ni beschichtet.

Wenn die Maske 51 angezogen werden soll, wird die Solenoid­ wicklung 53 mittels einer über die Zuleitungsdrähte 57 ange­ legten impulsförmigen Gleichspannung aus der Stromquelle 58 erregt, während die Maske 51 eng an den unteren Stirnteil des Jochs 52 herangebracht wird, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Auf diese Weise wird der Permanentmagnet 54 so versetzt, daß er durch Abstoßen unter der Einwirkung eines Magnetfelds nach unten bewegt wird, welches von der Solenoidwicklung 53 durch das Anlegen eines (in Fig. 11 schematisch gezeigten) Span­ nungsimpulses aus der Stromquelle 58 erzeugt wird. Daher wird unabhängig von der Lage des Permanentmagneten 54 zum Zeit­ punkt der Erregung der Solenoidwicklung 53 der Permanentmag­ net 54 durch das Anlegen des Spannungsimpulses in die in Fig. 11 gezeigte Stellung versetzt. Infolgedessen entsteht ein geschlossener magnetischer Weg bzw. Magnetkreis, der über den Permanentmagneten 54, das Joch 52 und die Maske 51 verläuft, wobei dadurch die Maske 51 ständig durch die Wirkung des Magnetfelds des Permanentmagneten 54 angezogen wird.

Zum Lösen der Maske 51 von der Haltevorrichtung wird aus der Stromquelle 54 an die Solenoidwicklung 53 ein schematisch in Fig. 12 gezeigter Spannungsimpuls mit zur Polarität des zuerst angelegten Spannungsimpulses entgegengesetzter Polari­ tät angelegt. Dadurch wird die Solenoidwicklung 53 so erregt, daß sie ein Magnetfeld erzeugt, welches das Anziehen des Permanentmagneten 54 zu der Solenoidwicklung 53 bewirkt. Infolgedessen wird der Permanentmagnet 54 nach oben bewegt, so daß ein Magnetkreis innerhalb des oberen Bereichs des Jochs 52 gebildet wird. Daher erreicht der Magnetfluß nicht mehr den Bereich zwischen den Zwischenlagen 55 und 56. Infol­ gedessen wird die Maske 51 von der Haltevorrichtung freigege­ ben.

Die Fig. 13 zeigt eine Abwandlungsform der erfindungsgemäßen Maskenhaltevorrichtung. Elemente mit gleichartiger oder ent­ sprechender Funktion sind mit den gleichen Bezugszeichen wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen be­ zeichnet. Die Fig. 13 zeigt eine Dichtung 64 für das Verhin­ dern des Durchtretens von Druckfluid und Durchlässe 65 und 66, über die das Druckfluid den einander gegenüberliegenden Seiten des Permanentmagneten 54 zugeführt oder von diesen abgeführt wird, welcher bei diesem Ausführungsbeispiel wie ein Kolben auf- und abwärts bewegbar ist.

Mit 68 ist ein Druckregler bezeichnet, mit dem das Fluid unter Druck in den Durchlaß 65 eingegeben und aus dem Durch­ laß 66 abgezogen werden kann, wenn die Maske 51 angezogen werden soll. Wenn die Maske 51 von der Haltevorrichtung gelöst werden soll, arbeitet der Druckregler 68 im entgegen­ gesetzten Sinn.

Wenn das Fluid unter Druck in den Durchlaß 65 eingegeben wird, wird der Permanentmagnet 54 nach unten bewegt, so daß er in die in Fig. 13 gezeigte Lage gebracht wird. Dabei bewirken die magnetischen Kraftlinien des Permanentmagneten 54 über das Joch 52 das Anziehen der Maske 51 an das Joch 52, wie es im Zusammenhang mit dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert ist. Zum Lösen der Maske 51 von der Haltevorrichtung wird das Fluid unter Druck in den Durch­ laß 66 eingegeben. Dadurch wird der Permanentmagnet 54 nach oben bewegt, wodurch ein geschlossener magnetischer Weg in­ nerhalb des oberen Bereichs des Jochs 52 gebildet wird. Infolgedessen wird die magnetische Anziehungskraft an der Maske aufgehoben und damit die Maske von der Haltevorrichtung freigegeben.

Anhand der Fig. 14 bis 23 wird nun die Erfindung hinsichtlich eines weiteren Gesichtspunkts beschrieben. Von diesen Figuren zeigt die Fig. 14 ein Maskengebilde, das entsprechend einem Ziel der Erfindung gestaltet ist. Die Fig. 14 zeigt eine Maskenmembrane 71, die ein auf ein Halbleiterplättchen oder dergleichen zu übertragendes Schaltungsmuster trägt, eine Unterlage 72 für das Stützen der Maskenmembrane 71 und einen Rahmen 73 zur Erleichterung der Handhabung der Maske. Die Unterlage 72 und der Rahmen 73 sind durch Kleben oder der­ gleichen fest miteinander verbunden. Gemäß der Darstellung ist an der Außenumfangsfläche des Rahmens 73 eine Umfangsnut ausgebildet.

Die Fig. 15 zeigt eine Abwandlungsform des Maskengebildes, bei der die Maskenmembrane 71 direkt an den Rahmen 73 ange­ klebt ist. Die Fig. 16 zeigt eine weitere Abwandlungsform des Maskengebildes, bei der an der Außenumfangsfläche des Rahmens 73 ein sich über den Umfang erstreckender vorstehender Teil ausgebildet ist. Die Fig. 17 zeigt eine weitere Abwandlung des Maskengebildes, bei der in der Umfangsfläche eines Rah­ mens 73 a eine Umfangsnut ausgebildet ist, in der ein vorste­ hendes Teil 73 b angebracht ist. Das vorstehende Teil 73 b kann an dem Rahmen 73 a durch Befestigen, Paßsitz oder anderweitig festgelegt werden. Es kann mittels Schrauben oder alternativ durch Kleben, Schweißen oder dergleichen befestigt werden.

Ferner können von oben gesehen, nämlich in der Draufsicht die Nut oder der Vorsprung kreisförmig, rechteckförmig oder der­ gleichen sein. Es sind natürlich auch andere Formen anwend­ bar. Wenn die Nut oder der Vorsprung kreisförmig oder recht­ eckförmig ist, wird die Nut bzw. der Vorsprung über den ganzen Umfang des Rahmens ausgebildet. Dies ist jedoch nicht immer erforderlich. Das heißt, die Nut oder der Vorsprung kann nur an einem Teil oder nur an Teilen des Umfangs des Rahmens ausgebildet werden. Ferner kann die Nut halbkreisförmigen, halbelliptischen, rinnenförmigen oder ähnlichen Querschnitt haben. Die Fig. 18 zeigt ein Beispiel für ein Maskengebilde, bei dem eine Umfangsnut an einem Außenumfangsteil der Maske ausgebildet ist. Die Fig. 19 ist eine Schnittansicht des in Fig. 18 gezeigten Maskengebildes. Gemäß der Darstellung hat die Nut bei diesem Beispiel Rinnenform. Die Fig. 20 und 21 zeigen Abwandlungsformen des Maskengebildes, bei denen die Nut V-förmig (Fig. 20) bzw. halbkreisförmig (Fig. 21) ist.

Falls das Maskengebilde von einer Maskenzuführvorrichtung befördert werden soll, bei der das Unterdruck-Ansaugen und das magnetische Anziehen nicht benutzt werden können, kann die Maske weiterhin unter Benutzung des vorstehend beschrie­ benen, durch eine Nut oder einen Vorsprung gebildeten Trag­ teils auf vorgeschriebene Weise und gleichmäßig festgehalten und befördert werden. Das heißt, falls der Tragteil durch eine Nut gebildet ist, kann die Maske beispielsweise durch das Einfüh­ ren geeigneter Teile der Zuführvorrichtung in die Nut einge­ klemmt werden. Falls der Tragteil durch einen Vorsprung ge­ bildet ist, kann die Maske gleichfalls beispielsweise durch das Festklemmen oder Kämmen des Vorsprungs mit einem geeigne­ ten Teil der Zuführvorrichtung festgehalten werden. Es ist wichtig, daß die Form des Maskengebildes und insbesondere des Tragteils desselben an die Einspannbauteile der Maskenzuführ­ vorrichtung angepaßt ist. Dies gilt auch für die Form des Maskenrahmens selbst.

Das Maskengebilde bzw. die Maskeneinheit gemäß der Erfindung kann natürlich auch durch Unterdruck-Ansaugen festgehalten werden, wenn dies erwünscht ist. Ferner kann durch das Formen zumindest eines Teils des Maskengebildes aus einem magneti­ schen Material das Maskengebilde durch magnetische Anzie­ hungskraft festgehalten werden.

Wenn ferner die Nut oder der Vorsprung, die den Tragteil bilden, in einer Weise zur Anzeige einer bestimmten Richtung ausgebildet ist, kann die Ausrichtung der Maske ermittelt und leicht nachgestellt werden. Die Fig. 22 und 23 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einem derart gestalteten Tragteil. Im einzelnen sind dabei an dem Außenumfang des Maskengebildes an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei sich geradlinig erstreckende Nuten ausgebildet. Bei dieser Gestaltung kann die Ausrichtung der Maske selbst aus der Ausrichtung der in dem Rahmen ausgebildeten Nuten ermittelt werden. Infolgedes­ sen ist die Ausrichtung der Maske leicht erkennbar. Dies erlaubt ein schnelles und genaues Ausrichten der Maske, wenn diese zu einem Maskenträger in einem Musterübertragungsgerät befördert und auf diesen aufgesetzt werden soll.

Ferner ist durch eine Nut oder einen Vorsprung an dem Masken­ rahmen gewährleistet, daß bei der Lagerung der Maske in einem Behälter die Maske derart festgelegt werden kann, daß ihre obere und untere Fläche nicht mit dem Behälter in Berührung kommen.

Eine Vorrichtung zum lösbaren Halten einer Maske, die zumin­ dest an einem Teil aus einem magnetischen Material herge­ stellt ist, hat ein Halteteil, an das die Maske anzuhalten ist und das einen Teil aus einem magnetischen Material auf­ weist, ein erstes System für das Erzeugen magnetischer Halte- Kraftlinien in der Weise, daß zwischen dem magnetischen Teil des Halteteils und dem magnetischen Teil der Maske eine Magnetkraft entsteht, um damit die Maske an den Halteteil festzuhalten, und ein zweites System für das Erzeugen magne­ tischer Freigabe-Kraftlinien, die den von dem ersten System erzeugten magnetischen Kraftlinien entgegenwirken, so daß diese in einem für das Lösen der Maske von dem Halteteil ausreichenden Ausmaß abgeschwächt werden.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum lösbaren Halten einer Maske, die zumindest an einem Teil aus einem magnetischen Material hergestellt ist, gekennzeichnet durch ein Halteteil (2, 5; 42, 44), an das die Maske (1, 6; 41, 45) anzuhalten ist und das einen Teil (2; 42) aus einem magnetischen Material hat, eine erste Vorrichtung (4; 43, 49 a) zum Erzeugen magnetischer Halte- Kraftlinien, die eine magnetische Kraft zwischen dem magneti­ schen Teil des Halteteils und dem magnetischen Teil (6; 45) der Maske hervorrufen, um dadurch die Maske an dem Halteteil festzuhalten, und eine zweite Vorrichtung (3; 49 b) zum Erzeu­ gen magnetischer Freigabe-Kraftlinien, die den von der ersten Vorrichtung erzeugten magnetischen Kraftlinien derart entge­ genwirken, daß diese in einem für das Lösen der Maske von dem Halteteil ausreichenden Ausmaß abgeschwächt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung einen Permanentmagneten (4) aufweist, der an dem magnetischen Teil (2) des Halteteils (2, 5) ange­ bracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (4) eine magnetische Haltekraft für das Festhalten der Maske (1, 6) an dem Halteteil (2, 5) erzeugt und daß die zweite Vorrichtung eine elektromagnetische Vor­ richtung (3) aufweist, die zum Erzeugen magnetischer Kraftli­ nien ausgebildet ist, welche bewirken, daß die magnetische Haltekraft des Permanentmagneten im wesentlichen aufgehoben wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung einen Permanentmagneten (4) aufweist, der an dem magnetischenTeil (6) der Maske (1, 6) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (4) eine magnetische Haltekraft für das Festhalten der Maske (1, 6) an dem Halteteil (2, 5) erzeugt und daß die zweite Vorrichtung eine elektromagnetische Vor­ richtung (3) aufweist, die zum Erzeugen magnetischer Kraftli­ nien ausgebildet ist, welche bewirken, daß die magnetische Haltekraft des Permanentmagneten im wesentlichen aufgehoben wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Teil (42) des Halteteils (42, 44) und/oder der magnetische Teil (45) der Maske (41, 45) aus einem Mate­ rial gebildet ist, welches Restmagnetismus in einer für das Festhalten der Maske an dem Halteteil ausreichenden Stärke zurückhält, daß die erste Vorrichtung eine elektromagnetische Vorrichtung (43) und eine Erregungsvorrichtung (49 a) für das zeitweilige Erregen der elektromagnetischen Vorrichtung auf­ weist und daß die durch das zeitweilige Erregen der elektro­ magnetischen Vorrichtung mittels der Erregungsvorrichtung hervorgerufenen magnetischen Kraftlinien in dem magnetischen Teil des Halteteils und/oder in dem magnetischen Teil der Maske den Restmagnetismus hervorrufen, um die Maske an dem Halteteil festzuhalten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung eine Spannungsanlegevorrichtung (49 b) aufweist, die zum Anlegen einer abklingenden Wechselspannung an die elektromagnetische Vorrichtung (43) der ersten Vor­ richtung (43, 49 a) ausgebildet ist, um damit im wesentlichen den Restmagnetismus in dem magnetischen Teil (42) des Halte­ teils (42, 44) und/oder in dem magnetischen Teil (45) der Maske (41, 45) aufzuheben.

8. Vorrichtung zum lösbaren Halten eines Bildmusterträgers in einer vorbestimmten Lage, gekennzeichnet durch einen Rahmen (45), an dem der Bildmusterträger (41) zu einer Einheit angebracht ist und der einen ersten magnetischen Teil hat, ein Halteteil (42, 44), an das der Rahmen anzusetzen ist und das einen zweiten magnetischen Teil (42) hat, eine Magneti­ siervorrichtung (43, 49 a) zum Magnetisieren des ersten und/ oder des zweiten magnetischen Teils derart, daß in dem ersten und/oder zweiten magnetischen Teil ein Restmagnetismus in einer derartigen Stärke verbleibt, daß zwischen dem ersten und dem zweiten magnetischen Teil eine für das Festhalten ausreichende magnetische Kraft entsteht, und eine Entmagneti­ siervorrichtung (43, 49 b), mit der der durch die Magnetisier­ vorrichtung hervorgerufene Restmagnetismus im wesentlichen abbaubar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisiervorrichtung (43, 49 a) und die Entmagnetisier­ vorrichtung (43, 49 b) eine gemeinsame Solenoidwicklung (43) haben und daß das Anlegen einer Impulsspannung an die Sole­ noidwicklung die Magnetisierung bewirkt, während das Anlegen einer abklingenden Wechselspannung an die Solenoidwicklung den Abbau des Restmagnetismus bewirkt.

10. Vorrichtung zum lösbaren Halten einer Maske, die einen aus einem magnetischen Material geformten Teil hat, gekenn­ zeichnet durch einen Permanentmagneten (54), ein Halteteil (52) zum Halten der Maske (51) mit Hilfe der magnetischen Kraftlinien des Permanentmagneten und eine Umstellvorrichtung (53, 58; 64 bis 68) zum Verändern der Lagebeziehung zwischen dem Permanentmagneten und dem Halteteil in der Weise, daß die an der Maske wirkende Haltekraft verringert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umstellvorrichtung (53, 58) eine elektromagnetische Vor­ richtung (53) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Umstellvorrichtung (64 bis 68) der Permanentmagnet (54) unter Einwirkung von Fluiddruck bewegbar ist.

13. Verfahren zum lösbaren Halten einer Maske an einem Halte­ teil, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske mittels magneti­ scher Kraftlinien eines Permanentmagneten an das Halteteil angezogen wird und daß zum Lösen der Maske von dem Halteteil die zwischen der Maske und dem Halteteil verlaufenden magne­ tischen Kraftlinien des Permanentmagneten abgeschwächt wer­ den.

14. Verfahren zum lösbaren Halten einer Maske an einem Halte­ teil, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Teil der Maske und/oder des Halteteils zum gegenseitigen magneti­ schen Anziehen derselben ein Restmagnetismus hervorgerufen wird und daß für das Lösen der Maske von dem Halteteil der Restmagnetismus abgeschwächt wird.

15. Maskengebilde für das Übertragen eines Bildmusters, ge­ kennzeichnet durch einen Bildmusterteil (71), der das zu übertragende Bildmuster trägt, und einen Außenrandteil (73), der an zumindest einem Teil des Außenumfangs des Bildmuster­ teils angebracht ist und in dem zumindest teilweise eine Nut ausgebildet ist.

16. Maskengebilde für die Übertragung eines Bildmusters, gekennzeichnet durch einen Bildmusterteil (71), der ein zu übertragendes Bildmuster trägt, und einen Außenrandteil (73 a), der an zumindest einem Teil des Außenumfangs des Bildmusterteils angebracht ist und an dem zumindest teilweise ein Vorsprung (73 b) ausgebildet ist.