FR2663130A1 - Dispositif d'exposition par projection. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'exposition par projection dans lequel une lumière d'exposition d'une source de lumière est forcée à traverser un masque ayant un motif prédéterminé qui est y est formé et une image du motif du masque est focalisée par un objectif de projection sur un élément d'exposition maintenu par un mécanisme de maintien. Selon l'invention, une lumière d'exposition est émise par la source de lumière le long d'un axe optique horizontal, le masque (M), l'objectif de projection (PL) et l'élément d'exposition (S) étant disposés sur cet axe optique horizontal, et le mécanisme de maintien est construit de manière que l'élément d'exposition soit mobile au moins dans un plan perpendiculaire à l'axe optique horizontal. L'invention s'applique notamment à l'optique.

Description

i La présente invention concerne un dispositif d'exposition par projection

pour exposer un fin motif sur une grande surface sur un élément à exposer et, plus particulièrement, elle se rapporte à un dispositif d'exposition par projection du type latéral, capable d'éliminer les effets non souhaités dûs à la distorsion de l'élément à exposer pour ainsi permettre l'exposition du

motif à une haute précision.

Le dispositif d'exposition par projection du type ci-dessus a, par exemple, déjà été décrit dans les divulgations de modèle d'utilité au Japon 62-152293, 62-158824, 63-155637, 64-37044, 64-54335 et 1-197288, dont

chacun a déjà été proposé par le présent demandeur.

Chacun des dispositifs de l'art antérieur a une structure du type vertical o un élément à exposer (que l'on appellera ci-après élément d'exposition) est disposé dans une direction horizontale et un objectif de projection, un masque et une source de lumière sont disposés, dans cet ordre, sur un axe optique vertical relativement à l'élément d'exposition et peuvent conduire une exposition précise jusqu'à l'élément d'exposition ayant une relativement grande surface tel qu'un masque d'ombre d'un dispositif de visualisation ou à cristaux liquides. Cependant, dans le dispositif d'exposition par projection du type connu ci-dessus décrit, comme l'élément d'exposition est placé en direction horizontale avec l'axe optique en direction verticale, cela pose un problème par le fait qu'une distorsion à tendance à se produire dans l'élément d'exposition tandis que la surface d'exposition de l'élement d'exposition augmente, ce qui rend difficile la formation d'un motif d'exposition à une haute précision. Pour surmonter un tel problème, on a proposé un dispositif d'exposition tel que décrit dans la divulgation de brevet au Japon 1- 312547 o une bande continue en métal ayant une couche photosensible enduite sur chacune de ses surfaces (élément d'exposition) est transportée en direction verticale et un motif de masque d'ombre est exposé en contact intime, par un corps principal d'un dispositif d'exposition, opposant deux plaques sèches

négatives verticales à la bande continue en métal.

Cependant, dans le dispositif d'exposition pour l'exposition par contact proposé ci-dessus, bien que la déformation de l'élément d'exposition par son propre poids puisse être empêchée en transportant l'élément d'exposition alors qu'il est vertical, il est nécessaire de former les plaques sèches négatives et l'élément d'exposition sensiblement de la même taille du fait de l'emploi d'un système d'exposition par contact sur les deux faces En conséquence, cela pose un problème par le fait que l'exposition d'un certain nombre de motifs à une haute précision de l'élément d'exposition avec une grande surface, par un système d'avance et de répétition, est impossible, il y a une limite inévitable à la formation d'un certain nombre de motifs à une haute précision sur une plaque sèche négative de grande surface et l'exposition d'un motif exact est difficile car la dilatation à la chaleur de la plaque sèche négative se produit du fait de la chaleur produite par la source de

lumière.

Etant donné ce qui précède, la présente invention a été accomplie en tenant compte du problème de l'art antérieur et elle a pour objet de procurer un dispositif d'exposition par projection avec un axe optique latéral permettant l'exposition d'un certain nombre de relativement grands motifs à une haute précision, par le système d'avance et de répétition, sur un élément

d'exposition d'une grande surface.

L'objectif ci-dessus de la présente invention peut être atteint par un dispositif d'exposition par projection o une lumière d'exposition provenant d'une source de lumière est forcée à passer à travers un masque ayant un motif prédéterminé qui y est formé puis une image du motif du masque est focalisée par un objectif de projection sur un élément d'exposition maintenu par un mécanisme de maintien, o une lumière d'exposition est émise par la source de lumière le long d'un axe optique horizontal, le masque, l'objectif de projection et l'élément d'exposition sont disposés sur l'axe optique horizontal et le mécanisme de maintien est construit de manière que l'élément d'exposition soit mobile au moins dans un plan

perpendiculaire à l'axe optique horizontal.

Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la distance entre l'objectif de projection et le masque est rendue égale à celle entre l'objectif de projection et l'élément d'exposition et le masque et l'élément d'exposition sont mobiles indépendamment l'un de l'autre dans un plan perpendiculaire à l'axe optique horizontal. Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la source de lumière comprend, sur un chariot indépendamment mobile le long de l'axe optique horizontal, une source photo-émettrice pour émettre une lumière d'exposition dont la longueur d'onde est plus courte que celle de la lumière infrarouge, un intégrateur pour rendre uniforme la lumière émise par la source photo-émettrice, un moyen changeant l'axe optique pour changer le trajet optique de la lumière émise de l'intégrateur et un miroir concave pour recueillir la lumière obtenue du moyen changeant l'axe optique et la

réfléchir dans la direction de l'axe optique horizontal.

Le miroir concave peut être remplacé par une lentille de Fresnel. Dans le dispositif d'exposition par projection selon la présente invention, la lumière d'exposition provenant de la source de lumière est irradiée à travers le masque et l'objectif de projection disposés sur l'axe optique horizontal,jusqu'à l'élément d'exposition, pour

exposer un motif du masque sur l'élément d'exposition.

Dans ce cas, comme l'élément d'exposition est maintenu en direction verticale par le mécanisme de maintien, une déformation de l'élément par son propre poids peut être empêchée ce qui aplatit la surface d'exposition et, par conséquent, le motif du masque peut être exposé à une haute précision Par ailleurs, comme l'élément d'exposition est rendu mobile par le mécanisme de maintien au moins dans un plan perpendiculaire à l'axe optique horizontal, on peut exposer un certain nombre de motifs de masque par le système d'avance et de répétition sur l'élément d'exposition ce qui améliore le débit du

dispositif d'exposition.

Par ailleurs, quand la distance entre l'objectif de projection et le masque est rendue égale à celle entre l'objection de projection et l'élément d'exposition et que le masque et l'élément d'exposition sont mobiles indépendamment l'un de l'autre dans un plan perpendiculaire à l'axe optique horizontal, l'alignement entre l'élément d'exposition et le masque ainsi que le rapport de grossissement entre le motif du masque et le motif projeté sur l'élément d'exposition peuvent être

facilement ajustés.

Par ailleurs, quand la source de lumière est indépendante du masque, de l'objectif de projection et de l'élément d'exposition, la chaleur produite dans la source de lumière ne produit aucun effet non souhaitable sur la chambre devant contenir le masque, l'objectif de projection et l'élément d'exposition, la capacité de la chambre peut donc être réduite ce qui économine le prix de fonctionnement et le prix initial Par ailleurs, en changeant l'axe optique de la lumière d'exposition par rapport à la source photo-émettrice, par exemple, par un moyen de changement de l'axe optique comprenant le miroir à réflexion total et le miroir concave, la distance horizontale de la source de lumière peut être écourtée ce

qui réduit la taille du dispositif.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 est une vue complète illustrant la construction d'un mode de réalisation préféré selon la présente invention; la figure 2 est une vue en plan illustrant un mécanisme de maintien du masque; la figure 3 est une vue en élévation avant du mécanisme de maintien du masque avec un mandrin du masque enlevé de la moitié droite; la figure 4 est une vue en coupe verticale d'une portion centrale de la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe transversale o la portion gauche est illustrée le long de la ligne B-B de la figure 4, tandis que la portion droite est illustrée le long de la ligne A-A de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe transversale illustrant un mécanisme de maintien de l'objectif; la figure 7 est une vue en élévation avant illustrant un mécanisme de maintien de l'élément d'exposition; la figure 8 est une vue en coupe verticale d'une portion centrale de la figure 7; la figure 9 est une vue en élévation latérale, partiellement en section transversale, illustrant un mécanisme d'éclairement; la figure 10 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne X-X de la figure 9; la figure 11 est une vue en plan illustrant un mécanisme de détection de marques d'alignement; la figure 12 est une vue en élévation avant de la figure 11; la figure 13 est une vue en élévation du côté droit de la figure 12; la figure 14 est une vue d'explication illustrant une marque d'alignement; la figure 15 est une vue en élévation avant illustrant un autre mode de réalistion d'un mécanisme de maintien de l'élément d'exposition; la figure 16 est une vue en élévation latérale du mécanisme de maintien de l'élément d'exposition montré à la figure 15; la figure 17 est une vue en coupe transversale agrandie d'un élément de serrage; la figure 18 est une vue en élévation latérale illustrant un autre mode de réalisation du mécanisme de maintien de l'élément d'exposition; la figure 19 est une vue en élévation avant du mécanisme de maintien de l'élément d'exposition montré à la figure 18; la figure 20 est une vue en plan d'un mandrin de maintien; la figure 21 est une vue en coupe transversale agrandie d'une portion du mandrin de maintien; la figure 22 est une vue en élévation latérale illustrant un autre mode de réalisation du mécanisme de maintien de l'élément d'exposition; et la figure 23 est une vue en perspective illustrant un autre mode de réalisation d'une source de lumière. La figure 1 est une vue schématique illustrant la

construction complète de la présente invention.

Sur la figure, une lumière d'exposition émise par une source 1 entre, le long d'un axe optique L 1 qui est horizontal, dans un corps principal 2 d'un dispositif d'exposition. La source de lumière 1 a un chariot 11 qui est guidé sur des rails 10 de guidage dans la direction de l'axe optique horizontal L Sur le chariot 11 sont disposés une source photo-émettrice 14 comprenant une source de lumière 12 telle qu'une lampe à mercure ou une lampe à xénon pour émettre des rayons optiques vers le haut et un miroir dichroique 13 pour transmettre une composante de longueur d'onde dans une région infrarouge, dont l'axe optique est dans une direction horizontale, parmi la lumière d'exposition de la source de lumière 12 et réfléchir d'autres composantes de longueur d'onde en tant que lumière d'exposition La lumière d'exposition émise par la source photo-émettrice 14 est rendue uniforme par un intégrateur 15 et passe par un obturateur 16 pour restreindre la quantité d'exposition et un filtre 17 ne permettant qu'à la lumière à une longueur d'onde d'exposition (par exemple les rayons g) de le traverser et la réflechissant vers le bas par un miroir de réflexion totale 18 en tant que moyen de changement de l'axe optique La lumière de réflexion est réfléchie sur un miroir concave 19 d'une grande courbure puis est rassemblée sur l'axe optique horizontal L Dans ce cas, le miroir concave 19 est pourvu d'une surface concave de rayon R et dont le centre est en un point O qui se trouve sur une bissectrice d'un angle 0/ qui est formé entre l'axe optique horizontal L 1 et l'axe optique L 3 de la lumière de réflexion qui est réfléchie par le miroir de réflexion totale 18 En conséquence, en supposant que la longueur de l'axe optique de l'intégrateur 15 au miroir concave 19 est L, la lumière d'exposition réfléchie sur le miroir concave 19 est recueillie en une position P sur l'axe optique horizontal L à une longueur égale à la longueur L de l'axe optique à partir du miroir concave 19 et une image optique à la sortie de l'intégrateur 15 est

focalisée sous une forme elliptique.

Le corps principal 2 du dispositif d'exposition comprend un mécanisme 30 de maintien du masque qui est disposé à une fenêtre 22 a à l'extrémité gauche d'un boîtier 22 qui se trouve dans une chambre 20 qui est fixée à une surface d'installation et qui a des fenêtres 22 a et 22 b à la position correspondant à l'axe optique horizontal L 1, pour maintenir un masque M présentant un motif d'exposition mobile dans un plan perpendiculaire à l'axe optique horizontal L 1, un mécanisme 40 de maintien d'un objectif disposé dans le boîtier 22 pour maintenir un objectif de projection PL mobile dans la direction de l'axe optique L 1, un mécanisme de maintien 50 de l'élément d'exposition disposé à la position de la fenêtre 22 b à l'extrémité droite du boîtier 22 pour maintenir un élément d'exposition S o des marques d'alignement A Msi et AM 52 sont formées au-dessus et en dessous d'une région d'exposition enduite d'un vernis photosensible, un mécanisme d'éclairement 60 disposé dans le boîtier 22 pour éclairer les marques d'alignement AM et AM de si A 52 l'élément d'exposition S et un mécanisme de détection de marques d'alignement 70 disposé sur le mécanisme 30 de maintien du masque pour mettre en superposition les marques d'alignement A Msi et AM 52 éclairées par le mécanisme d'éclairement 60 avec les marques d'alignement A Mmi et AMM 2 sur le masque M et détecter cet alignement de position. La chambre 20 est réglée à une température standard et reçoit de l'air propre dont les poussières sont éliminées par un filtre pour former une enceinte propre La chambre 20 a une fenêtre 20 a formée sur sa paroi latérale o entre la lumière d'exposition du dispositif photo-émetteur 1 et une porte d'ouverture/ fermeture 20 b qui est formée sur la paroi latérale opposée à la fenêtre 20 a. Comme le montrent les figures 2 à 5, le mécanisme de maintien du masque comprend une plaque de base de montage 31 attachée à la fenêtre 22 a du boîtier 22 et qui est traversée d'une perforation 31 a en sa portion centrale, une plaque formant face supérieure 34 attachée à la plaque de base de montage 31 par des pièces d'espacement 32 a, 32 b et des plaques de connexion 33 a, 33 b, avec également une perforation 34 a formée à sa portion centrale, une platine 35 du masque maintenue entre la plaque de base de montage 31 et la plaque formant face supérieure 34 mobile dans un plan perpendiculaire à l'axe optique horizontal L et o est formée une perforation 35 a à la portion centrale et un mécanisme 36 de déplacement de la platine pour déplacer la platine 35 du masque en direction verticale ou horizontale et la faire légèrement tourner autour de l'axe optique horizontal L 1 comme centre. Comme cela est apparent sur les figures 3 à 5, la plaque de base de montage 31 a une forme convexe qui comprend une portion de base carrée 31 b et une plus petite portion de maintien de platine carrée 31 c qui y est formée

et qui est en contact avec la platine 35 du masque.

Par ailleurs, les pièces d'espacement 32 a et 32 b sont disposées sur la portion de maintien 31 c de la platine du côté supérieur et sur les côtés gauche de la perforation 31 a, respectivement, et des cylindres à air 32 c et 32 d sont attachés aux portions centrales, respectivement, pour appliquer une pression préliminaire à la platine 35 du masque Comme le montre la figure 4, l'extrémité supérieure d'une tige de piston de chacun des cylindres à air 32 c et 32 d est connectée à un coulisseau 32 f pour maintenir rotatif un rouleau 32 e en contact de roulement avec chacune des plaques d'aboutement 35 b et 35 c

qui sont attachées à la platine 35 du masque.

Par ailleurs, la platine 35 du masque est attachée par sa surface extrême gauche, par l'intermédiaire d'une pièce annulaire d'espacement 35 b, à un mandrin pour masque carré 35 f ayant une perforation 35 e dans sa portion centrale et une portion d'attraction sous vide (non illustrée) disposée à sa surface extrême gauche Des broches de positionnement 35 g, 35 h et 35 i dépassent à l'extrémité inférieure et à l'extrémité droite sur la surface extrême gauche du mandrin 35 f pour le positionnement du masque M et des encoches trigones 35 j et 35 k sont formées aux deux coins du côté de l'extrémité supérieure Des éléments de retenue 351 et 35 m sont disposés près des encoches 35 j et 35 k, respectivement, pour retenir l'extrémité supérieure du masque M Chacun des éléments de retenue 351 et 35 m comprend un moyen d'actionnement en rotation 35 N monté sur chacune des encoches 35 j et 35 k, un bras rotatif 35 o fixé à l'extrémité supérieur du moyen d'actionnement en rotation N et un moyen de retenue 35 q attaché à l'extrémité libre du bras rotatif 35 o avec une pièce d'espacement 35 p correspondant à l'épaisseur du masque M. Par ailleurs, comme on peut le voir, en particulier sur la figure 5, le mécanisme 36 de déplacement de la platine comprend des assemblages entrainant verticalement 36 a et 36 b qui sont attachés à la plaque de connexion 33 a face aux rouleaux de guidage 35 r et 35 S attachés aux deux extrémités avant et arrière du bord extrême inférieur de la platine 35 et un assemblage d'entraînement horizontalement 36 c attaché à la plaque de connexion 33 b face à un rouleau de guidage 35 t attaché à il la portion centrale sur le bord extrême gauche de la platine 35 du masque Chacun des assemblages d'entraînement 36 a-36 c comprend un moteur d'entraînement 36 e, un arbre fileté 36 f connecté à l'arbre rotatif du moteur et un coulisseau 36 g en forme de cale contenant un écrou sphérique en accouplement vissé avec l'arbre fileté 36 f et ayant une surface de contact de glissement

parallèle au bord extrême de la platine 35 du masque.

Chacun des rouleaux de guidage 35 r à 35 t formés sur la platine 35 est mis en contact de roulement avec la surface de contact de glissement du coulisseau 36 g En conséquence, quand les moteurs d'entraînement 36 e des assemblages entraînant horizontalement 36 a et 36 b sont mis en rotation, par exemple, vers l'arrière, pour faire glisser les deux coulisseaux 36 g vers les portions centrales, la surface de contact de glissement de chacun des coulisseaux 36 g descend parallèlement, pour abaisser la platine 35 du masque Par ailleurs, quand chacun des coulisseaux 36 g est forcée à glisser vers l'extérieur par la rotation du moteur d'entraînement 36 e vers l'avant, les surfaces de contact de glissement des coulisseaux 36 g remontent parallèlement, et élevant la platine 35 du masque contre la force de sollicitation du cylindre à air 32 c Par ailleurs, quand le moteur d'entraînement 36 e de l'assemblage entraînant horizontalement 36 c est mis en rotation, par exemple, vers l'arrière pour ainsi forcer les coulisseaux 36 g à glisser vers le bas, les surfaces de glissement des coulisseaux 36 g se déplacent vers la droite parallèlement pour déplacer la platine 35 du masque vers la droite, contre la force de sollicitation du cylindre à air 32 d de la figure 5 D'autre part, quand le moteur d'entraînement 36 e est tourné vers l'avant pour faire glisser les coulisseaux 36 g vers le haut, les surfaces de contact de glissement des coulisseaux 36 g se déplacent vers la gauche parallèlement pour déplacer la platine 35 du masque vers la gauche Par ailleurs, quand le coulisseau 36 g d'un assemblage entraînant verticalement 36 a est forcé à glisser vers la gauche, tandis que le coulisseau 36 g de l'autre assemblage entraînant verticalement 36 b est forcé à glisser vers la gauche et que le coulisseau 36 g de l'assemblage entraîné horizontalement 36 c est forcé à glisser vers le bas, la platine 35 du masque peut être légèrement tournée dans le sens horaire sur environ 10 sur la figure 5 autour de l'axe optique horizontal L comme centre D'autre part, quand chacun des assemblages d'entraînement 36 a-36 c est forcé à glisser en direction opposée, la platine 35 du masque peut être légèrement entraînée en rotation sur

environ 1 dans le sens anti-horaire.

Comme le montre la figure 6, dans le mécanisme 40 de maintien de l'objectif, une plaque mobile 43 supportée par quatre ressorts à lame 42 est disposée au-dessus de la surface extrême supérieure d'un bloc 41 du substrat qui est disposé au fond du boîtier 22 et un objectif de projection PL est supporté sur une patte 44 attachée sur la plaque mobile 43, son axe optique étant en alignement avec l'axe optique horizontal L La plaque mobile 43 est légèrement déplacée sur environ 1 mm dans la direction de l'axe optique horizontal L 1 par un mécanisme de déplacement linéaire 48 qui comprend un moteur d'entraînement 45 fixé à la surface extrême supérieure du bloc 41 du substrat, un arbre fileté 46 connecté à un arbre rotatif du moteur et un écrou sphérique 47 en accouplement vissé avec l'arbre fileté 46 et fixé à la

surface inférieure de la plaque mobile 43.

Comme le montrent les figures 7 et 8, le mécanisme de maintien de l'élément d'exposition comprend un cadre rectangulaire 51 attaché au pourtour de la fenêtre 22 b du boîtier 22 et ayant des rails de guidage 5 ia et 51 b s'étendant horizontalement qui sont respectivement attachés à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure sur sa surface extrême droite, une table horizontalement mobile 52 disposée horizontalement coulissante au moyen de coulisseaux 52 a et 52 b en engagement avec les rails de guidage 51 a et 51 b du côté de la surface extrême droite du cadre rectangulaire 51 et ayant une perforation 52 c en sa portion centrale, et des rails de guidage 52 d et 52 e disposés sur le côté de la surface extrême droite s'étendant verticalement, une table verticalement mobile 53 disposée verticalement coulissante au moyen de coulisseaux 53 a et 53 b en engagement avec les rails de guidage 52 d et 52 e du côté de la surface extrême droite de la table horizontalement mobile 52 et ayant une perforation 53 c formée en sa portion centrale et un mandrin de maintien 54 fixé à la face extrême droite de la table verticalement mobile 53 pour attirer par dépression et maintenir l'élément d'exposition S Alors, la table horizontalement mobile 52 est entraînée horizontalement par un mécanisme de déplacement linéaire 55 qui comprend un moteur d'entraînement 55 a attaché au cadre rectangulaire 51, un arbre fileté 55 b connecté à son arbre rotatif et un écrou sphérique 55 c en accouplement vissé avec l'arbre fileté 55 b et fixé à la table horizontalement mobile 52 Par ailleurs, la table verticalement mobile 53 est également verticalement entraînée par un mécanisme de déplacement linéaire 56 comprenant un moteur d'entraînement 56 a attaché à la table horizontalement mobile 52, un arbre fileté 56 b connecté à son arbre rotatif et un écrou sphérique 56 c en accouplement vissé avec l'arbre fileté 56 b et fixé à la table verticalement mobile 53 Par ailleurs, un ressort à tension constante 58 est enroulé autour d'une patte 57 attachée à l'extrémité supérieure de la table horizontalement mobile 52 et l'autre extrémité du ressort est en engagement avec l'extrémité supérieure de la table verticalement mobile 53 de manière que le poids de la table verticalement mobile 53, du mandrin de maintien 54 et de l'élément d'exposition S soit supporté par le ressort à tension constante 58 Le mandrin de maintien 54 comprend des broches de positionnement 54 a, 54 b et 54 c pour le positionnement de l'extrémité inférieure et de l'extrémité arrière de l'élément d'exposition S et un organe de serrage (non illustré) pour serrer l'extrémité supérieure de l'élément d'exposition S L'élément d'expositions peut, par exemple, être une plaque en verre de grande taille de 700 mm x 800 mm pour un affichage à cristaux liquide et un vernis photosensible est enduit sur sa surface d'exposition. Le mécanisme d'éclairement 60 comprend deux dispositifs d'éclairement 62 a et 62 b qui sont attachés en étant verticalement mobiles, respectivement, à des plaques de support 61 a et 61 b qui sont disposées à la droite de l'objectif de projection PL dans le boitier 22 Chacun des dispositifs d'éclairement 62 a et 62 b comprend, comme le montrent les figures 9 et 10, un bloc de substrat 63 attaché à la surface extrême droite pour chacune des plaques de support 61 a et 61 b, un bloc coulissant 64 maintenu verticalement coulissant sur le bloc de substrat 63, un élément de support généralement en forme de L 65 fixé à la surface extrême droite du bloc coulissant 64 et un cylindre de l'objectif 67 qui est supporté sur l'élément de support 65 et contenant un certain nombre de lentilles condensatrices connectées à une extrémité d'une fibre optique 66 L'autre extrême de la fibre optique reçoit la lumière d'éclairement d'une lampe à halogène (non illustrée) Une lumière d'éclairement émise par le cylindre 67 est appliquée à la surface de l'élément d'exposition S en tant que spot de lumière, par exemple, d'une diamètre d'environ 10 mm Le bloc coulissant 64 est déplacé verticalement par un mécanisme d'entraînement 68 qui est attaché à une extrémité arrière du bloc 63 du substrat Le mécanisme d'entraînement 68 comprend un moteur d'entraînement 68 a qui est fixé à l'extrémité arrière du bloc 63 du substrat, un arbre rotatif 68 c qui est connecté par un accouplement à l'arbre rotatif du moteur et qui s'étend dans un trou horizontal 68 d formé dans le bloc 63 du substrat, un pignon 68 d fixé à la surface circonférentielle externe de l'arbre rotatif 68 c et une crémaillère 68 b accouplée en vissant au pignon 68 a

et fixée à la surface extrême gauche du bloc 64.

Comme le montrent les figures 11 à 13, le mécanisme 70 de détection de marques d'alignement comprend assemblages 71 a et 71 b de détection d'alignement pour détecter la lumière d'éclairement transmettant les marques d'alignement A Mmi et AMM 2 sur le masque M maintenu par le mécanisme 30 de maintien du masque Les assemblages de détection de marques d'alignement 71 a et 71 b respectivement, ont des plaques de base 72 a et 72 b qui sont fixées en symétrie verticale par rapport à la plaque formant face supérieure 34 du mécanisme 30 de maintien du masque Deux rails de guidage 731 et 73 r, s'étendant en direction verticale, sont formés sur les plaques de base 72 a et 72 b, respectivement, et des tables verticalement mobiles 75 a et 75 b sont attachées aux coulisseaux 741 et 74 r engageant les rails de guidage 731 et 73 r Deux rails de guidage s'étendant horizontalement 76 u et 761 sont disposés sur les tables verticalement mobiles 75 a et 75 b et les tables horizontalement mobiles 78 a et 78 b sont attachées aux coulisseaux 77 u, 771 qui engagent les rails de guidage 76 u et 761 Sur les tables horizontalement mobiles 78 a et 78 b sont disposés des cylindres de guidage

de la lumière 79 a et 79 b pour guider la lumière d'entraî-

nement transmettant les marques d'alignement AM Mi et AM du masque M et des capteurs d'image à couplage de M 2 charge bidimensionnels 80 a et 80 b sont disposés pour recevoir la lumière d'éclairement émise par lescylindres de guidage optique 79 a et 79 b Dans ce cas, chacun des cylindres 79 a et 79 b de guidage de la lumière contient, à l'intérieur, un miroir de réflexion total 81 pour réfléchir verticalement la lumière d'éclairement transmettant les marques d'alignement AMM et AMM 2 à l'extrémité supérieure face au masque M, une lentille convexe 82 pour focaliser la lumière de réflexion réfléchie par le miroir à réflexion totale 81 et un miroir à réflexion totale 83 pour réfléchir horizontalement la lumière convergée par la lentille convexe 82 et la lumière horizontale réfléchie au miroir à réfléxion totale 83 est focalisée dans les capteurs d'image 80 a et 80 b Les tables verticalement mobiles 75 a et 75 b sont déplacées en direction verticale par un mécanisme de déplacement linéaire 85 qui comprend un moteur d'entraînement 85 a fixé à chacune des plaques de base 72 a et 72 b, un arbre fileté connecté à son arbre rotatif, un arbre fileté 85 b connecté à l'arbre rotatif du moteur et un écrou sphérique c en accouplement vissé avec l'arbre fileté 85 b et fixé à chacune des tables verticalement mobiles 75 a et 75 b Par ailleurs, les tables horizontalement mobiles 78 a et 78 b sont également déplacées en direction horizontale par un mécanisme de déplacement linéaire 86 qui comprend un moteur d'entraînement 86 a fixé à chacune des tables verticalement mobiles 75 a et 75 b, un arbre fileté 86 b relié à l'arbre rotatif du moteur et un écrou sphérique 86 en accouplement vissé avec l'arbre fileté 86 b et fixé aux

tables horizontalement mobiles 78 a et 78 b.

Par ailleurs, comme le montre la figure 14, les marques d'alignement AM Mi et AMM 2 formées sur le masque M comprennent des trous perméables carrés 91, chacun étant percé à la position supérieure et à la position inférieure de la région de formation du motif d'exposition 90 Par ailleurs, les marques d'alignement A Ms 1 et AM Si formées sur l'élément d'exposition S comprennent, comme le montre la figure 14, des symboles en croix formés aux positions supérieure et inférieure par rapport à la région d'exposition du motif. Le fonctionnement du mode de réalisation cidessus décrit sera maintenant expliqué D'abord, on ferme l'oburateur 16 de la source de lumière 1 pour interrompre la lumière d'exposition et le masque M ayant un motif prédéterminé d'exposition est mis en place et fixé au mandrin 35 d du mécanisme 30 de maintien du masque Comme les assemblages de détection de marques d'alignement 71 a et 71 b empêchent la fixation du masque M, on fait fonctionner le mécanisme d'entraînement linéaire 85 pour retirer les tables verticalement mobiles 75 a et 75 b vers le haut et vers le bas, respectivement, et retirer les cylindres 69 a et 69 b de guidage de la lumière d'au dessus

du mandrin 35 d du masque.

Subséquemment, après ouverture de la porte 20 b d'ouverture/fermeture de la chambre 20 et mise en place et maintien de l'organe d'exposition S sur le mandrin de maintien 54 du mécanisme 50 de maintien de l'élément

d'exposition, on ferme la porte 20 b d'ouverture/fermeture.

Alors, la table horizontalement mobile 52 et la table verticalement mobile 53 du mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition sont déplacées pour positionner une première région d'exposition du motif 92 sur l'élément d'exposition S à la région d'exposition par le projecteur PL. Dans cet état, les tables verticalement mobiles a et 75 b des assemblages 71 a et 71 b de détection de marques du mécanisme 70 de détection de marques d'alignement sont respectivement déplacées vers le bas et vers le haut pour mettre le miroir 81 de réflexion totale des cylindres 79 a et 79 b de guidage de la lumière face aux marques d'alignement A Mmi et AMM 2 sur le masque M, respectivement Alors, la lampe halogène (non illustrée) du mécanisme d'éclairement 60 est mise en circuit pour émettre une lumière d'éclairement à travers le cylindre 66 d'objectif des dispositifs d'éclairement 62 a et 62 b vers l'élément d'exposition S pour éclairer localement les marques d'alignement AM et AM de l'élément si 52 d'exposition S. Quand la lumière d'éclairement est ainsi irradiée sur les marques d'alignement A Msi et A Mt 52 les images éclairées des marques d'alignement A Msi et AM 52 sont projetées près de l'objectif de projection PL sur les marques d'alignement A Mm 1 et AMM 2 du masque M et, comme les marques d'alignement A Mmi et AMM 2 sont des trous perméables 91, les images d'éclairement des marques d'alignement A Msi et AM 52 transmises par les trous perméables 91 sont introduites dans les cylindres 79 a et 79 b de guidage de la lumière des assemblages 71 a et 71 b de détection de marques dans le mécanisme 70 de détection de marques d'alignement puis sont focalisées à l'intérieur des cylindres de guidage de la lumière 79 a et 79 b vers les

capteurs d'image 80 a et 80 b.

En conséquence, dans les capteurs d'image à couplage de charge 80 a et 80 b, on peut obtenir une sortie d'image, montrée à la figure 14, o les marques d'alignement AM Mi et AMM 2 du masque M et les marques d'alignement AMH 5 et AM 52 de l'élément d'exposition S sont superposées Dans ce cas, quand la distance de la ligne verticale LV et de la ligne horizontale LH pour les marques d'alignement A Msi et AM 52 sur l'élément d'exposition S est égale à celle des côtés opposés pour les marques d'alignement AMM 1 et AMM 2 du masque M qui correspond, et que les marques d'alignement A Msi et AM 52 de l'élément d'exposition S se situent, respectivement, aux portions centrales des marques d'alignement A Msi et AM 52 du masque M, on peut confirmer que l'élément d'exposition S est aligné avec le masque M, que l'objectif de projection PL se trouve en une position intermédiaire entre les deux et que le rapport

d'agrandissement est établi à 1: 1.

Cependant, quand l'image à la sortie des capteurs d'image 80 a et 80 b est telle que montrée en trait mixte sur la figure 14, o la marque d'alignement A Msi est décalée vers le haut par rapport au capteur d'image 80 a tandis que la marque d'alignement AM 52 est décalée vers le bas d'une quantité àX 2 qui est plus importante que la quantité à de la marque d'alignement A Msi par rapport au cpateur d'image 80 b, on peut juger que l'élément d'exposition S et le masque M sont décalés l'un relativement à l'autre et que l'objectif de projection PL est plus près de l'élément d'exposition S, le facteur d'agrandissement étant, par exemple, de 1,1: 0,9 Par conséquent, la platine 35 du masque est déplacée, par exemple, vers le bas, par le mécanisme 36 de déplacement de la platine du mécanisme 30 de maintien du masque pour ainsi abaisser le masque M pour l'ajustement de chacune des marques d'alignement AM et AM de manière que la si 52 quantité de déplacement à partir du centre de chacune des marques d'alignement A Mmi et AMM 2 soit égale Après avoir terminé l'ajustement, le mécanisme se déplaçant linéairement 48 du mécanisme 40 de maintien de l'objectif est entraîné pour retirer graduellement l'objectif de projection PL Ainsi, chacune des marques d'alignement A Msi et AM 52 se déplace vers le centre pour chacune des marques d'alignement A Mmi et AMM 2 et, en arrêtant le retrait de l'objectif de projection PL lorsqu'est atteinte la position centrale, le rapport d'agrandissement de

l'objectif de projection peut être établi à 1: 1.

Par ailleurs, s'il y a un déplacement angulaire entre le masque M et l'élément d'expositon S, comme le centre pour chacune des marques d'alignement 51 et 52 de i 2 l'élément d'exposition S est détecté avec un écart horaire ou anti-horaire relativement aux marques d'alignement AM Mi et AMM 2 du masque M, l'ajustement est entrepris dans la direction de rotation en faisant tourner avec précision le masque M par la commande des assemblages d'entraînement vertical 36 a et 36 b et des assemblages d'entraînement

horizontal 36 c du mécanisme 30 de maintien de masque.

Par suite, la position relative entre l'élément d'exposition S et le masque M et le rapport d'agrandissement de l'objectif de projection PL peuvent être ajustés simultanément par l'alignement des marques d'alignement A Msi et AM 52 de l'élément d'exposition S, détecté par le mécanisme 70 de détection des marques d'alignement avec la position centrale pour les marques d'alignement A Mmi et AMM 2 du masque M. Quand l'alignement entre l'élément d'exposition S et le masque M est ainsi terminé, l'exposition commence par l'ouverture de l'obturateur 16 de la source de lumière 1 En effet, quand l'obturateur 16 est ouvert, la lumière d'exposition sans sa composante de longueur d'onde dans l'infrarouge et filtrée à travers le filtre 17 en la composante seule de la longueur d'onde d'exposition est réfléchie au miroir de réflexion totale 18 et la lumière réfléchie est réfléchie au miroir concave 19 dans la direction de l'axe horizontal L 1 et l'image optique à la sortie de l'intégrateur 15 transmet le motif du masque M pour être alors focalisée à la pupille d'entrée de l'objectif de projection PL En conséquence, le motif d'exposition formé sur le masque M est exposé à un rapport d'équiagrandissement dans la région d'exposition de l'élément d'exposition S. Subséquemment, quand l'exposition du motif est terminée, la lumière d'exposition est interrompue par fermeture de l'obturateur 16 de la source optique 1 et ensuite la table horizontalement mobile 52 (ou la table verticalement mobile 53) du mécanisme de maintien de l'élément d'exposition 50 est déplacée en direction horizontale (ou verticale), pour mettre une nouvelle région adjacente d'exposition face à l'objectif de projection PL A cet état, après ajustement de la position relative entre le masque M et l'élément d'exposition S et ajustement du rapport d'agrandissement de l'objectif de projection PL, de nouveau basés sur les résultats de la détection des marques par le mécanisme 70 de détection de marques d'alignement, l'obturateur 16 de la source de lumière 1 est ouvert et le motif d'exposition du masque M est exposé à la région d'exposition de l'élément d'exposition S. Subséquemment, les motifs d'exposition du masque M seront exposés en succession à la région d'exposition de l'élément d'exposition S par avance et répétition du mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition Quand l'exposition est terminée pour la totalité des régions d'exposition, la porte d'ouverture/fermeture 20 b de la chambre 20 est ouverte et après avoir libéré l'état d'attraction par le vide du mandrin de maintien 54 dans le mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition,

l'élément d'exposition S, après exposition, est sorti.

Alors, après avoir placé et maintenu un nouvel élément d'exposition S sur le mandrin 54, la porte d'ouverture/ fermeture 20 b est fermée et des processus d'exposition,

identiques à ceux ci-dessus décrits, sont entrepris.

Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, comme la composante de longueur d'onde dans la région de l'infrarouge est éliminée par le miroir dichroique 12 dans la source optique 1 et que la lumière d'exposition ne contient plus la composante de longueur d'onde dans l'infrarouge, la dilatation thermique du masque M et de l'élément d'expositions du fait de la lumière d'exposition peut être supprimée et comme la source de lumière 1 et le corps principal 2 du dispositif d'exposition sont indépendants l'un de l'autre, l'effet non souhaitable de la chaleur produite dans la source de lumière 1 sur le corps principal 2 du dispositif d'exposition peut être empêché en toute sécurité De plus, comme la chambre 20 doit simplement contenir le corps principal 2 du dispositif d'exposition, la taille de la chambre 20 peut être réduite, donc le prix initial et son prix de

fonctionnement seront économisés.

Par ailleurs, comme le montre le mode de réalisation décrit ci-dessus, comme la position relative entre l'élément d'exposition S et le masque M et le rapport d'agrandissement de l'objectif de projection PL sont ajustés en se basant sur le résultat de la détection par le mécanisme 70 de détection de marques d'alignement sur chaque avance et répétition de l'élément d'exposition S, une exposition par superposition à une grande vitesse est possible même lorsque l'élément d'exposition S et/ou

le masque M devraient souffrir d'une dilatation thermique.

Par ailleurs, comme l'élément d'exposition S est maintenu verticalement par le mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition, une torsion de l'élément par son propre poids peut être empêchée ce qui permet

d'entreprendre l'exposition à une haute précision.

Par ailleurs, comme la lumière d'éclairement du mécanisme d'éclairement 60 vis-à-vis des marques d'alignement A Msi et AM 52 de l'élément d'exposition S est en forme de petit spot, la dilatation thermique de l'élément d'exposition S du fait de la lumière

d'éclairement peut être empêchée.

Par ailleurs, dans le mode de réalisation ci-dessus décrit, les explications ont été données concernant une source de lumière 1 dans laquelle la lumière d'exposition émise par la source photo-émettrice 14 est transmise à l'intégrateur 15 et recueillie sur l'axe optique horizontal Li par le changement de l'axe optique par le miroir de réflexion totale 18 et le miroir concave 19 Cependant, l'invention n'est pas restreinte à cela mais la source de lumière peut également être constituée de manière que la lumière d'exposition émise par la source photo-émettrice 14 est transmise à l'intégrateur 15 soit recueillie à la pupille d'entrée de l'objectif de projection PL au moyen de deux lentilles convexes disposées à une distance prédéterminée sur l'axe optique horizontal L Par ailleurs, le mécanisme 30 de maintien du masque, le mécanisme 40 de maintien de l'objectif de projection, le mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition, le mécanisme d'éclairement 60 et le mécanisme 70 de détection des marques d'alignement constituant le corps principal 2 du dispositif d'exposition ne sont pas restreints à ceux montrés dans le mode de réalisation ci-dessus mentionné mais tous les

changements ou modifications peuvent être adoptés.

Par ailleurs, bien que des explications aient été données dans le mode de réalisation ci-dessus d'un cas dans lequel l'objectif de projection PL est mobile dans la direction de l'axe optique horizontal L 1, le mécanisme 30 de maintien du masque et le mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition peuvent être mobiles dans la

direction de l'axe optique horizontal L 1.

Des explications seront maintenant données pour un autre mode de réalisation du mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition applicable à la présente invention,

en se référant aux figures 15 à 17.

Dans ce mode de réalisation modifié, un mécanisme de maintien de l'élément d'exposition est capable de maintenir une grande plaque de verre d'une épaisseur réduite, telle qu'un masque d'ombre en tant qu'élément

d'exposition S, sans déformation.

En effet, comme le montre la figure 15, le mécanisme de maintien de l'élément d'exposition comprend des mandrins de maintien l Ola l Old qui sont formés aux quatre coins de la surface extrême droite d'une table verticalement mobile 53 en forme de cadre rectangulaire et ayant des portions d'attraction sous vide 100 a l O Od, chacune formée à la surface extrême droite pour attirer et maintenir l'élément d'exposition S et un mécanisme de serrage 102 pour serrer l'élément d'exposition S pour qu'il soit maintenu par les mandrins l Ola 101 d sans

déformation.

Chacun des mandrins l Ola l Old est réglé au préalable de manière que la longueur en saillie des portions d'attraction sous vide 100 a l O Od, c'est-à-dire la surface de maintien H de l'élément d'exposition S, soit constante, quelle que soit l'épaisseur de l'élément

d'exposition S à maintenir.

Comme cela est apparent en se référant aux figures 16 et 17, le mécanisme de serrage 102 comprend des arbres rotatifs creux 103 A et 103 B qui sont disposés rotatifs à la gauche des mandrins l Ola et 101 b et à la droite des mandrins l Obc et l Old, respectivement, des moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B qui sont connectés aux extrémités inférieures des arbres rotatifs 103 A et 103 B au moyen d'accouplements 104 A et 104 B, des éléments de support 106 a 106 d en forme de L qui sont respectivement fixés aux positions correspondant aux portions d'attraction sous vide l O Oa l O Od des mandrins l Ola l Oid des arbres rotatifs 103 A et 103 B et des éléments de serrage 107 a 107 d qui sont montés sur les

éléments de support 105 a 105 d.

Dans ce cas, comme le montre la figure 16, les arbres rotatifs 103 A et 103 B ont des portions extrêmes supérieures 108 a et 108 b coiffées, respectivement, qui sont insérées et maintenues dans les perforations 11 OA et B des paliers coulissants 109 A et 109 B formés à la surface extrême supérieure des mandrins l Ola et l Olc, tandis que les extrémités inférieures des arbres sont connectées, au moyen d'accouplements, 104 A et 104 B, aux arbres rotatifs des moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B maintenus par les plaques de support l 11 A et 111 B qui sont formées aux extrémités inférieures des mandrins l Olb et l Oîd de la table horizontalement mobile 53 Ils sont adaptés à ce que, quand les moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B sont en position de rotation de retrait, les éléments de support 106 a 106 d du mécanisme de serrage 102 soient situés du côté de la table verticalement mobile 53 par rapport à la surface de maintien des mandrins l Ola 101 d de l'élément d'exposition S et que les éléments de serrage 107 a 107 d des éléments de support 106 a 106 d se trouvent face à l'élément d'exposition S dans la direction perpendiculaire à la direction de maintien, à une position de serrage, lorsque les moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B sont tournés à partir de la position de retrait en

rotation.

Par ailleurs, comme le montre la figure 17, chacun des éléments de serrage 107 a 107 d est attaché à l'extrémité supérieure de la pièce de support 106 a 106 d du côté de l'extrémité droite, à un état o les moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B sont à la position de serrage Un perçage cylindrique 112 est formé en direction horizontale à partir du côté de la surface extrême gauche Un piston 113 est disposé coulissant dans le perçage cylindrique 112, un tampon en caoutchouc 115 en contact avec l'élément d'exposition S est monté à l'extrémité supérieure d'une tige de piston 115 qui est reliée au piston 113 Par ailleurs, un ressort à boudin 116 est incorporé autour de la tige de piston 114 pour solliciter élastiquement le piston 113 vers l'extérieur et le tampon en caoutchouc 115 se trouve face à l'élément d'exposition S à travers la perforation 106 e qui est

formée dans chacune des pièces de support 106 a 106 d.

Alors, un canal d'air 117 est formé dans le perçage cylindrique 112 du côté opposé à la tige de piston 114, le canal d'air 117 est connecté par un coude flexible 118 et un tuyau flexible 119 à l'intérieur d'une cavité dans chacun des arbres rotatifs 103 A et 103 B; la cavité dans les arbres rotatifs 103 A et 103 B est connectée par un coude flexible 120 et un tuyau flexible 121 et de plus une soupape électromagnétique de changement de direction 112,

à une source 123 d'alimentation en air sous pression.

Quand la soupape électromagnétique 122 de changement de direction est commutée du côté de la source d'alimentation en air sous pression 123, le piston 113 se déplace vers la gauche contre l'élasticité du ressort à boudin 116 du piston 113, et le tampon en caoutchouc 115 vient en aboutement contre la surface extrême droite de l'élément d'exposition S pour le serrer Quand la soupape électromagnétique de changement de direction 122 est commutée au côté atmosphérique, le piston 113 est déplacé vers la droite par le ressort à boudin 116 et le tampon en caoutchouc 115 se sépare de l'élément d'exposition S. Le fonctionnement du mode de réalisation ci-dessus décrit sera maintenant expliqué Dans l'état o l'élément d'exposition S n'est pas maintenu par le mécanisme 50, les moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B du mécanisme de serrage 102 sont commandés à leur position de retrait en rotation, par laquelle les pièces de support 106 a 106 d du mécanisme de serrage 102 se trouvent du côté de la table verticalement mobile 53 par rapport à la surface de maintien de l'élément d'exposition S, comme cela est montré en trait mixte à la figure 17 A cet état, comme il n'y a aucune protubérance à la droite de la surface de maintien pour l'élément d'exposition S, celui-ci, formé d'une grande plaque mince de verre, peut être chargé ou déchargé facilement en utilisant un dispositif approprié de chargement. En conséquence, le dispositif de chargement charge l'élément d'exposition S de manière que ses quatre coins

correspondent aux portions d'attraction sous vide 100 a -

l O Od des mandrins de maintien l Ola l Old et les portions d'attraction sous vide l O Qa 100 d sont commandées pour

attirer l'élément d'exposition S sous vide.

Subséquemment, les moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B sont actionnés et tournés à la position de serrage Cela fait tourner les arbres rotatifs 103 A et 103 B sur environ 1500, respectivement, et les éléments de serrage 107 a 107 d se trouvent face à l'élément d'exposition S à partir de la direction orthogonale A cet état, la soupape électromagnétique 122 de changement de direction est commutée pour fournir un air sous pression de la source 123 d'alimentation en air sous pression, par les arbres rotatifs 103 A et 103 B, à l'intérieur du perçage cylindrique 112 dans chacun des éléments de serrage 107 a 107 d, de manière que le piston 113 soit déplacé du côté de l'élément d'exposition S sur la figure 17 et, de manière correspondante, que le tampon en caoutchouc 115 soit porté en contact avec l'élément d'exposition S à partir de la direction perpendiculaire pour permettre un serrage sûr de l'élément d'exposition S. Subséquemment, après avoir confirmé l'opération de serrage, le dispositif de chargement est retiré Dans ce cas, comme le mécanisme de serrage 102 comprend un mécanisme rotatif constitué d'arbres rotatifs 103 A et 103 B et des moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B pour faire tourner les pièces de support 106 a 106 d et un mécanisme à cylindre pour faire avancer/retirer le tampon en caoutchouc 115 par rapport à l'élément d'exposition S en direction perpendiculaire, la force de serrage due à un mécanisme 102 peut s'exercer sur l'élément d'exposition S à partir de la direction perpendiculaire pour empêcher en toute sécurité la présence d'une déformation dans l'élément d'exposition S provoquée par la force de serrage exercée en direction oblique donc on peut maintenir sûrement un grand élément d'exposition mince S sans déformation ni contrainte De plus, quand les moyens d'actionnement en rotation 105 A et 105 B sont commandés à la position de retrait en rotation, comme aucun des composants constituant le mécanisme de serrage ne dépasse 1 O de la surface latérale droite de l'élément d'exposition S attiré et maintenu par les mandrins l Ola 1 10 d, l'élément d'exposition S peut facilement être détaché par le

dispositif de chargement.

Par ailleurs, bien que l'on ait expliqué, dans le mode de réalisation cidessus, le cas o l'intérieur des arbres rotatifs 103 A et 103 B est utilisé directement comme canal pour l'air sous pression, cela n'est pas nécessairement restreint à ce cas et un canal séparé d'air

peut être incorporé.

Par ailleurs, bien que l'on ait expliqué le mode de réalisation ci-dessus mentionné dans le cas o les éléments de serrage 107 a 107 d sont constitués comme des cylindres à pression d'air, cela n'est pas une restriction mais un mécanisme d'entraînement linéaire utilisant une vis à billes ou une crémaillère et un pignon s'applique également. Un autre mode de réalisation du mécanisme 50 de maintien de l'élément d'exposition, applicable à la présente invention, sera maintenant décrit en se référant

aux figures 18 à 21.

Ce mode de réalisation modifié peut donner un mécanisme de maintien 50 de l'élément d'exposition capable de recevoir et de transférer une grande plaque mince de verre telle qu'un masque d'ombre, en tant qu'élément

d'exposition S, par un dispositif de chargement.

Comme on peut le voir aux figures 18 et 19, des butées de référence 201 a 201 d dépassent respectivement aux quatre coins d'une ouverture à la surface extrême droite d'une table verticalement mobile 53 en forme de cadre rectangulaire, pour ajuster la position de référence d'un élément d'exposition S Par ailleurs, deux tétons 202 a et 202 b dépassent à un intervalle prédéterminé du côté de l'extrémité inférieure Chacun des tétons 202 a et 202 b a un levier rotatif 205 a, 205 b, chacun comprenant un bras relativement court 203 et un bras plus long 204 joints l'un à l'autre sensiblement en un configuration en forme de L et qui pivotent à la portion coudée sur chaque téton. Dans les leviers rotatifs 205 a ou 205 b, une tige de piston 208 de chaque cylindre à air 207 a et 207 b pivote sur un bras 203 et le tube 206 de chaque cylindre pivote sur la portion supérieure de la surface extrême droite de la table verticalement mobile 53 tandis que l'extrémité supérieure de l'autre bras 204 pivote sur chacune des pattes 209 a et 209 b qui dépassent en dessous de la surface

extrême droite du mandrin 54.

Par ailleurs, chacune des pattes 210 a et 210 b dépasse à la portion centrale sur l'extrémité droite du bras 204 dans chacun des leviers rotatifs 205 a et 205 b et un tube 212 de chacun des cylindres à air 211 a et 211 b pivote sur chacune des pattes 210 a et 210 b L'extrémité supérieure de la tige de piston 213 de chacun des cylindres à air 21 ia et 211 b pivote sur chacune des pattes 214 a et 214 b qui dépasse à l'extrémité supérieure sur la

surface extrême droite du mandrin 54.

Dans ce mode de réalisation, la course de la tige de piston 208 pour chacun des cylindres à air 207 a et 207 b est choisie à une valeur telle que la surface de référence exposée de l'élément d'exposition S puisse aller et venir de la position de rotation du levier rotatif 205 a, 205 b en aboutement contre les butées de référence 201 a 201 d comme cela est montré en trait mixte sur la figure 19, à une position de rotation tournée sur environ 500 en sens horaire,montrée par la ligne en trait plein sur la figure et la course de la tige de piston 213 pour chacun des cylindres 211 a et 211 b est choisie à une valeur telle que le mandrin 54 puisse avoir un mouvement de va et vient entre la position de rotation, o l'élément d'exposition S est à un état horizontal, qui est montrée en trait plein et la position de rotation dans laquelle il est tourné en sens anti-horaire sur environ 400 à partir de la position de rotation, autour de la patte 209 a, 209 b comme point de pivot comme cela est montré par le trait mixte double de

la figure 19.

Par ailleurs, le mandrin 54 comprend, comme le montrent les figures 20 et 21, une plaque plate rectangulaire 54 a et une portion 54 b en forme de cadre qui s'étend vers le bas de chacun de ses bords latéraux Comme le montre la figure 20, trois broches de positionnement 221 a 221 c dépassent à la surface supérieure de la portion de plaque plate 54 a pour la mise en place de l'élément d'exposition S et des gorges rectangulairesd'attraction 222 a 222 c, symétriques les unes aux autres, sont formées en des positions couvertes par l'élément d'exposition S avec positionnement par les broches de positionnement 221 a 221 c Comme le montre la figure 21, un tuyau flexible 223 connecté à une extrémité a une source d'aspiration sous vide (non illustrée) est connectée à son autre extrémité par un joint 224 par son

coté arrière, à chacune des gorges d'attraction 222 a -

222 c.

Par ailleurs, des moyens d'actionnement de transfert/réception 225 a 225 d sont disposés sur la portion plate 54 a en des positions telles qu'ils soient en dehors de la gorge externe d'attraction 222 c et couverts de l'élément d'exposition S pour élever l'élément d'exposition S d'une distance prédéterminée L à partir de la surface supérieure de la portion plane 54 a Comme on peut le voir à la figure 21, chacun des moyens d'actionnement de réception/transfert 225 a 225 d a un cadre de support 227 qui est disposé sur le c 8 té inférieur d'une perforation 226 formée dans la portion de plaque plane 54 a, un tube 228 a d'un cylindre à air 228 est fixé au cadre de support 227 et une tige de piston 230 ayant une pièce de support 229, par exemple faite en caoutchouc, attachée à l'extrémité supérieure du cylindre 228 pour recevoir l'élément d'exposition S, est disposée de manière

verticale et rétractable à travers la perforation 226.

Alors, comme le montrent les figures 20 et 21, un bras de transfert de chargement 231 L et un bras de transfert de déchargement 231 U montrés en trait mixte, constituant le mécanisme de chargement, et ayant une gorge d'attraction du vide formée à la surface supérieure, se trouvent face à face et sont disposés de manière rétractable entre la surface supérieure de la portion de plaque plane 54 a à l'état horizontal et l'élément d'exposition S élevé par les moyens d'actionnement de

réception/transfert 225 a 225 d.

Dans ce mode de réalisation, le mandrin 54 prend un état sensiblement horizontal comme cela est montré en trait plein à la figure 19 dans un état o la tige de piston 208 pour chacun des cylindres 207 a et 207 b est contractée, tandis que la tige de piston 213 pour chacun des cylindres 211 a et 211 b est contractée Dans cet état, l'élément d'exposition S est avancé tandis qu'il est maintenu par attraction du vide à la surface supérieure du bras de transfert de changement 231 L et le bord avant et le bord latéral droit de l'élément d'exposition S sont respectivement en aboutement contre les broches de positionnement 221 a 221 c Alors, l'état d'attraction sous vide de l'élément d'exposition S par le bras 231 L de transfert de chargement est libéré et, subséquemment, la tige de piston 230 pour chacun des moyens d'actionnement de réception/transfert 225 a 225 d est étendue Ainsi, la pièce de support 229 de la tige de piston 230 vient en aboutement contre la surface inférieure de l'élément d'exposition pour la séparation vers le haut du bras de transfert de chargement 231 L. Après retrait du bras de transfert de chargement 231 L à cet état, la tige de piston 230 pour chacun des moyens d'actionnement de réception/transfert 225 a 225 d est contractée pour porter l'élément d'exposition S en contact avec la surface supérieure de la portion plate 54 a du mandrin 54 et en même temps ou après, chacune des gorges d'attraction 222 a 222 c est connectée par le joint 221 et le tuyau flexible 220 à une source d'attraction sous vide pour ainsi maintenir l'élément d'exposition S

par attraction.

De cette manière, quand l'élément d'exposition S est maintenu par attraction par le mandrin 54, la tige de piston 213 pour chacun des cylindres 221 a et 221 b est d'abord étendue pour faire tourner le mandrin 54 dans le sens anti-horaire sur un angle e 1 (environ 400) autour de chacune des pattes 209 a et 209 b en tant que point de pivot Alors, la tige de piston 208 pour chacun des cylindres 207 a et 207 b est étendue pour faire tourner chacun des leviers rotatifs 205 a et 205 b en sens anti-horaire sur un angle de e 2 (environ 500) Le mandrin 54 se trouve ainsi sensiblement dressé et la surface de l'élément d'exposition S maintenue sous attraction par le mandrin 54 est en aboutement contre chacune des butées de référence 201 a 201 d qui sont formées sur la table verticalement mobile 53 et la surface exposée de l'élément d'exposition S est placée sur le plan d'exposition de référence. Dans ce cas, le mandrin 54 est tourné par les deux groupes de cylindres 207 a, 207 b et les cylindres 211 a, 211 b, à partir de l'état horizontal jusqu'à l'état vertical, donc l'élément d'exposition S vient en aboutement contre les butées de référence 201 a 201 d. Comme les leviers rotatifs 205 a 205 d et le mandrin 54 n'ont pas de butée pour réguler leur position en rotation, lorsque la puissance d'actionnement pour chacun des cylindres 207 a et 207 b est, par exemple, plus importante 1 O que celle pour chacun des cylindres 211 a et 211 b, même dans le cas o l'extrémité supérieure de l'élément d'exposition S vient initialement en aboutement contre les butées de référence 201 a et 201 b, la tige de piston 213 pour chacun des cylindres 211 a et 211 b est contractée pour mettre l'extrémité inférieure de l'élément d'exposition S en aboutement contre les butées de référence 201 c et 201 d car la puissance d'actionnement pour chacun des cylindres à air 207 a et 207 b est plus importante, donc l'élément d'exposition S peut venir en toute sécurité en aboutement contre toutes les butées de référence 201 a 201 d pour un alignement exact avec la surface d'exposition de référence. Subséquemment, quand l'exposition de l'élément d'exposition S est terminée, la tige de piston 208 pour chacun des cylindres 207 a et 207 b est d'abord contractée puis chacun des cylindres 211 a et 211 b est contracté pour remettre le mandrin de serrage 54 à l'état horizontal montré en trait plein à la figure 19 Alors, quand l'état d'attraction du vide de l'élément d'exposition S est libéré en déconnectant chacune des gorges d'attraction 222 a 222 c d'une source d'attraction sous vide, en même temps ou après un certain temps, les moyens d'actionnement de réception/transfert 225 a 225 d sont commandés pour étendre la tige de piston 230 du cylindre 228 et séparer l'élément d'exposition S d'une distance prédéterminée de la surface du mandrin de maintien 54 Alors, le bras de transfert de déchargement 231 U est inséré entre le mandrin 54 et l'élément d'exposition S Quand le bras a été complètement inséré, les moyens d'actionnement de réception/transfert 225 a 225 d sont désactivés et l'élément d'exposition S est mis sur le bras de transfert de déchargement 231 U Après attraction sous vide de l'élément d'exposition S par le bras de transfert 231 U à cet état, le bras 231 U retourne à sa position d'origine

pour terminer le déchargement de l'élément d'exposition.

Subséquemment, un nouvel élément d'exposition S est déplacé par le bras de transfert de chargement 23 i L sur le mandrin de serrage 54 et l'élément d'exposition S est exposé en répétant les mêmes processus que ceux

ci-dessus décrits.

Comme on l'a décrit ci-dessus, selon ce mode de réalisation, comme le mandrin 54 est adapté à rendre l'élément d'exposition S rotatif entre la position d'exposition dans laquelle il est aligné avec la surface verticale d'exposition de référence et une position de réception/transfert dans laquelle l'élément d'exposition S porté par le mandrin est à un état horizontal, l'élément d'exposition S peut être facilement reçu/transféré ce qui permet d'utiliser le mécanisme existant de chargement qui est employé dans le dispositif d'exposition du type ayant un axe optique vertical, tel qu'il est Par ailleurs, comme le mandrin 54 est tourné en utilisant deux groupes de cylindres à air, cela peut offrir le mérite supplémentaire de permettre le positionnement exact de l'élément d'exposition S sur la surface d'exposition de

référence par l'effet d'amortissement des cylindres.

Bien que les explications aient été données pour le mode de réalisation montré aux figures 18 21 en utilisant deux groupes de cylindres à air, ils peuvent être remplacés par d'autres moyens d'actionnement ayant un moindre effet d'amortissement, comme des cylindres hydrauliques ou des mécanismes à déplacement linéaire tels que des vis à billes et des éléments élastiques tels que des ressorts ayant un effet amortissant peuvent être interposés entre de tels moyens d'actionnement et les

leviers rotatifs 205 a et 205 b et le mandrin 54.

Par ailleurs, bien que le mode de réalisation montré aux figures 18 21 ait été expliqué dans le cas o l'on utilise les cylindres à air 207 a et 207 b comme moyens d'actionnement pour faire tourner les leviers rotatifs 205 a et 205 b, d'autres mécanismes d'entraînement en rotation comme des moteurs à air ou des moteurs

électriques peuvent également être utilisés.

Par ailleurs, bien que le mode de réalisation montré aux figures 18 à 21 ait été expliqué dans le cas o la direction de chargement et la direction de déchargement de l'élément d'exposition sont différentes l'une de l'autre, la présente invention n'est pas retreinte à cela mais les deux directions peuvent être identiques et le chargement et le déchargement peuvent être entrepris dans

toute direction facultative.

Par ailleurs, bien que dans chacun des modes de réalisation précédents, ont ait expliqué le cas o l'on dispose de ressorts à tension constante 58 entre la table horizontalement mobile 52 et la table verticalement mobile 53 pour supporter le poids de la table verticalement mobile 53, du mandrin 54 et de l'élément d'exposition S, la présente invention n'est pas restreinte à cela Au lieu du ressort à tension constante 58, comme le montre la figure 22, des tubes 302 des cylindres à air 301 a et 301 b pour l'équilibrage sont respectivement disposés sur les bords extrêmes droit et gauche d'une table horizontalement mobile 52 et des tiges de piston 303 des cylindres 301 a et 301 b sont respectivement en engagement avec des protubérances 304 a et 304 b qui sont formées sur la table verticalement mobile 53 Les cylindres 301 a et 301 b sont connectés par des soupapes de restriction d'air (non illustrées) à une source d'alimentation en air de manière que l'équilibrage soit ajusté avec la pression de l'air fourni et la force d'amortissement produite par la soupape

de restriction.

Par ailleurs, bien que l'on expliqué chacun des modes de réalisation cidessus dans le cas o la lumière d'exposition, rendue uniforme par l'intégrateur 15, est recueillie par le moyen changeant l'axe optique comprenant le miroir à réflexion totale 18 et le miroir concave 19 dans la source de lumière 1, la présente invention n'est pas restreinte à cela Comme le montre la figure 23, la source de lumière peut comprendre une source 12 telle qu'une lampe à mercure ou une lampe à xenon pour émettre de la lumière vers le bas, un miroir dichroique 13 recevant la lumière d'exposition de la source par un obturateur 16 et un filtre 17 qui permet de ne transmettre que la lumière à une longueur d'onde d'exposition (par exemple, les rayons g) pour la réflexion dans la direction de l'axe optique horizontal L 1 et une lentille de Fresnel 310 pour focaliser une image optique éclairée sur le miroir dichroique 13 à la pupille d'entrée P d'un objectif de projection PL Dans ce cas, comme le miroir à réflexion totale 18 pour changer l'axe optique dans la source de lumière 1 que l'on peut voir à la figure 1 peut être supprimé et que la lentille de Fresnel 310 est utilisée à la place du miroir concave 19, la structure peut être simplifiée pour économiser l'espace et de plus le prix de production peut être réduit Par ailleurs, l'effet sur la direction de l'axe optique, provoqué par l'erreur de montage, n'est pas aussi important que dans le cas o l'on utilise le miroir concave et l'opération de fixation de la

lentille de Fresnel est facilitée.

Comme on l'a décrit ci-dessus, comme le dispositif d'exposition par projection selon la présente invention est construit de manière que la lumière d'exposition soit émise de la source de lumière le long de l'axe optique horizontal puis irradié par le masque et l'objectif de projection se trouvant sur l'axe optique horizontal, vers l'élément d'exposition, de manière qu'un motif d'exposition du masque soit exposé sur l'élément d'exposition, une distorsion de l'élément d'exposition par son propre poids peut être empêchée en maintenant l'élément d'exposition à l'état vertical en comparaison avec un dispositif existant o l'on maintient l'élément à l'état horizontal, ce qui permet ainsi d'entreprendre l'exposition à une haute précision De plus, comme le mécanisme de maintien maintient l'élément d'exposition mobile dans un pîan perpendiculaire à l'axe optique horizontal, l'élément d'exposition peut être soumis à une avance et à une répétition et un motif d'exposition peut être exposé à un certain nombre de zones, ce qui permet

l'amélioration du débit de dispositif d'exposition.

De plus, comme l'objectif de projection est disposé en une position centrale entre le masque et l'élément d'exposition et que le masque et l'élément d'exposition sont mobiles indépendamment l'un de l'autre dans un plan perpendiculaire à l'axe optique horizontal, la position relative entre l'élément d'exposition et le masque et le rapport d'agrandissement peuvent ajustés avec facilité pour permettre l'exposition du motif à une haute précision. De plus encore, comme la source de lumière est disposée indépendamment, une source photo-émettrice est disposée pour émettre la lumière d'exposition après élimination de la composant de longueur d'onde dans la région de l'infrarouge, l'axe optique pour la lumière d'exposition rendu uniforme par l'intégrateur est changé par le moyen changeant l'axe optique et de plus, la lumière d'exposition est recueillie par le miroir concave sur l'axe optique horizontal, il est possible de réduire la taille de la source de lumière, de supprimer la dilatation thermique de l'élément d'exposition en empêchant l'effet de la chaleur produite dans la source de lumière sur l'élément d'exposition ainsi que de supprimer la dilatation thermique de l'élément d'exposition par la lumière d'exposition elle-même Par ailleurs, comme la chambre doit simplement contenir le masque, l'objectif de projection et l'élément d'exposition, il est possible de réduire sa taille et d'économiser sur le prix initial et

le prix de fonctionnement.

Claims (6)

R E V E N D I C A T I O N S

1 Dispositif d'exposition par projection du type o une lumière d'exposition d'une source de lumière est forcée à traverser un masque ayant un motif prédéterminé qui y est formé et ensuite une image du motif du masque est focalisée par un objectif de projection sur un élément d'exposition maintenu par un mécanisme de maintien, caractérisé en ce qu'une lumière d'exposition est émise par ladite source de lumière le long d'un axe optique horizontal, ledit masque (M), ledit objectif de projection (PL) et ledit élément d'exposition (S) étant disposés sur ledit axe optique horizontal, et ledit mécanisme de maintien est constitué de manière que ledit élément d'exposition soit mobile au moins dans un plan

perpendiculaire à l'axe optique horizontal.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre l'objectif de projection (PL) et le masque (M) est égale à la distance entre l'objectif de projection et l'élément d'exposition (S). 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la source de lumière comprend un chariot mobile indépendamment dans la direction de l'axe optique horizontal et, sur ledit chariot, une source photoémettrice ( 14) émettant une lumière d'exposition à une longueur d'onde plus courte que celle de la lumière infrarouge, un intégrateur ( 15) pour rendre uniforme la lumière émise par ladite source photo-émettrice, un moyen ( 18) changeant l'axe optique du trajet optique de la lumière émise par ledit intégrateur et un miroir concave ( 19) pour recueillir la lumière dudit moyen changeant l'axe optique et la réfléchir dans la direction dudit axe

optique horizontal.

4 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la source de lumière comprend un chariot indépendamment mobile dans la direction de l'axe optique horizontal et, sur ledit chariot, une source photo-émettrice ( 14) émettant une lumière d'exposition à une longueur d'onde plus courte que celle de la lumière infrarouge, un intégrateur ( 15) pour uniformiser la lumière émise par ladite source photo-émettrice, un moyen ( 18) changeant l'axe optique pour changer le trajet optique de la lumière émise par ledit intégrateur dans la îu direction dudit axe optique horizontal et une lentille de Fresnel ( 310) pour projeter une image optique éclairée dudit moyen changeant l'axe optique dans une pupille

d'entrée de l'objectif de projection.

Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le

mécanisme de maintien a un mandrin ( 54) pour attirer et maintenir l'élément d'exposition et un mécanisme de serrage ( 102) pour saisir ledit élément d'exposition

maintenu par ledit mandrin.

6 Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le

mécanisme de maintien a un mandrin ( 54) pour attirer et maintenir l'élément d'exposition et un mécanisme de serrage ( 102) pour saisir l'élément d'exposition maintenu par ledit mandrin, o ledit mécanisme de serrage comprend un mécanisme de rotation qui est disposé du côté du mandrin et un élément de serrage tourné par ledit mécanisme de rotation et ayant un piston capable de s'opposer à l'élément d'exposition à partir de la

direction verticale.

7 Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le

mécanisme de maintien ( 50) comprend un mandrin pour attirer et maintenir l'élément d'exposition et un mécanisme de rotation pour déplacer ledit mandrin entre

une position horizontale et une position verticale.

8 Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le

mécanisme de maintien ( 50) a un mandrin pour attirer et maintenir l'élément d'exposition et un mécanisme de rotation pour déplacer ledit mandrin entre une position horizontale et une position verticale, ledit mécanisme de rotation comprenant un levier rotatif pour maintenir rotatif ledit mandrin avec un premier mécanisme de îo déplacement linéaire et un second mécanisme de déplacement

linéaire pour faire tourner ledit dispositif rotatif.