NL8101776A

NL8101776A - Werkwijze en inrichting voor het in lijn brengen van een masker en een wafelplak.

Info

Publication number: NL8101776A
Application number: NL8101776A
Authority: NL
Original assignee: Western Electric Co
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1981-11-02
Also published as: BE888344A; FR2482285A1; DE3114682A1; JPS56157033A; NL189632B; FR2482285B1; IT1137326B; DE3114682C2; US4326805A; NL189632C; GB2073950B; GB2073950A; JPH0132649B2; CA1154175A; IT8121022A0

Description

♦ » t * * vo 1763

Titel : Werkwijze en inrichting voor het in lijn brengen van een masker en een wafelplak.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor de fabricage van geïntegreerde ketens; meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op technieken voor het nauwkeurig in lijn brengen van maskers en vafelplakken die bij de fabricage van dergelijke 5 ketens worden gebruikt.

Bij de fabricage van microminiatuurinrichtingen en ketens is het veelal vereist, dat elk van een stel maskers (soms wel \Q - 12) achtereenvolgens in lijn wordt gebracht ten opzichte van een halfgeleiderwafel-plak. Teneinde bij de fabricage van dergelijke inrichtingen een nuttige 10 opbrengst van redelijke omvang te verkrijgen, is het vereist, dat bij het in lijn brengen nauwkeurige toleranties worden aangehouden. Voor inrichtingen, waarvoor zeer hoge resoluties gelden, zijn bij het in lijn brengen veelal sub-micron toleranties nodig. Het is een moeilijk oplosbaar probleem gebleken om instrumenten beschikbaar te stellen, 15 waarmede het in lijn brengen met een dergelijke hoge graad van nauwkeurigheid op bevredigende en praktische wijze kan worden uitgevoerd.

Meer en meer is ingezien, dat X-straallithografie een aantrekke-lijke oplossing kan bieden om inrichtingen met patronen van zeer hoge resolutie te realiseren. Sen van de diverse hoofdproblemen, waarmede 20 ontwerpers van X-straalbelichtingssystemen zijn geconfronteerd is gegeven door het vereiste, dat een masker en een vafelplak met een sub-micron nauwkeurigheid in lijn moeten kunnen worden gebracht. Bovendien worden ontwerpers, indien een optische uitlijntechniek is gewenst, geconfronteerd met het verdere probleem, dat het in een dergelijk sys-25 teem zich boven een bijbehorende wafelplak bevindend masker als regel lichtstraling, die voor het in lijn brengen wordt gebruikt, niet goed doorlaat. Zulks heeft tot gevolg, dat de helderheid en het contrast van de merktekens, die tijdens het uitlijnproces op de wafelplak worden waargenomen, veelal marginaal zijn. Bovendien is het bij bekende uit-30 lijntechnieken niet mogelijk om z.g. vergrot ingsf out en, die in een X-straalsysteem ontstaan als gevolg van vervormingen in het masker en/of de wafelplak, ofwel als gevolg van andere oorzaken, die samenhangen met variaties in de afstand masker-wafelplak, te compenseren.

Er zijn dan ook uitgebreide werkzaamheden verricht, waarbij is 35 getracht te komen tot een verbeterde optische uitlijntechniek, die in 81 01776 * « - — 2 — het bijzonder in een X-straal lithografisch systeem bruikbaar is. Ingezien werd, dat indien dergelijke werkzaamheden succesvol zouden zijn, de mogelijkheden van het systeem aanzienlijk zouden worden uitgebreid met een vergroting van de kans, dat dergelijke systemen op grote schaal 5 commerciële toepassing zouden vinden bij de fabricage van inrichtingen met patronen van zeer hoge resolutie.

Volgens- de uitvinding wordt voor het afbeelden van uitlijnpatronen in een X-straal lithografisch systeem gebruik gemaakt van zone-plaatmerktekens, die zijn gevormd op zich op afstand van elkaar bevin-to dende masker- en wafelplakorganen. Volgens een aspect van de uitvinding worden de merktekens optisch belicht onder een hoek ten opzichte van de longitudinale hoofdas van het systeem, waardoor beelden van de zone-plaatmer kt ekens worden geprojecteerd langs assen die de X-straalbron kruisen. Door de verschillende zoneplaatmer kt ekens op de juiste wijze 15 langs deze assen uit te lijnen, wordt bereikt, dat het masker en de wafel-plak goed zijn uitgelijnd met betrekking tot de X-straalbron.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekening, waarin : fig. 1 en 2 illustratief zijn voor zoneplaatmerktekens respec-20 tievelijk aangebracht op een masker en een wafelplak; fig. 3 een schema ter illustratie van zich op afstand van elkaar bevindende masker- en wafelplakorganen, elk voorzien van zoneplaatmerk-tekens, en waarbij is aangegeven op welke wijze de merktekens worden belicht tijdens het uitlijnproces; 25 fig. Ij· een schema geeft ter illustratie van een met de hand be- dienbaar uitlijnsysteem; fig. 5 een schema geeft van een masker, behorende bij een fysisch vervormde wafelplak, welke figuur tevens illustreert het ontstaan en het corrigeren van z.g, vergrotingsfouten; 30 fig. 6 een overzicht geeft van verschillende uitlijnmerkpatronen; en fig. 7 een schema weergeeft van een automatisch uitlijnsysteem.

Het toepassen van zoneplaatpatronen op maskers en/of wafelplak-ken teneinde het in lijn brengen daarvan te vereenvoudigen, is bekend 35 uit het Amerikaanse octrooischrift ^.037.9^9. Zoals nader gedetailleerd daarin is beschreven, is een dergelijk patroon in feite werkzaam als een lens, waarmede het mogelijk is een beeld met een relatief hoge helderheid 81017 7 6 > * - 3 - * en een goed contrast te vormen,zelfe bij een betrekkelijk geringe lichtinval, en zelfs indien het patroon,bij voorbeeld als gevolg van slijtage of stof, zou zijn vervaagd.

Volgens de principes van de onderhavige uitvinding worden pa-5 tronen van de soort, zoals beschreven in bovenvermeld octrooi aangebracht op masker- en wafelplakorganen die worden gebruikt in een X-straal lithografisch systeem. Typerende uitvoeringen van een dergelijk masker en een dergelijke vafelplak zijn weergegeven in de fig. 1 en 2.

Fig. 1 geeft een bovenaanzicht van een masker 10, waarvan bij-10 voorbeeld een substraat deel uitmaakt, waarop zich een naar keuze gevormd patroon van een film van daarop neergeslagen goud bevindt. Twee groepen 12 en 20 van specifiek illustratieve uitlijnpatronen zijn op afstand van elkaar gelegen op amtreksgedeelten van het masker 10 en gecentreerd op de x-as 18, gevormd. De groep 12 omvat vier in hoofdzaak iden-15 tieke patronen, die respectievelijk zijn aangeduid door 13 - 16, en de groep 20 omvat vier in hoofdzaak identieke patronen 21 - 2h.

Bij wijze van illustratie is het masker 10 in fig. 10 getekend met een diameter van ongeveer 7,5 cm en de desbetreffende middens 17 en 25 van de groepen 12 en 20 bevinden zich elk op ongeveer 6 mm van de 20 rand van het masker 10. Elk van de patronen 13 - 16 en 21 - 2h heeft bijvoorbeeld een diameter van 100 micrometer en de totale diameter van elk van de groepen 12 en 20 is ongeveer 300 yum.

In fig. 1 is tevens op vergrote schaal 26 weergegeven de configuratie van het merkteken 23. Het op vergrote schaal getekende merkteken 25 2b is schematisch voorgesteld en omvat een binnenliggende cirkel 23 die is omgeven door een stel van concentrische ringen 29 - ^2. Het overige gedeelte van het oppervlak van het masker 10 is voorzien van een conventioneel patroon (niet weergegeven in de tekening), dat representatief is voor de eigenschappen van de geïntegreerde keten die in een bijbeho-30 rende halfgeleider vafelplak moet worden gevormd. De binnenliggende cirkel 28, alsook de ringen 30, 32, 3h, 36, 38, Uo en h2 van het in fig.

1 weergegeven merkteken 26 omvatten bijvoorbeeld gebieden met een relatief hoog reflecterend vermogen, terwijl de ringen 29, 31, 33, 35, 37, 39 en h1 een betrekkelijk gering reflecterend vermogen bezitten. Bij het spe-35 cifieke illustratieve voorbeeld, waarbij het masker 10 een X-straling doorlatend substraat omvat met zich daarop bevindende uit goud gevormde patronen, zijn de gebieden 28, 30, 32, 3^, 36, 38, U0 en k2 gemaakt uit 8101776

« V

- 1+ - goud en de gebieden 29» 31, 33 , 35 , 3T, 39 en 1+1 bestaan uit oppervlakte-gedeelten van het substraat. Deze oppervlaktegedeelten bezitten een be-trekkelijk gering reflecterend vermogen en zijn tenminste gedeeltelijk doorlatend voor licht, dat wordt gebruikt voor uitlijndoeleinden. Bij 5 een alternatieve uitvoering kannen de gebieden 28, 30, 32, 3^, 36, 38, 1+0, 1+2 respectievelijk 29, 31, 33, 35, 37, 39 en 1+1 een relatief gering, respectievelijk een relatief hoog reflecterend vermogen hebben.

Pig. 2 geeft een bovenaanzicht van een. halfgeleider wafelplak 60. Twee specifiek illustratieve uitlijnpatronen 61 en 62 zijn op afstand 10 van elkaar in randgedeelten van de wafelplak 60 gevormd. Elk van de patronen 6l-en 62 is bijvoorbeeld van een soortgelijke uitvoering als die . welke in verband met fig. 1 werd beschreven voor de merktekens 13 — 16 en 21 - 2l+. In fig. 2 is tevens op vergrote schaal 6h weergegeven de configuratie van het merkteken 62. Dit op vergrote schaal getekende merk-15 teken 61+ is schematisch weergegeven en omvat een binnenliggende cirkel 66 die is omgeven door een stel van concentrische ringen 67 - 80.

Elk van de in fig. 2 weergegeven uitlijnpatronen 6l en 62 heeft een diameter van ongeveer 100 ^um. Volgens de principes van de onderhavige uitvinding zijn de patronen 61 en 62 zodanig ontworpen, dat zij, 20 wanneer het masker 10 en de wafel 60 exact zijn uitgelijnd op een in het onderstaande nader te beschrijven wijze, enigszins verschoven zijn gelegen ten opzichte van de desbetreffende middens van de groepen 12 en 20 (fig. 1). Bij een specifiek illustratief voorbeeld is het midden van het patroon 61 over een afstand van 2,5l+ ƒ urn ten opzichte van het middel-25 punt 17 van de groep 12 doelbewust naar links verschoven, en het midden van het patroon 62 is over een afstand van 2,?1+ /urn ten opzichte van het / middelpunt 25 van de groep 20 doelbewust naar rechts verschoven. Wanneer de onderdelen 10 en 60 exact in lijn zijn gebracht zullen bij de configuratie volgens fig. 2 imaginaire punten 81 en 82 op de wafelplak 60 30 verschijnen, direkt onder de middelpunten 17 en 25 van het masker 10.

Er zijn uit de techniek verschillende doelgerichte methoden bekend em de in de fig. 1 en 2 weergegeven uitlijnpatronen te vormen. De op de wafelplak 60 aanwezige patronen 6l en 62 kunnen gebieden met een hoog en gebieden met een laag reflecterend vermogen omvatten, zoals in 35 het voorafgaande in verband met de beschrijving van fig. 1 in het algemeen is aangegeven. Bij een alternatieve uitvoering kunnen de patronen 61 en 62 zijn gegeven als z.g. fase-verschilpatronen, die zijn geken- 8101776 - 5 - f * merkt ofwel door verschillende hoogtegradaties, ofwel door verschillen, in "brekingsindex, een en ander zoals nader amschreven in "bovenvermeld .Amerikaans octrooi 4.037.969*

De in de fig. 1 en 2 bij wijze van illustratie weergegeven 5 zoneplaatpatronen omvatten cirkelvormige Fresnel-zoneplaten. Bovenvermeld Amerikaans octrooi geeft een nauwkeurige omschrijving van een dergelijk patroon, alsook van de lenswerking daarvan. Bij wijze van illu-"stratie zijn de in deze aanvrage weergegeven en beschreven zoneplaten cirkelvormige Fresnel zoneplaten. Voor het vormen van gefocusseerde 10 beelden, die zich lenen voor uitlijndoeleinden zijn andere soorten van zoneplaten en zelfs patronen, anders dan zoneplaten mogelijk, een en ander zoals aangegeven in bovenvermeld Amerikaans octrooischrift. Dergelijke andere patronen kunnen in de plaats worden gebruikt van de patronen, zoals deze in de onderhavige aanvrage zijn weergegeven en beschre-15 ven.

Bij wijze van illustratie verschillen de zoneplaatmerktekens, zoals gevormd op het masker 10 van fig. 1, slechts daarin van de zoneplaatmerkt ekens, zoals gevormd op de wafelplak 60 van fig. 2, dat de brandpunten ervan verschillend zijn. Zoals is uiteengezet in bovenver-20 meld Amerikaans octrooischrift kunnen zoneplaatmerktekens worden ontworpen, waarbij een gespecificeerde brandpuntsafstand werkzaam is. Sik van de zoneplaatmerktekens 13 - 16 en 21 - 24 is bij het hierin behan-, delde voorbeeld ontworpen voor een brandnunt afstand van f en elk van m de zoneplaatmerktekens 61 en 62 is ontworpen voor een brandpuntsafstand 25 van f . Bij de in het onderstaande nader omschreven illustratieve uit-voeringsvorm is het ontwerp zodanig, dat f groter is dan f met een bedrag s ^um, dat is de nominale afstand, die bestaat tussen het masker en de wafelplak, wanneer deze in een X-straal lithografisch systeem worden uitgelijnd.

30 In fig. 3 is schematisch weergegeven het masker 10 volgens fig.

1 en de wafelplak 60 volgens fig. 2, die op afstand van elkaar zijn opgesteld om in een X-straal lithografisch systeem te worden belicht. De wafelplak 60 wordt gedragen door een beweegbare tafel 8¼. (Een typerend X-straal belicht ingssysteem is gedetailleerd beschreven in het Amerikaanse 35 octrooischrift 4.185.202}. Bij een uitvoeringsvorm die illustratief is voor een dergelijk systeem is een X-straalbron 85 ongeveer 50 cm boven het masker 10 centraal opgesteld. Een van de bron 85 uitgaande divergerende 8101776 - 6 - bundel van X-straling is bedoeld om bet gehele bovenopperylak yan het masker 10' te belichten. De stralen 86 en 87 van de bundel van X-straling zijn reslectievelijk gericht op de in het voorafgaande beschreven middelpunten 17 en 25 van de uitlijnmarkeertekengroepen 12 en 20, die op het 5 bodemoppervlak van het masker 10 volgens fig. 3 zijn gevormd. Bij het hier beschreven systeem is de hoek a tussen elk van de stralen 86 en 87'" enerzijds en een longitudinale hoofdas 83 anderzijds ongeveer 3,6 graden.

Volgens de principes van de onderhavige uitvinding zijn de respectievelijke stralen 86 en 87.bij de configuratie volgens fig. 3 tevens -10 gericht op de desbetreffende middelpunten van de markeertekens 61 en 62 die op de wafelplak 60 zijn gevormd. Bij de in fig. 3 weergegeven configuratie is de zijdelingse afstand d tussen de overlappende uitlijnpatronen op het masker en de wafel ongeveer 2,5¾ yum wanneer de afstand s tussen het-masker 10 en de wafel 60 ongeveer ^0 yum is.

15 Volgens een kenmerk van de onderhavige uitvinding wordt elk overlappend paar van zoneplaatpatronen, die zijn gevormd op het masker en de wafel bij de configuratie volgens fig. 3 belicht door een buiten de as geplaatste optische bundel die afkomstig is van een zich op oneindig bevindende virtuele bron. Bij de configuratie volgens fig. 3 zijn de 20 invallende belichtingsbundels gecentreerd langs de lijnen 88 en 90. De hoofdstraal, afkomstig van het midden van elke bron sluit een hoek b in met de horizontale as 92. De hoek b is het complement van de hoek a. Bij de desbetreffende behandelde illustratieve uitvoeringsvorm geldt derhalve dat b = 86,¾ graden.

25 De langs de lijnen 88 en 90 volgens fig. 3 gerichte invallende bundels worden door de zoneplaatmarkeertekens, die zijn gevormd op het masker 10' en de wafel 60 gereflecteerd en gefocusseerd. De brandpuntsafstand van elk van de zoneplaatmer kt ekens, die deel uitmaken van de groep 12 en 20 op het masker 10 is ongeveer 300 ^um, terwijl de brand-30 puntsafstand van elk van de merktekens 61 en 62 op de wafel 60 ongeveer 300 + s of 3^0 ƒ urn is. Derhalve is bereikt, dat de beelden, gevormd door alle zoneplaatmer kt ekens zijn gelegen in een gemeenschappelijk x-y vlak, dat zich ongeveer 300 ^um boven en evenwijdig aan het bovenvlak van het masker 10 bevindt.

35 Bij de configuratie volgens fig. 3 verloopt de hoof dstr aal 9¾ van het licht, dat wordt gereflecteerd vanaf en wordt gefocusseerd door het zoneplaatmerkt eken 61 op de wafelplak 60 via het midden van de groep 8101776 - 7 - 12 op het masker 10 en deze straal is gericht naar de "bron 85. In een dergelijke situatie, die op een nader te "beschrijven wijze wordt "bereikt, zijn het masker 10 en de wafelplak 60 met "betrekking tot elkaar op de juiste wijze uitgelijnd ten opzichte van de x-straalbron 85, d.w.z. elk 5 maskerelement "bevindt zich op de juiste zijdelingse afstand ten opzichte van zijn voorafgekozen "bijbehorend oppervlakgedeelte op de wafelplak teneinde een dërgelijk oppervlaktegedeelte voor de divergerende x-straal-"bundels te maskeren ofwel in de schaduw te "brengen. Op soortgelijke wijze verloopt de hoofdstraal 96 van het licht, dat wordt gereflecteerd 10 vanaf en wordt gefocusseerd door het merkteken 62 door het midden van de groep 20 en is eveneens gericht naar de "bron 85. Elk van de hoofd-stralen van het gereflecteerde en gefocusseerde licht, dat uitgaat vanaf de vier zoneplaatmer kt ekens in de groep 12 op het masker 10 verloopt evenwijdig aan de straal 9b. Op soortgelijke wijze..geldt, .dat elk 15 van de hoofdstralen‘ van het licht, dat afkomstig is van de merktekens in de groep 20 evenwijdig verloopt aan de straal 96.

Pig. b geeft een schema van een met de hand bedienbaar uitlijnsysteem, dat is uitgevoerd volgens de principes van de onderhavige uitvinding. Eet systeem omvat een optische bron 100, die bijvoorbeeld be-20 staat uit een niet-coherente polychromatische emitter, zoals een wolfraa-halogeen, of kvikhooglamp van standaard uitvoering. (De bron 100 kan ook bestaan uit een laser.Een automatisch uitlijnsysteem, waarvan een laser-lichtbron deel uitmaakt, zal in het onderstaande worden beschreven in verband met fig. 7.) Bij wijze van illustratie is aangegeven, dat de 25 uitgangsstraling van de bron 100 is gekoppeld met het ingangseinde van een optische vezel 102, waarvan het uitgangseinde zodanig is opgesteld, dat een doelplaat 10¼ kan worden verlicht. Bij wijze van voorbeeld is de plaat 10¼ uitgevoerd als een opaak metalen substraat, waarin een centraal gelegen transparant merkteken is gevormd. Bij het behandelde uit-30 voeringsvoorbeeld is het optisch transparante doelmerkteken een enkel kruis. (Groepen van dergelijke kruistekens zijn weergegeven in fig. 6 en deze zullen in het onderstaande worden behandeld.)

Het in fig. ¼ weergegeven stelsel bevat verder een overdraaglens 106 van standaarduitvoering en een conventionele bundelsplitser 108.

35 Door middel van de lens 106 wordt van het belichte doelkruis een beeld gevormd, dat is gecentreerd om het punt 112 in het achterste brandpunts-vlak van een conventioneel mieroscoopobjectief 110. Op zijn beurt richt 8101776

* V

- 8 - • het objectief 110 een optische bundel vanaf een virtuele doelbron op oneindig naar de zich aan de linkerzijde bevindende zoneplaatmerktekens in het masker 10 en de wafelplak 6θ. De buiten-de-as ligging van de invallende bundel is voorgesteld door de lijn 11^ en deze ligging is 5 exact die welke in het voorafgaande in verband met fig, 3 is beschreven.

Licht dat naar de zoneplaatuitlijnmerktekens, zoals voorgesteld in fig. b is gericht, wordt vandaaruit gereflecteerd en gefocusseerd in een vlak, dat zich 300 ^um boven het masker 10 bevindt en welk licht is gericht langs een as die verloopt door de x-straalbron (niet weergegeven), 10 Wanneer wordt verondersteld, dat de specifieke zoneplaatpatronen, zoals weergegeven in fig. 1 en 2 op het masker en de wafel volgens fig. U werden gevormd, wordt daardoor een groep van vijf doelkruistekens gefocusseerd in het aangegeven vlak. Zoals in het onderstaande nader zal worden beschreven is de relatieve ligging van deze doelkruistekens in-T5- dicatief voor een juiste uitlijning van het masker en de wafelplak met betrekking tot de x-straalbron. Deze configuratie van beelden wordt door het objectief 110, de bundelsplitser 108 en een oogstuk 116 van standaard uitvoering gericht naar de plaats 118, waar zich het oog bevindt van een bedieningspersoon van het desbetreffende uitlijnsysteem, waarbij 20 deze bedieningspersoon in feite kijkt naar het uitlijnpatroon, zoals dit wordt "gezien" vanaf de x-straalbron.

Bij enkele uitvoeringsvormen, waarin de principes van de onderhavige uitvinding zijn toegepast, biedt het voordeel om in de configuratie volgens fig. b gébruik te maken van een optisch filter van standaard 25 uitvoering. Daardoor is het mogelijk om een bepaalde golflengte, die is aangepast aan het ontwerp van de zoneplaatmerktekens en die is gekozen om uitlijnpatronen met een relatief hoge intensiteit beschikbaar te stellen, te kiezen. Zelfs zonder een dergelijk filter is onder gebruikmaking' van een polychromatische lichtbron de prestatie echter bevredigend geble-30 ken. Zulks is te wijten aan verschillende factoren die in' combinatie met elkaar in feite een.filterwerking teweegbrengen. In de eerste plaats is aan het menselijk oog inherent een piekresponsie die zich over een betrekkelijk smalle frequent ieband uit strekt. In de tweede plaats is gebleken, dat diverse speciale materialen, waaruit het masker en de wafelplak zijn 35 gemaakt, voor kortere golflengten een verzwakking introduceren. Bovendien blijkt, dat slechts een dominerende golflengte in het specifieke beeldvlak, dat door de bedieningspersoon wordt waargenomen, een scherpe fo- 8101776 ·> -m - 9 - cussering geeft.

De in fig. 4 weergegeven configuratie omvat een ander uitlijnkanaal, dat identiek is aan het in het voorafgaande "beschreven kanaal, en waardoor de zich aan de rechterzijde "bevindende zoneplaatmerktekens 5 op het masker 10 en de wafelplak 60 kunnen worden "belicht. Duidelijkheidshalve is in fig. 4 een microscoopohjectief 120, dat zich in dit andere kanaal "bevindt, slechts door een onderbroken lijncontour aangeduid. Door middel van dit andere kanaal wordt een andere configuratie van vijf doelkruistekens, die is gefocusseerd in het voorafgaande aan-10 geduide vlak, verkregen. Door waarneming van de twee configuraties van doelkruistekens, zoals deze "verschijnen" met "betrekking tot de x-straalhron, is een bedieningspersoon in staat om het masker 10 en de wafel 60 met betrekking tot elkaar nauwkeurig uit te lijnen ten opzichte van de x-straalbron. De uitlijning wordt gerealiseerd door middel 15 van een met de hand bedienbare micro-positioneerinrichting 122. Door middel van een dergelijke micropositioneerinrichting 122 kan de bedieningspersoon de wafel 60 in de x- en y-richtingen verplaatsen. Bovendien kan de tafel 84 die de wafelplak 60 draagt, door deze micropositioneer-inrichting 122 in de z-richting worden verplaaatst teneinde de afstand 20 masker-wafel in te stellen. Bovendien kan de wafel 60 daardoor in een X— y vlak."werden gedraaid om een aan de z-as, evenwijdige as, ter verkrijging van een bepaalde, z.g. 9-uitlijning.

In fig. 5 is een configuratie weergegeven, waarbij een overmatig grote wafelplak 126 (d.w.z. in vergelijking tot zijn normale ontwerp-25 afmetingen) op afstand geplaatst van een masker 128 met normale afmetingen. De afstand daartussen is de in het voorafgaande opgegeven spleet- » afstand van 40 ^um. De in fig. 5 weergegeven lijnen 130 en 132 zijn elk afkomstig van een centraal opgestelde X-straalbron 134 en deze stralen verlopen door de desbetreffende middelpunten van de zoneplaatpatronen 30 136 en 138 die’-op het benedenoppervlak van het masker 128 zijn gevormd.

Doordat de wafel 126 met betrekking tot zijn voorgeschreven nominale afmetingen is vergroot, zijn de daarop aanwezige zoneplaatpatronen 140 en 142, alsook andere öp deze wafel 126 aanwezige, in het voorafgaande beschreven kenmerken niet juist uitgelijnd ten opzichte van de kenmerken 35 op het masker 128. Zulks zou betekenen, dat, indien het masker 128 en de overmatig grote wafel 126 zouden worden belicht bij een spleet afstand van 40 ^um, fouten ontstaan.

8101776 - 10 -

Volgens de principes van de onderhavige uitvinding is de buiten-de-asverlichting van de zoneplaatpatronen 136, 138, lUo en 1U2, die zijn weergegeven in fig. 5, werkzaam om doelbeelden te vormen, die indicatief zijn voor de fouttoestand, die zou ontstaan, indien de afstand tussen 5 het masker 128 en de wafel 126 zou worden gehandhaafd op ^0 ^um. Zoals is aangegeven in fig. 5 heeft de buiten-de-asverlichting van de zone-plaatmer kt ekens 1^0 en lb2 tot gevolg, dat doelkruist ekens verschijnen respectievelijk aan de linker- en aan de rechterzijde van de plaats waar zij zouden verschijnen, indien de wafel 126 niet overmatig groot 10 zou zijn uitgevoerd. (Deze fouttoestand is in de onderste rij van fig. 6 weergegeven.)

Volgens de uitvinding is het in beginsel mogelijk om de afstand tussen het masker en de wafel in te stellen, teneinde een fout, die ontstaat als gevolg van een overmatig grote of een overmatig kleine wafel 15 126 te compenseren. Door de wafel over een extra afstand g (fig. 5) naar of vanaf het masker 128 te verplaatsen, kan de gewenste uitlijning tussen voordien gedefinieerde kenmerken op de wafel en nieuwe daarop gedefinieerde kenmerken-(zoals aangegeven door het masker 128) worden hersteld. Een aanduiding, dat de juiste afstand tussen het masker en de 20 wafel, die voor een exacte uitlijning nodig is, is bereikt, is gegeven wanneer de door de zoneplaatmerkfcekens 1^0 en 1 h-2 op de wafel gefo-cusseerde doelkruistekens als gecentreerd verschijnen binnen de desbetreffende configuraties van kruistekens, zoals gefocusseerd door de zone-plaatconfiguraties 136 en 138 op het masker 128, en zoals voorgesteld 25 door de bovenste rij van fig. 6.

De twee doelkruistekenconfiguraties die zijn weergegeven in de bovenste rij van fig. 6, zijn representatief voor de situatie, waarin zich op afstand van elkaar bevindende masker- en wafelorganen van de in.het voorafgaande beschreven specifieke soort zijn uitgelijnd in x, 30 y, z en Θ. De in fig. 6 weergegeven kruistekens 1¼¼ - 151 zijn illustratief voor beelden, zoals gevormd door de afzonderlijke zoneplaatmerk-tekens respectievelijk 13 - l6 en 21 - 2k, zoals weergegeven op het masker 10 volgens fig. 1. De centraal getekende kruistekens l6l en 162, zoals weergegeven in de bovenste rij van fig. 6, zijn doelbeelden, zoals 35 gevormd door de zoneplaatmerktekens 61 en 62, die zijn aangebracht op de wafel. 60 volgens fig. 2.

De in de respectievelijke tweede, derde en vierde rij van fig. 6 8101776 - 11 - weergegeven doelkruistekenconfiguraties zijn representatief voor de respectievelijke situaties» waarin de zich op afstand van elkaar "bevindende masker- en wafelorganen x, y en Θ verkeerd zijn uitgelijnd. De in de laatste rij van fig. 6 weergegeven configuratie is "bovendien re-5 presentatief voor een foutsituatie, die is ontstaan, doordat het masker en/of de wafelplak te groot of te klein zijn. Door deze configuraties waar te nemen en de micropositioneerinrichting 122 (fig. U) te "bedienen, kan een bedieningspersoon het masker- en vafelorgaan uitlijnen teneinde een gewenste positionering daarvan te bewerkstelligen.

10 Een automatisch uitlijnsysteem, waarin de principes van de on derhavige uitvinding zijn toegepast, is weergegeven in fig. 7. Eén dergelijk systeem biedt het voordeel om daarin gebruik te maken van een laser 166 als de lichtbron. Daardoor is het mogelijk om een systeem met een betrekkelijk hoge signaal-ruis-verhouding te realiseren.

15 Teneinde in het systeem volgens fig. 7 storende effecten te ver mijden, biedt het voordeel om uitgaande van de enkele vlek gevende uit-gangsstraling van de laser 166 een vier vlekken omvattende doelteken-configuratie te vormen, die is samengesteld uit twee serieel verschijnende paren van vlekken. In elk paar zijn de vlekken verschillend ge-20 polariseerd. Bijvoorbeeld is verondersteld, dat de uitgangsstraling van de laser 166 zodanig is gefocusseerd, dat een enkele lichtvlek met een polarisatie van Up graden is gevormd. De uit deze lichtvlek afkomstige straling wordt gericht naar een polariserende bundelsplitser 168 van standaard uitvoering en die licht via kwart-golflengteplaten respectieve-25 lijk 170 en 172 zowel in bovenwaartse richting alswel naar links voortplanten naar respectievelijke spiegels 17U en 176. Het door deze spiegels gereflecteerde licht wordt opnieuw door de platen 170 en 172 geleid en vervolgens door de bundelsplitser 168 geleid langs een transversale baan 177, zodat dit licht invalt op een galvanometerspiegel 178 die 30 om een volgens de y-richting verlopende as een rotatie kan uitvoeren.

Door een van de van de configuratie volgens fig. 7 deel uitmakende spiegels 17U en 176 over enige graden buiten orthogonaliteit te plaatsen met betrekking tot de andere spiegel, wordt lichtstraling van twee zich op afstand van elkaar bevindende vlekken overgedragen langs 35 de baan 177. Bij wijze van illustratie is de lichtstraling afkomstig van de ene vlek in een horizontaal vlak gepolariseerd en de lichtstraling afkomstig van de andere vlek is in een vertikaal vlak gepolariseerd.

8101776 - 12 -

^ V

De met deze lichtvlekken corresponderende stralingen treffen de spiegel 178 op plaatsen die zich langs de y-as gerekend, op afstand van elkaar "bevinden en deze stralingen worden gereflecteerd, zodat zij zich voortplanten langs de haan 180. Ia de lenzen 182 en 18¼ te zijn gepas-5 seerd, worden van de van deze lichtvlekken afkomstige stralingen op dezelfde x-aspositie heelden gevormd,die zich langs de y-as gerekend, op afstand van elkaar en ter weerszijden van een referentielijn 186 gelegen bevinden.

Vervolgens wordt de spiegel 178 geroteerd teneinde te hewerk-10 stelligen, dat de erdoor gereflecteerde lichtstraling, overeenkomende met de twee lichtvlekken, zich voortplant langs de haan 188 en via de lens 182 en de lens 190. Evenals in de daarvoor bestaande situatie worden van de met deze lichtvlekken corresponderende lichtstralingen heelden gevormd, die zich langs de y-as gerekend, op afstand van elkaar en 15 ter weerszijden van de referentielijn 186 gelegen, bevinden, echter op een andere x-aspositie. Bij wijze van illustratie wordt de spiegel 178 tussen twee gespecificeerde standen bewogen met een snelheid, die overeenkomt met ongeveer dertig omwentelingen per seconde.

Bij de in verhand met fig. 7 behandelde specifieke illustratieve 20 uitvoeringsvorm wordt een vier vlekken omvattende doelconfiguratie gevormd. Deze configuratie komt in de plaats voor het enkele doelkruis, dat werd beschreven in verhand met het systeem volgens fig.

De overdraaglens 106, de bundelsplitser 108 en het microscoop-ohjectief 110 van de configuratie volgens fig. 7 corresponderen met de 25 identiek genummerde onderdelen van de configuratie volgens fig. U. Het masker 10 en de wafelplak βθ op de beweegbare tafel 8¼ kunnen eveneens identiek zijn met de in het voorafgaande beschreven masker- en wafel-organen. De op deze organen aanwezige zoneplaatmerkt ekens dienen om het invallende licht, corresponderende met devlekconfiguratie boven het 30 oppervlak van het masker 10 te focusseren. De met deze vlekken corresponderende lichtstraling wordt vervolgens door het objectief 110 en de hundelsplitser 108 gericht naar de lens 192 die dit met de vlekken corresponderende licht focusseert op het vlak van een gestandaardiseerde fot©gevoelige detector, zoals een televisiekamera 19¼. In responsie op 35 deze lichtstraling produceert de kamera 19¼ elektrische signalen, die representatief zijn voor de invallende lichtstraling, die correspondeert met de configuratie van optische vlekken. Bij fout situaties, correspon- 8101776 - 13 - deren met een misuitlijning in x, y of Q, ofwel ontstaan als gevolg van een vervorming of afinetingvariatie in liet masker en/of de wafelplak, worden elektrische correctiesignalen teweeg gebracht door gestandaardiseerde besturingsketenvoorzieningen 196, welke signalen worden toege-5 voerd aan de micropositioneereenheid 198. Op zijn beurt is deze eenheid 198 werkzaam cm de x, y, 0 uitlijning en de spleetafstand van de weergegeven masker- en vafelorganen in te stellen, zodanig dat een symmetrisch patroon van invallende lichtstraling op de kamera 19¼ invalt. Een dergelijk patroon is representatief voor de situatie, waarin exacte uitlij-10 ning tussen de organen bestaat. Wanneer een dergelijke toestand is bereikt, worden door de besturingsketenvoorzieningen 196 geen verdere correctiesignalen gegenereerd en toegevoerd aan de micropositioneer-eenheid 198. Een gevolg hiervan is, dat de uitgelijnde masker- en wafel-organen geen verdere verplaatsingen ondergaan.

» 8101776

Claims

1. Werkwijze voor het uitlijnen van zich op afstand van elkaar bevindende masker- en wafelorganen met betrekking tot een bron voor het teweeg brengen van divergerende stralen van stralingsenergie, waarbij op elk van genoemde organen een uitlijnpatroon is aangebracht voor uit- 5 lijndoeleinden, waarbij elk van deze op genoemde organen aanwezige patronen in responsie op invallende belichting, die uitlijnmarkeerinformatie bevat,door reflectie een gefocusseerd beeld van genoemde markering vormt, met het kenmerk, dat elk uitlijnpatroon onder een zodanige hoek wordt belicht, dat de desbetreffende reflectie en de bijbehorende 10 vorming van genoemde beelden plaats vinden langs richtingen, die door genoemde bron verlopen.

2. Inrichting voor het uitlijnen van. zich op afstand van elkaar bevindende masker- én wafelorganen met betrekking tot een bron voor het teweeg brengen van divergerende stralen van stralingsenergie, waarbij 15 sik van deze organen eèn uit lijnpatroon omvat, dat wahneer dit wordt belicht door invallende straling, die uitlijnmarkeerinformatie bevat, deze straling door reflectie focusseert teneinde desbetreffende beelden van het genoemde uit lij nmarkeert eken te vormen, gekenmerkt door middelen (100, 102, 10ii, 106, 110) voor het belichten van elk uitlijnpatroon 20 onder een zodanige hoek, dat de desbetreffende reflectie en de bijbehorende vorming van genoemde beelden plaats vinden laags richtingen, die door genoemde bron verlopen.

3. Inrichting volgens conclusie 2 gekenmerkt door middelen voor het veranderen van de afstand tussen genoemde organen. 25 -------- 8101776