NL9000599A

NL9000599A - Werkwijze en inrichting voor optische beeldvorming.

Info

Publication number: NL9000599A
Application number: NL9000599A
Authority: NL
Original assignee: Nippon Seiko Kk
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1990-10-01
Also published as: JPH02241018A; DE4007069C2; JPH0812843B2; DE4007069A1; US5061956A

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR OPTISCHE BEELDVORMING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op verbeteringen van een werkwijze en een inrichting voor optische beeldvorming, die deel uitmaakt van een reductieprojec-tie-inrichting of iets dergelijks, die een patroon van een patroonbron op een belicht materiaal werpt, bijvoorbeeld door middel van van een lichtbron afkomstig licht.

Tot nu toe werd voor patroonlithografie een pa-troongenerator toegepast met een variabele opening, die een niet-rechthoekig patroon op een belicht materiaal drukt. Deze, tot de stand van de techniek behorende patroongenera-tor geeft een rechthoekig patroon, dat normaliter geleverd wordt door twee paren tegengesteld gerichte bladen, waarbij elk van de paren samen een variabel diafragma vormende inrichting vormen, en waarbij stapsgewijze en herhaaldelijk het rechthoekige patroon via een optisch lenssysteem op belicht materiaal geworpen wordt om daarmee een belichtings-patroon op te wekken in de vorm van een benadering van een cirkel, een driehoek, vierkant of iets dergelijks.

De tot de stand van de techniek behorende patroonlithografie met de patroongenerator brengt het probleem met zich mee, dat er een lange druktijd noodzakelijk is, aangezien een samenstel van de rechthoekige patronen een voorafbepaald belichtingspatroon vormen, zodat een enkele belich-tingshandeling niet een willekeurig patroon op het te belichten materiaal kan vormen, waarbij de afmetingen van elk rechthoekig patroon moeten worden bepaald, en waarbij het belichte materiaal in twee richtingen moet worden bewogen om het willekeurige patroon op te wekken.

Stelde de onderhavige aanvrage een een variabel diafragma vormende inrichting voor, die voorzien is van tenminste een paar van twee tegenover elkaar gelegen bladen, die elk ten opzichte van elkaar beweegbaar zijn, waarbij tenminste een van de twee tegenovergestelde bladen voorzien is van een V-vormige inkeping, om een willekeurig veelhoekig patroon op te wekken, zoals voorgesteld is in de Japanse gebruiksmodelaanvrage no. SHO 36-427S9. In dit geval bestaat er het probleem, dat de een variabele opening vormende inrichting een bij benadering cirkelvormig patroon kan opwekken, maar geen compleet eickelvormig patroon kan opwekken, waarbij echter de afmetingen van het veelhoekige patroon stapsgewijs kunnen worden veranderd, maar niet traploos kunnen worden veranderd. De nog niet onderzochte Japanse octrooiaanvrage met publikatieno. SHO 61-220895 beschrijft eveneens een optische plotter (tekenmachine) voor het tekenen van een benadering van de cirkel, die een benadering van een cirkel tekent met twee paren bladen, waarbij elk paar voorzien is van een inkeping of uitsparing. Deze tot de stand van de techniek behorende plotter lijdt aan hetzelfde probleem als het onderwerp van de Japanse gebruiksmodelaanvrage no. SHO 63-42799.

De onderhavige aanvrage stelde aldus een werkwijze en een inrichting voor het drukken van een patroon voor, die niet op mechanische wijze een patroonbeeld verandert van de het variabele diafragma veranderende inrichting of iets dergelijks, maar in plaats daarvan op optische wijze een vergroting van een patroonbeeld, zoals beschreven is in de Japanse octrooiaanvrage no. SHO 63-24629. De leer van deze Japanse octrooiaanvrage no. SHO 63-24629 is, dat het van een lichtbron afkomstige verlichtende licht op een patroonbron wordt geworpen, waarbij een optisch lenzensysteem het resulterende geprojecteerde beeld produceert van de patroonbron op het blootgestelde materiaal, waarbij tenminste een van de patroonbron en het te belichten materiaal langs een optische as wordt bewogen, of waarbij een vergroting corrigerende lens wordt aangebracht tussen de patroonbron en het optische lenzensysteem, waarbij tenminste een van de patroonbron en de vergroting corrigerende lens bewogen wordt langs de optische as, waarbij de patroonbron en de vergrotingscorrec- tielens bewogen wordt, waarbij de bewegende posities daarvan werden gehandhaafd, zodat de beeldvormende positie van de vergrotingscorrectielens samenvalt met een voorafbepaalde positie, zodat een vergroting van het belichte materiaal door het geprojecteerde patroon traploos wordt veranderd.

Bij de tot de stand van de techniek behorende werkwijze en inrichting voor het drukken, zoals beschreven is in de Japanse octrooiaanvrage no. SHO 63-24629 bestaat echter het probleem, dat een vergroting tussen het geprojecteerde patroon van de patroonbron en een overeenkomstig geprojecteerd patroon, dat op het belichte materiaal wordt geproduceerd, naar keuze kan worden veranderd, terwijl de patroonbron, het belichte materiaal en de vergrotingscorrectielens langs de optische as moeten worden bewogen om de vergroting te veranderen, aangezien tijdens de beeldvormende positie van het geprojecteerde, op het belichte materiaal gevormde patroon door elke beweging wordt veranderd, zodat een desbetreffende verplaatsing moet worden gecompenseerd en een instelling voor het veranderen van de vergroting gecompliceerd is, en de resolutie van het op het belichte materiaal geprojecteerde patroon wordt beperkt.

De onderhavige uitvinding poogt de bovenstaande, tot de stand van de techniek behorende problemen te vermijden.

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een optische, beeldvormende werkwijze en inrichting, waarbij een aantal lenzen op een optische as zijn gerangschikt om samen een optisch stelsel te vormen, waarbij een paar lenzen van het optische systeem een daartussen geplaatste patroonbron opsluiten, en waarbij de patroonbron ten opzichte van de lenzen wordt verplaatst, zodat de afstand tussen de lenzen van het paar gelijk blijft, zodat een vergroting van een patroonbeeld veranderd kan worden, terwijl een openings-verhouding van een op de binnenkomstpositie van een projectielens geproduceerd lichtbronbeeld binnen een toelaatbaar gebied valt.

Om dit doel te bereiken verschaft de uitvinding volgens conclusie 1 een optisch beeldvormende werkwijze, waarbij van een lichtbron afkomstig belichtingslicht op een te belichten materiaal wordt overgebracht door middel van een optisch stelsel, tenminste omvattende een patroonbron met een te projecteren patroon en een tegenover het te belichten materiaal aangebrachte projectielens om het te projecteren patroon op het te belichten materiaal af te beelden, waarbij het optische lenzenstelsel voorzien is van een inrichting, waarbij een eerste belichtingslens, een tweede belichtingslens, de patroonbron, een eerste beeldvor-mingslens en een tweede beeldvormingslens in deze volgorde op een optische as zijn aangebracht, waarbij de eerste belichtingslens een eerste belichtingsbeeld buiten de beeld-drukte van het brandpunt van de eerste beeldvoringslens vormt, waarbij de tweede beeldvormingslens een tweede belicht ingsbeeld vormt van het eerste belichtingsbeeld buiten de beeldruimte van het brandpunt, waarbij de eerste beeldvormingslens een derde belichtingsbeeld van het tweede belichtingsbeeld vormt met dezelfde vergroting als het eerste belichtingsbeeld op het eerste belichtingsbeeld buiten de beeldruimte van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens, en het eerste patroonbronbeeld vormt van de patroonbron, waarbij een tweede beeldvormingslens een vierde belichtingsbeeld vormt van het derde belichtingsbeeld met een toelaatbare toegangspositie van de projectielens, en een tweede patroonbronbeeld vormt van het eerste patroonbronbeeld binnen een toelaatbare scherptedieptegebied van de de projectielens, en waarbij een paar van de tweede belichtingslens en een eerste beeldvormingslens en de patroonbron zodanig ten opzichte van elkaar verplaatst worden, dat een afstand tussen de tweede beeldvormingslens en de eerste beeldvormingslens vast is, zodat een vergroting van het tweede patroonbronbeeld naar keuze zodanig kan worden ingesteld, dat het tweede patroonbeeld binnen een toelaatbare objectscherptediepte van de projectielens valt, en het vierde belichtingsbeeld op de entreepositie of binnen een toelaatbare diafragma van de projectielens valt.

Een uitvinding volgens conclusie 2 verschaft een optisch beeldvormende inrichting, waarbij van een lichtbron afkomstig belichtingslicht overgedragen wordt naar een te belichten materiaal door middel van een optisch stelsel, dat ten minste omvat: een patroonbron met een geprojecteerd patroon en een tegenover het te belichten materiaal gelegen projectielens om het geprojecteerde patroon op het te belichten materiaal te werpen, waarbij het optische stelsel omvat: een eerste belichtingslens, die van de lichtbron een eerste belichtingsbeeld vormt buiten de beeldruimte van het brandpunt van de eerste belichtingslens; een tweede belichtingslens, die een tweede belichtingsbeeld vormt binnen de beeldruimte van het brandpunt van het tweede belichtingsbeeld van het eerste belichtingsbeeld, dat door de eerste belichtingslens gevormd wordt, zodat het eerste belichtingsbeeld beschouwd wordt als een virtueel beeld; en de eerste afbeeldingslens, die een eerste patroonbeeld vormt van een geprojecteerd patroon van een patroonbron, die aangebracht is binnen de beeldruimte van een brandpunt van de tweede verlichtingslens buiten het beeldgebied van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens, en die een derde verlich-tingsbeeld vormt van het tweede verlichtingsbeeld met dezelfde vergrotingsfactor als het eerste belichtingsbeeld op het eerste belichtingsbeeld; en een tweede beeldvormingslens, met het eerste patroonbeeld en een derde verlichtingsbeeld, dat door de eerste beeldvormingslens geproduceerd wordt buiten het objectgebied van het brandpunt van de tweede beeldvormingslens, waarbij de tweede beeldvormingslens het eerste patroonbeeld vormt binnen een toelaatbaar objectscherptedieptegebied van de projectielens, en die een vierde verlichtingsbeeld vormt van het derde verlichtingsbeeld op een toelaatbare intredediafragmapositie van de projectielens, waarbij de eerste belichtingslens, de tweede belichtingslens, en de derde beeldvormingslens achtereenvolgens op een optische as zijn aangebracht, waarbij een paar van de eerste belichtingslens en eerste beeldvormings- lens en de patroonbron beweegbaar zijn t.o.v. elkaar, zodat een afstand tussen de tweede belichtingslens en de eerste beeldvormingslens vast is.

Een uitvinding volgens conclusie 3 verschaft een optische beeldvormende inrichting waarbij de afstand tussen de tweede belichtingslens en de eerste beeldvormingslens kleiner is dan het totaal van de brandpuntsafstanden van de tweede belichtingslens en eerste beeldvormingslens, zodat de patroonbron en de tweede belichtingsbeeld binnen de beeld-ruimte zijn van de brandpuntsafstand van de tweede belichtingslens, en buiten het objectgebied gelegenzijn van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens.

Volgens de optisch beeldvormende werkwijze en de inrichting volgens de conclusies 1 en 2, verandert het bewegen van het paar van de tweede beeldvormingslens en de eerste beeldvormingslens en de patroonbron ten opzichte van elkaar door vergroting van het tweede patroonbeeld, dat geproduceerd wordt op een beeldvormend punt buiten het brandpunt van de beeldvormings ruimte van de tweede beeld vormingslens. In dit geval kan een verplaatsing van het tweede patroonbeeld, die veroorzaakt wordt door de verandering van de vergroting van het tweede patroonbeeld binnen een toelaatbaar brandpuntsgebied van de projectielens vallen, waarbij een verplaatsing van het vierde belichtingsbeeld van de bij de diafragmapositie van de projectielens te produceren verlichting binnen een toelaatbaar gebied kan vallen, en een openingsverhouding van het vierde belichtingsbeeld binnen een toelaatbaar gebied kan vallen, zodat een eenvoudige, relatieve beweging van het paar van de tweede belichtingslens en de eerste beeldvormingslens en de patroonbron de vergroting van het tweede patroonbeeld kan veranderen zonder de behoefte voor een correctie van een afstand tussen de tweede beeldvormingslens en de projectielens.

De optische beeldvormende inrichting volgens conclusie 3 produceert het tweede belichtingsbeeld als een virtueel beeld van het eerste belichtingsbeeld, dat door de eerste belichtingslens buiten heu brandpunt van de eerste beeldvormingslens gevormd is, en produceert het derde ver-lichtingsbeeld van het tweede verlichtingsbeeld door middel van een eerste beeldvormingslens bij de positie van het eerste verlichtingsbeeld met dezelfde vergroting als bij het eerste verlichtingsbeeld, zodat verplaatsing van het derde verlichtingsbeeld beperkt kan worden wanneer de tweede verlichtingslens en de eerste beeldvormingslens als een eenhoud worden bewogen.

Volgens de optisch beeldvormende werkwijze en inrichting volgens conclusie 1 en 2 kan een belichtingsbeeld met een hoog contrast en een goede telecentriciteit worden geproduceerd. Bij een vergrotingsinstelling van het patroonbeeld behoeft een afstand tussen de tweede beeldvormingslens en een projectielens niet te worden gecorrigeerd, maar kunnen de tweede belichtingslens en de eerste beeldvormingslens eenvoudigweg als een eenheid worden verplaatst. Aldus kan de besturing van de beweging van de eenheid van de tweede belichtingslens en de eerste beeldvormingslens gemakkelijk en met grote nauwkeurigheid worden uitgevoerd.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Fig. 1 is een schematische weergave van een optische beeldvormende inrichting volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 2(a) is een bovenaanzicht van een mechanisme, dat een variabel diafragma bepaalt;

Fig. 2(b) is een doorsnede van het een variabel diafragma vormende mechanisme van fig. 2(a) langs lijn B-B;

Fig. 2(c) is een doorsnede van het een variabel diafragma bepalende mechanisme van fig. 2(a) langs de lijn C-C;

Fig. 2(d) is een doorsnede langs het een variabel diafragma bepalende mechanisme van fig. 2(a) langs de lijn D-D;

Fig. 3 is een blokschema van een uitvoeringsvorm van een patroonbesturingsinrichting; en

Fig. 4-11 zijn schematische weergaven van een optisch systeem, dat de werking van de onderhavige uitvinding illustreert.

RESCHRIJVTNC; VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORMEN

Hierna zullen voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden beschreven aan de hand van de tekeningen.

Fig. 1 is een schematische weergave van een eerste uitvoeringsvorm van een reducerend projectierichtapparaat, waarbij de onderhavige uitvinding is toegepast.

Een XYZ-tafel, die een te belichten materiaal 2, bijvoorbeeld een masker voor een schaduwmasker draagt, en die beweegbaar is langs de richtingen X, Y en Z, wordt met 1 aangeduid. Boven de XYZ-tafel 1 is een optisch lenzenstelsel 4 geplaatst met een een variabel diafragma bepalend mechanisme 12. Via een reflector 7 is een lichtbron 5, voorzien van een xenon lamp 5b, en een collimatorlens 5c boven het optische lenzenstelsel 4 geplaatst. Belichtingslicht van de lichtbron 5 wordt via de reflector 7 en het optische lenzenstelsel 4 naar het op de XYZ-tafel 1 geplaatste te belichten materiaal 2 geworpen voor het met beperkte afmetingen projecteren en vormen van een beeld van een geprojecteerd patroon, dat aangebracht is bij het een variabel diafragma vormende mechanisme 12 van het optische lenzenstelsel 4 op het te belichten materiaal 2.

De XYZ-tafel 1 omvat een basis lb met een schuin geleidend bovenvlak la, dat zich naar de rechterzijde in toenemende mate verlaagt, een Z-tafel lf, waarvan een schuin bodemvlak lc past op het geleidende schuine vlak la van de basis lb, en voorzien is van een horizontaal bovenvlak ld, en die beweegbaar is naar rechts en links door een lineair aandrijfmechanisme la, dat voorzien is van een aandrijfmotor en een schroefspil of iets dergelijks, een in de X-richting beweegbare tafel lh, die via rolelementen lg, bijvoorbeeld kogels op de in de Z-richting beweegbare tafel lf is bevestigd, en die glijdbaar is naar links en naar rechts, en een in de Y-richting beweegbare tafel li, die op de in de X-richting beweegbare tafel lh bevestigd is, die naar voren en naar achteren glijdbaar is. Het lineaire aandrijfmechanisme le doet de in de Z-richting beweegbare tafel lf glijden tussen links en rechts van fig. 1 via geleiding van het schuine geleidevlak la, om het op de in de Y-richting beweegbare tafel li geplaatste te belichten materiaal 2 langs een optische as 6 te verplaatsen.

Het optische lenzenstelsel 4 omvat een eerste belichtingslens LL1, die tenopzichte van de reflector 7 tegenover de lichtbron 5 geplaatst is; een tweede belichtingslens LL2 en een eerste beeldvormingslens LI2, die beide binnen een beeldpunt 0L1 van de eerste belichtingslens LL1 zijn aangebracht, en een tussen de twee lenzen LL2 en Lil geplaatst artikel 11, dat een patroonbron vormt, bijvoorbeeld een cirkelvormig patroon, waarbij een tweede beeldvormingslens LI2 buiten het beeldpunt 0L1 van de eerste belichtingslens LL1 geplaatst is, en waarbij een reductielens LR een projectielens vormt, die zodanig is aangebracht, dat een beeldpunt 012 van de tweede beeldvormingslens LI2 binnen een scherptegebied van de reductielens LR valt, waarbij de bovenbeschreven elementen van het optische lenzenstelsel 4 achtereenvolgens op de optische as 6 zijn aangebracht.

Een afstand 1 tussen de tweede belichtingslens LL2 en de eerste beeldvormingslens Lil wordt korter gekozen dan de totale brandpuntsafstand (fL2 + fll) van de tweede belichtingslens LL2 (fL2) en van de eerste beeldvormingslens Lil (fll), zodat het artikel 11 en een virtueel beeld i2, dat, zoals hierna zal worden beschreven, geleverd wordt door de tweede belichtingslens LL2 terechtkomt binnen de beeld-ruimte-afstand fL2 van de tweede belichtingslens LL2 buiten de objectbrandpuntsafstand fll van de eerste beeldvormings-lens Lil. Het paar van de tweede belichtingslens LL2 een eerste beeldvormingslens Lil is beweegbaar langs de optische as 6 ten opzichte van het artikel 11, oin de lengte 1 con stant te houden.

Zoals in fig. 2(a)-2(d) getoond is, worden de lenzen LL2 en Lil en het artikel 11 gesteund door een steunmechanisme 13 , dat verwijderbaar bevestigd is op het een variabel diafragma vormende mechanisme 12. Het variabele diafragma bepalende mechanisme 12 omvat; een geleider 14 met een dwarsdoorsnede van een rechthoekige U, die bevestigd is aan een vast frame, dat zich langs de Y-as uitstrekt, en in het centrum van de geleider 14 een vierkante opening 14a heeft; een paar geleideplaten 15a en 15b, die glijdbaar geleid worden door de geleider 14; een paar bladen 16a en 16b, die elk voorzien zijn van een snijrand aan hun voorzijde, en die bevestigd zijn aan desbetreffende, tegenover elkaar liggende zijden van de opening 14a van de glijdplaten 15a en 15b; een geleider 17 met een doorsnede van een rechthoekige, omgekeerde U, die aan het centrum van de geleider 14 is bevestigd, en zich langs de Y-as uitstrekt, en voorzien is van een vierkante opening 17a in het centrum van de geleider 17; een paar glijdplaten 18a en 18b, die door de geleider 17 glijdbaar geleid worden, zoals in fig. 2(c) is getoond; en een paar bladen 19a en 19b, die elk van een snijrand zijn voorzien, en die bevestigd zijn aan desbetreffende tegenover elkaar liggende zijden van de opening 14a van de glijdplaten 18a en 18b. Aldus vormen de twee paren bladen 16a, 16b, 19a en 19bsamen een vierkant patroon. Een spindelaandrijfmechanisme, omvattende een aandrijfmotor 20, een door de aandrijfmotor 20 aangedreven schroefspil 21 en een op de schroefas 21 bevestigde moer, die met elk van de bladen 15a, 15b, 18a en 18b bevestigd is, beweegt de desbetreffende van de bladen 15a, 15b, 18a en 18b. Zoals in fig. 2(a)-2(d) getoond is, wordt het spilaandrijfmechanisme voor elk van de platen 15a, 15b, 18a en 18b geëlimineerd.

Het steunmechanisme 13 omvat een steunframe 23, waarvan het centrale deel verwijderbaar bevestigd is in de opening 17a van de geleider 17 van het een variabel diafragma vormende mechanisme 12, en houdt het artikel 11 vast, waarvan een bovenste vasthoudorgaan 25 bevestigd is aan het boveneinde van de glij-assen 24a en 24b, die vertikaal geleid worden door lineaire kogellagers 23a en 23b, die binnen het steunframe 23 bevestigd zijn, en die de tweede belichtingslens LL2 vasthoudt, waarbij het onderste vast-houdelement 26 bevestigd is aan de onderzijde van de glijders 24a en 24b en de eerste beeldvormingslens Lil vasthoudt, waarbij een paar samendrukbare schroefveren 27a, 27b geplaatst zijn om de glij-assen 24a en 24b tussen de onderzijde van het steunframe 23 en de bovenzijde van het onderste vasthoudorgaan 26, en een vertikaal aandrijfmechanisme 28, dat het bovenste vasthoudorgaan 25 in vertikale richting beweegt.

Het steunframe 23 omvat een horizontaal plaatdeel 23c en een vertikaal deel 23d met de vorm van een omgekeerde, rechthoekige U, dat integraal verbonden is met de onderzijde van het horizontale plaatdeel 23c. Door het centrum van het horizontale plaatdeel 23c en het vertikale deel 23d met de vorm van een omgekeerde, rechthoekige U, strekt zich een doorgaand gat 23e uit. Een tussenliggend deel van het inwendige wandvlak van het doorgaande gat 23e heeft een een opening vormende flens, waarvan de onderzijde verwijderbaar het artikel 11 vasthoudt en een cirkelvormig patroon levert. Tegenover linker en rechter doorgaande gaten 23f en 23g strekt zich het doorgaande gat 23e door het horizontale plaatdeel 23c en het vertikale deel 23d met de vorm van een omgekeerde, rechthoekige U heen uit. De desbetreffende lineaire kogellagers 23a en 23b zijn bevestigd binnen de doorgaande gaten 23f en 23g.

Zoals in fgi. 2(a)-2(d) getoond is, strekt volgens een vertikaal aandrijfmechanisme 28 een paar glij-assen 29a en 29b zich uit tussen links en rechts tussen de centra van de zich tussen voor en achter uitstrekkende assen van de rechthoekige uitsparingen 23h en 23i, die in het steunframe 23 zijn gevormd, en wel symmetrisch achter en voor het doorgaande gat 23e, dat aangebracht is in het horizontale plaatdeel van het steunframe 23, waarbij een verbindings-staaf 30a de zich buiten het steunframe 23 van de glij-assen 29a en 29b uitstrekkende linker einden verbindt, en waarbij een verbindingsstaaf 30b de zich buiten het steunframe 23 van de glij-assen 29a en 29b uitstrekkende rechter einden verbindt, en waarbij een paar nekken 31a en 31b met elk een nokvlak, dat zich in toenemende mate benedenwaarts naar rechts uitstrekt, verbonden is met delen van de glij-assen 29a en 29b, die overeenkomen met de uitsparingen 23h en 23i, en waarbij een paar nokvolgers 32a en 32b, die desbetreffend van rollagers zijn voorzien, waarvan de buitenkooien in contact zijn met de nokvlakken van de nokken 31a en 31b, bevestigd zijn aan het bovenste vasthoudorgaan 25, en waar bij een paar drukveren 34a en 34b de verbindingsstaaf 30a verbindt met een steun 33, die bevestigd is aan het bovenvlak van de glijplaat 30a, en waarbij een op de verbindings-stang 30a aangebracht uitsteeksel 35a en een op de steun 33 aangebrachte aanslag 35b, die van een instelbare uitsteking voorzien is, elkaar kunnen raken. Beweging van de glijplaat 15a doet de glij-assen 29a en 29b de bovenste en de onderste vasthouder 25 en 26 als een eenheid verplaatsen.

Een op de onderzijde van de geleider 14 van het een variabel diafragma vormende mechanisme 12 geplaatst steunorgaan 36 strekt zich tot in een bladsteun uit. Het centrum van de steun 36 houdt de tweede beeldvormingslens LI2 vast. De positie van de tweede beeldvormingslens LI2 is zodanig gekozen, dat het beeldpunt Oil, waarop het eerste patroonbeeld II van het cirkelvormige patroon van het artikel 11, welk beeld door de tweede beeldvormingslens LI2 gevormd wordt, samenvalt met een positie, waarop de twee paren bladen 16a, 16b, 19a en 19b samen een vierkant patroon vormen.

Een patroonbesturingsinrichting 37 bestuurt de aandrijfmotor 20 van het een variabel diafragma vormende mechanisme 12.

De patroonbesturingsinrichting 37 omvat: een microcomputer 38, die omvat: tenminste een ingangs/ uitgangstussenschakeling 38a, een processor 38b, en een geheugen 38c; een motoraandrijfschakeling 39 en een patroon-keuzeingangseenheid 40, die een projectievergroting van een te projecteren patroon in de microcomputer 38 voert.

Wanneer de patroonkeuze-ingangseenheid 40 projec-ticvergrotingsbepalende informarie invoert, refereert processor 38 van de microcomputer in responsie op de ingevoerde projectievérgrotingsbepalingsinformatie aan een opgeslagen tabel, die van te voren in het geheugen 38c is opgeslagen, berekent een doelverplaatsing van de eenheid van de tweede belichtingslens LL2 en een eerste beeldvormingslens Lil, die overeenkomt met de projectievergroting, en produceert een verplaatsingsinstructie aan de motoraandrijfschakeling 39 in responsie op een verschil tussen de doelverplaatsing en de huidige positie van de eenheid van de lenzen LL2 en Lil om de aandrijfmotor 20 zodanig te besturen, dat deze de projectievergroting bepaalt.

Wanneer naar fig. 1 wordt teruggekeerd, heeft de bodem tegenover het te belichten materiaal 2 van een vaste holle cilinder 41, die een reductielens LR vasthoudt, een opening 42, die licht en vier luchttoevoerspuitmonden 43 doorlaat, die langs de omtrek aangebracht zijn op gelijke intervallen rondom de opening 42. Elk van de spuitmonden 43 staat in verbinding met de gemeenschappelijke luchttoevoer-bron 44 via een smoorklep 45 en tevens met een ingangsaan-sluiting van een gemeenschappelijke verschildruktransducent 46. De andere ingangsopening van de verschildruktransducent 46 is in verbinding met de luchttoevoerbron 44 via een smoorklep 47 en tevens met de omgeving. De spuitmonden 34, luchttoevoerbron 44, smoorkleppen 45 en 47 en verschildruktransducent 46 vormen samen een luchtmicrometer 48.

Bij een trap of een instelbesturingsinrichting 50 voor een brandpunt wordt een detectiesignaal van de verschildruktransducent 46 geproduceerd. De besturingsinrich-ting 50 voor de instelling van het brandpunt vergelijkt het detectiesignaal van de verschiltransducent 46 met een streefwaarde, die voorafbepaald is door een streefwaarde-· bepalingsorgaan 50a, en levert een afwijkingssignaal, dat een verschilwaarde vormt van de vergelijking met een aandrijf schakeling 50b, die van een versterker enz. is voorzien. De aandrijfschakeling 50b produceert een aandrijfuit-gangssignaal, dat een bedieningsorgaan, bijvoorbeeld een motor van een lineair aandrijfmechanisme le voor de XYZ tafel 1 het lineaire aandrijfmechanisme le de afstand tussen de spuitmonden 43 en het te belichten materiaal 2 in doet stellen op een juiste waarde.

De beweging in de X-, Y- en Z-richting van de in de X—, Y— en Z—richting beweegbare tafel 1 worden bestuurd door gemeten waarde terugkoppelsignalen van een detector 52 in een opeenvolgende stap- en herhaalwijze, zodat een (niet-getoond) aanvangsmarkering, die op het belichte materiaal 2 optisch wordt gelezen, een besturingsbasis bepaald wordt op basis van het uitgelezen basismarkering en een detector 52, bijvoorbeeld een laserlengtemeetinrichting, die absolute afstanden langs de X- en Y-assen bepaalt in responsie op een belichtingscyclus van het geproduceerde patroon, en aldus de terugkoppelsignalen van de gemeten waarden levert.

Hierna zal de werking van de hierboven beschreven uitvoeringsvorm worden beschreven.

Zoals in fig. 4 getoond is, wordt belichtingslicht van het uitgaande einde van de collimator 5b van de lichtbron 5 gereflecteerd door de reflector 7 en wel naar de eerste belichtingslens LL1. De eerste belichtingslens LL1 produceert het eerste verlichtende beeld il op een beeldpunt 0L1 daarvan. De tweede belichtingslens LL2 produceert het tweede belichtingsbeeld i2 van het eerste belichtingsbeeld il binnen de beeldruimte van het brandpunt F'L2 buiten het brandpunt FI1 van de eerste beeldvormingslens Lil om het eerste belichtingsbeeld il als een virtueel beeld te nemen. De eerste beeldvormingslens LH produceert het derde verlichtende beeld i3, dat even groot is als het eerste verlichtende beeld il van het tweede verlichtende beeld i2 en wel op en positie, die samenvalt met die van het eerste verlichtende beeld il. De tweede beeldvormingslens LI2 produceert uit het derde verlichtende beeld i3 het vierde verlichtende beeld i4 bij de ingangspositie van de reductie-lens LR.

Zoals in fig. 5 is getoond, produceert daarentegen de eerste beeldvormingslens Lil het eerste patroonbeeld II op het beeldpunt 0Ί1 daarvan van een cirkelvormig patroon van het artikel 11, dat binnen de beeldruimte van het brandpunt F'L2 van het tweede beeldbelichtingslens LL2 wordt getoond. De tweede beelvormingslens LI2 produceert een tweede patroonbeeld I2 van het eerste patroonbeeld I1 op het beeldpunt 0'12 van de reductielens LR binnen de toelaatbare scherp-tedieptegebied van de reductielens LR. De reductielens LR reduceert het tweede patroonbeeld I2 om dit te werpen op het op de XYZ-tafel 1 geplaatste te belichten materiaal 2. Aangezien aldus het cirkelvormige patroon van het artikel 11 wordt afgebeeld op het beeldpunt 0'12 van de tweede beeldvormingslens Li2, dat binnen het toelaatbaar scherptedieptege-bied valt van de reductielens LR, wordt het artikel 11 op een equivalente wijze gepositioneerd op het beeldpunt 0'12, zodat de lenzen Ll1, Ll2, Ln en Li2 samen een enkele condensorlens schijnen te vormen.

Volgens deze inrichting wordt door het gemeenschappelijk bewegen van de tweede belichtingslens L[2 en de eerste beeldvormingslens LJ2 ten opzichte van het artikel 11 d.m.v. de patroonbesturingsinrichting 15 de vergroting van het op het beeldpunt 0' I2 van de tweede beeldvormingslens LJ2 gevormde patroonbeeld verandert, zodat de openingsverhou-dings van het belichtingsbeeld van de lichtbron 5, dat op de entree van de reductielens LR kan vallen binnen een toelaatbaar gebied ligt.

Hierna zal het principe worden beschreven, dat de afstand van de eenheid van de tweede beeldvormingslens Ll2 en de eerste beeldvormingslens Lf1 van het artikel 11 de vergroting van het tweede patroonbeeld I1 verandert.

Aanvankelijk is de onderhavige uitvinding gerela-' teerd aan de verhouding tussen een verplaatsing Δ van een objectpunt 0 van de enkele lens en een verplaatsing Λ van een desbetreffend beeldpunt 0' van de enkele lens.

Zoals in fig. 6 is weergegeven waarbij de brandpuntsafstand van de objectruimte van de dunne lens met f is aangegeven, en de brandpuntsafstand van de beeldruimte met f' is aangegeven, een afstand van het basispunt H van de dunne lens met het objectpunt A met S wordt aangegeven, een afstand van het basispunt H tot het beeldpunt 0' met S' is aangegeven, en de grootte van een bij het objectpunt O gepositioneerd object met A is aangeduid, de grootte van een desbetreffend beeld, dat op het beeldpunt 0’ wordt geproduceerd, met B wordt aangegeven, en de vergroting door m wordt weergegeven, ontstaat de volgende vergelijking.

1/S' = 1/S + 1/f' .... (1)

De vergroting m wordt uitgedrukt door de volgende vergelijking: m = S'/S = B/A .... (2)

Aldus worden de afstanden S en S' uit de vergelijkingen 1 en 2 als volgt uitgedrukt: S = f'[1/m - 1] · · · · (3) S' = f'[1 - m] .... (4)

De verhouding tussen de verplaatsing ^ van het objectpunt 0 en de verplaatsing Δ* van het beeldpunt Δ wordt uit vergelijking (1) als volgt uitgedrukt:

•-----(5) .

In dit geval wordt een mate van verandering K van een na-verplaatsingsvergroting m* naar een voorverplaat-singsvergroting m als volgt uitgedrukt:

•-----(7)

Door het substitueren van de vergelijkingen (1), (3) en (5) voor m* en m van vergelijking (7) en door dan de resulterende vergelijking uit te werken, ontstaat de volgende vergelijking:

-----(8)

De beeldpuntverplaatsing

wordt als volgt uitgedrukt:

-----(9)

Op desbetreffende wijze wordt de mate van verandering K uitgedrukt aan de hand van de objectverplaatsing Δ, en wel als volgt:

-----(10) .

De objectverplaatsing A wordt als volgt uitgedrukt:

-----(11)

Het aftrekken van de vergelijking (11) uit de vergelijking (9) levert de volgende vergelijking:

-----(12) .

Als gevolg daarvan is de verhouding tussen de beeldpuntverplaatsing

en de objectpuntverplaatsing

als volgt uitgedrukt:

-----(13).

Wanneer dan ook de eerste beeldvormingslens Ln over een afstand

wordt verplaatst, zodat het cirkelvormige patroon van het artikel 11 wordt afgebeeld op het beeldpunt 0' I2 van de tweede beeldvormingslens LI2, zoals in fig. 5 getoond is, is de verhouding tussen de verplaatsing

van de eerste beeldvormingslens Ln en de verplaatsing

van het beeldpunt 0'12 van de tweede beeldvormingslens LI2 equivalent, gerefereerd aan de eerste beeldvormingslens Ln met de verhouding tussen een verplaatsing

waarover het artikel 11 wordt verplaatst in een richting, die tegengesteld is aan de verplaatsing van de eerste beeldvormerlens Ln en de verplaatsing

van het beeldpunt 0'[2 van de tweede beeldvormerlens LI2, de verplaatsing van het eerste patroonbeeld Iv die veroorzaakt wordt door de eerste beeldvormerlens Ln, en die wordt uitgedrukt door de uitdrukking

Wanneer een voor-verplaatsingvergroting gerepresenteerd wordt door m^, en achter-verplaatsingsvergroting wordt uitgedrukt door en de mate van verandering in vergroting weergegeven wordt door Kn (=111^/^11) > wordt van vergelijking (12) de volgende vergelijking afgeleid;

-----(14).

Een beeldpuntverplaatsiug

van de tweede beeld- vormingslens li2 wordt uitgedrukt wanneer een voorverplaat-singsvergroting wordt weergegeven door ml2, en na-verplaat-singsvergroting wordt uitgedrukt door mI2*, en de mate van verandering van vergroting wordt weergegeven door

Kl2 (=m12*/ml2) , zodat de volgende vergelijking van vergelijking (13) wordt afgeleid:

—---(15).

Wanneer daarentegen de verplaatsing

van het objectpunt van de eerste beeldvormingslens Ln uitgedrukt wordt van de vergelijking (11), ontstaat de volgende vergelijking:

—---(16) .

Een beeldpuntverplaatsing (

) van de tweede beeld vormingslens Li2 wordt tevens als volgt uit vergelijking (11) uitgedrukt:

------(17) .

De mate van verandering van vergroting Kn wordt uitgaande van vergelijking (10) als volgt uitgedrukt:

-----(18) -

De mate van verandering van de vergroting Kn wordt eveneens uitgaande van de vergelijking (10) als volgt uitgedrukt:

-----(19) .

Wanneer de eerste beeldvormingslens Ln verplaatst wordt over de afstand wordt de totale vergroting Kj, die op het beeldpunt 0'12 van de tweede beeldvormingslens L,2 verkregen, als volgt uitgedrukt:

-----(20) .

Het transformeren van vergelijking (20) levert de verplaatsing

van de eerste beeldvormingslens Ln, die als volgt wordt uitgedrukt:

-----(21) .

Wanneer bijvoorbeeld de toelaatbare scherptediepte van de objectruimte van de reductielens LR bijvoorbeeld 0,4 mm bedraagt, en de afmetingen van de desbetreffende lenzen zijn als volgt: van de eerste belichtingslens Ll1 bedraagt de brandpuntsafstand fL1 394,40 mm, de effectieve diameter 79 mm, het F-getal 4,99, afstand tussen het hoofdvlak naar het objectpunt SL1 -1095,56 mm, afstand van het hoofdvlak naar beeldpunt S'L1 290 mm, en vergroting mL1 = -1/3,7778; van de tweede belichtingslens Ll2 brandpuntsafstand Fl2 = 76,77mm, effectieve diameter 25 mm, F-getal 3,07, afstand van hoofdvlak tot beeldpunt Sl2 = -256,04 mm, afstand van hoofdvlak naar beeldpunt S'L2 = 59,06 mm, en vergroting ml2 = 1/4,3353; van de eerste afbeeldingslens L^, brandpuntsafstand f^ — 30mm, effectieve diameter = 17 mm, F-getal = 1,76, afstand van hoofdvlak naar beeldpunt Sn = -36,92 mm, afstand van hoofdvlak tot beeldpunt S'I1 = 160,06 mm, en vergroting mI2 = -4,3353 (Sn = -60mm, S'n = 60r»m, en vergroting mn = -i voor een patroonbeeld); van de tweede beeldvormingslens (Li2, brandpuntsafstand f12 = 81 mm, effectieve diameter = 32 mm, F-getal = 2,53, afstand van hoofdvlak tot beeldpunt S12 = -102,44 mm, afstand van hoofdvlak tot beeldpunt S'I2 = 387 mm, vergroting mI2 = -3,7778 (S12 = -202,5 mm, S'I2 = 135 mm, en vergroting mI2 = -1/1,05 voor een patroonbeeld), waarbij de verplaatsing

van de eerste afbeeldingslens geproduceerd wordt door de vergelijking (21), wanneer een gewenste hoofdzakelijke vergroting K, gegeven is. Wanneer in dit geval de vergroting

van het beeldpunt 0'.,2 van de tweede

beeldvormingslens LI2 valt binnen het toelaatbare scherpte-dieptegebied van 0,4 mm, kan een goed, vrij van onscherpten zijnd beeld op de reductielens LR vallen.

De volgende Tabel I toont de verplaatsing de mate van verandering en de vergroting en de beeldpuntver-plaatsing

van de eerste beeldvormingslens Ln, en de mate van verandering in de vergroting KI2, en beeldpunt-verplaatsing

van de tweede beeldvormingslens LI2, wanneer de algehele vergroting K, gegeven is:

Tabel 1

Zoals uit Tabel 1 blijkt, vergroot het verplaatsen van de eerste afbeeldingslens naar de linkerzijde toe vanaf een positie, die het tweede patroonbeeld van het cirkelvormige patroon van het artikel 11 op het beeldpunt 0· van de tweede beeldvormingslens L12 produceert met een gelijke vergroting, het tweede patroonbeeld I2, en daarentegen verkleint het verplaatsen van de eerste beeldvormingslens Ln naar de rechterzijde tce vanaf deze positie het tweede patroonbeeld l2. Wanneer dergelijke vergrotings- en verkleiningsgebieden gekozen worden binnen ±15%, zal de beeldpuntverplaatsing

dalen binnen het toelaatbare scherptedieptegebied (0,4 mm) van de reductielens Lr, zodat de brandpuntsafstand van de reductielens LR niet speciaal behoeft te worden aangepast. Zoals hierboven is beschreven, produceert het belichtingslicht van de liftbron 5 het eerste belichtingsbeeld I, op het beeldpunt 0'L1 buiten het beeld-' brandpunt F'n van de eerste beeldvormingslens Ln door middel van de eerste belichtingslens Ln, zoals in fig. 7 is getoond. Zoals in fig. 8 getoond is, produceert de tweede belichtingslens L,z het tweede belichtingsbeeld I2, dat een virtueel beeld vormt binnen de beeldruimte van het brandpunt FL2 van de tweede belichtingslens Ll2 buiten het brandpuntge-bied Fj| van de eerste beeldvormingslens Ln van het eerste belichtingsbeeld ir Zoals in fig. 4 getoond is, produceert de eerste afbeeldingslens Ln het derde belichtingsbeeld i3, dat even groot is als het eerste belichtingsbeeld i, bij het beeldpunt 0'u van de eerste belichtingslens. Ll1 van het tweede belichtingsbeeld i2. Zoals in fig. 4 getoond is, produceert de beeldvormingslens LI2 het vierde verlichtings-beeld i4 bij de entreepositie van de reductielens LR van het derde belichtingsbeeld i3.

In dit geval is het verplaatsen van de eenheid van de tweede belichtingslens Ll2 en de eerste afbeeldingslens Ln over de verplaatsing

zoals in fig. 9 getoond is, equiva lent aan een verplaatsing

van het virtuele objectpunt van het eerste belichtingsbeeld i,, zodat het beeldpunt 0'L2 van de tweede belichtingslens Ll2, waarop het verlichtingsbeeld i2 geproduceerd wordt, verplaatst wordt ten opzichte van de tweede belichtingslens Ll2 over de verplaatsing

Aldus wordt de verhouding van de objectpuntver-plaatsing

en de beeldpuntverplaatsing

uitgaande van de vergelijking (13) als volgt uitgedrukt:

-----(22)

Aangezien de mate van verandering van de vergroting KL2 uitgaande van de vergelijking (10) als volgt wordt uitgedrukt :

-----(23) , levert het substitueren van de vergelijking (23) voor KL2 van de vergelijking (22) de beeldpuntverplaatsing

die als volgt wordt uitgedrukt:

-----(24) .

Aangezien aldus het verplaatsen van het beeldpunt 0'L2, waarop het tweedebelichtingsbeeld i2 wordt geproduceerd over de verplaatsing

van de aanvangspositie van fig.

10(a) naar de positie van fig. 10(b), equivalent aan het verplaatsen van het objectpunt 0n van de eerste beeldvor-mingslens Ln over de verplaatsing

in de relatie tussen het tweede belichtingsbeeld i2 en de eerste beeldvor-mingslens Ln, waarbij de verhouding tussen de objectpunt-verplaatsing

en de beeldpuntverplaatsing

uitgaan de van vergelijking (13) als volgt wordt uitgedrukt:

-----(25) .

—---.(26) .

Het substitueren van vergelijking (26) voor Kn van de vergelijking (25) levert de beeldpuntverplaatsing

met de volgende vergelijking:

-----(27).

Aangezien de objectverplaatsing

gelijk is aan de beeldpuntverplaatsing

van de tweede belichtingslens

Ll2, levert het substitueren van de vergelijking (24) voor de objectpuntverplaatsing

de volgende vergelijking:

—---(28) .

Zoals in fig. 11 getoond wordt, verplaatst het verplaatsen van de eerste afbeeldingslens Ln over de verplaatsing het derde belichtingsbeeld i3, dat het beeldpunt O’j, wordt geproduceerd over een verplaatsing waarin de verplaatsing

afgetrokken wordt van de verplaatsing

De verplaatsingwordt dan ook uitgedrukt door de volgende vergelijking:

-----(29).

Het substitueren van de vergelijking (28) voor

van de vergelijking (29) en het dan uitwerken van de resulterende vergelijking (29) levert de volgende vergelijking.

-----(30) , waarin

en

In de vergelijking (30) zijn de voorwaarden, noodzakelijk voor het aan het elkaar gelijkstellen van de vergroting van het eerste belichtingsbeeld i1 en het derde belichtingsbeeld i3 en voor het produceren van het eerste en het derde belichtingsbeeld i1 en i3 dezelfde positie in een geïnverteerde verhouding onder elkaar als volgt:

-----(31)

-----(32) .

Het substitueren van de vergelijkingen (31) en (32) voor mn voor de vergelijking (30) en het dan uitwerken van de resulterende vergelijking (30) leveren de volgende vergelijking:

-----(33) .

Aangezien de tweede afbeeldingslens Li2 het vierde belichtingsbeeld i4 levert op de op de intredepositie van de reductielens LR vanaf het derde belichtingsbeeld i3, wordt de beeldpuntverplaatsing

van de tweede beeldvormingslens

Lj2 uitgaande van vergelijking (13) als volgt uitgedrukt:

-----(34) .

Aangezien in dit geval de mate van verandering van vergroting KI2 uitgaande van vergelijking (10) als volgt wordt uitgedrukt:

---(35) , levert het substitueren van de vergelijking (35) voor KI2 voor vergelijking (34) de beeldpuntverplaatsing

die als volgt wordt uitaedrukt:

-----(36) .

Door aldus vergelijking (33) voor

van de vergelijking (36) te substitueren en dan de resulterende vergelijking (36) uit te werken, wordt de verhouding verkregen tussen de beeldpuntverplaatsing

van het tweede beeld vormingslens LI2 en de verplaatsing L van de eenheid van de tweede beeldvormingslens LI2 en de eerste beeldvormingslens Ln, als volgt:

---—(37) .

De gehele vergroting KL van het vierde belichtings-beeld i4, dat geproduceerd wordt bij de intredepositie van de reductielens LR wordt als volgt uitgedrukt.

-----(38).

De objectpuntverplaatsing

die overeenkomt met de beeldpuntverplaatsing

wordt berekend uit de ver plaatsing

van de eenheid van de tweede beeldvormingslens Ll2 en de eerste beeldvormingslens Ln door de vergelijking (24). De beeldverplaatsing

wordt eveneens berekend uit de verplaatsing

door de vergelijking (33).

Wanneer aldus verplaatsing van het vierde

verlichtingsbeeld i4, waarin de objectruimte van de brandpuntsafstand f 2 van de tweede belichtingslens Ll2 gelijk is aan -76,77 mm, is de brandpuntsafstand van de objectruimte-van fn van de eerste beeldvormingslens Ln gelijk aan -30 mm, is de brandpuntsafstand van de objectruimte fI2 van de beeldvormerlens LI2 gelijk aan -81 mm, is de vergroting mL2 gelijk aan 1/4,3353, is de vergroting mn gelijk aan -4,3343 (omgedraaid beeld), en is de vergroting m12 gelijk aan -3,7778 in overeenstemming met de bovenbeschreven afmetingen, wanneer de toelaatbare intredepositiegebied van de reductie-lens Lr bijvoorbeeld 2 mm bedraagt, en kleiner is dan een toelaatbaar intredepositiegebied van 2 mm binnen een voorafbepaald gebied (bijvoorbeeld ± 0,02) t.o.v. de referentiewaarde van een openingsverhouding, die bepaald wordt als een verhouding tussen de diameter van een belichtingsbeeld en de diameter van de intreepositie, en die meestal gelijk aan 1 of kleiner wordt gekozen, waarbij het belichtingslicht van de lichtbron 5 effectief op de reductielens LR valt.

De volgende tabel 2 toont berekeningsresultaten van beeldpuntverplaatsingen

t.o.v. van de verplaatsingen

van de eenheid van de tweede belichtingslens Ll2 en eerste afbeeldingslens Ln en openingsverhoudingen σ van de diameter van de tweede beeldvormingslens van het vierde belichtingsbeeld I4, dat ontstaat wanneer het patroonbeeld I2 vergroot wordt en verkleind wordt met vergroting Kr

Tabel 2

Zoals uit tabel 2 blijkt wordt, wanneer de tweede patroonbeelden I2, voor in het cirkelvormige patroon van het artikel 11 vergroot wordt en verkleind wordt met gewenste vergrotingen, de verplaatsing

van het belichtingsbeeld I4 in essentie beperkt binnen het toelaatbare intredediafrag-mapositiegebied van 2 mm van de produktielens LR binnen het toelaatbare gebied van ± 0,02 van de openingsverhouding en behoeft de intredediafragmapositie van de reductielens LR niet speciaal worden ingesteld.

Door de verhoudingen tussen de vergrotingen K, van de patroonbeelden en de desbetreffende verplaatsingen

van de eenheid van de tweede belichtingslens Ll2 en de eerste afbeeldende lens Ln als opgeslagen tabel in het geheugen 38c van de patroonbesturingsinrichting 37 kan direct verplaatsingen berekenen, die overeenkomen met de vergrotingen Kj van de eenheid van de lenzen Ll2 en Ln wanneer de bewer-kingseenheid 38b vergrotingskeuze-informatie ontvangt. Deze berekening doet de aandrijfmotor 20 de vergroting van het patroonbeeld in aanpassen. Direct van deze vergrotingsin-stelling kan een eenvoudige verplaatsing van de eenheid van de tweede verlichtingslens Ll2 en eerste lens Ln met de voorafbepaalde daartussen aangebrachte vaste afstand het tweede patroonbeeld I2 beperken binnen de toelaatbare objectruimtescherptediepte van de reductielens LR en wordt het vierde belichtingsbeeld i4 beperkt binnen de toelaatbare intredediafragmapositiegebied van de reductielens LR binnen een toelaatbare openingsverhoudingsgebied, zodat een vaste afstand tussen de tweede beeldvormerlens L,2 en de reductielens Lr niet gecorrigeerd behoeft te worden.

Dus zelfs na een voltooiing van de instelling van het optische systeem 4 wordt een instelling van het brandpunt tussen de reductielens LR en het belichte materiaal 2 uitgevoerd. Door het bewegen van de XYZ-tafel 1 langs de optische as wordt deze instelling van het brandpunt verkregen. Aangezien een afstand k tussen het optische centrum van de reductielens LR en de onderzijde van een vaste holle cilinder 41 vast is, wordt een streefwaarde, waarin de waarde van de afstand k afgetrokken wordt van een streef waarde b aanvankelijk ingesteld door middel van een streef-waarde-instelorgaan 50a. In deze toestand levert de lucht-toevoerbron 44 lucht onder druk toe via de smoorklep 45 aan de spuitmonden 43 om de luchtmicrometer 48 en de besturings-inrichting 50 voor het instellen van het brandpunt in hun werkpositie te plaatsen.

Wanneer de besturingsii.richting 50 voor het instellen van het brandpunt in zijn werkzame positie is, wordt het afwijkingssignaal van het verschil tussen de vooraf ingestelde streefwaarde van het streefwaarde-instelorgaan 50a en het verschildrukdetectiesignaal van de verschildruk-transducent 46 aan de aandrijfschakeling 50b toegevoerd. De aandrijfschakeling 50b produceert een aandrijfsignaal aan het lineaire aandrijfmechanisme le om de XYZ-tafel verticaal of langs de Z-as te doen bewegen, zodat het afwijkingssignaal gelijk wordt aan 0. Aldus wordt de instelling van het brandpunt tussen de reductielens en het te belichten materiaal 2 voltooid.

Nadat de instelling van het brandpunt voltooid is, wordt de XYZ-tafel 1 ongeveer langs de X- en de Y-assen bewogen om het te belichten materiaal 2 te brengen op een voorafbepaalde patroonbelichtingspositie. Dan wordt een juist deel van het te belichten materiaal 2 belicht met het geprojecteerde patroon. Dan wordt de XYZ-tafel 1 opnieuw langs de X- en Y-assen bewogen om het te belichten materiaal 2 naar een volgende patroonbelichtingspositie te bewegen. Op deze wijze wordt de stap-en-herhaal handeling van het belichten van het te belichten materiaal 2 volgens het geprojecteerde patroon herhaald om de belichtingen op alle belicht ingspos it ies van het te belichten materiaal 2 te voltooien. Het belichte materiaal 2, dat belicht is wordt van de XYZ-tafel 1 afgenomen. Vervolgens wordt een volgende laag te belichten materiaal 2 op de XYZ-tafel 1 geplaatste en wordt dan onderworpen aan dezelfde behandeling zoals hierboven is beschreven.

Wanneer de afmetingen van het geprojecteerde patroon, dat het belichte materiaal 2 belicht, moet worden veranderd, wordt een gewenste vergroting K, aan het patroon-ingangskeuzeorgaan 40 van de patroonbesturingsinrichting 37 toegevoerd om de aandrijfmotor 20 de eenheid van de tweede belichtingslens Ll2 een eerste beeldvormingslens Ln te verplaatsen over een verplaatsing

volgens de vergroting Kj om de vergroting van het tweede patroonbeeld I2 in te stellen. Wanneer daarentegen een gewenst meerhoekig patroon, bijvoorbeeld een rechthoekig patroon van voorafbepaalde afmetingen op het belichte materiaal 2 wordt geprojecteerd, wordt het steunframe 23 verwijderd, en kunnen de vier bladen 16a,16b,19a,19b worden verondersteld samen het gewenste meerhoekige patroon te leveren en dit slechts door middel van de reductielens LR op het te belichten materiaal te proj ecteren.

Volgens de hierboven in detail beschreven uitvoeringsvorm kan het als een eenheid verplaatsen van de tweede belichtingslens Ll2 en de eerste beeldvormingslens Ln, die het artikel 11 insluiten staploos de vergroting veranderen van het tweede patroonbeeld L2, dat geproduceerd wordt op het beeldpunt 0'L2 van de tweede beeldvormingslens LI2 zodat de verplaatsing

van het tweede patroonbeeld I2 beperkt wordt binnen het toelaatbare scherptedieptegebied van de objectruimte van de reductielens LR, en wordt de verplaatsing

van het vierde verlichtingsbeeld I4, dat geproduceerd wordt op de intredediafragmapositie van de reductielens LR beperkt binnen de toelaatbare intredediafragmapositiegebied van de reductielens LR binnen de voorafbepaalde toelaatbare openingsverhouding. Aldus wordt het patroonbeeld op effectieve wijze geprojecteerd, en wordt een onregelmatigheid van belichting in het geprojecteerde patroon, dat het te belichten materiaal 2 belicht, geëlimineerd om een hoge resolutie te verkrijgen, en behoeft de afstand tussen de tweede beeldvormingslens Ln en de reductielens LR niet te worden gecorrigeerd.

Volgens de eerste uitvoeringsvorm worden beide lenzen Ll1, Ll2, Lm en L]2 gevormd met een enkele lens. Als alternatief kunnen echter een aantal lenzen samen elk van de lenzen Ll1, Ll2, Ln, en LI2 vormen.

Volgens de eerste uitvoeringsvorm wordt het deel van de eenheid van de tweede belichtingslens Ll2 en de eerste beeldvormingslens bewogen. Een bewegingswijze is echter niet beperkt tot deze beweging, maar in plaats daarvan kan het deel van het artikel 11 worden bewogen.

Volgens de eerste uitvoeringsvorm vormt het cirkelvormige patroon van het artikel 11 de patroonbron. De vorm van de patroonbron is echter niet beperkt tot het cirkelvormige patroon, maar een aantal artikelen 11 met patronen, met verschillende vormen kunnen gerangschikt zijn op de omtrek van een cirkel op een schijf, die geroteerd wordt, om een gewenst patroon te positioneren op de optische as 6, of aan een willekeurige patroonbron, bijvoorbeeld een ander masker worden toegepast.

Volgens de eerste uitvoeringsvorm worden de paren van de nokken 31a en 31b en nokvolgers 32a,32b toegepast voor het verticale aandrijfmechanisme 28 om de eenheid van de tweede belichtingslens Ll2 in de eerste beeldvormingslens L te bewegen. Het verticale aandrijfmechanisme 28 is echter niet beperkt tot de paren van de nokken en nokvolgers, maar een aandrijfmechanisme, bijvoorbeeld een spil-schroefmecha-nisme kan de glijassen 24a en 24b lineair aandrijven. Volgens de eerste uitvoeringsvorm is de onderhavige uitvinding voorzien van een verkleinende projectie-richtinrichting. De onderhavige uitvinding is hiertoe echter niet beperkt, maar is eveneens toepasbaar op een patroonschijfinrichting, die een patroon van een patroonbron schrijft, zoals een patroon-generator en wel op een te belichten materiaal door middel van een optische lenseenheid of een andere optische beeld-vormings inrichting.

Claims

1. Werkwijze voor het vormen van optische beelden, waarin van een lichtbron afkomstig belichtingslicht overgedragen wordt naar een te belichten materiaal door middel van een optisch stelsel, dat ten minste omvat: een patroonbron met een te projecteren patroon en een tegenover het te belichten materiaal geplaatste projectielens om het geprojecteerde patroon op het te belichten materiaal te werpen, waarbij het optische lenzenstelsel voorzien is van een inrichting, waar eerst een eerste belichtingslens, een tweede belichtingslens, de patroonbron, een eerste beeldvor-mingslens en een tweede beeldvormingslens in deze volgorde zijn aangebracht op een optische as, die zich van de lichtbron naar de projectielens uitstrekt, waarbij de eerste belichtingslens een eerste belichtingsbeeld vormt buiten de beeldruimte van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens; de tweede belichtingslens van het eerste belichtingsbeeld een tweede belichtingsbeeld vormt buiten de beeldruimte van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens, waarbij de eerste beeldvormingslens een derde belichtingsbeeld vormt van het eerste belichtingsbeeld met dezelfde vergroting als het tweede belichtingsbeeld op het eerste belichtingsbeeld de beeldruimte van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens, en die het eerste patroonbronbeeld vormt van de patroonbron, waarbij een tweede beeldvormingslens een vierde belichtingsbeeld vormt uit het derde belichtingsbeeld op een toelaatbare intredediafragmapositie van de projectielens, en een tweede patroonbronbeeld vormt van het eerste patroonbronbeeld binnen een toelaatbare objectscherptediep-tegebied van de projectielens, en waarbij een paar van de tweede belichtingslens en eerste beeldvormingslens en de patroonbron t.o.v. elkaar verplaatst worden, zodat een afstand tussen de eerste belichtingslens en eerste beeldvormingslens vast is, en een vergroting van het tweede patroonbronbeeld naar keuze kan worden ingesteld, zodat het tweede patroonbeeld binnen de binnen het toelaatbare objectscherp- tedieptegebied van de projectielens valt, en het vierde belichtingsbeeld op de intreediafragmapositie of binnen een toelaatbaar intreediafragmagebied van de projectielens.

2. Optisch beeldvormende inrichting, waarbij van een lichtbron afkomstig belichtingslicht overgedragen wordt naar een te belichten materiaal door middel van een optisch stelsel, dat ten minste omvat: een patroonbron met een geprojecteerd patroon en een tegenover het te belichten materiaal gelegen projectielens om het geprojecteerde patroon op het te belichten materiaal te werpen, waarbij het optische stelsel omvat: een eerste belichtingslens, die van de lichtbron een eerste belichtingsbeeld vormt buiten de beeldruimte van het brandpunt van de eerste belichtingslens; een tweede belichtingslens, die een tweede belichtingsbeeld vormt binnen de beeldruimte van het brandpunt van het tweede belichtingsbeeld van het eerste belichtingsbeeld, dat door de eerste belichtingslens gevormd wordt, zodat het eerste belichtingsbeeld beschouwd wordt als een virtueel beeld, en de eerste afbeeldingslens, die een eerste patroonbeeld vormt van een geprojecteerd patroon van een patroonbron, die aangebracht is binnen de beeldruimte van een brandpunt van de tweede verlichtingslens buiten het beeldgebied van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens, en die een derde verlichtingsbeeld vormt van het tweede verlichtingsbeeld met dezelfde vergrotingsfactor als het eerste belichtingsbeeld op het eerste belichtingsbeeld; en een tweede beeldvormingslens, met het eerste patroonbeeld en een derde verlichtingsbeeld, dat door de eerste beeldvormingslens geproduceerd wordt buiten het objectgebied van het brandpunt van de tweede beeldvormingslens, waarbij de tweede beeldvormingslens het eerste patroonbeeld vormt binnen een toelaatbaar objectscherptedieptegebied van de projectielens, en die een vierde verlichtingsbeeld vormt van het derde verlichtingsbeeld op een toelaatbare intredediafragmapositie van de projectielens, waarbij de eerste belichtingslens, de tweede belichtingslens, en de derde beeldvormingslens achtereen volgens op een optische as zijn aangebracht, waarbij een paar van de eerste belichtingslens en eerste beeldvormings-lens en de patroonbron beweegbaar zijn t.o.v. elkaar, zodat een afstand tussen de tweede belichtingslens en de eerste beeldvormingslens vast is.

3. Optische beeldvormende inrichting volgens conclusie 2, waarbij de afstand tussen de tweede belichtingslens en de eerste beeldvormingslens kleiner is dan het totaal van de brandpuntsafstanden van de tweede belichtingslens en eerste beeldvormingslens, zodat de patroonbron en de tweede belichtingsbeeld binnen de beeldruimte zijn van de brandpuntsafstand van de tweede belichtingslens, en buiten het objectgebied gelegen zijn van het brandpunt van de eerste beeldvormingslens.