SU418996A1

SU418996A1 - MULTIPOSICAL PHOTO STAMP

Info

Publication number: SU418996A1
Application number: SU1702128A
Authority: SU
Original assignee: В. В. Ключников
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1971-10-04
Publication date: 1974-03-05

Description

1one

Изобретение относитс к приборостроению и может использоватьс при мультиплицировании изображени с большой точностью, например при серийном производстве интегральных схем.The invention relates to instrument making and can be used in image multiplication with great accuracy, for example, in the batch production of integrated circuits.

Известен фотоштамп, состо ший из основани , двухкоординатного столика, выполненного в виде вспомогательной и рабочей кареток, механизмов перемешени рабочей каретки, след шей системы дл устранени погрешности положени рабочей каретки с оптическим датчиком и механизмами микроперемешений.A photo stamp is known, consisting of a base, a two-coordinate table made in the form of an auxiliary and working carriage, mechanisms for mixing the working carriage, a trace of the system for eliminating the position of the working carriage with an optical sensor and microintermixing mechanisms.

Недостаток этого фотоштампа состоит в том, что он или не обладает достаточной точностью , или представл ет собой сложную конструкцию .The disadvantage of this photo-shaker is that it either does not have sufficient accuracy or is a complex structure.

Цель изобретени - упрошение конструкции и повышение воспроизводимости (0,1 - 0,2 мкм) положени мультиплицируемых кадров по двум координатам в горизонтальной плоскости при посто нстве высоты не грубее 1 мкм - достигаетс тем, что фотоштамп снабжен двум наборами концевых мер дл фиксации положени рабочей каретки по двум коордипатам и кинематически св занными с ними механизмами последовательной установки концевых мер, при этом концевые меры через промежуточные прижимы взаимодействуют с рабочей кареткой, установленной на основании и снабженной механизмами периодического отвода ее от концевых мер, а оптический датчик выполнен в виде эталонной решетки , установленной на рабочей каретке.The purpose of the invention is to simplify the design and increase the reproducibility (0.1 - 0.2 µm) of the position of the multiplied frames in two coordinates in the horizontal plane at a constant height of no less than 1 µm - this is achieved by having the photo-stamp equipped with two sets of end measures for fixing the position carriages on two coordinates and kinematically connected mechanisms of sequential installation of end measures, while the end measures, through intermediate clamps, interact with the working carriage mounted on the base and with loaded with mechanisms for periodically removing it from the terminal measures, and the optical sensor is made in the form of a reference grid installed on the working carriage.

На фиг. 1 изображен предлагаемый фотоштамп без проекционной системы, в плане; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed photo stamp without a projection system, in plan; in fig. 2 is a section along A-A in FIG. one.

Фотоштамп содержит двухкоординатный столик, выполненный в виде рабочей кареткиThe photo stamp contains a two-coordinate table, made in the form of a working carriage

1 и вспомогательной каретки 2, проекционную систему 3 и след шую систему, содержащую двухкоординатный микроскоп 4, св занный через электронные блоки 5 управлени с механизмами 6 микроперемещений - упорами.1 and an auxiliary carriage 2, a projection system 3 and a trace system containing a two-coordinate microscope 4 connected via electronic control units 5 to the microdisplacement mechanisms 6 — stops.

Особенностью двухкоординатного столика вл етс то, что в нем рабоча каретка 1 и вспомогательна каретка 2 установлены шариковыми опорами 7 на опорную плоскость 8 основани 9. Это позвол ет использовать высокоточные нанравл ющие дл ориентации стола по двум координатам в горизонтальной плоскости.A special feature of the two-coordinate table is that in it the working carriage 1 and the auxiliary carriage 2 are mounted with ball bearings 7 on the supporting plane 8 of the base 9. This allows the use of high-precision instruments to orient the table in two coordinates in the horizontal plane.

Прецизионные направл ющие 10 перемещени рабочей каретки по координате X выполнены на вспомогательной каретке, а прецизионные направл ющие И совместного перемещени кареток 1 и 2 по координате У - на основании 9. Силовое замыкание между направл ющими 10 и 11 и каретками 1 и 2 осуществл етс элементами 12-14.The precision guides 10 move the working carriage along the X coordinate on the auxiliary carriage, and the precision guides AND the joint movement of the carriages 1 and 2 along the Y coordinate are based on 9. Power closure between the guides 10 and 11 and the carriages 1 and 2 is performed by the elements 12-14.

Механизм 15 перемещени кареток 1 и 2 по оси У условно изображен в виде груза, механизм перемещени каретки 1 по оси X имеет аналогичную конструкцию.The mechanism 15 for moving the carriages 1 and 2 along the axis Y is conventionally depicted as a load, the mechanism for moving the carriage 1 along the axis X has a similar structure.

Особенностью фотощтампа вл етс наличие двух наборов концевых мер 16 и 17, фиксирующих через промежуточные прижимы 18 рабочую каретку в заданных дискретных положени х по двум координатам. Концевые меры каждого набора устанавливаютс в корпусах 19, кинематически св занных с щаговыми механизмами 20 дл последовательной установки концевых мер, управл емыми программными устройствами 21. Промежуточные пружины 18 св заны с механизмами периодического отвода рабочей каретки 1 от концевых мер 16, 17 (один из этих механизмов 22 условно изображен на фиг. 1 в виде блока ).A special feature of the photo shtamp is the presence of two sets of end gauges 16 and 17, fixing the working carriage in predetermined discrete positions in two coordinates through intermediate clamps 18. The end measures of each set are installed in housings 19, kinematically associated with the jaw mechanisms 20 for sequential installation of the end measures controlled by software devices 21. Intermediate springs 18 are connected with mechanisms for periodically discharging the working carriage 1 from the end measures 16, 17 (one of these mechanisms 22 conventionally depicted in Fig. 1 as a block).

В качестве оптического датчика след щей системы использована эталонна решетка 23, котора закреплена на рабочей каретке 1 в поле зрепи микроскопа 4; шаг рещетки 23 по обеим координатам соответствует наимепьщей разности длин концевых мер, используемых в соответствующем наборе. Изготавливаемые фотошаблоны 24, число которых определ етс числом каналов проекционной системы 3, устанавливаютс на рабочей каретке 1.A reference grating 23 was used as the optical sensor of the tracking system, which is fixed to the working carriage 1 in the field of the microscope 4; the spacing of the lattice 23 in both coordinates corresponds to the smallest difference in the lengths of the terminal measures used in the corresponding set. Manufactured photo masks 24, the number of which is determined by the number of channels of the projection system 3, are mounted on the working carriage 1.

Работа фотощтампа но мультиплицированию изображений негативов, установленных в проекционной системе 3, заключаетс в перемещении рабочей каретки с определенным щагом из нулевого ноложени (верхний левый угол, фиг. 1) по ос м X и Y. При этом экспонирование кадра выполн етс с помощью фотозатвора, установленного в проекционной головке, при фиксированном положении столика.The operation of the photostamp in multiplying the images of the negatives installed in the projection system 3 consists in moving the working carriage with a certain pin from the zero position (upper left corner, Fig. 1) along the axes X and Y. In this case, the frame is exposed to a photo gate, installed in the projection head, with a fixed position of the table.

Перемещение столика производитс в такой последовательности. Механизм 22 отвода кареток через промежуточный прижим 18 отводит каретки 1 и 2 назад по оси У на небольшую величину. При отведенных каретках программпое устройство 21 выдает команду на шаговый механизм 20, который устанавливает в рабочее положение следующую концевую меру 16. После этого механизм 22 отвода кареток автоматически отключаетс , и механизм 15 перемещает каретки 1 и 2 до момента , когда промежуточпый прижим 18 подходит к установленной концевой мере. , Благодар тому, что в используемом двухкоординатном столике рабоча каретка 1 установлена на основание, а вспомогательна каретка 2 не вл етс несущей, достигаетс значительное повыщение стабильности положени фотошаблонов 24 по высоте в процессе перемещени кареток 1 и 2, т. е. высокое качество фотощаблонов обеспечиваетс без применени дополнительных систем корректировки положени по высоте. Одновременно по вл етс возможность использовани шариковых направл ющих , что в сочетании с уменьшением массы птолика обеспечивает легкость хода кареток.The table is moved in this sequence. The mechanism 22 of the withdrawal of the carriage through the intermediate clamp 18 pulls the carriage 1 and 2 back along the axis Y by a small amount. When the carriages are retracted, the program device 21 issues a command to the stepping mechanism 20, which sets the following end measure 16 in working position. After that, the carriage retraction mechanism 22 is automatically turned off, and the mechanism 15 moves the carriages 1 and 2 until the intermediate presser 18 comes to the set terminal measure. Due to the fact that in the two-coordinate table used, the working carriage 1 is mounted on the base, and the auxiliary carriage 2 is not a carrier, a considerable increase in the stability of the position of the photomasks 24 in height is achieved in the process of moving the carriages 1 and 2, i.e. without the use of additional height adjustment systems. At the same time, it becomes possible to use ball guides, which, in combination with a reduction in the mass of the ptolik, provides ease of movement of the carriages.

Это способствует повыщению надежности работы и воспроизводимости положени рабочей каретки 1 при ее установке на концевые меры .This contributes to an increase in the reliability of work and reproducibility of the position of the working carriage 1 when it is installed on the end measures.

При наличии остаточной погрешности положени рабочей каретки при установке ее на концевую меру 16, соответствующий штрих на эталонной решетке 23 будет смещен с оптической осп фотоэлектрического микроскопа 4,If there is a residual error in the position of the working carriage when installed on the end measure 16, the corresponding stroke on the reference grid 23 will be shifted from the optical pox of the photoelectric microscope 4,

который выдает соответствующий сигнал рассогласовани в электронный блок 5 управлени . Блок управлени выдает команду на механизм 6 микроперемещений, настраивающий положение концевой меры 16 до получени нулевого сигнала рассогласовани . Благодар использованию набора концевых мер, диапазон работы механизма микроперемеодений не превыщает 1 мкм, что позвол ет обеспечить точность отслеживани 0,1 -which generates a corresponding error signal to the electronic control unit 5. The control unit issues a command to the micro-displacement mechanism 6, which adjusts the position of the end measure 16 until a zero error signal is obtained. Due to the use of a set of end measures, the range of operation of the mechanism of micro-variations does not exceed 1 µm, which allows to ensure tracking accuracy 0.1 -

0,2 мкм.0.2 microns.

Так как оптическа ось фотоэлектрического микроскопа 4 совмепюна с осью проекционной системЕэ 3, на опшбку положени фотошаблонов практически не вли ет разворотSince the optical axis of the photoelectric microscope 4 is combined with the axis of the projection system Ee 3, the rotation of the photomasks is almost not affected by the position of the photomask.

столика вокруг вертикальной оси, что дополнительно повышает воспроизводимость положени кадров.table around the vertical axis, which additionally increases the reproducibility of the position of frames.

При точно установленной рабочей каретке производитс экспонирование, после чегоWith a precisely set working carriage, exposure is performed, after which

цикл работы фотоштампа повтор етс вдоль всей строки по координате У. После этого каретки 1 и 2 столика возвращаютс в первоначальное положение. Аналогично рабоча каретка перемещаетс на один щаг по коордипате X и далее - по координате Y. После экспопировани последнего кадра по обеим координатам каретки столика возвращаютс в нулевое положение. Использование наборов сменных концевыхThe photo-shaking cycle is repeated along the entire line along the Y coordinate. After this, the carriages 1 and 2 of the table return to their original position. Similarly, the working carriage moves by one turn along the X coordinate and then along the Y coordinate. After the last frame is exposed in both coordinates, the table carriages return to the zero position. Use of replaceable end sets

мер в сочетании с программным устройством позвол ет осуществл ть различные режимы автоматического перемещени рабочей каретки (через 1, 2, 3 мм и т. д.), быстрое перемещение каретки на 20-30 мм при сохраненииmeasures in combination with a software device allows various modes of automatic movement of the working carriage (after 1, 2, 3 mm, etc.), fast movement of the carriage by 20-30 mm while maintaining

посто нной высокой воспроизводимости ее положени , которое каждый раз определ етс одной парой концевых мер.the constant high reproducibility of its position, which each time is determined by one pair of terminal measures.

Предмет изобретени Subject invention

Многопозиционный фотоштамп, например дл изготовлени интегральных схем, состо щий из основани , двухкоординатного столика,Multi-position photo stamp, e.g. for the manufacture of integrated circuits, consisting of a base, a two-coordinate table,

выполненного в виде вспомогательной и рабочей кареток, механизмов перемещени рабочей каретки, след щей системы дл устранени погрешности положени рабочей каретки с оптическим датчиком и механизмами микроперемещений , отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции и повышени воспроизводимости положени кадров фотошаблонов , он снабжен двум наборами концевых мер дл фиксации положени рабочейmade in the form of an auxiliary and working carriage, mechanisms for moving the working carriage, a tracking system for eliminating the error in the position of the working carriage with an optical sensor and microdisplacement mechanisms, characterized in that, in order to simplify the design and improve the reproducibility of the position of the frames of the photomasks, it is equipped with two sets of end measures to fix the position of the working

каретки по двум координатам и кинемэтическй св занными с ними механизмами последовательной установки концевых мер, причем концевые меры через промежуточные прижимы взаимодействуют с рабочей кареткой, установленной на основании и снабженной механизмами периодического отвода ее, а оптический датчик выполнен в виде эталонной решетки , установленной на рабочей каретке.two-coordinate carriages and kinematic-related mechanisms for sequential installation of end gauges, the terminal gauges interacting with the working carriage mounted on the base and equipped with periodic retraction mechanisms through intermediate clamps, and the optical sensor is made in the form of a reference grid installed on the working carriage .

ПP

/ .1 и / .1 and

V//AW- //A / . - о . / tizr; 11 -ГП -d-Т-:±.-ч / V // AW- // A /. - about . / tizr; 11 -GP -d-T-: ±.-H /

- -7-Чт - -7-Thu

, L..-;-:.,, L ..-; -:.,

LJ- ттш Lj-ttsh

LiJ--tZiiii ii{iliti: -i-J i-lj--jLiJ - tZiiii ii {iliti: -i-J i-lj - j

f/f /

Z/ /Z / /

Ф, SSSlU yE::iS: F, SSSlU yE :: iS:

2Ц. ; / / . / /l2C. ; / /. / / l

-,9-,9

JlB-|% ШгJlB- |% Shg

1one

b1ir:E 4 b1ir: E 4

I i Г-:-I I .-i- - - - -n4ii ГТI i G -: - I I.-I- - - - -n4ii GT

iD iD

ПМ;1„;.-.-;.;-, .--J-. -2PM; 1 ";.-.-;.; -, .-- J-. -2

/ /cx-.J-J/ / cx-.J-J

J ::::- ::-- r.J :::: - :: - r.

A -AA -A