Многопозиционный фотоштамп

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ti) 4IS996

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04 10.71 (21) 1702128/26-9 (51) М. Кл. Н 05k 3/00 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иеоаретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.03.74. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 24.09.74 (53) УДК 621.396.6-181. .5 (088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Ключников (71) Заявитель (54) МНОГОПОЗИЦИОННЫЙ ФОТОШТАМП

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться при мультиплицировании изображения с большой точностью, например при серийном производстве интегральных схем.

Известен фотоштамп, состоящий из основания, двухкоординатного столика, выполненного в виде вспомогательной и рабочей кареток, механизмов перемещения рабочей каретки, следящей системы для устранения погрешности положения рабочей каретки с оптическим датчиком и механизмами микроперемещений.

Недостаток этого фотоштампа состоит в том, что он или не обладает достаточной точностью, или представляет собой сложную конструкцию.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение воспроизводимости (0,1—

0,2 мкм) положения мультиплицируемых кадров по двум координатам в горизонтальной плоскости при постоянстве высоты не грубее

1 мкм — достигается тем, что фотоштамп снабжен двумя наборами концевых мер для фиксации положения рабочей каретки по двум координатам и кинематически связанными 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.

На фиг. 1 изображен предлагаемый фотоштамп без проекционной системы, в плане; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1.

Фотоштамп содержит двухкоординатньш столик, выполненный в виде рабочей каретки

10 1 и вспомогательной каретки 2, проекционную систему 3 и следящую систему, содержащую двухкоординатный микроскоп 4, связанный через электронные блоки 5 управления с механизмами 6 микроперемещений — упорами.

Особенностью двухкоординатного столика является то, что в нем рабочая каретка 1 и вспомогательная каретка 2 установлены шариковыми опорами 7 на опорную плоскость основания 9. Это позволяет использовать высокоточные направляющие для ориентации стола по двум координатам в горизонтальной плоскости.

Прецизионные направляющие 10 перемещения рабочей каретки по координате Х выпол25 иены на вспомогательной каретке, а прецизионные направляющие 11 совместного перемещения кареток 1 и 2 по координате У вЂ” на основании 9. Силовое замыкание между направляющими 10 и 11 и каретками 1 и 2 осу30 ществляется элементами 12 — 14, 418996

5О

3

Механизм 15 перемещения кареток 1 и 2 по оси Y условно изображен в виде груза, механизм перемещения каретки 1 по оси Х имеет аналогичную конструкцию.

Особенностью фотоштампа является наличие двух наборов концевых мер 16 и 17, фиксирующих через промежуточные прижимы 18 рабочую каретку в заданных дискретных положениях по двум координатам. Концевые меры каждого набора устанавливаются в корпусах 19, кинематически связанных с шаговыми механизмами 20 для последовательной установки концевых мер, управляемыми программными устройствами 21. Промежуточные пружины 18 связаны 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).

В качестве оптического датчика следящей системы использована эталонная решетка 23, которая закреплена на рабочей каретке 1 в поле зрения микроскопа 4; шаг решетки 23 по обеим координатам соответствует наименьшей разности длин концевых мер, используемых в соответствующем наборе. Изготавливаемые фотошаблоны 24, число которых определяется числом каналов проекционной системы 3, устанавливаются на рабочей каретке 1.

Работа фотоштампа по мулыинлицированию изображений негативов, установленных в проекционной системе 3, заключается в перемещении рабочей каретки с определенным шагом из нулевого положения (верхний левый угол, фиг. 1) по осям Х и Y. При этом экспонирование кадра выполняется с по мощью фотозатвора, установленного в проекционной головке, при фиксированном положении столика.

Перемещение столика производится 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 программное устройство 21 выдает команду на шаговый механизм 20, который устанавливает в рабочее положение следующую концевую меру 16. После этого механизм 22 отвода кареток автоматически отключается, и механизм 15 перемещает каретки 1 и 2 до момента, когда промежуточный прижим 18 подходит к установленной концевой мере. Благодаря тому, что в используемом двухкоординатном столике рабочая каретка 1 установлена на основание, а вспомогательная каретка 2 не является несущей, достигается значительное повышение стабильности положения фотошаблонов 24 по высоте в процессе перемещения кареток 1 и 2, т, е. высокое качество фотошаблонов обеспечивается без применения дополнительных систем корректировки положения по высоте. Одновременно появляется возможность использования шариковых направляющих, что в сочетании с уменьшением массы толика обеспечивает легкость хода кареток.

Это способствует повышению надежности работы и воспроизводимости положения рабочей каретки 1 при ее установке на концевые меры.

При наличии остаточной погрешности положения рабочей каретки при установке ее на концеву!о меру 16, соответствующий штрих на эталонной решетке 23 будет смещен с OIITHческой оси фотоэлектрического микроскопа 4, который выдает соответствующий сигнал рассогласования в электронный блок 5 управления. Блок управления выдает команду на механизм 6 микроперемещений, настраивающий положение концевой меры 16 до получения нулевого сигнала рассогласования.

Благодаря использованию набора концевых мер, диапазон работы механизма микроперемещений не превышает 1 мкм, что позволяет обеспечить точность отслеживания О,!—

0,2 мкм.

Так как оптическая ось фотоэлектрического микроскопа 4 совмещена с осью проекционной системы 3, на ошибку положения фотошаблонов практически не влияет разворот столика вокруг вертикальной оси, что дополн!! !сльно повышает воспропзводимость полоЖЕНИЯ КаДРОВ.

При точно установленной рабочей каретке производится экспонирование, после чего цикл работы фотоштампа повторяется вдоль всей строки по координате У. После этого каретки 1 и 2 столика возвращаются в первоначальное положе!!иее. Л!!алогич!!О рабочая каретка перемещается на один шаг по координате Х и далее — по координате У. После экспонирования последнего кадра по обеим координатам каретки столика возвращаются в нулевое положение.

Использование наборов сменных концевых мер в сочетании с программным устройством позволяет осуществлять различные режимы автоматического перемещения рабочей каретки (через 1, 2, 3 мм и т. д.), быстрое перемещение каретки на 20 — 30 мм при сохранении постоянной высокой воспроизводимости ее положения, которое каждый раз определяется одной парой концевых мер.

Предмет изобретения

Многопозиционный фотоштамп, например для изготовления интегральных схем, состоящий из основания, двухкоординатного столика, выполненного в виде вспомогательной и рабочей кареток, механизмов перемещения рабочей каретки, следящей системы для устранения погрешности положения рабочей каретки с оптическим датчиком и механизмами микроперемещений, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения воспроизводимости положения кадров фотошаблонов, он снабжен двумя наборами концевых мер для фиксации положения рабочей каретки по двум координатам и кинематиче418996

Фиг. 2

Составитель Б. Лифляндчик

Текред Л. Богданова

Редактор M. Бычкова

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Заказ 2660/1 Изд. ¹ 783 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ски связанными 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.