Устройство проекционного экспонирования промежуточных фотооригиналов Советский патент 1986 года по МПК G03B27/12 

фотоорнгинала 22 выполнено в виде камеры с жестко закрепленным внутри полым кольцом 29 с жиклерами 30, расположенными равномерно по его окружности со стороны предметного столика 16. Фотооригинал 22, закрепленный в держателе 21, устанавливается магазином 18 с помощью привода 20 на предметном столике 16 против про6734.5

екдионного об1)ектива 8. Точная ориентация фотооритинала происходит по сигналам датчиков 17 базирования, поступающим в блок 2 7, анализирующий их и вырабатываютций сигнал управления приводами 15 базирования столика 16, Источником 12 производится засветка фотооригинала на фотопластине 6. 5 ил.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления фотошаблонов в микроэлектронном производстве. Цель изобретения увеличение выхода годных фотооригиналов. Средство 23 защиты сменного Ч Ч (Л О 00 4 СО

1

Изобретение относится к технологическому оборудованию для производства промежуточных фотооригиналов, более конкретно - к оборудованию для изготовления фотошаблонов в микроэлектронном производстве проекциoHHbtM методом.

Целью изобретения является увеличение выкода годных фотооригиналов.

На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - конструкция средства защиты от пыли; на фиг, 3 структурная схема устройства программного управления; на фиг, 4 структурная схема блока логики; на фиг. 5 - структурная схема блока управления координатным столом.

Устройство проекционного экспонирования промежуточных фотооригиналов

(фиг, 1) содержит станину 1, на которой установлено основание 2, двухКоординатный стол 3 с каретками на аэростатических направляющих, приводами 4 его перемещений по взаимно перпендикулярным осям X и У, держатель 5 с закрепленной на нем фотопластиной 6, датчики 7 линейных перемещений, проекционньй объектив 8, жестко закрепленный снизу к основанию двухкоординатного стола 3, осветитель датчиков базирования 9, закрепленный с наружной стороны станины 1 и соединенный с датчиками базирования световодами 10, жестко закре пленные снизу к основанию 2 координатного стола 3 проекционную осветительную систему 11 с источником светла 12 и платформы 13 с расположенными на ней механизмом базирования 14 смежного фотооригинала с приводами 15, перемещающими предметный

столик 16 по осям X, у и углу Cf датчиками 17 базирования сменного фотооригинала, магазином 18 сменных фотооригиналов с датчиком 19 его положения и приводом перемещения 20, держатель 21 сменного фотооригинала, в который установлен сменньй фотооригинал 22, средство 23 защиты от пыли сменного фотооригинала 22, которое -герметично закреплено на корпусе проекционного объектива 8 между объективом и предметным столиком 16 и соединено через фильтр 24 очистки воздуха и регулятор давления 25 с

пневмосистемой 26, блок программного управления 27 (фиг. 1) одним из своих входов, связанный с датчиками 7 линейных перемещений координатного стола 3, вторым - датчиками 17

базирования сменного фотооригинала, третьим - с датчиком 19 положения, магазина 18 сменньк фотооригиналов, а выходами - одним с приводами 4 перемещения координатного стола 3,

вторым - с приводами 15 механизма смены и базирования сменного фотооригинала (14), третьим - с приводами 20 магазина 18 сменных фотооригиналов.

Средство 23 защиты от пыли вьтолнено в виде камеры 28 (фиг. 2), внутри которой жестко закреплено полое кольцо 29 с жиклерами 30, расположенными равномерно по всей окружности кольца 29 со стороны предметного столика 16.

Устройство работает следующим образом.

На координатном столе 3 в держатель 5 фотопластины устанавливают заготовку будущего промежуточного фотооригинала - фотопластину 6 свет чувствительным слоем вниз, лежащим в плоскости изображений проекционно го объектива 8, а в магазин 18 смен ных фотооригиналов загружают необходимые для изготовления промежуточ ного фотооригинала сменные фотоориг налы 22 (фрагменты) в держателе 21 так, чтобы рабочая поверхность их на рабочей позиции, лежащая в плос. кости предметов проекционного объек тива В,находились вверху со стороны проекционного объектива 8, и запускают рабочий цикл в автоматическом режиме. Работа устройства в цик ле задается и поддерживается блоком программного управления 27. Магазин 18 сменных фотооригинало перемещается и устанавливает нужный сменный фотооригинал 22, закрепленный в держателе 21, напротив предметного столика 16, причем работой привода 20 магазина 18 управляет блок 27, а информация о его перемещении поступает в блок 27 с выхода датчика положения 19 магазина 18, после чего механизм смены и базиров ния сменного фотооригинала 15 перемещает сменный фотооригинал 22, закрепленный в держателе 21, на предметный столик 16 против проекционно го объектива 8, причем каждый из трех знаков базирования сменного фо тооригинала 22 находится вне рабоче го поля проекционного объектива 8, и попадает в поле зрения соответству ющего канала датчиков базирования 17.. Затем производится точная ориентация сменного фотооригинала 22 по координатам X, У и Cf по сигналам датчиков базирования 17, поступающих с их выходов в блок программного управления 27, который производит анализ этих сигналов и вырабатывает сигналы управления приводами базирования 15 предметного сиолика 16. Исполнительный механизм (14) этих : приводов 15 устанавливает предметный столик 16 с расположенным на нем сменным фотооригиналом 22 так, чтобы сигналы датчиков базирования 17 были приведены, к нулю, т.е. обеспечивают высокую точность наведения сменного фотооригинала 22. После этого координатный стол 3 перемещается в исходное для экспонирования положение, причем работой приводов 4. кареток координатного стола 3 управляет блок программного управления 27, а информация о перемещении кареток координатного стола 3 поступает в -блок 27 с выходов датчиков 7 линейных перемещений по координатам X и У, затем посредством источника света 12, управляемого блоком 27, производится засветка сменного фотооригинала 22, и после необходимого повторения количества изображений сменного фотооригинала 22 на фотопластине 6, перемещаемой координатным столом 3, этот сменный фотоориги.нал 22 вводится обратно. в магазин 18 сменных фотооригиналов, затем подается другой сменный фотооригинал и, цикл повторяется, причем сменньй фотооригинал 22 при перемещении его на рабочую позицию из магазина 18, экспонировании на предметном столике 16 и обратном вводе в магазин 18 постоянно находится в зоне средства 23 защиты от пыли (фиг. 1), в которое постоянно во время всего цикла работы устройства проекционного экспонирования промежуточных фотооригиналов подается очищенньш сжатый воздух из пневмосистемы 26 под давлением 0,2 мПа (2 кГс/см ) через регулятор давления 25 и фильтр очистки воздуха 26, где его давление понижается до 0,1 МПа (1 кГс/см), затем он поступает в полость кольца 29 (фиг. 2), а из полости кольца 29 через жиклеры 30 чистый воздух, образуя ломинарный поток, попадает в полость камеры 28, где его давление понижается до 0,05 мПа (0,5 кГс/см ) и равномерно опускается на рабочую поверхность сменного фотооригинала 22, обдувая его, очищает от пыли и препятствует нагреву, в результате чегосменный фотооригинал 22 постоянно очищается от пыли и стабильно сохраняет постоянную температуру и р змеры, не подвергаясь линейному расширению. Воздух выходит через зазор, который образует камера 28 со сменным фотооригиналом 22. С целью получения избыточного давления внутри камеры 28 0,03-0,05 НПа (0,3-0,5 кГс/см) роизводят предварительно регулирову давления воздуха при помощи реулятора давления 25. Блок программного управления 27 (фиг. 1) содержит блок логики 31 (фиг. 3), регистр данных 32, блок 5 33 управления координатным столом, счетчик координат 34, усилительформирователь 35, схему сравнения 36 и усилитель мощности 37-А2. При этом первый вход блока логики 31 связан с входом регистра данных 32, первьгй выход которого подключен к первому входу схемы сравнения 36, первый выход которой связан с первь входом блока логики .31, второй выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения 36;. второй вход схемы сравнения 36 подключен к датчику положения 19 магазина 18 (фиг. 1). Второй выход схемы сравне НИН 36 (фиг. 3) связан с входом уси лителя мощности 42, выход которого подключен к приводу 20 магазина 18 сменных фотооригиналов (фиг. 1). Тр тий выход блока логики 31 (фиг. 3) соединен с перв.ым входом усилителяформирователя 35, второй, третий и четвертый входы которого подключе ны к фотоэлектрическим датчикам 17 базирования сменного фотооригинала (фиг, 1), при этом первый, второй и третий выходы усилителя-формирова теля 35 (фиг. 3) связаны с входами усилителей моп(ности 39-42, выходы которых подключены к приводам 15 базирования X, У и q сменного фото оригинала (фиг. 1),-четвертый выход усилителя-формирователя 35 связан со вторым входом блока логики 31. Четвертый выход блока логики 31 связан (фиг. 3) с первым входом бло ка 33 управления координатным столом, первый и второй выходы которо в свою очередь связаны с входами усилителей мощности 37 и 39, которые своими выходами подключены: к приводам 4 по X и У координатного стола 3 (фиг. 1), второй и третий входы блока 33 (фиг. 3) подключены к датчикам 7 линейных перемещений (фиг. 1) координатного стола 3, тр тий вькод блока 33 (фиг. 3) соединен с первым (счетным) входом счет чика координат 34, первый выход которого связан с четвертым входом блока 33, а второй - с третьим входом блока логики 31. Второй вход счетчика 34 соединен с вторым вход ретистра данных 32. Блок логики 31 состоит из мультиплексора 43 (фиг. 4) счетчика 44 программируемого ПЗУ 45 и генерато ра тактовых импульсов 46. 36 При этом пыход мультиплексора 43 подключен к счетному входу счетчика 44, ВЫХОД1.1 KOTopoio связаны с адресными входами мультиплексора 43 и входами ПЗУ 45, выходы которого соединены с входом регистра данных 32 (фиг. 3), схемой сравнения 36, усилителем-формирователем 35, блоком управления 33. Информационные входы мультиплексора 43 (фиг. 4) подключены к схеме сравнения 36 (фиг. 3), усилителю-формирователю 35, счетчику координат 34, а стробирующий вход - к выходу генератора тактовых импульсов 46 (фиг. 4). Блок 33 управления координатным столом (фиг. 3) состоит из двух идентичных каналов для управления по координатам X и У. При этом каждый канал содержит: схему формирования счетных импульсов 47 (фиг. 5) из квадратурных сигналов и sin О и cos О,генератор импульсов 48, триггер 49. Причем вькод схемы 47 подключен к входу счетчика координат 34 .(фиг. 3) и R - входу триггера 49 (фиг. 5), а выходы - к выходу датчика линейных перемещений 7 (фиг. 1) и блоку логики 31 (фиг. 3). Генератор импульсов 48 (фиг. 5) своим входом связан со счетчиком координат 34 (фиг. 3), а выходом - с S-BXOдом триггера 49 (фиг. 5), выход которого подключен к усилителям мощности 37 и 38 (фиг. 3). Блок программного управления работает следующим образом. С пульта управления (на фиг. 3 не показан) в регистр данных 32 заносится информация о выборе из магазина номера фотооригинала, который должен быть установлен на предметный столик 16, снабженный механизмом 14 смены и базирования (фиг. 1), о величине перемещения координатного стола 3 по координатам X и У, а также о количестве таких перемещений (числе шагов) по соответствующей координате. Работа устройства начинается командой Пуск с пульта управления. При этом командой с первого вькода блока логики 31 (фиг. 3) из регистра данных 32 в схему сравнения 36 поступает информация (в двоичном коде) о том, какой номер фотооригинала устанавливается на предметный столик 16 с механизмом базирования 14 7 (фиг. 1), с второго выхода схемы сравнения 36 (фнг. 3) на усилитель мощности 4 приходит команда о направлении перемещения магазина 18 (фиг. 1). Привод 20 осуществляет перемещение магазина 18 вверх или вниз д равенства кодов с регистра 32 (фиг. 3) и с датчика положения 19 магазина 18 на третий вход схемы сравнения 37 (фиг. 3) поступает информация также в двоичном коде. При равенстве кодов привод останавливается, и на второй вход блока логики 31 с первого выхода схемы сравнения 36 поступает команда о том, что необходимый фотооригинал выбран правильно. Командой со второ го выхода блока логики 31 осуществл ется перемещение выбранного фотоори гинала на предметный столик 16 (фиг. 1) с механизмом базирования снабженным приводами 15, перемещающими предметньй столик 16 с расположенными на нем сменным фотоориги налом 22 по X, У и (f Базирование фотооригинала осуществляется по сиг налам с датчика базирования 17, которые поступают на второй, третий и четвертый входы усилителя-формиро вателя 35 (фиг. 3). Эти сигналы, усиленные до определенного уровня через первый, второй и третий выход усилителя-формирователя 35 поступают на входы усилителей мощности I 39-41 и управляет приводами 15 (фиг. 1), перемещающими сменный фотооригинал 22 таким образом, чтобы привести величину этих сигналов к нулю. При этом формируется сигнал Сбазировано, который с четвертого выхода усилителя 35 поступает на первый вход блока логики 31. Блок логики 31 с первого входа выдает команду в регистр данных 32, посредством которой осуществляется запись в счетчик координат 34 через второй вход величины шага для перемещения координатного стола. При этом через четвертый выход блока ло гики 31 осуществляется управление блоком 33 - задается направление пе ремещения координатного стола 3 (фиг. 1). Блок управления 33 (фиг. 3 через первый и второй выходы и усилители мощности 37 и 38 осуществляет управление перемещением координатного стола 3 (фиг. 1). При этом ЗАЗ8 с дятчикон 7 линейных перемещений на второй и третий нходы блока 33 (фиг. 2) поступают квадратурные сигналы sin П и cos О, из которых вырабатываются счетные импульсы, поступающие с третьего выхода блока 33 .а счетный вход счетчиков координат 34. Производится списывание инфо- мации, занесенной п счетчик координат из регистра данных 32. Через первый выход счетчика координат 34 и четвертый вход блока управления 33 осуществляется управление скоростью перемещения координатного стола 3. Сигналом о том, что координатный стол 3 (фиг. 1) отработал заданное перемещение, говорит наличие команды со второго выхода счетчика координат 34 (фиг. 3). По сигналам, приходящим на первый и второй входы блока логики 31 осуществляется экспозиция, т.е. при экспонировании в счетчике координат 34 не должна быть информация о перемещении координатного стола 3 (фиг. 1), а сменный фотооригинал 22 при этом должен быть сбазирован. Сигналом об окончании экспозиции через выход 1 блока логики 31 (фиг.З) и выход 2 регистра данных 32 заносится следующий шаг перемещения координатного стола 3 (фиг. 1. Таким образом, координатный стол осуществля эт перемещение столько раз, какое количество шагов записано в регистре данных 32 (фиг. 3); Схема блока логики 31 работает следующим образом. При поступлении на адресные входы мультиплексора 43 (фиг. 4) определенного адреса и наличии при этом соответствующей информации при исполнении какой-либо команды на выходе ультигЬгексора 43 вьтрабатывается имАульс, длительность которого равна лительности импульса с генератора тактовых импульсJB 46. Этим импульом счетчик 44 переводится в новое состояние, на выходе ПЗУ 45 устанавивается сл;едующая команда, при исолнении которой по данному адресу ырабатывается сигнал, который потупает на следующий информационный ход мультиплексора 43. На выходе ультиплексора 43 вьфабатывается чередной импульс, счетчик 44 переодится в новое состояние, а предыдущая исполнительная команда 45 исчезает. В блоке 33 для управления скоростью двигателя при разгоне и торможении генератор 48 (фиг. 5) обесп чивает переменную частоту. Импульсо с генератора 48 триггер 49 по S-BXO ду устанавливается в единичное сост яние, и на входе усилителя мощности 37 (38) (фиг. 3) появляется сигнал, который обеспечивает питание привода координатного стола 3 (фиг. 1). Стол перемещается, на схему 47 (фиг. 5) с датчика линейных перемещений 7 (фиг. 1) поступает сигнал о перемещении координатного стола 3 Схемой 47 (фиг. 5) вырабатывается счетный импульс, который вычитает единицу из счетчика координат 34 (фиг. 3) и устанавливает R-вход у триггера 49 (фиг. 5).в нулевое состояние. Подача питания на привод координатного стора прекращается. Таким образом осуществляется управление скоростью перемещения координатного стола. Формула изобретени Устройство проекционного экспони рования промежуточных фотооригинало

8

Воздух

f. J

(у/ / У I

. фуг.Л содержащее станину, стол с приводами и датчиками перемещения по взаимно перпендикулярным осям X и У,.проекционный объектив и, закрепленные снизу основания стола проекционную осветительную систему с расположенной между осветительной системой и объективом платформой, на которой установлены механизм сдатчиками базирования сменного фотооригинала с приводами перемещения по осям X, У и углу и магазин сменных фотооригиналов с приводом и датчиком его положения, средством защиты сменного фотооригинала от пыли, пневмосистему и связанный с датчиками и приводами блок программного управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода годных, средство защиты cVieHHoro фотооригинала от пыли выполнено в виде расположенной между проекционным объективом и предметным столиком герметичной камеры, внутри которой жестко закреплено подключенное к пневмосистеме кольцо с жиклерами со стороны предметного столика, а осветительная система расположена вне объема станины и связана с дат.чиками базирования световодами.

Отдатчика X От датчика У

J7

KnpaSofff/ X,y К приводам Х,У, мскоординатноео конизма дазиробоетолсгни ft

Отс1 л1С{заднения -I;

От t/eujiume/rff-ipopffup. -|т

ts

От счетчика коорди - нат

К приводам МОгазина смены фотоооиеинало

fpus.3

Крегисг7}ру9анных к схеме сравнения

45 Ift/nurumffffff pffpffcifi.

Kfffoxy уг оУлени , коардинотнб/ftemojiOff

фил. 4От dcfrnvuffo линейных пуремещении От 5 о ко jfffst/ffu

Omcvemtft/ffff ктр9инат

фиг,5