DE2213171B2

DE2213171B2 - Vorrichtung zum Ausrichten zweier mit Ausrichtungsmustern versehener Gegenstände, insbesondere einer transparenten Maske gegenüber einem Halbleiterplättchen

Info

Publication number: DE2213171B2
Application number: DE2213171A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Mountain View Johannsmeier; Tor Saratoga Larsen; Paul Menlo Park Stoft
Original assignee: Kasper Instruments Inc
Current assignee: Kasper Instruments Inc
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-03-17
Publication date: 1978-07-27
Also published as: JPS5348077B1; DE2213171A1; GB1326178A; DE2213171C3; JPS5794942U; JPS54133077A; DE2265346A1; HK69776A; US3683195A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorricntung zum Ausrichten erster und zweiter relativ zueinander bewegbarer Gegenstände, von denen der erste Gegenstand ein Ausrichtungsmuster mit ersten und zweiten in einem Winkel zueinander angeordneten Markierungen und der zweite Gegenstand ein entsprechendes Ausrichtungsmuster mit ersten und zweiten Markierungen enthält, die im wesentlichen im gleichen Winkel zueinander wie die ersten und zweiten Markierungen des Ausrichtungsmusters auf dem ersten Gegenstand angeordnet sind, mit einer Abtasteinrichtung zum Abtasten der Muster auf den ersten und zweiten Gegenständen zum Erzeugen von Ausgangssignalen, welche die Positionen der ersten und zweiten Markierungen des Musters auf dem ersten Gegenstand bezüglich der ersten bzw. zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand anzeigen, mit einer Beleuchtungseinrichtung für die ersten und zweiten Gegenstände, die Licht von diesen zu der Abtasteinrichtung gelangen läßt, mit einer mit der Abtasteinrichtung verbundenen Steuerungseinrichtung, die auf die Ausgangssignale der Abtasteinrichtung anspricht und Steuersignale zur Steuerung der Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Gegenständen erzeugt und mit einer mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Antriebseinrichtung, die auf die Steuerungssignale anspricht und die Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Gegenständen derart bewirkt, daß die ersten und zweiten Markierungen des Musters auf dem ersten Gegenstand in eine ausgewählte Ausrichtung bezüglich der ersten bzw. zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand gelangen. Sie soll insbesondere bei der Herstellung von integrierten Schaltungen zum Ausrichten von Photonegativen oder transparenten Masken gegenüber einem Halbleiterplättchen dienen, wo Einsteligenauigkeiten in der Größenordnung von einigen Mikron erforderlich sind.

Integrierte Schaltungen werden gegenwärtig dadurch hergestellt, daß auf einem Siliziumplättchen die erforderlichen verwickelten Schaltungsmuster mit Hilfe der Photoresisttechnik gebildet werden, bei welcher nacheinander und in vorbestimmter Reihenfolge eine Anzahl von Kontaktabzügen verschiedener Photonegative oder transparenter Masken auf dem Plättchen vorgenommen werden. Jede nachfolgende Maske muß dabei sehr sorgfältig gegenüber den bereits vorhandenen Abzügen ausgerichtet werden, die von den vorhergehenden Masken gebildet worden sind, und zwar mit einer solchen Genauigkeit, daß das gesamte Schaltungsmuster innerhalb einiger Mikron genau ist.

Die Ausrichtung der Masken gegenüber dem Halbleiterplättchen kann von Hand erfolgen, indem die Maske über dem Halbleiterplättchen entsprechend verschoben wird, während die Bedienungsperson die Maske und das Halbleiterplättchen durch ein starkes Mikroskop beobachtet. Die Ausrichtung kann dabei durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Ausrichtungsmuster erleichtert werden, die, beispielsweise in Form von Fadenkreuzen, sowohl auf dem Halbleiterplättchen als auch auf der Maske vorgesehen sind und bei beiden Ausrichtungsmustern zur Deckung gebracht werden müssen, damit die Maske und das Halbleiterplättchen ordnungsgemäß miteinander fluchten. Diese Arbeit ist wegen der erforderlichen großen Genauigkeit sehr anstrengend und zeitraubend und damit auch kostspielig und fehleranfällig.

Aus der US-PS 34 97 705 ist nun eine Vorrichtung zum Ausrichten zweier mit Ausrichtungsmustern versehener Gegenstände der eingangs genannten Art bekannt, welche die Bedienungsperson durch den Einsatz automatisch arbeitender mechanischer Mittel von dieser ermüdenden Aufgabe entlastet. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden zwei beabstandete radiale Ausrichtungsmuster verwendet, von denen die radialen Strahlen der Muster auf der Maske gegenüber denjenigen auf dem Halbleiterplättchen winkelmäßig versetzt oder verbreitert sind, um sie von jenen unterscheiden zu können. Die beiden Ausrichtmuster werden hier von einer Abtasteinrichtung mit zwei Lichtpunktabtastern kreisförmig um den Mittelpunkt eines jeden Musters herum abgetastet, wodurch der Winkelabstand zwischen je zwei aufeinanderfolgenden der von dem Lichtstrahl erfaßten radialen Strahlen bestimmt wird. Aus der winkelmäßigen Fehlausrichtung der Strahlen des Musters auf der Maske gegenüber denjenigen des Musters auf dem Halbleiterplättchen werden Fehlersignale abgeleitet und dazu verwendet, eine geeignete Translations- und/oder Rotationsbewegung hervorzurufen, welche die beiden Ausrichtungsmusterpaare entsprechend gegeneinander ausrichtet.

Da bei dieser bekannten Vorrichtung die Abtastung der Ausrichtungsmuster mittels einer Lochblende oder eines Kathodenstrahles nur punktförmig erfolgt und da wegen der Abtastrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der Strahlen der Ausrichtungsmuster nur ein minimaler Lichteinfall auf dem Photodetektor auftrifft, wird auch nur ein äußerst ungünstiger Störabstand der erzeugten Fehlersignale bewirkt.

Der Erfindung liegt nun demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausrichten zweier mit Ausrichtungsmustern versehener Gegenstände der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Störabstand ihrer Ausrichtfehlersignale oder bei vorgegebenem Störabstand ihr Auflösungsvermögen wesentlich verbessert wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Abtasteinrichtung ein lichtundurchlässiges Glied mit ersten und zweiten, schlitzförmigen öffnungen entsprechend den ersten und zweiten Markierungen der Muster auf den ersten und zweiten Gegenständen zum Abtasten dieser Muster aufweist und außerdem eine Detektoreinrichtung, die auf Änderungen der von den ersten und zweiten Gegenständen stammenden und durch die ersten und zweiten öffnungen in dem lichtundurchlässigen Glied hindurchgelassenen Lichtmenge anspricht, wenn das lichtundurchlässige Glied die Musler auf

diesen Gegenständen abtastet und dabei die Ausgangssignale erzeugt, daß die Steuerungseinrichtung mit der Detektoreinrichtung verbunden ist, auf die Ausgangssignale der Detektoreinrichtung anspricht und Steuerungssignale erzeugt, die proportional dem linearen Abstand der ersten und zweiten Markierungen des Musters auf dem ersten Gegenstand von der ausgewählten Ausrichtungsposition bezüglich der ersten bzw. zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand sind, und daß die durch die Antriebseinrichtung erzielte Ausrichtungsposition darin besteht, daß die ersten und zweiten Markierungen des Musters auf dem ersten Gegenstand im wesentlichen parallel zu den ersten bzw. zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand sind.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß infolge der schlitzförmigen Abtastung der Ausrichtungsmuster eine beträchtlich größere Lichtmenge erzielt bzw. bei vorgegebener Lichtmenge eine erheblich geringere Strichdicke der Markierungen der Abtastungsmuster benötigt wird. Hierdurch kann ein größeres Auflösungsvermögen erzielt werden, was die Einhaltung noch geringerer Toleranzen ermöglicht.

Ein weiterer Vorteil der schlitzförmigen Abtastung, bei welcher die Schlitze einer Blende mit den abzutastenden Markierungen zur Deckung gebracht werden, besteht darin, daß hier auch unterbrochene Markierungen einwandfrei abgetastet werden können. In der Praxis sind die Markierungen nämlich nicht immer kontinuierlich, sondern teilweise unterbrochen, was bei punktförmiger Abtastung zu Fehlern führt. Weiterhin geben bei der punktförmigen Abtastung bereits kleinste Staubkörperchen und andere Fehlstellen zu Störungen Anlaß, während die linienförmige Abtastung gleichsam integrierend über die Vielzahl der eine Markierung bildenden Punkte wirkt. Dadurch können auch Markierungen mit ungenaueren Konturen ordnungsgemäß abgetastet und aufgelöst werden.

Die Unteransprüche geben eine Anzahl vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung nach dem Hauptanspruch wieder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die die Ausrichtungsmuster bildenden Markierungen orthogonal zueinander verlaufende Linien, wodurch weniger Blendenschlitze erforderlich sind als bei anderen Winkeln zwischen den Markierungen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform trägt einer der beiden auszurichtenden Gegenstände jeweils zwei Ausrichtungsmuster für jedes Muster auf dem anderen Gegenstand, so daß die Steuerlogik bestimmen kann, welches Ausrichtungsmuster zu welchem Gegenstand gehört und in welcher Richtung die Korrekturbewegung des einen Gegenstandes gegenüber dem anderen zu erfolgen hat.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert; essteilt dar

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Abtastvorrichtung für Masken- und Plattenmuster und zugehörige Impulserzeugereinrichtungen einer automatischen Ausrichtungsvorrichtung,

F i g. 2 eine Ansicht des Abtastbandes nach F i g. I und der beiden damit abgetasteten Musterbereiche,

Fig. 3 ein Diagramm, welches Impulse darstellt, die von der Abtastvorrichlung und den Impulserzeugern der F i g. 1 erzeugt worden sind,

F i g. 4 ein Flußdiagramm zur F.rläulcrung des Beiricbsiiblauh der Ausrichtungsvorrichlung,

F i g. 5 ein Diagramm zur Erläuterung einer Form der logischen Steuerschaltung mit einem Zustandszähler, Dekodierer und Kodierer, wie er in der Ausrichtungsvorrichtung verwendet wird,

-, F i g. 6a — d ein Blockdiagramm der übrigen Teile der Ausrichtungs vorrichtung,

Fig. 7 die Sektorbildung des Doppelkreuz-Maskenmusterbereiches,

F i g. 8 und 9 eine Form einer logischen Schaltung, κι welche in dem Netzwerk zur Bestimmung der Formelgrößen und in den Zähleingangs-Steuerschaltkreisen der F i g. 6c verwendet werden kann,

Fig. 10 ein Diagramm einer logischen Schaltung, die für die Vorrichtung gemäß F i g. 6a zur Bestimmung der ι -, Position des Musterbereiches verwendet werden kann,

Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung einer Form eines binären Zählers, der für die Vorwärts/Rückwärts-Zähler der F i g. 6d verwendet werden kann,

Fig. 12 ein Diagramm einer logischen Schaltung für die Vorrichtung nach F i g. 6b,

Fig. 13 ein Masken- und Plattenmuster, bei dem die beiden Musterbereiche ein Paar einzelner Kreuze zur Ausrichtung anstelle der Musteranordnung der Fig. 2 aufweisen, und

2) Fig. 14 eine Spur, welche positive und negative Impulse darstellt, die bei einer einzigen Abtastung eines zugeordneten Paares von Linien in dem Muster der Fig. 13 erhalten werden.

Gemäß F i g. 1, 2 und 3 ist eine Halbleiterplatte 11 mit

κι einem Paar Ausrichtungsmustern 12, 13 auf der Oberfläche versehen, und jedes Muster weist ein einzelnes schwarzes Kreuz auf, das aus Streifen 14 und 15 besteht. Die Muster sind auf der Platte voneinander beabstandet und befinden sich diametral zueinander

Γι nahe den Enden der Platte. Die Streifen 14 bilden einen größeren Winkel, beispielsweise 90° mit den Streifen 15.

Eine transparente Maske 16 ist mit einem Paar Ausrichtungsmustern 17, 18 versehen, die voneinander beabstandet und diametral auf der Maske im gleichen 4(i Abstand wie der Abstand der Muster auf der Platte angeordnet sind, und jedes Muster 17, 18 besteht aus einem dunklen Doppelkreuz, welches zwei Paare paralleler, eng beabstandeter Streifen 19 und 21 und 22 und 23 aufweist. Die Streifen 19 und 21 sind in einem 4-, Winkel bezüglich der Streifen 22 und 23 angeordnet, der gleich dem Winkel zwischen den Streifen 14 und 15 ist so daß bei geeigneter Ausrichtung der Maske über der Platte die einzelnen Kreuze zentral innerhalb der Doppelkreuze zu liegen kommen und die Striche 14 •j» parallel zu den Strichen 19 und 21 und zentral innerhalb dieser liegen. Die gleichen Verhältnisse ergeben sich zwischen den Strichen 15,22 und 23.

Wie bei herkömmlichen Maskenausrichtungsrnaschi· nen werden die Platte 11 und die Maske 16 unter einerr π Hochleistungsmikroskop grob ausgerichtet, so daß eir Spaltmuster der beiden Musterbereiche zur visueller Prüfung durch die Bedienungsperson an den Fokussie rungspunkten entsteht.

Die Bedienungsperson kann einen oder mehrere dei

Mi drei reversierbaren Motorantriebsmechanismen 25, 2( und 27 betätigen, wodurch die Platte in X- (rechts odei links), Y- (auf oder ab) oder Rotations-Richtunj (Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn) bewegt wer den kann, um die Plattenmusler 12, 13 mit der

h^r) Maskenmustern 17, 18 auszurichten. Ein mit Druckluf betätigter Kolben 28 dient dazu, die Platte 11 aufwärt!

in Kontakt und außerhalb Kontakt mit der Maske 16 zi bringen.

Zusätzlich zu der von der Bedienungsperson gesteuerten Ausrichtung ist eine automatische Vorrichtung zum Ausrichten vorgesehen. Dazu wird ein drittes Spaltmuster mit der Gestalt der Kreuze der beiden Musterbereiche 12, 17 und 13, 18 in einer optischen Abbildungsebene mit einem schnell bewegten Abtastband 31 erzeugt, welches von Antriebsrädern 3Γ angetrieben wird, um die Musterbereiche in der Pfeilrichtung 32' (F i g. 2) abzutasten. Die Musterbereiche 12, 17 und 13, 18 werden beispielsweise zehnfach vergrößert abgebildet, so daß die Größe des Abbildes einen Erfassungsbereich von etwa 0,5 χ 0,5 mm² ergibt.

Das Band 31 ist mit zwei kontinuierlichen Reihen von Schlitzpaaren versehen. Die Schlitzpaare 32 und 33 der rechten Reihe tasten den Bildbereich der Muster 12,17 ab, während die Schlitzpaare 34 und 35 der linken Reihe den Bildbereich der Muster 13,18 abtasten. Die Schlitze 32 und 33 der einen Reihe sind gleichmäßig zwischen den Schlitzen 34 und 35 der anderen Reihe versetzt, und die Schlitze wechseln in jeder Reihe in der Richtung ab, so daß die Schlitze wechselweise im wesentlichen parallel zu den zugeordneten Streifen in den Ausrichtungsmustern sind. Beispielsweise erstrecken sich die Schlitze 32 und 34 in der gleichen Richtung wie die Striche 14, 19 und 21, während die Schlitze 33 und 35 sich in Richtung der Striche 15,22 und 23 erstrecken.

Ein Lichtmeßfühler, beispielsweise eine Photozelle 36, ist hinter dem Band 31 angeordnet, um das durch die Schlitze in dem Band bei der Abtastung der Bildbereiche der Ausrichtungsmuster auftreffende Licht aufzunehmen. Wenn jeder Schlitz an jedem Strich des Abbildes vorbeigelangt, der in der gleichen Richtung wie der Schlitz ausgerichtet ist, wird ein Ausgangsimpuls von dem Meßfühler 36 abgegeben. Wenn daher jeder Schlitz 32 an den drei Strichen 14, 19 und 21 vorbeigelangt, werden drei Ausgangsimpulse erzeugt. Kein Ausgangsimpuls ergibt sich, wenn der Schlitz 32 an den Strichen 15,22 und 23 vorbeigelangt, da diese dunklen Linien sich schräg zu dem Schlitz und nicht kollinear zu diesem erstrecken und nur eine vernachlässigbare Lichtmenge aufgenommen wird.

Das Abtastband 31 ist mit einer ersten Reihe von Löchern 37 versehen, und diese Löcher sind direkt vor jedem Schlitz 32 in der ersten Reihe der Schlitze angeordnet. Eine zweite Reihe mit Löchern 38 ist in dem Band vorgesehen, und ein Loch ist vor jedem der drei nächsten Schlitze 34,33 und 35 in dem Band angeordnet. Ein Photomeßfühler 39 erfaßt das durch die Löcher 37 von einer nicht dargestellten Lichtquelle auftreffende Licht, während ein anderer Photomeßfühler 40 das durch die Löcher 38 gelangende Licht erfaßt, so daß ein Ausgangsimpuls vom Meßfühler 39 abgegeben wird, unmittelbar bevor der Schlitz 32 die Muster 12, 17 abtastet, und danach folgen drei Impulse von dem anderen Meßfühler 40, und zwar jeder Impuls gerade vor den drei nächsten Abtastungen durch die drei Schlitze 34, 33 bzw. 35. Diese Impulse dienen, wie noch beschrieben wird, um die Spur jeder Reihe von Abtastungen der beiden Musterbereiche 12, 17 und 13, 18 zu erhalten.

Wenn der Schlitz 32 an den Strichen 14,19 und 21 des Bereichs 12, 17 vorbeigelangt, wird ein Ausgangsignal mit drei Impulsen von der Photozelle 36 erhalten. Der Zeitabstand zwischen diesen drei impulsen 41,42 und 43 (Fig.3) hängt von der Position des Striches 14 bezüglich der beiden Striche 19 und 21 ab. Falls beispielsweise der Strich 14 sich gemäß F i g. 2 um einen beträchtlichen Abstand unter den beiden Strichen 19 und 21 befindet, hat der letzte von dem Strich 14 erzeugte Impuls 43 einen beträchtlichen Zeitabstand von den beiden ersten Impulsen 41 und 42, welche von den Strichen 19 bzw. 21 erhalten werden, wobei diese beiden letzten Impulse untereinander einen festen Zeitabstand aufweisen, der durch den festen Abstand zwischen den Strichen 19 und 21 gegeben ist. Sollte der Strich 14 sich oberhalb der beiden Striche 19 und 21 befinden, so währen die beiden letzten Impulse 42 und

ι« 43 wegen der Striche 19 und 21 voneinander durch einen festen Zeitabstand getrennt, und sie wären von dem ersten Impuls 41 wegen des Striches 14 durch einen Zeitabstand getrennt, der von dem Abstand zwischen dem Strich 19 und dem Strich 14 abhängt. Während einer Periode enger Ausrichtung, wenn der Strich 14 zwischen den beiden Strichen 19 und 21 angeordnet ist, ist der Abstand zwischen den ersten und dritten Impulsen 41 und 43 gleich dem festen Zeitabstand, und der Impuls 42 befindet sich wegen des Striches 14

2(i dazwischen; er hat den gleichen zeitlichen Abstand von den Impulsen 41 und 43, wenn der Strich 14 sich in der Mitte zwischen den Strichen 19 und 21 in optimaler Ausrichtung befindet.

Wenn der nächste Schlitz 34 die Striche 19,21 und 14 des zweiten Musterbereiches 13, 18 abtastet, wird ein zweiter Satz von drei Impulsen erzeugt, und die relativen Positionen und der Zeitabstand zwischen den Impulsen sind wieder abhängig von dem Ort des Striches 14 bezüglich der beiden Striche 19 und 21 des zweiten Musterbereiches.

Ein dritter Satz von drei Impulsen wird dann erzeugt, wenn der Schlitz 33 den Musterbereich 12,17 abtastet. Die Striche 15, 22 und 23 erzeugen dabei Impulse, die zeitlich entsprechend dem Ort des Striches 15 bezüglich

j5 der beiden anderen Striche 22 und 23 getrennt sind. Ein vierter Satz von drei Impulsen wird dann erzeugt, wenn der Schlitz 35 die Striche 15, 22 und 23 in dem Musterbereich 13,18 abtastet.

Daher werden bei jeder vollständigen Abtastfolge der beiden Musterbereiche der Platte und der Maske, das heißt bei einer Abtastung des Musterbereiches 12, 17 durch die Schlitze 32 und 33 und einer Abtastung des Musterbereiches 13,18 durch die Schlitze 34 und 35, vier Sätze von je drei Impulsen erzeugt, und der Abstand zwischen den Impulsen in jedem Satz ist eindeutig den Positionen der betreffenden Ausrichtungsmuster auf der Maske bezüglich der Ausrichtungsmuster auf der Platte zugeordnet.

Diese Sätze von Impulsen gelangen zunächst durch einen Verstärker/Filterschaltkreis 44, welcher zur Verstärkung der Impulse und zur Entfernung von Nebengeräuschen dient. Die Impulse gelangen durch eine Quadrierschaltung 45, um die Kurvenform der Vorder- und Hinterflanken jedes Impulses zu verbessern. Die Quadrierschaltung weist ein Paar Komparatoren 46 und 47 auf, welche drei scharfe positive Ausgangsimpulse bei drei Eingangsimpulsen 41 bis 43 abgeben, und diese positiven Ausgangsimpulse werden entsprechend entweder positiven oder negativen

{,o Eingangsimpulsen erzeugt. Dies stellt den ordnungsgemäßen Betrieb sicher, falls aus irgendeinem Grunde das Photodetektorabtastsystem einen negativen Impuls anstelle eines positiven Impulses liefern sollte, wie es der Fall wäre, falls ein Strich lichtundurchlässig wäre und ein

(>; anderer reflektieren würde.

Der Ausgangsimpuls vom Komparator 46 wird über ein Gatter 48 einem Impulserzeuger 49 zugeleitet, und der Ausgangsimpuls des Komparators 47 wird über ein

Gatter 51 und einen Umkehrverstärker 52 dem Impulsgenerator 53 zugeleitet. Die Impulsgeneratoren 49 und 53 arbeiten gemäß der herkömmlichen Schaltungstechnik und geben Ausgangsimpulse A', B' und C'und A", ß"und C"gemäß den Eingangsimpulsen 41 bis 43 ab, und diese Impulse sind auf die Vorder- und Hinterflanken der Eingangsimpulse 41 bis 43 gemäß F i g. 3 bezogen. Daher erstreckt sich der Impuls A'von der Vorderflanke des ersten Impulses 41 bis zu der Hinterflanke des zweiten Impulses 42, Impuls B' erstreckt sich von der Vorderflanke des ersten Impulses 41 bis zu der Hinterflanke des dritten Impulses 43, und Impuls C erstreckt sich von der Vorderflanke des zweiten Impulses 42 bis zu der Hinterflanke des dritten Impulses 43. In der zweiten Gruppe von drei Impulsen erstreckt sich der Impuls A"von der Hinterflanke des ersten Impulses 41 bis zu der Hinterflanke des zweiten Impulses 42, der Impuls B" erstreckt sich von der Hinterflanke des ersten Impulses 41 bis zu der Hinterflanke des dritten Impulses 43, und der Impuls C" erstreckt sich von der Hinterflanke des zweiten Impulses 42 bis zu der Hinterflanke des dritten Impulses 43.

Angenommen der Impuls 41 wird durch den Strich 14 erzeugt, und die Impulse 42 und 43 werden durch die Striche 19 bzw. 21 erzeugt, dann hat der Impuls C eine vorbestimmte Länge, die durch den vorbestimmten Abstand zwischen den Strichen 19 und 21 gegeben ist, während der Impuls A' eine Zeitdauer hat, die direkt von dem variablen Abstand zwischen dem Strich 14 und dem Strich 19 abhängt; je größer der Abstand ist, desto länger ist die Zeitspanne des Impulses A'. Die Länge des Impulses B' hängt von dem Abstand zwischen dem Strich 14 und dem Strich 21 ab.

Eine ähnliche Beziehung besteht zwischen den Impulsen A", ß"und C'mit der Ausnahme, daß sie aus den Hinterflanken der Impulse 41,42 und 43 abgeleitet sind. Eine Kombination der Impulse A', ß'und C'mit den Impulsen A", B" und C" führt zu einer Impulsmittelwertbildung, wie noch erläutert wird.

Es sei angemerkt, daß die Abtastvorrichtung auch in anderer Weise realisiert werden kann. Beispielsweise könnte eine mit Schlitzen versehene Trommel anstelle des Bandes vorgesehen werden. Es könnten zwei getrennte Bänder verwendet werden, und zwar eines für den Musterbereich 12,17 und eines für den Bereich 13, 18. Das Band 31 könnte durch eine geschlitzte Platte ersetzt werden, welche über die Musterbereiche hin und her schwenkt, und es könnte eine geeignete Logikschaltung vorgesehen werden, um den Richtungswechsel in der Abtastung auszugleichen.

Auch die Musterbereiche könnten verschiedenartig ausgestaltet werden. Beispielsweise brauchen die Linien oder Striche nicht kontinuierlich zu sein, sie könnten vielmehr bei einer entsprechend modifizierten Abtastvorrichtung unterbrochen sein. Zur Erläuterung kann das Doppelkreuz aus vier rechten Winkeln bestehen, deren Schnittpunkte sich zu einem gemeinsamen Zentralpunkt und von einem von vier Quadranten aus erstrecken, wobei die Seiten der Winkel voneinander den gewünschten vorbestimmten Abstand aufweisen.

Um die visuelle Ausrichtung zu erleichtern, kann ein sehr kleines Doppelkreuz im Mittelpunkt des Haupt-Doppelkreuzes 19, 21 und 22, 23 vorgesehen sein, welches den Zentralbereich des einzelnen Kreuzes 14, 15 bei der Ausrichtung umrahmt. Die Kleinheit dieses zusätzlichen Doppelkreuzes stellt sicher, daß die Erzeugung der Abtastimpulse nicht beeinträchtigt wird.

Es wird nun auf das Flußdiagramm der F i g. 4 Bezug genommen. Die Regelschaltung weist einen Dekodierer 61, einen Zustandszähler 62 und einen Kodierer 63 gemäß F i g. 5 und dem Blockdiagramm der F i g. 6a — d

■-> auf. Die automatische Ausrichtungsreihenfolge wird ausgelöst, nachdem die Maske grob über der Platte ausgerichtet worden ist und der Antriebsmechanismus 28 sich in einer Position befindet, bei der die Platte etwas im Abstand von der Maske gehalten wird. Beim

ίο Beginn der Vorgänge befindet sich der Zustandszähler 62 in einem Anfangszustand, beispielsweise im Zustand 0-0, und er nimmt nachfolgend den nächsten Zustand 0-1 an.

Im folgenden werden die beiden logischen Schaltpegel willkürlich mit »Wahr« und »Falsch« bezeichnet.

Im Zustand 0-0 dient ein Ausgangssignal »Wahr« an den Befehlsausgängen (Ictr und /cr) der Kodierschaltung 63 dazu, um den Zähler 64 (»Anzahl der Versuche«) und die (Anzeige) Schaltung 65 zu löschen und an deren Ausgang Qflg ein Signal »Wahr« zu erzeugen. Im Zustand 0-1 dient ein Signal »Wahr« an den Anschlüssen Iclr und Icpf des Kodierers 63 dazu, die binär oder dezimal kodierten Vorwärts/Rückwärtszähler 66, 67 und 68, die Fehl-Impulsgenerator-Kippstufe 69, die Impulsgeneratoren 49 und 53 und die Positions-Kippschaltkreise 71 bis 74 auf Null zu stellen.

Der Ausgangsimpuls vom Photomeßfühler 39, der dem Loch 37 in dem Band 31 zugeordnet ist, welches gerade vor dem ersten Schlitz 32 in der ersten Abtastreihe angeordnet ist, führt zu einem Eingangsignal »Wahr« auf der Eingangsleitung Qdrc des Dekodierers 61, und die Regelschaltung arbeitet bei der Aufnahme des nächsten Taktimpulses, um den Zustandszähler 62 in den Zustand 0-3 zu bringen und ein

J5 Ausgangsignal »Wahr« am Ausgang auf den Befehlsausgangsleitungen Iclock und Iup zu erzeugen. Ein Signal »Hoch« am Eingang Iclk betätigt die (Formelgrößenbestimmungs-)Schaltung 78, um Impulse Cl von dem Taktgeber 79 zu der Zähleingangs-Steuerschaltung 81 zu leiten, die durch ein Signal auf die Leitung /upbetätigt wird, um die Taktimpulse Cl an die »Vorwärts«-Zähleingänge der Zähler 66, 67 bzw. 68 zu übertragen, welche Impulse zählen, die Werte im Uhrzeigersinn, aufwärts oder nach rechts gerichtet, bezeichnen.

Diese drei Zähler zählen zusammen vorwärts entsprechend den Taktgeberimpulsen C1, bis sie alle bis 2K gezählt haben, wobei 2K die Anzahl der Taktgeberimpulse ist, welche den festen Vertikalabstand zwischen den beiden parallelen Strichen 19 und 21 auf der transparenten Maske 16 angeben. Wenn der im Uhrzeigersinn zählende Vorwärts/Rückwärtszähler 66 den Detrag 2K erreicht hat, gibt er ein Signal »Wahr« auf der Eingangsleitung Qik des Dekodierers 61 ab, um den den Zustandszähler 62 in den nächsten Zustand, beispielsweise den Zustand 0-7, weiterzuschalten und den Befehl Iclk zu beenden und die Reihe der Taktgeberimpulse zu unterbrechen. Die drei Zähler 66 bis 68 verbleiben somit jeweils im Zustand 2K. Vier der Befehlsausgänge des Kodierers 63 werden betätigt, d. h., ein Befehl Igpg betätigt die Gatter 48 und 51, um den Weg für die Impulse 41,42 und 43 zu öffnen, ein Impuls ItX)WN betätigt die drei Rückwärtszählwege in der Eingangssteuerschaltung Sl, um sicherzustellen, daß die Folgenden Taktimpulse zu dem rückwärtszählenden Eingang der drei Zähler 66, 67 und 68 gelangen; ein Befehl !test gelangt an das Netzwerk 78 und leitet die Taktimpulse und den Befehl Ιτικ an die Zähler 66 bis 68, wie noch beschrieben wird.

Zu dem Zeitpunkt, an dem der Photomeßfühler 39 betätigt wurde, um ein Signal an die Leitung Qorc abzugeben, hat er auch ein Ausgangsignal abgegeben, um die Abtastzählschaltung 82 zu löschen, welche über den Dekodierer 83 und den Kommutator 84 das erste Paar 71 von vier Paaren von Positionskippstufen 71 bis 74 zur Aufnahme von zwei Bits vom Dekodierer 88 setzt, welche die Position des Musters 17 bezüglich des Musters 12 nach der Abtastung durch den Schlitz 32 in nachstehend beschriebener Weise anzeigt. iü

Wenn der erste Schlitz 32 in dem Band über den Musterbereich 12,17 gelangt, werden die drei dadurch erzeugten Impulse 41,42 und 43 an die Impulsgeneratoren 49 und 53 weitergeleitet, welche zwei Sätze von Impulsen Λ'-C"und A"-C" in der vorgeschriebenen Weise abgeben. Angenommen, die Muster 12, 17 sind ausgerichtet, so daß der Strich 14 sich über den Strichen 19 und 21 befindet, so stellen die Impulse A'und A"den Abstand zwischen den Strichen 14 und 19 und die Impulse B' und ß"den Abstand zwischen den Strichen 14 und 21 und die Impulse C und C" den Abstand zwischen den Strichen 19 und 21 dar. Beide Sätze von Impulsen A'—C'und A"— C"werden an das Netzwerk 78 übertragen, welches über eine Zählereingangssteuerung 81 die Taktimpulse Cl und C2 an den Rückwärtseingang des im Uhrzeigersinn zählenden Zählers 66 während der kombinierten Zeit der Impulsperioden A' und A" (hier als Impuls A bezeichnet), an den Rückwärtseingang des die Vertikalrichtung zählenden Zählers 67 während der kombinierten Zeit der Impulse B' und B" (hier als Impuls B bezeichnet) und an den Rückwärtseingang des die rechte Richtung zählenden Zählers während der kombinierten Zeiten C" und C" (hier als Impuls C bezeichnet) abgibt.

Wenn auf diese Weise der Schlitz 32 die Striche 14,19 und 21 abtastet, zählen die drei Zähler 66,67 und 68 von der Zählstufe 2K rückwärts, welche in jedem der Zähler registriert worden war, bevor die Abtastung durch das Loch 37 eingeleitet worden war. Da bei diesem Beispiel angenommen worden war, daß der Strich 14 sich oberhalb der Striche 19 und 21 befindet, stellt der Impuls Cden Abstand zwischen den Strichen 19 und 21 dar, und während des Vorhandenseins des Impulses C werden 2KTaktimpulse an den Zähler 68 abgegeben. Daher hat dieser Zähler am Ende des Impulses C bis auf Null heruntergezählt. Wegen des größeren Zeitintervalls der Impulse A und B haben dann die Zähler 66 und 67 mehr als 2KTaktimpulse herabgezählt, und daher ist die darin gespeicherte Zählstufe etwas weniger als Null.

Der Befehl Ιτ2Κ betätigt einen Überlaufschaltkreis in jedem der Zähler 66 bis 68, so daß nach dem Herabzählen von 2Kd\e ersten drei Binärstellen bei der Prüfung der Nulldetektoren 91, 93 und 93' bezüglich Nullwerten ignoriert werden. Auf diese Weise kann eine Toleranz von acht Zellstellen mögliche Schwankungen im Vertikalabstand zwischen den Strichen 19 und 21 auf den verschiedenen Masken zulassen.

Der Nulldetektor 91 gibt ein Zwei-Bit-Ausgangsignal vom Detektor 88 ab, welches das Herabzählen auf Null ω im Zähler 68 anzeigt.

Am Ende des Impulses C'betätigt der Impulsgenerator 53 die Kippstufe 53', um ein Signal »Wahr« an den Eingang Qeos des Dekodierers 61 abzugeben und den Zustand des Zählers 62 in den nächsten Zustand, das b5 heißt 0-5 zu schalten und ein Signal »Wahr« an den Eingang Ispracr Kippstufe (Positionsspeicherkippstufe) an den Kommutatorschaltkreis 84 abzugeben, um die beiden Bits vom Dekodierer 88 in die erste Kippstufe 71 zu geben.

In denjenigen Fällen, in denen der Strich 14 sich zwischen den Strichen 19 und 2i bc'Tide!, stellt dor Impuls Öden Abstand zwischen den Strichen 19 und 2i dar, und der Zähler 67 zählt 2K Zählstufen bis Null herab und bewirkt, daß der Ausgang seines Nulldetektors 91 den Wert »Wahr« annimmt, so daß ein anderes Paar Bits in der Positionskippstufe 71 vom Dekodierer 88 gespeichert wird.

Wenn der Strich 14 sich unter den beiden Strichen 19 und 21 befindet, d. h. zuletzt vom Schlitz 32 abgetastet worden ist, stellt der Impuls C den Abstand zwischen den Strichen 19 und 21 dar, und der die Uhrzeigerrichtung zählende Zähler 66 zählt 2K Zählstufen auf Null herab, was wiederum zu der Speicherung eines anderen Paares von Bits in der Positionskippstufe 71 führt.

Abhängig davon, ob der Strich 14 sich über, zwischen oder unter den beiden Strichen 19 und 21 befindet, wird ein spezielles Paar von Bits, d. h. Bits 1-1,1-0 oder 0-1 in der ersten Positionskippstufe 71 als Ergebnis dieser Positionierung gespeichert.

Nach dem Speichern der beiden Bits in einer Positionskippstufe 71 wird der Zustandszähler 62 in den Zustand 0-13 als Ergebnis eines Signals »Falsch« auf der Eingangsleitung Qeql von der nachstehend beschriebenen Schaltung für gleichen Abstand geschaltet, und dies führt zu einem Ausgangsignal Iclr vom Kodierer 63, durch welche die'Zähler 66,67 und 68, die Impulsgeneratoren 49,53 und die fehlende Pulsgeneratorkippstufe 69 gelöscht werden. Der Zustandszähler zählt dann zurück in seinen Zustand 0-3, um Ausgangsignale l_Cuc und l_UP vom Kodierer 63 auszulösen und wieder zu bewirken, daß die Zähler 66 bis 68 2K Zählstufen vorwärtszählen vor der Abtastung des linken Musterbereiches durch den zweiten Schlitz 34.

Vor der Abtastung des Musterbereiches 13,18 durch den Schlitz 34 betätigt ein Ausgangsimpuls vom Photomeßfühler 40 aufgrund des Durchgangs des Loches 38 zwischen den Schlitzen 32 und 34 den Abtastzähler 82, den Dekodierer 83 und den Kommutator 84, um die Kippstufe 72 zur Aufnahme der nächsten beiden Bits vom Dekodierer 88 zu setzen, so daß die Position des Musters 18 bezüglich des Musters 13 nach der Abtastung durch den Schlitz 34 angezeigt wird.

Wenn der Schlitz 34 die Striche 14, 19 und 21 des Musterbereichs 13, 18 abtastet, werden die drei Impulsperioden A, B und C in obenstehender Weise erzeugt und wie bei der Abtastung durch den Schlitz 32 steuert der Impuls A den Fluß der Taktgeberimpulse zum Zähler 66, der Impuls B steuert den Fluß der Taktgeberimpulse für den Zähler 67, und der Impuls C steuert die zum Zähler 68 gelangenden Taktgeberimpulse. Einer dieser drei Zähler zählt auf Null herab in Abhängigkeit von der Lage des Striches 14 bezüglich der Striche 19 und 21, d. h. also je nachdem, ob sich der Strich 14 oberhalb, zwischen oder unterhalb dieser Striche befindet, und entsprechend werden Bits 1-1,1-0 oder 0-1 in der Kippstufe 72 gespeichert.

Ein ähnliches Löschen der Zähler, eine 2/CZählstufen-Speicherung und eine Abtastung durch die Schlitze 33 und 35 der Striche 15, 22 und 23c in den Musterbereichen 12, 17 und 13, 18 führt zur Erzeugung und Speicherung von einem aus drei möglichen Paaren von Bits in jedem der dritten und vierten Positionskippstufen 73 und 74.

Die Positionen der beiden Striche 14 bezüglich der zugeordneten Striche 19 und 21 und der beiden Striche

15 bezüglich der zugeordneten Striche 22 und 23 sind in Form von Bit-Paaren in den vier Positions-Kippstufen 71 bis 74 als Ergebnis der ersten vollständigen Abtastung der beiden N'usterbereiche durch die vier Schlitze 32 bis 35 gespeichert. =,

Während der Abtastung durch den vierten Schlitz 35 wird am Ausgang Qnext vom Dekodierer 83 an den Dekodierer 61 ein Signal »Wahr« abgegeben, das den Zustandszähler 62 in den Zustand 0-15 bringt. Bei der Aufnahme des impulses vom Photomeßfühler 39 am iu Eingang Qdrc bei Beginn der nächsten Abtastreihe gelangt der Zustandszähler 62 in den Zustand 0-11 und speist den Ausgang Ick des Kodierers 63 für die Gatter 48, 51, um der nächsten Reihe von Abtastimpulsen zu gestatten, daß sie an die Impulsgeneratoren 49 und 53 ii gelangt.

Falls der Strich 14 sich über den Strichen 19 und 21 in dem Musterbereich 12,17 und der Strich 15 sich in dem selben Musterbereich über den Strichen 22 und 23 befindet, sind die beiden Paare von Bits 1, 1 und 1,1 in den ersten und dritten Positionskippstufen 71 und 73 gespeichert. Falls das Maskenmuster in die neuen Sektoren 101 bis 109 gemäß Fig. 7 eingeteilt ist, dann liegt der Strich 14 längs der Sektoren 101,102 und 103, und der Strich 15 liegt längs der Sektoren 101, 104 und 2'> 107; die beiden Striche 14 und 15 teilen sich in den einen Sektor 101.

Der erste Impuls vom Photomeßfühler 39 beim Beginn der nächsten Abtastserie betätigt den Abtastzähler 82 und den Dekodierer 83, um dem Kommutator 111 anzuzeigen, daß die Vier-Bit-Information in der Kippstufe 71 bis 7? an den Dekodierer 112 abgegeben wird, wo der einzige Ausgang 101' das Signal »Wahr« annimmt.

Dieses Ausgangsignal bedeutet, daß die beiden r> Striche 14 und 15 sich gemeinsam in den einen Sektor 101 teilen. Die anderen acht Ausgangsleitungen 102' bis 109' des Dekodierers entsprechen den anderen acht Sektoren 102 bis 109.

Wenn die folgende Abtastung durch den Schlitz 34 erfolgt, führt der erste Impuls vom Photomeßfühler 40 zu einem Betrieb des Abtastzählers 82, des Dekodierers 83 und des Kommutators 111, um die aus vier Bits bestehende Information von den Kippstufen 72 bis 74 an den Dekodierer 112 weiterzuleiten.

In ähnlicher Weise bewirken die zwei nachfolgenden Impulse vom Photomeßfühler 40, daß die Positionskippstufen 71, 72 und 73, 74 ein Ausgangsignal auf einer Leitung des Dekodierers 112 bei jeder Abtastung erzeugen, wobei die speziellen in den Positionskippstufen gespeicherten Bits die besondere zu aktivierende Ausgangsleitung bestimmen.

Als ein Beispiel für die Formelberechung sei angenommen, daß die Leitung 109' bei der ersten und dritten Abtastung das Signal »Wahr« aufweist. Dieses Signal auf der Leitung 109' und auf der Eingangsleitung 51 vom Dekodierer 83 betätigt das Netzwerk 78, so daß Taktgeberimpulse CX und C2 von den Taktgebern 79 und 79' durch die Zählereingangssteuerschaltung 81 an die drei Zähler 66 — 68 während der Impulsperiode C der Eingangsignale C, C" zur Schaltung 78 geleitet werden.

Bei der dritten Abtastung, bei welcher die Leitung 109' wiederum das Signal »Wah*< und die Leitung S3 ebenfalls das Signal »Wahr« hat, gelangen die Taktimpulse C1 und C2 zum Zähler 66 und zum Zähler 67 während der Impulsperiode B sowie zum Zähler 68 während der Impulsperiode C.

Angenommen, die Leitung 104' ist während der zweiten und vierten Abtastungen betätigt. Bei der zweiten Abtastung S2 würden die Taktgeberimpulse Cl und C2 an den Zähler 68 während der Dauer des Impulses A und an die beiden Zähler 66 und 67 während der Dauer des Imprlses Cweitergeleitet. Bei der vierten Abtastung S4 gelangen die Taktgeberimpulse Cl und C2 an die drei genannten Zähler 66 bis 68 während der Dauer des Impulses A.

Das Vorzeichen für die drei Zähler 66,67 und 68 wird durch das das Formel-Vorzeichen bestimmende Netzwerk 114 bestimmt, welches die Zähler 66 bis 68 entweder vorwärts- oder rückwärtszählen läßt. Wenn in den Zählern eine Zählstufe vorwärtsgezählt worden ist, wird der Motor zum Antrieb der Platte im Uhrzeigersinn aufwärts und nach rechts angetrieben, während beim Herabzählen um eine Zählstufe der Motor zum Antrieb der Platte im Gegenuhrzeigersinn abwärts und nach links angetrieben wird.

Während der Abtastung durch den Schlitz 32 und während die Ausgangsleitungen 109' und 51 die Signale »Wahr« haben, werden die Taktgeberimpulse an die vorwärtszählenden Eingänge der Zähler 66, 67 und 68 geleitet. Daher zählen bei der Abtastung 1 durch den Schlitz 32 und bei einem Signal »Wahr« auf der Leitung 109' alle Zähler vorwärts.

Folgende Tabelle gibt die Formelberechnungen an, die durch die Schaltkreise 78 und 114 ausgeführt werden, um die Befehle zur Speisung der Antriebsmotoren abzuleiten, und die Platte bezüglich der Maske auszurichten.

Nr. des

Formel

>«

rür Uhrzeigersinn

-Y₁.

+ B₄

Formel

v«

für »Aufwärts«

+ Y₁.

- B₄

Formel für »Rcchls<

Xr

\ ' .1

+ X₁.

A₄

gcmcins.

-4,

+ A₂

+ C₄

-A,

-A₂

-G

A_x /Ι.ι

-A₂ +

A₄

Sektors

> κ -

-A_x

Y₁.

+ A₂

- G

V„ +

-A₁

-A₂

+ G

Xr + X₁.

-A_x- B)

-A₂-

B₄

4

- A₁

+ A₂

4- A₄

4

-A_x

-A₂

— A₄

4

+ A_x + Ay

-A₂ -

A₄

C₁

+ C₂

- A₄

-C₁

-C₂

+ A₄

+ A_x- A)

+ A₂ +

A₄

101

C,

- ß.i

+ C₂

- C₄

-C_x

- ß.i

-C₂

+ C₄

-C_x- G

+ A₂ -

C₄

102

-ι .4,

- G

"A₂

4/1,

- G

4-/1,

-C\ -

103

4 C.,

+ G

104

- Ί.ι

- A,

105

4 A,

+ -4.1

106

4 G

+ C.,

Fortsetzung

Nr. ilcs

uemcinv

Sektors

Formel fiir llhr/ciiiersinn

V V

4
Vk - V,

+ C₁- A₃ -C₂ + A₄

+ C_x + Α., -C₂ - A₄

+ C₁ + ß, -C₂ - B₄

!•'urine	V«	I fiir »Aufwärts«	*+ Y₁.*	—	A₄	l-'ormel fiir »Rechts'	*K	V,	*+ X₁.*	+	B₄
1« i	+ C₁	Y,	+ C₂	+	A₄	-V« 4	+ C₁		*+ C₂*	+	C₄
4	+ C₁		+ C₂	+	B₄	4	+ C₁		+ C₂	-	C₄
+ C₁		+ C₂		+ C₁	+ B₃	+ C₂
- Ai			+ C₁
"Γ ^ 3			-C₁
+ Bi

Angenommen, die rechten Muster 12, 17 sind derart angeordnet, daß die Striche 14 und 15 den Sektor 103 schneiden, und die linken Muster 13, 18 sind derart angeordnet, daß die Striche 14 und 15 den Sektor 106 schneiden. Die Taktimpuls-Zählstufen, die an die Zähler für den Uhrzeigersinn, die Aufwärtsrichtung und die nach rechts weisende Richtung geschickt werden sollen, werden folgendermaßen bestimmt.

Für den im Uhrzeigersinn zählenden Zähler gilt die Formel

Yr - Yi.

Aus der obigen Tabelle folgt, daß die Zählstufe für die Abtastung 1, rechtes Muster, Sektor 103 durch -A_x gegeben ist; die Zählstufe tritt auf während des Impulses A. und das negative Vorzeichen gibt eine Rückwärtszählung an, und der Index 1 bezeichnet die Abtastzahl. Die Zählstufe für die Abtastung 2 (vom Sektor 106 in der Tabelle) ist -A₂, was eine Rückwärtszählung während des Impulses A bedeutet. Die Zählstufe für die Abtastung 3 ist +C₃, was eine Vorwärtszählung während des Impulses Cbedeutet. Die Zählstufe für die Abtastung 4 ist -C₄, was eine Rückwärtszählung während des Impulses C bedeutet. Die Formel für Zählung im Uhrzeigersinn ist daher

Y_R - Y₁. ₌ -A_x -A₂ + C, - C₄
"~ ' 4~" 4

In Aufwärtsrichtung ergibt sich aus den Sektoren 103 und 106 die Formel:

y_K + Y₁. - A_x + A₂ + c, + C₄

Die Formel für die Zählung nach rechts ist:

X_H + X₁. ₌ -A_x - C₂- Bi- C₄

4 4

Während der zweiten Reihe von vier Abtastungen werden daher Taktgeberimpulse an die drei Zähler 66 bis 68 geleitet und in diesen gespeichert, und zwar nach Maßgabe der obigen Formel und entsprechend der Musteranordnung, die an den Ausgängen des Dekodie rers 112 angegeben wird.

Bei der Auslösung der Abtastung 4 in der zweiten Reihe ändert das Signal »Wahr« auf der Eingangsleitung Qnext für den Dekodierer 61 den Zustand des Zustandszählers, so daß dieser den Zustand 0-10 annimmt. Nach der Abtastung 4 und entsprechend dem nächsten Impuls Qdrc vom Photomeßfühler 39 nimmt der Zustandszähler den Zustand 0-8 an und beläiigt die Ausgangsleitung Ints um eine Zählung 1 in dem Zähler 64 für die Anzahl der Versuche als eine Anzeige dafür abzugeben, daß die Formel das erste Mal ausgerechnet r> worden ist. Wenn in diesem Zustand der Ausgang Qflc der Anzeigekippstufe 65 das Signal »Wahr« aufweist, ist die Kippstufe gesetzt, und der nicht gelöschte Zustandszähler 62 nimmt den Zustand 1-8 an, und der Dekodierer 63 betätigt die Ausgänge /cwzur Schaltung in 78 und Iupzur Zählereingangssteuerung 81.

In diesem Zustand prüft die Vorrichtung, um zu bestimmen, ob die Ausrichtung der Maske und der Platte innerhalb annehmbarer Toleranzen liegt. Wenn beispielsweise die in allen drei Zählern 66 bis 88 nach der Bestimmung der Formel registrierten Zählstufen Null sind, ist die optimale Ausrichtung erreicht worden und keine Bewegung der Platte erforderlich. Auch wenn die drei Zählungen alle innerhalb der selben vorgegebenen Toleranz sind, ist die Ausrichtung annehmbar und keine Bewegung erforderlich.

Bei der Feststellung, ob die Ausrichtung innerhalb annehmbarer Toleranzen ist, ignoriert die Prüfschaltung die letzten drei Zählstellen in jedem Zähler und betrachtet nur die übrigen Zählstellen. Ein aufgenommenes, binär kodiertes Signal 0000-0000-0111, welches eine Zählung von 7 angibt, würde eine Messung innerhalb der Toleranz bedeuten, da alle Binärwerte über der Dritten Stellung Null sind, wogegen 0000-0000-1000 bzw. die Zahl 8 außerhalb der Toleranz liegen würde, da die vierte Stelle 1 ist. Wenn jedoch die Fehlausrichtung in der anderen Richtung liegt und die Binärstellen die Zahl 996 angeben würden, so würden die Binärstellen eine Zahl außerhalb der Toleranz anzeigen, obwohl sie in der Tat innerhalb der Toleranz liegt. Um dieses Problem zu vermeiden, werden vor der Toleranzprüfung Zählstufen zu der endgültigen Zählung in jedem der drei Zähler 66 bis 68 hinzugezählt.

Die Netzwerke 78 und 81 arbeiten daher entsprechend den Signalen Untund Inn um die Toleranzzählung von einem, zwei oder vier Impulsen an den vorwärtszählenden Eingang jedes der drei Zähler 66 bis 68 abzugeben, und zwar je nach der Einstellung der Toleranzzählstufen, und danach erscheint ein Ausgangsignal auf der Leitung Qnn. des Toleranzimpulszählers - h^r> 116, um das Ende der Impulse anzuzeigen.

Das Signal Qnn. betätigt den Zustandszähler 62, so daß er den Zustand 1-10 annimmt und den Ausgang des Nullprüfgatters 117 überprüft, welches den Wert

»Wahr« annimmt, wenn die jedem der Zähler 66 bis 68 zugeordneten NulldetektorschaltkreiEe anzeigen, daß alle Binärsiellen oberhalb der dritten Stelle (bei einer Toleranz von vier Zählstufen) in jedem Zähler Null sind und daß daher alle Messungen innerhalb der Toleranz liegen.

Wenn alle Messungen innerhalb der Toleranz liegen, verändert das Signal Qend den Zustandszähler 62, so daß er den nächsten Zustand 1-11 annimmt, und ein Ausgangsignal »Wahr« tritt an den Ausgängen Icfi und Ictr des Kodierers 63 auf, um den Zähler 64 für die Anzahl der Versuche und die Kippstufe 65 zu löschen.

Der Zustandszähler 62 ändert den Zustand 1-9 und betätigt die Ausgänge Icon und Itim des Kodierers 63, und das Signal Icon dient dazu, um den Motorantrieb 28 zu betätigen, der die Platte vertikal nach oben in Kontakt mit der Maske bringt. Die Verzögerungsschaltung 118 wird durch das Signal Itim betätigt und erzeugt ein verzögertes Ausgangsignal Qtim, beispielsweise von 0,2 see, welches ausreicht, um den Kontakt zwischen Maske und Platte herzustellen.

Das Eingangsignal <?n/wfürden Dekodierer 61 ändert den Zustandszähler in den Zustand 1-1, so daß er das Signal Iclr auslöst und die Zähler 66 bis 68, den fehlenden Impulsgenerator 69 und die Impulsgeneratoren 49, 53 löscht und die dritte Impulskippstufe 53' zurückstellt.

Die Vorrichtung überprüft jetzt die Ausrichtung der Maske und der Platte, um sicherzustellen, daß sie bei der Bewegung in die Kontaktstellung nicht die Ausrichtung so verloren haben. Daher nimmt bei dem nächsten Signal Qdrc von dem Abtastband-Meßfühler 39 der Zustandszähler den Zustand 1-3 an und betätigt Icpo, um die Abtastimpulse an die Impulsgeneratoren 49, 53 weiterzuleiten. Die beiden Positionen anzeigenden Ausgangsignale, beispielsweise 109' und 104' vom Dekodierer 112 sind noch betätigt, und drei neue Formeln werden bestimmt, und die berechneten Impulszählungen werden in den Zählern 66 bis 68 entsprechend der Positionierung der Masken- und Plattenmuster gespeichert. Beim Beginn der vierten Abtastung in dieser Reihe bringt der Ausgang Qnext den Zustandszähler in den Zustand 1-2, hält Icpg betätigt und bereitet den Steuerdekodierer 61 zur Aufnahme des Impulses (?o«cam Ende dieser Abtastreihe vor.

Bei der Aufnahme des Signals Qdrc nimmt der Zustandszähler den Zustand 1-6 an, und die Ausgänge Icnt und Iup nehmen den Wert »Wahr« an, um die Toleranzimpulszählstufen in der vorstehend beschriebenen Weise an die drei Zähler 66 bis 68 weiterzugeben. Der Ausgang Qpul bedeutet das Ende der Toleranzimpulse und bringt den Zustandszähler in den Zustand 1-7.

Wenn die Ausgänge der Nulldetektoren von den drei Zählern 66 bis 68 alle eine Nullzählstufe registrieren, wird das Ausgangsignal Qend ausgelöst, um den Zustandszähler in den Zustand 0-2 zu bringen und durch eine grüne Lampe der Bedienungsperson anzuzeigen, daß die Maske und die Platte richtig ausgerichtet und zum Drucken bereit sind. Auf der Leitung Irst des Kodierers 63 erscheint ein Ausgangsignal, um die Vervollständigung des Ausrichtvorganges und die Einstellung der Vorrichtung zur Verwendung zu einer späteren Zeit mit einer neuen Maske anzuzeigen.

Die vorstehende Beschreibung des Betriebs der Vorrichtung betrifft den Fall, daß die Platte in Kontakt mit der Maske gebracht wurde und eine Überprüfung der Ausrichtung durch die automatische Ausrichtungstechnik ergab, daß die Ausrichtung sich innerhalb annehmbarer Toleranzen befand und keine weitere Bewegung der Platte bezüglich der Maske erforderlich war, um die Ausrichtung zu optimieren. Nun werden verschiedene andere Betriebsstufen gezeigt, welche ins Spiel kommen, wenn keine optimalen Bedingungen angetroffen werden.

Wenn sich der Zustandszähler 62 beispielsweise im Zustand 0-7 befindet, so kann es manchmal bei irgendeiner Abtastreihe vorkommen, daß die Impulse A'—C und A"—C" beginnen aber aus irgendeinem Grunde nicht zu den richtigen Zeiten aufhören mögen. Beim Beginn des Impulses A'wird ein Trigger-Impuls an den einen Univibrator 121 abgegeben, der eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Betätigung wirksam wird, um ein Ausgangsignal an das Gatter 122 abzugeben. Wenn jedoch zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Ausgangsignal des Univibrators auftritt, der Impuls C nicht aufgehört hat, wird von dem Ausfall- Impulsgenerator 61 auf der Leitung Qmov ein Ausgangsignal »Wahr« abgegeben, und der Zustandszähler 62 gelangt von dem Zustand 0-7 in den Zustand 0-6 und erregt die Ausgänge Iclk, Iup und Iclr des Verschlüßlers 63. Die Schaltung arbeitet derart, daß die Zähler 66 bis 68, der Ausfall-Impulsgenerator 69, die Impulsgeneratoren 49, 53 und die Kippstufe 53' für den dritten Impuls gelöscht werden, und die Netzwerke 78 und 81 arbeiten in der vorbeschriebenen Weise, um Taktimpulse an die drei Zähler 66 bis 68 abzugeben, so daß diese Zähler beginnen vorwärtszuzählen. Wenn die Zähler K-lmpulse vorwärtsgezählt haben, tritt ein Ausgangsignal auf der Ausgangsleitung Qk des Dekodierers 61 auf und bringt den Zustandszähler 62 in den Zustand 0-14, und dies führt zu einem »Wahren«-Ausgangsignal an den Befehlsausgängen Igmo und Itol für die Motorsteuerschaltung 123 (F i g. 6b). Es werden Impulse von der Motor-Taktgeberschaltung 124 über die Stufenmotor-Steuerschaltung 125 an die Antriebsmotoren 25 bis 27 für im Uhrzeigersinn aufwärts und nach rechts gerichtete Bewegungen gegeben. Die Motortaktgeberimpulse werden auch an die Zähler 66 bis 68 über die Zählereingangssteuerschaltung 81 geleitet, um von der gespeicherten K-Zählstufe rückwärts zu zählen. Da die /L-Zählstufe in den Zählern in diesem Beispiel eine Vorwärtszählstufe ist, erscheint ein Signal »Wahr« auf den Vorzeichenausgängen jedes Zählers für einen Motorregler 123, der den Anzeigeschaltungen 126 für die Motorrichtung bedeutet, daß die drei Antriebsmotoren 25 bis 27 vorwärts angetrieben werden sollen. Die gleichen Vorzeichengatter bewirken, daß die Steuerschaltung 81 die Motortaktgeberimpulse an den rückwärtszählenden Eingang der Zähler 66 bis 68 geben. Nachdem /^-Impulse an jeden der drei Motoren 25 bis 27 von dem Motortaktgeber 124 gegeben worden sind und die Zähler 66 bis 68 auf Null herabgezählt haben, tritt an den Nulldetektorausgängen vom Gatter 117 für den Dekodierer 61 ein wahres Eingangsignal Qend auf. Der Zustandszähler 62 nimmt den Zustand 0-1 an, um die Abtastung des Ausrichtmusters für die Positionsbestimmung einzuleiten, wobei sich die Muster nun in einer neuen Position unter denjenigen Bedingungen befinden, welche jetzt das nicht mehr auftretende Ausfall-Impulssignal bewirkten.

Auch wenn sich der Zähler 62 im Zustand 0-7 befindet und alle drei Zähler 66 bis 68 von der gespeicherten Zählstufe 2K rückwärts zählen, kann die Maschine eine Situation vorfinden, in welcher einer der Striche 14 oder 15 über einem der zugeordneten Striche 19,21 oder 22, 23 liegt, und zwei der drei Zähler 66 bis 68 werden daher

auf Null zurückzählen. Wenn beliebige zwei der Nulldetektor-Ausgangsleitungen das Signal Null aufweisen, bewirkt die Schaltung 127 (»gleicher Abstand«), ciaß an den Dekodierer 61 ein »Wahres« Ausgangsignal Qeql abgegeben wird. Der Zustandszähler wechselt von dem Zustand 0-5 in den Zustand 0-6 und gibt Signale auf den Leitungen Iclr, Iclk und der Leitung lup des Kodierers 63 ab. Die Antriebsmotoren 25 bis 27 werden in der vorstehend beschriebenen Weise betätigt, um die Platte bezüglich der Maske für eine neue Messung zu positionieren.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde angenommen, daß bei der Toleranzprüfung alle gespeicherten Zählstufen in den drei Zählern 66 bis 68 sich innerhalb der Toleranz befinden und die Vorrichtung dann derart arbeitet» daß sie die Platte in Berührung mit der Maske bringt. In jenen Fällen, in denen einer oder mehrere der Zähler anzeigen, daß die erreichte Ausrichtung nicht innerhalb der Toleranz liegt, d. h., daß eine Eins in irgendeiner vierten oder höheren Binärsteüe auftritt, wird der Ausgang des zugeordneten Nuildetektors anzeigen, daß der Nullzustand nicht vorliegt und ein wahres Ausgangsignal Qend vom Gatter 117 tritt nicht auf. Ein »Falsches« Signal Qend beim Auftreten von Qpul am Ende der Toleranzzählungssummierung bewirkt, daß der Zustandszähler vom Zustand 1-10 in den Zustand 1-14 geschaltet wird und die Befehlsausgänge /ovrund Idown mit einem Signal beaufschlagt.

Das Netzwerk 78 bewirkt, daß Taktgeberimpulse an den Toleranzimpulszähler 116 und an den rückwärtszählenden Eingang der Zähler 66 bis 68 geleitet werden, und diese Zähler zählen rückwärts, um die Toleranzzählung abzuziehen, welche in den Zählern vorher hinzugefügt worden war. Das Ausgangsignal Qpul des Toleranzimpulszählers zeigt das Ende der Toleranzimpulse an und schaltet den Zustandszähler vom Zustand 1-14 in den Zustand 1-9 um und gibt Ausgangsignale auf die Befehlsausgänge Isf2, Igmo und Itol ab. Die Anzeigeschaltung 65 wird gesetzt, d. h., der Ausgang nimmt das Signal »Hoch« an. Der Schritt-Motorregler 123 gibt Motortaktgeberimpulse an die drei Motoren ab, um die Platte über die Steuerung 125 im Uhrzeigersinn, aufwärts und nach rechts anzutreiben. Die Vorzeichen bestimmenden Ausgänge der drei Zähler 66 bis 68 betätigen den Motorrichtungsregler 126, um den drei Antriebsmotoren die besonderen Richtungen anzugeben, in denen sie antreiben sollen, d. h. vorwärts oder rückwärts, je nach den Vorwärtszählungen oder Rückwärtszählungen in den Zählern 66 bis 68. Diese drei Vorzeichenschaltkreise betätigen die Zählereingangssteuerung 81, um die geeigneten für die Vorwärtszählung oder Rückwärtszählung bestimmten Eingänge der Zähler 66 bis 68 auszuwählen und diese Zähler durch die Taktgeberimpulse in einer Richtung anzutreiben, so daß sie auf Null zurückkehren.

Bei der Rückkehr der Zähler 66 bis 68 auf Null führt der Ausgang der zugeordneten Nulldetektoren zu einem Ausgangsignal Qend vom Null-Prüfgatter 117, und der Zustandszähler geht in den Zustand 0-12 über und beendet die Motortaktgeberimpulse für die Zähler und die Plattenantriebsmotoren.

Wenn der Zähler 64, der die Anzahl der Versuche zählt, kein Ausgangsignal abgibt, falls nämlich nur eine Zählstufe wegen nur einer Formelausrechnung und Bewegung der Platte in ihm gespeichert ist, so geht der Zustandszähler 62 in den Zustand 0-1 über und betätigt die Befehlsausgänge Iclr und Icpf, was in der beschriebenen Weise die Positionsbestimmungsstufe der automatischen Ausrichtungsvorriohtung auslöst.

Die Positionsbestimmung, die Formelberechnungen, die Toleranzprüfung und dergleichen werden in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt, um die

-, Platte mit der Maske auszurichten. Jedes Mal, wenn der Vorgang ausgeführt worden ist, wird eine Zählstufe in dem die Anzahl der Versuche in dem die Anzahl der Versuche zählenden Zähler 64 gespeichert, bis vier Versuche zur Ausrichtung der Maske unternommen

ίο worden sind, wonach ein Signal »Wahr« auf dessen Ausgangsleitung Qfor erscheint. Dieses Signal bringt den Zustandszähler vom Zustand 0-12 in den Zustand 0-04, und zu diesem Zeitpunkt betätigt ein Signal Ired ein rotes Licht, um der Bedienungsperson anzuzeigen,

Ii daß die Maschine vier Versuche unternommen hat, um die Maske auszurichten, und daß dies nicht erreicht worden ist. In diesem Zeitpunkt kann die Bedienungsperson versuchen, die Maske manuell auszurichten oder die Ausrichtungsbemühungen zu beenden.

In jenen Fällen, in denen die Platte in Kontakt mit der Maske durch den Antriebsmotor 28 in der vorstehend beschriebenen Weise gebracht worden ist und eine Überprüfung der Ausrichtung ergeben hat, daß diese relative Bewegung zu einer Verschiebung außerhalb der zulässigen Toleranz geführt hat, führt das Fehlen eines Ausgangsignals Qend von dem Prüfgatter 117 zu einer Änderung des Zustandszählers vom Zustand 1-7 in den Zustand 1-9 entsprechend dem Ausgang Qpul- Die Befehlsausgänge Iopn und I_Tim sind betätigt, und das

jo Signal Iopn betätigt den Kontaktantriebsmotor 28, um die Platte und die Maske zu trennen. Das Ausgangsignal Itim betätigt die Verzögerungsschaltung 118, um eine Zeitverzögerung von 0,2 see vorzusehen, in welcher die Trennung der Maske und der Platte erfolgen kann.

j5 Danach bringt ein Ausgangsignal Qtim den Zustandszähler in den Zustand 1-4, und dies führt zu einem Ausgangsignal auf den Befehlsleitungen /cwr und Idown-Die Schaltung arbeitet dann in der vorstehend beschriebenen Weise, um die Toleranzzählstufe von den Zählern 66 bis 68 abzuziehen, und ein Ausgangsignal auf der Leitung Qpul am Ende dieses Subtraktionsvorganges bringt den Zustandszähler in den Zustand 1-12.

Falls der Ausgang Qflc der Anzeigeschaltung kein Signal bzw. das Signal »Falsch« anzeigt und damit angibt, daß die Maske und die Platte nur einmal in Kontakt gebracht worden sind, geht der Zustandszähler 62 in den Zustand 1-13 über und gibt auf den Befehlsleitungen Isf2, Igmo und Itol ein Ausgangsignal ab. Diese Schaltung arbeitet dann, wie vorstehend

so beschrieben, entsprechend der in jedem der drei Zähler 66 bis 68 registrierten Formelzählung, um Motortaktgeberimpulse an die drei Plattenantriebsmotoren zu schicken, um die Platte in die gewünschten Richtungen zur Ausrichtung mit der Maske zu bewegen. Wenn die drei Zähler 66 bis 68 auf Null entsprechend den Motortaktgeberimpulsen zurückgezählt haben, bringt das Ausgangsignal Qend des Prüfgatters 117 den Zustandszähler in den Zustand 1-9 was, wie vorstehend beschrieben, dazu führt, daß die Platte und die Maske

bo wieder in Kontakt gebracht werden und automatisch eine erneute Überprüfung der Ausrichtung der Maske und der Platte vorgenommen wird.

Das Befehlssignal Isfi dient dazu, die Anzeigeschaltung zu setzen. Falls daher eine wiederholte Prüfung der Ausrichtung der Maske und der Platte eine Fehlausrichtung ergibt, bringt ein »Wahres« Ausgangsignal Qflg auf der Anzeigeschaltung 65 den Zustandszähler in den Zustand 0-4 wenn das Ausgangsignal Qpul vom

Toleranzimpulszähler 116 auftritt. Außerdem wird ein Befehlssignal I red gegeben, so daß die rote Lampe erleuchtet, um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß die Maske und die Platte ausgerichtet worden sind und zweimal in Kontakt gebracht worden sind und dennoch keine endgültige Ausrichtung erreicht wurde.

Einige der vorstehend mit Bezug auf Fig.6a-d beschriebenen Schaltkreise sind im einzelnen in den F i g. 8 bis 12 dargestellt; d. h., das Netzwerk 78 und die Zählereingangssteuerung 81 sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt, wobei Fig.9 das Netzwerk 114 zur Bestimmung des Formelvorzeichens aufweist. Die Logikschaltung für den Abtastzähler 82, den Dekodierer 83, den Kommutator 84, den Dekodierer 88, die Positionskippstufen 71 bis 74, den Kommutator 111 und den Dekodierer 112 ist in Fig. 10 dargestellt. Einer der Zähler 66 ist in Fig. 11 dargestellt und umfaßt die Toleranzüberlaufschaltung. Der Motorregler 123, die Motorrichtungsanzeiger 126 und die Stufenmotorsteuerung 125 sind in F i g. 12 dargestellt.

Im folgenden wird auf F i g. 8 und 9 Bezug genommen. Zunächst ist in den drei Zählern 66 bis 68 die Zählstufc 2 K gespeichert, wenn die Befehlsausgänge Ici.k und Im· das Signal »Wahr« aufweisen und der Befehl Iclk betätigt das Gatter 131, um Impulse vom Taktgeber 79 durch die drei Gatter 132,133 und 134 und durch die drei Gatter 135,136 und 137 an die drei für Vorwärtszählung bestimmten Gatter 138,139 und 141 abzugeben, welche zu den drei für Vorwärtszählung bestimmten Eingängen der Zähler 66,67 und 68 führen.

Die drei Gatter 138, 139 und 141 werden aufgrund eines »Wahren« Signals auf der Leitung lur betätigt, welches auf einem Eingang bei jedem der drei Gatter 142,143 und 144 auftriti. Da auf den anderen Eingängen dieser drei Gatter 142 bis 144 das Signal »Falsch« auftritt, erhalten die Gatter 145,146 und 147 jeweils ein Signal »Wahr«, und das gleiche Signal tritt dadurch am Eingang der Gatter 148, 149 und 151 auf, wodurch wiederum die Gatter 138, 139 und 141 aufgetastet werden, um die Taktimpulse an die für Vorwärtszählung bestimmten Eingänge hindurchzulassen. Wenn die Zählstufe 2K erreicht ist, wird der Ausgang Qk für den Zustandszähler erregt, was zu einem Signal »Falsch« auf der Leitung Ulk des Gatters 131 führt, um die Impulse zu beenden.

Wenn sich der Zustandszähler nach Erregung des Ausgangs Qk im Zustand 0-7 befindet, öffnet ein »Wahres« Signal auf der Leitung //x>wwdie Gatter 152, 153 und 154 und führt zu einer öffnung der Gatter 155, 156 und 157, so daß die Taktgeberimpulse Cl und C2 während der Impulsperioden A, B an den für Rückwärtszählung bestimmten Eingang der Zähler 66 bis 68 geleitet werden.

Zu dieser Zeit öffnet ein »Wahres« Signal auf der Leitung Ihm das Gatter 161 (M-lmpuls - nach rechts«), das Gatter 162 f»B-lmpuls - aufwärts«), und das Gatter 163 ^»C-Impuls - Uhrzeigersinn«). Bei der ersten Abtastung durch den Schlitz 32 öffnet der Impuls A 'das Gatter 164 (Leitung A'), um die Taktgeberimpulsc Cl vom Taktgeber 79 durch das Gatter 165 zu den drei Galtern 166, 167 und 168 zu leiten, die zu den drei Gattern 135, 136 und 137 (Uhrzeigersinn, aufwärts und nach rechts) führen. Nur das Gatter 166 wird geöffnet, da dessen anderer Eingang den Signalpegel »Hoch« vom Gatter 161 über den Umkehrverstärker 16Γ aufweist. Daher werden die Taktgeberimpulse CX über das Gatter 166. das Gatter 135 und das Gatter 155 an den für RUckwarts/ählung bestimmten Eingang des Zählers 66 geleitet, welcher weiterhin von der Zählstufe 2K rückwärts zählt.

Wenn der Impuls A" von dem Impulserzeuger 53 kurz nach dem Beginn des Impulses A'auftritt, wird das zweite Gatter 169 über die Leitung A "geöffnet, um eine zweite Reihe von Taktgeberimpulsen Ci. vom Taktgeber 79' hindurchzulassen. Diese Impulse werden durch einen Multivibrator 79' aus den Taktimpulsen vom Taktgeber 79 gebildet, und die Impulse C2 befinden sich zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen CX vom Haupttaktgeber 79.

Die Impulse Cl werden über die Gatter 169,165 und 166 an das Gatter 135 geleitet, und daher wird die Geschwindigkeit der Taktgeberimpulse vom Taktgeber 79 an den Zähler 66 verdoppelt. Am Ende des Impulses A' werden die Impulse Cl durch das Gatter 164 beendet, wogegen die Impulse C2 durch das andere Gatter 169 andauern, aber in diesem Fall ist die Taktgeberimpulsgeschwindigkeit für den Zähler 66 gegenüber der normalen Geschwindigkeit halbiert. Daher ist während der Dauer des Impulses Λ'oder des Impulses A"und der Abwesenheit eines dieser Impulse die Taktgeschwindigkeit halb so groß wie die Taktgeschwindigkeit im Falle der Koinzidenz der Impulse A' und A ". Dies führt zu einer Impulsmittelwertbildung und berichtigt veränderliche Impulsbreiten. Die gesamte Zeitperiode beim Durchgang der Taktgeberimpulse CI und C2 durch das Gatter 142 wird als Impuls A oder als Impulsdauer A bezeichnet.

Während der Dauer des zweiten Ausgangsimpulses ß'vom Impulserzeuger 49 ist das Gatter 171 (über B') betätigt, um die Impulse C1 über das Gatter 172 und das Gatter 173 für das vorwärtszählende Gatter 136 und das Gatter 156 für den für Rückwärtszählung bestimmten Eingang des Zählers 67 zu sperren. Der Impulsausgang B"öffnet das Gatter 174, um die Taktgeberimpulse C2 über die Gatter 172, 173, 136 und 156 an den Zähler 67 zu übertragen. Die beschriebene Impulsmittelwertbildung wird durch diese Impulse ß'und B" bewirkt, und die kombinierte Zeit dieser Impulse ist der impuls B. Der Zähler 68 arbeitet in ähnlicher Weise, um die Taktgeberimpulse Cl und C2 während der Zeitdauer zu speichern, in welcher die Ausgangsimpulse C'und C'' am Ausgang der Impulserzeuger 49 und 53 vorliegen; sie ergeben entsprechend den Impuls C.

Auf diese Weise zählen bei der Abtastung der Striche 14,19 und 21 durch den Schlitz 32 die drei Zähler 66 bis 68 von der Zählstufe 2K rückwärts, welche in jedem der Zähler vor der Auslösung der Abtastung durch das Loch 37 gespeichert worden war.

In dem vorstehenden Beispiel wurde angenommen daß der Strich 14 sich über den Strichen 19 und 21 befand und während der Dauer des Impulses Can der Zähler 68 2K Taktgeberimpulse abgegeben wurden Daher hat am Ende des Impulses C der Zähler 68 aul Null zurückgezählt und der Ausgang seines Nulldetek tors gibt ein »Wahres« Signal an den Dekodierer 88 ab.

Die Schaltung zur Bestimmung der Musterposition is im einzelnen in F i g. 10 dargestellt. Der Abtastzähler 8; weist ein Paar Kippstufen 181 und 182 auf, welche nacl Maßgabe der vier Impulse von den Photodetektoren 3! und 40 bei jeder Abtastreihe arbeiten, um nachcinande die Gatter 183 bis 186 zu betätigen. Bei dem crstei Impuls setzt das Gatter 183 das erste Paar de Positionskippslufen 187 und 188, um die aus zwei Bit bestehende Positionsinformation vom Dekodiercr 81 aufzunehmen. Wie schon festgestellt wurde, hatte de Zähler 68 auf Null rückwärtsgcziihlt und am Ausgani

des Nulldetektors den Schaltpegel »Tief« abgegeben und damit einen Schaltpegel »Hoch« am Eingang des Gatters 189 über den Umkehrverstärker 191 erzeugt. Der Ausgang des Gatters 189 gibt den Schaltpegel »Tief« an das Gatter 192 für die höchste Bit-Stelle und das Gatter 193 für die tiefste Bit-Stelle. Die Ausgangschaltpegel »Hoch« dieser Gatter werden den Positionskippstufen 188 bzw. 187 zugeführt. Das Eingangsignal Ispf am Ende der Abtastung durch den Schlitz 32 öffnet das Gatter 194, um diese beiden Bits (d. h. 1,1), in den Kippstufen 187 und 188 zu speichern.

Nachfolgend werden Paare von Bits in den Kippstufenpaaren 72, 73 und 74 für die folgenden Ablastungen 2, 3 bzw. 4 gespeichert. Die Information über die Musterposition ist somit in Form von Bit-Paaren gespeichert. Der erste Impuls vom Meßfühler 39 beim Beginn der nächsten Abtastreihe löscht die beiden Kippstufen 181 und 182 und sendet ein Signal »Wahr« an die vier Gatter 195, 196, die mit den ersten und dritten Positionskippstufen 71 und 73 verbunden sind, und die vier Bits von diesen beiden Kippstufen werden durch die vier Gatter 197, 198, 199 und 201 an die Dekodierschaltung 112 geleitet, wo der einzelne Ausgang 10Γ das Signal »Wahr« annimmt, um anzuzeigen, daß die beiden Striche 14 und 15 sich gemeinsam in einen Sektor 101 teilen. Die anderen acht Ausgangsleitungen des Dekodierers 102' bis 109' haben weiterhin den Signalzustand »Falsch«.

Bei der folgenden Abtastung durch den Schlitz 34 führt der erste Impuls vom Photomeßfühler 40 zu einem Signal »Wahr« für die vier Gatter 202, 203, um die aus zwei Bits bestehende Information von den Kippstufen 72 und 74 zum Dekodierer 112 zu leiten.

In ähnlicher Weise wird durch die zwei nachfolgenden Impulse vom Photomeßfühler 40 die aus zwei Bits bestehende in den Positionskippstufen 71, 72 und 73, 74 bestehende Information übertragen, um ein Ausgangsignal an einer besonderen Ausgangsleitung des Dekodierers 112 bei jeder Abtastung abzugeben.

Unter Bezugnahme auf F i g. 8 werde angenommen, daß die Leitung 109' des Dekodierers 112 bei den ersten und dritten Abtastungen mit einem Signal beaufschlagt wird. Ein Signal »Wahr« auf der Leitung 9 (vom Ausgang 109'; die Eingangsleitung 1, 2, 3 usw. behalten ihre Eingangsignale von den Dekodierausgängen 101, 102, 103 usw.) und ein Signal »Wahr« auf der Eingangsleitung Sl von der Kippstufe 181 öffnet die Gatter 206, 207, 208 und 209, so daß wiederum die Gatter 211, 163 und 212 und die angeschlossenen Umkehrverstärker betätigt werden, um an einem Eingang jedes Gatters 213, 214 und 215 ein Signal »Hoch« abzugeben, so daß diese drei Gatter geöffnet werden und die Taktgeberimpulse Cl, C2 an die drei Zähler 66 bis 68 von den Taktgebern 79 und 79' während der Dauer des Impulses C(d. h., C'+ C")an die Eingänge der Gatter 216,217 gelangen. _

Bei der dritten Abtastung, wobei die Leitungen 9 und S3 den Signalzustand »Wahr« aufweisen, werden die Taktgebergatter 218, 219, 221 und 222 betätigt, um wiederum die Gatter 163, 214, 162, 173 und 223 zu öffnen. Die Taktgeberimpulse CI und C2 gelangen an den Zähler 66 während der Dauer des Impulses B über die Gatter 223 und 135, an den Zähler 67 während der Dauer des Impulses B über die Gatter 173 und 136 und an den Zähler 68 während der Dauer des Impulses C über die Gatter 214 und 137.

Es wird nun angenommen, daß die Leitung 4 für die /weiten und vierten Abtastungen vom Ausgang 104' mit einem Signal beaufschlagt ist. Bei der zweiten Abtastung S 2 würden die Gatter 207 und 224 beaufschlagt, so daß die Taktgeberimpulse Cl und C2 an den Zähler 68 während der Dauer des Impulses A über die Gatter 162, 168 und 137 und an die Zähler 66 und 67 während der Dauer des Impulses C über die Gatter 211,213 und 135 und 212,215 und 136 übertragen werden. Bei der vierten Abtastung S4 würden die Gatter 225 und 226 geöffnet, so daß die Taktgeberim-

Ki pulse an die genannten Zähler während des Impulses A gelangen.

Das Vorzeichen für jede Formel, welches bestimmt, ob die Zähler 66, 67 und 68 vorwärts- oder rückwärtszählen, wird durch die Gatter 231, 232 bzw.

ι ■-, 233 bestimmt (Fig. 9). Beispielsweise sind während der Abtastung durch den Schlitz 32 wegen des Signalzustandes »Wahr« auf den Ausgangsleitungen 109' und S1 die Gatter 234, 235 geöffnet, da die anderen Eingänge für die Gatter 234 und 235 den Signalpegel »Wahr« vom Gatter 208 aufnehmen; die Ausgänge der Gatter 234 und 235 geben den Signalpegel »Wahr« an die Gatter 231 und 232 ab, und diese nehmen den Signalzustand »Hoch« an. Das Gatter 236 nimmt den Zustand »Wahr« an, und daher nimmi das Gatter 233 den Zustand

2", »Hoch« an. Wenn daher ein Eingang jedes Gatters 145, 146 und 147 den Zustand »Hoch« annimmt und ihre Ausgänge den Signalzustand »Tief« an die Gatter 148, 149 und 151 abgeben, können die Gatter 138, 139 und 141 die Taktgeberimpulse an die vorwärtszählenden

j(i Eingänge der Zähler 66, 67 und 68 weiterleiten. Wenn daher bei der Abtastung durch den Schlitz 32 (Abtastung 1) die Leitung 109' das Signal »Wahr« trägt, zählen alle Zähler vorwärts, das entspricht dem Vorzeichen + in der Sektorreihe 109 der Tabelle für

π + Ci in allen drei Richtungsformeln.

Bei der dritten Abtastung (S3) und bei einem Signalpegel »Wahr« auf der Leitung 109', hat der Ausgang des Gatters 237 den Pegelwert »Hoch« wegen der unterschiedlichen Signale an den beiden Eingängen und, da der Ausgang des Gatters 236 das Signal »Hoch« trägt, nimmt das Gatter 233 den Zustand »Hoch« an, und der Ausgang des Umkehrverstärkers 233' gibt das Signal »Tief« an das Gatter 147. Daher gelangen die Taktgeberimpulse an den rückwärtszählenden Eingang des Zählers 68. Dies entspricht dem Ausdruck -Cj in der Sektorreihe 109 der Formel für die Richtung »Rechts«. Die Ausgänge der Gatter 231 und 232 befinden sich im Zustand »Hoch«, und dies führt dazu, daß die Taktgeberimpulse an den vorwärtszählenden

vi Eingang der Zähler 66 und 67 geleitet werden.

In Fig. 11 ist eine typische Form eines binär oder dezimal kodierten Zählers dargestellt, wie er für die Zähler 66 bis 68 verwendet wird. Die Toleranzüberlaufschaltung weist drei Gatter 238,239 und 240 auf, welche

■55 alle bei einem wahren Signal auf der Leitung Ιτ2κ bewirken, daß die binäre Information der drei ersten binären Ausgänge für den Nulldetektor überflüssig sind und welche dem Nulldetektor anzeigen, daß diese Binärstellen Null sein sollen, selbst wenn tatsächlich bis

Wi zu einer Zählstelle vorhanden ist. Diese drei Gatter 238, 239 und 240 werden auch vom Toleranzschaltcr 115 gesteuert, so daß bei einer bestimmten Toleranz das Gatter 238 betätigt wird, um die erste Binärstelle unwirksam zu machen, bei einer doppelt so großen

μ Toleranz die Gatter 238 und 239 betätigt werden, um die ersten und zweiten Binärstcllen unwirksam zu machen, und bei einer viermal so großen Toleranz alle drei Gatter entsprechend betätigt werden. Die Schaltung

oben links in der Zeichnung ergibt die Vorzeicheninformation, damit die Motorantriebe in der einen oder anderen Richtung arbeiten, je nach der Zählung »Vorwärts« oder »Rückwärts« in dem zugeordneten Zähler.

Die Gatterschaltkreise für das Motorregelsystem sind in F i g. 12 dargestellt. Sie umfassen die Gatter 242, 243 und 244 zur Abgabe von Taktgeberimpulsen an die Stufenmotoren, die Gatter 245, 246 und 247 zur Bezeichnung der Drehrichtung des Motors und die ι ο Gatter 248, um Impulse an die Zähler 66, 67 und 68 zu leiten, um diese auf Null zurückzustellen.

Die Muster können schließlich auch in anderer Weise ausgebildet sein, als in Fig. 13 dargestellt ist. Das einzelne Kreuz 251, 252 auf einem Gegenstand kann r> lichtundurchiässig und das einzelne Kreuz 253,254 kann reflektierend sein. Die lichtundurchlässigen und reflektierenden Striche, beispielsweise die Striche 251 und 253, ergeben bei der Abtastung Impulse entgegengesetzten Vorzeichen, wie durch die Impulse 251' und 253' in Fig. 14 angedeutet ist. Daher kann der Abstand zwischen Impulsen und die Richtung des ersten Impulses bezüglich die Richtung des zweiten Impulses durch die Logikschaltung benutzt werden, um den Umfang der Fehlausrichtung zu berechnen und entsprechend kompensierende Antriebsignale zu erzeugen.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur automatischen Ausrichtung einer Halbleiterplatte bzw. eines Halbleiterwürfels mit einer Maske bei der Herstellung integrierter Schaltkreise. Die Maske und die Platte werden jeweils mit Ausrichtungsmustern versehen, und das Muster der Platte arbeitet mit dem der Maske zusammen, um die Ausrichtung anzuzeigen. Eine Abtastvorrichtung tastet automatisch die Musterbereiche ab und gibt / .usgangsignale ab, welche die relative Position der Masken- und Plattenmuster anzeigen. Eine logische Schaltung spricht auf die Abtastsignale an und berechnet Formeln, welcher der Fehlausrichtung entsprechen. Diese Formeln werden dazu verwendet, um Regelsignale zum Antrieb einer Motoreinrichtung zu erzeugen, um eine Relativbewegung zwischen der Maske und der Platte hervorzurufen, um beide relativ zueinander auszurichten. Falls erforderlich, werden verschiedene getrennte Ausrichtungszyklen vorgesehen, um die endgültige Ausrichtung zu erreichen. Es ist eine Vorrichtung zur Auswahl der Toleranz vorgesehen, um eine Änderung der Toleranz bei der endgültigen Ausrichtung zu ermöglichen.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

22 13 17! Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausrichten erster und zweiter relativ zueinander bewegbarer Gegenstände, von denen der erste Gegenstand ein Ausrichtungsmuster mit ersten und zweiten in einem Winkel zueinander angeordneten Markierungen und der zweite Gegenstand ein entsprechendes Ausrichtungsmuster mit ersten und zweiten Markierungen enthält, die im wesentlichen im gleichen Winkel zueinander wie die ersten und zweiten Markierungen des Ausrichtungsmusters auf dem ersten Gegenstand angeordnet sind,

mit einer Abtasteinrichtung zum Abtasten der Muster auf den ersten und zweiten Gegenständen zum Erzeugen von Ausgangssignalen, welche die Positionen der ersten und zweiten Markierungen des Musters auf dem ersten Gegenstand bezüglich der ersten bzw. zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand anzeigen, mit einer Beleuchtungseinrichtung für die ersten und zweiten Gegenstände, die Licht von diesen zu der Abtasteinrichtung gelangen läßt,
mit einer mit der Abtasteinrichtung verbundenen Steuerungseinrichtung, die auf die Ausgangssignale der Abtasteinrichtung anspricht und Steuersignale zur Steuerung der Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Gegenständen erzeugt und mit einer mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Antriebseinrichtung, die auf die Steuerungssignale anspricht und die Relativbewegung zwischen den ersten und zweiten Gegenständen derart bewirkt, daß die ersten und zweiten Markierungen des Musters auf dem ersten Gegenstand in eine is ausgewählte Ausrichtung bezüglich der ersten bzw. zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand gelangen, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abtasteinrichtung (31; 36 ...) ein lichtundurchlässiges Glied (31) mit ersten und zweiten schlitzförmigen öffnungen (32; 33) entsprechend den ersten und zweiten Markierungen (14,15; 19,22) der Muster (12; 17) auf den ersten und zweiten Gegenständen (11; 16) zum Abtasten dieser Muster aufweist und außerdem eine Detektoreinrichtung (36), die auf Änderungen der von den ersten und zweiten Gegenständen (11; 16) stammenden und durch die ersten und zweiten öffnungen in dem lichtundurchlässigen Glied (31) hindurchgelassenen Lichtmenge anspricht, wenn das lichtundurchlässige Glied die Muster auf diesen Gegenständen abtastet und dabei die Ausgangssignale erzeugt,
daß die Steuerungseinrichtung (44; 45; 78...) mit der Detektoreinrichtung (36) verbunden ist, auf die Ausgangssignale der Detektorainrichtung anspricht und Steuerungssignale erzeugt, die proportional dem linearen Abstand der ersten und zweiten Markierungen (14; 15) des Musters (12) auf dem ersten Gegenstand (11) von der ausgewählten Ausrichtungsposition bezüglich der ersten bzw. zweiten Markierungen (19; 22) des entsprechenden Musters (17) auf dem zweiten Gegenstand (16) sind, und daß die durch die Antriebseinrichtung (25; 26; 27 ...) erzielte Ausrichtungsposition darin besteht, daß die ersten und zweiten Markierungen (14; 15) des Musters (12) auf dem ersten Gegenstand (11) im wesentlichen parallel zu den ersten bzw. zweiten Markierungen (19; 22) des entsprechenden Musters (17) auf dem zweiten Gegenstand (16) sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten Gegenstand (11) ein Paar voneinander beabstandete Muster (12; 13) vorgesehen sind, die jeweils erste und zweite Markierungen (14; 15) aufweisen, welche miteinander einen Winkel ausbilden, und auf dem zweiten Gegenstand (16) ein entsprechendes Paar voneinander beabstandeter Muster (17; 18) vorgesehen ist, die jeweils erste und zweite Markierungen (19; 22) enthalten, die im wesentlichen in dem gleichen Winkel zueinander wie die ersten und zweiten Markierungen des Paares voneinander beabstandeter Muster (12; 13) auf dem ersten Gegenstand (11) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Muster (17) auf dem zweiten Gegenstand (16) ein erstes Paar gleichförmig voneinander beabstandeter erster Markierungen (19; 21) und ein zweites Paar gleichförmig voneinander beabstandeter zweiter Markierungen (22; 23) aufweist, die Paare der ersten und zweiten Markierungen im wesentlichen im gleichen Winkel zueinander wie die ersten und zweiten Markierungen des Musters auf dem ersten Gegenstand (U) angeordnet sind und die ersten und zweiten Markierungen jedes Musters auf dem ersten Gegenstand (11) zentral voneinander innerhalb der ersten bzw. zweiten Paare von gleichförmig beabstandeten ersten und zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand (16) erscheinen, wenn die ersten und zweiten Markierungen der Muster auf den ersten und zweiten Gegenständen sich in der vorbestimmten Ausrichtungsposition relativ zueinander befinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (31; 36) einen Satz von drei Ausgangsimpulsen (41; 42; 43) erzeugt, der die Positionen der ersten Markierungen jedes Musters auf dem ersten Gegenstand in bezug auf das Entsprechende Muster auf dem zweiten Gegenstand anzeigt und ein anderer Satz von drei Ausgangsimpulsen (41; 42; 43) die Positionen der zweiten Markierungen jedes Musters auf dem ersten Gegenstand und das entsprechende Muster auf dem zweiten Gegenstand relativ zueinander angibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung einen Taktgeber (79), drei Impulszähler (66; 67; 68) und eine Einrichtung (78) aufweist, welche Taktimpulse von dem Taktgeber an die verschiedenen Impulszähler während drei Zeitintervallen leitet, die zwischen drei verschiedenen Paaren von Ausgangsimpulsen in jedem Satz von drei Ausgangsimpulsen definiert sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Markierungen (14, 15; 19, 22) auf den ersten und zweiten Gegenständen (11; 16) gleichförmige Breite aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Markierungen (14,15; 19,22) jedes Musters (12; 17) auf den ersten und zweiten Gegenständen (11; 16) im wesentlichen rechtwinklig angeordnete Linien sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Linien gerade sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtundurchlässige Glied ein bewegbares Band enthält.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (44; 45; 78 ...) auf die Ausgangssignale von der Detektoreinrichtung (36) anspricht und Steuerungssignale erzeugt, welche die Richtung angeben, in welcher die ersten und zweiten Markierungen des Musters iuf dem ersten Gegenstand (11) von der ausgewählten Ausrichtungsposition bezüglich der ersten und zweiten Markierungen des entsprechenden Musters auf dem zweiten Gegenstand (16) entfernt sind.