DE3403765C2

DE3403765C2 - Abstandskopiereinrichtung

Info

Publication number: DE3403765C2
Application number: DE19843403765
Authority: DE
Inventors: Werner 8225 Traunreut Jung
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE3403765A1

Abstract

Bei einer derartigen Abstandskopiereinrichtung zum Herstellen von Mustern, insbesondere von Teilungen, stützt sich zur Einstellung des Kopierabstandes eine herzustellende Kopiervorlage (V) auf der lichtempfindlichen Schicht (S) einer herzustellenden Kopie (K) mittels eines Luftlagers (L) ab, das mit einem regelbaren Luftdruck beaufschlagt ist (Fig. 2b).

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandskopiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Literaturstelle J. SCI. INSTRUM., 1965, Vol. 42, Seiten 156, 157 ist eine Längenmeßeinrichtung bekannt, bei der sich zur Einstellung eines bestimmten gegenseitigen Abstandes die Abtastplatte einer Abtasteinheit auf der Teilungsfläche des Maßstabes über ein Luftlager abstützt.
Aus der DE-OS 25 11 071 ist eine Vorrichtung zum automatischen Ausrichten von Halbleiterscheiben bekannt, bei der eine Auflageplatte zur Aufnahme einer Halbleiterscheibe mehrere Bohrungen aufweist, die zwischen Vakuumbetrieb und Druckbetrieb umschaltbar sind. Zur Ausrichtung der Halbleiterscheibe wird die Auflageplatte mit Druckluft beaufschlagt, zum zwischen der Halbleiterscheibe und der Auflageplatte ein Luftpolster zu schaffen. Nach der Positionierung wird die Halbleiterscheibe durch Vakuumbeaufschlagung der Auflageplatte in dieser Position auf der Auflageplatte fixiert.
In der DE-OS 32 17 851 ist eine Vorrichtung zum Erhitzen von Abdecküberzügen auf Halbleiterplättchen beschrieben, bei der das Plättchen zum Erhitzen mit einer perforierten Heizplatte durch Vakuumbeaufschlagung in engen Kontakt gebracht wird. Vor dem Erhitzen und zum Beenden der Erhitzung wird die Heizplatte mit Druckluft beauftragt, um das Plättchen in einem gewissen Abstand über die Heizplatte zu halten.
In der DE-OS 15 72 353 ist eine Kontaktkopiereinrichtung offenbart, bei der sich die zu übertragende Kopiervorlage über ein Luftlager auf der lichtempfindlichen Schicht einer herzustellenden Kopie zur gegenseitigen Positionierung abstützt. Zum Kontaktkopieren wird das Luftpolster des Luftlagers bis zum Kontakt der Kopiervorlage mit der lichtempfindlichen Schicht der Kopie abgebaut.
Aus der DE-OS 24 01 197 ist eine Kopiereinrichtung bekannt, bei der sich die Kopiervorlage über einen Flüssigkeitsfilm an der lichtempfindlichen Schicht der Kopie zur Vermeidung einer gegenseitigen Berührung abstützt.
In der US-PS 40 88 406 ist eine Abstandskopiereinrichtung beschrieben, bei der eine Halbleiterscheibe auf einer Auflageplatte mittels Vakuumbeaufschlagung gehaltert ist. Der Randbereich der Halbleiterscheibe ist durch aus der Auflageplatte herausragende Abstandsstifte nach oben gewölbt und trägt die Belichtungsmaske, so daß sich ein durch die Abstandsstifte bestimmter Abstand zwischen der Halbleiterscheibe und der Belichtungsmaske ergibt.
Der DE-AS 12 66 986 entnimmt man eine Abstandskopiereinrichtung, bei der ein bestimmter Abstand zwischen der Kopiervorlage und der Kopie mittels einer mechanischen Klemmeinrichtung eingestellt wird.
Die DE-OS 20 46 686 beschreibt eine Einrichtung zum Justieren der Lage einer Belichtungsmaske bezüglich einer Scheibe mittels eines einstellbaren Luftkissens, über das die Anlage eines Abstandshalterringes an einen Randteil der Belichtungsmaske in einer Ebene bewirkt wird, die im vorgegebenen Abstand parallel oberhalb der oberen Seite der Scheibe verläuft; der gewünschte Abstand x kann durch Veränderung des Luftdruckes eingestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Abstandskopiereinrichtung der oben erwähnten Gattung die Einstellung des Kopierabstandes zwischen der Kopiervorlage und der Kopie wesentlich zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch das vorgeschlagene Luftlager zwischen der Kopiervorlage und der Kopie mechanische Mittel zum Einstellen des Kopierabstandes nicht mehr erforderlich sind. Durch einfache Variation des Luftdruckes des Luftlagers läßt sich der jeweils benötigte Kopierabstand zwischen der Kopiervorlage und der Kopie einfach und schnell einstellen; das Luftlager erlaubt darüberhinaus ein problemloses und schnelles Positionieren der Kopiervorlage bezüglich der Kopie ohne gegenseitige Berührung und damit verbundene Beschädigung. Des weiteren wird durch die Befestigung des Halters für die Kopiervorlage über Gelenkstangen an der Trägerplatte stets ein gleichbleibend paralleler Kopierabstand zwischen der Kopierlage und der Kopie ermöglicht. Das Vorsehen von Federn zwischen dem Halter für die Kopiervorlage und der Trägerplatte bewirkt eine zusätzliche Stabilisierung des Kopierabstandes zwischen der Kopiervorlage und der Kopie.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt einer Abstandskopiereinrichtung,
Fig. 2a eine Draufsicht auf eine Kopiervorlage in einer Fassung und
Fig. 2b einen Schnitt A-B der Anordnung nach Fig. 2a.
In Fig. 1 ist in einem Querschnitt eine Abstandskopiereinrichtung dargestellt. Auf einer Grundplatte G ist ein Koordinatentisch KT angeordnet, der in X-Richtung und in Y-Richtung sowie in Z-Richtung mittels Linearführungen F und einer Antriebseinheit A verschiebbar ist. Auf dem Koordinatentisch KT ist eine Vakuumplatte VP zur Aufnahme einer herzustellenden Kopie K mittels Vakuum befestigt; die Kopie K besteht aus einer Glasplatte mit einer lichtempfindlichen Schicht S.
Auf der Grundplatte G ist mittels eines senkrecht verlaufenden Rahmens R eine Trägerplatte T mit einer mittigen Öffnung O befestigt, in der eine Fassung D zur Aufnahme einer zu übertragenden Kopiervorlage V über dem Koordinatentisch KT angeordnet ist. Die Fassung D ist nach Fig. 2a, b mittels dreier Laschen LA leicht demontierbar an einem Montageflansch M gehaltert, der seinerseits mit drei Schraubenverbindungen SV an der Trägerplatte T befestigt ist. Die Fassung D besteht aus einem Düsenring, in dem die Kopiervorlage V eingekittet ist. Die nach unten weisenden Teilungsfläche TF der Kopiervorlage V steht gegenüber der unteren Fläche des Düsenrings D um etwa 15 µm vor. Der Düsenring D ist zusätzlich über drei horizontal angeordnete Gelenkstangen GS mit dem Montageflansch M verbunden, die eine starre Fixierung der Kopiervorlage V in der X-, Y-Ebene bewirken, aber in Z-Richtung eine Verschiebung der Kopiervorlage V um etwa 0,2 mm zulassen. Der Düsenring D ist mit einer Reihe von Luftdüsen LD bestückt, die über eine Druckleitung H mit Druckluft beaufschlagt werden; die Druckluft tritt an der unteren Fläche des Düsenrings D aus den Luftdüsen LD zur Bildung eines Luftlagers L zwischen der Teilungsfläche TF der Kopiervorlage V und der lichtempfindlichen Schicht S der Kopie K aus.
Auf der Trägerplatte T ist ein Support P mit einem Längenmeßtaster LT angeordnet, dessen horizontaler Hub so bemessen ist, daß die Tastspitze TS des Längenmeßtasters LT von außen her das Zentrum der Kopiervorlage V erreichen kann.
Der Abstandskopiervorgang verläuft folgendermaßen: Der Koordinatentisch KT befindet sich in einer Ausgangsstellung (X = 0, Y = 0, Z = 0). Die anzufertigende Kopie K in Form der Glasplatte mit der nach oben weisenden lichtempfindlichen Schicht S wird auf die Vakuumplatte VP aufgelegt und mittels Vakuumbeaufschlagung gehaltert. Nach Betätigung einer nicht gezeigten Starttaste erfolgt der Abstandskopiervorgang automatisch. Der Support P mit dem Längenmeßtaster LT wird von einer Ausgangslage bis zu einer Endlage in horizontaler Richtung verfahren, so daß die Tastspitze TS des Längenmeßtasters LT das Zentrum der Kopiervorlage V von oben antasten kann; diese Position der Tastenspitze TS ist die Ausgangsstellung in Z-Richtung. Die Ausgangslage und die Endlage des Supports P werden mittels nicht gezeigter Endschalter eingestellt. Der Düsenring D wird zur Ausbildung des Luftlagers L mit feinstgefilterter Druckluft beaufschlagt, die für einen Abstand von etwa 40 µm zwischen der Kopiervorlage V und die Kopie K vorgewählt ist.
Der Koordinatentisch KT wird nun mittels der Antriebseinheit A im Eilgang in Z-Richtung nach oben verfahren, bis die Glasoberfläche der Kopie K einen Näherungsschalter N an der Trägerplatte T betätigt, woraufhin die Eilganggeschwindigkeit auf Schleichganggeschwindigkeit umgeschaltet wird. Der Koordinatentisch KT fährt im Schleichgang weiter, bis die Kopiervorlage V vom vorgewählten Luftpolster des Luftlagers L zwischen der Kopie K und der Kopiervorlage V angehoben wird; dieses Anheben der Kopiervorlage V wird vom Längenmeßtaster LT gemessen. Ist eine vorgegebene Position in Z-Richtung erreicht, wird der Antrieb A des Koordinatentisches KT in dieser Position mittels einer Klemmeinrichtung KL geklemmt. Die Tastspitze TS des Längenmeßtasters LT wird eingefahren und der Support P mit dem Längenmeßtaster LT in die Ausgangslage zurückgefahren. Der Koordinatentisch KT wird nun gemäß einem vorgegebenen Programm in der X- und Y-Richtung positioniert, bis sich die Kopiervorlage V über der ersten Position der Kopie K befindet, die einen Mehrfachnutzen aufweist. Der Düsenring D und damit das Luftlager L wird nun mit einem vorher ermittelten Luftdruck beaufschlagt, der einem Kopierabstand von beispielsweise 10 µm zwischen der Kopiervorlage V und der lichtempfindlichen Schicht S der Kopie K entspricht. Die Kopiervorlage V stützt sich damit zumindest während der Belichtung über dieses Luftlager L auf der lichtempfindlichen Schicht S oder direkt auf der diese lichtempfindliche Schicht S tragenden Fläche der Kopie K ab. Nach einer kurzen Beruhigungszeit von ca. 1 sec. erfolgt die Belichtung B durch eine Blende BL, die in der Öffnung O der Trägerplatte T konzentrisch angeordnet ist.
Nach der Belichtung B wird das Luftlager L über den Düsenring D mit einem erhöhten Luftdruck beaufschlagt, so daß sich wieder ein Abstand von etwa 40 µm zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K einstellt. Der Koordinatentisch KT wird wiederum in der X- und Y-Richtung positioniert, bis sich die Kopiervorlage V über der zweiten Position der Kopie K befindet, woraufhin sich der beschriebene Abstandskopiervorgang wiederholt. Nachdem alle Positionen auf der Kopie K belichtet worden sind, fährt der Koordinatentisch KT in seine Ausgangsstellung (X = 0, Y = 0, Z = 0) zurück, wobei die Ausgangsstellung Z = 0 durch einen Schalter C festgelegt ist. Die Druckluft am Düsenring D wird abgeschaltet und die fertiggestellte Kopie K kann vom Koordinatentisch KT entnommen werden.
Der Düsenring D kann zusätzlich über drei Druckfedern DF mit dem Montageflansch M verbunden werden. Diese Druckfedern DF befinden sich jeweils in den drei Laschen LA und beaufschlagen den Düsenring D und die Kopiervorlage V mit einer dem Luftdruck des Luftlagers L entgegenwirkenden Kraft, so daß sich eine zusätzliche Stabilisierung des eingestellten Kopierabstandes zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K ergibt. Die Gelenkstangen GS zwischen dem Düsenring D und dem Montageflansch M bewirken, daß die Teilungsfläche TF der Kopiervorlage V und die lichtempfindliche Schicht S der Kopie K stets parallel zueinander ausgerichtet sind.
Die Luftströmung im Luftlager L bewirkt, daß eventuell zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K vorhandene Staubpartikel weggeblasen werden. Des weiteren wird eine automatische Kompensation unterschiedlicher Dicken der Glasplatten der Kopien K bewirkt.
Der jeweils benötigte Kopierabstand zwischen der Kopiervorlage V und Kopie K läßt sich durch Variation des Luftdrucks des Luftlagers L einfach und schnell einstellen; die zur Regelung des Luftdrucks erforderlichen Mittel sind nicht dargestellt.

Claims

1. Abstandskopiereinrichtung zum Herstellen von Mustern, insbesondere von Teilungen, bei der eine zu übertragende Kopiervorlage einer herzustellenden Kopie zugeordnet ist und bei der zur Einstellung des Kopierabstandes ein Luftlager vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kopiervorlage (V) auf der die lichtempfindliche Schicht (S) aufweisenden Fläche der Kopie (K) direkt über das Luftlager (L) abstützt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftlager (L) zur Einstellung des Kopierabstandes zwischen der Kopiervorlage (V) und der Kopie (K) mit einem regelbaren Luftdruck beaufschlagbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur gegenseitigen Positionierung die Kopiervorlage (V) auf der lichtempfindlichen Schicht (S) der Kopie (K) über das wenigstens eine Luftlager (L) abstützt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopiervorlage (V) und/oder die Kopie (K) mit einer dem Druck des Luftlagers (L) entgegenwirkenden Kraft beaufschlagt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopiervorlage (V) in einem Halter (D) in Form eines Düsenrings eingesetzt ist, dessen Luftdüsen (LD) das Luftlager (L) bilden.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen (LD) des Düsenrings (D) mit einem regelbaren Luftdruck beaufschlagbar sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (D) für die Kopiervorlage (V) über Gelenkstangen (GS) mit einer Trägerplatte (T) zur Auslenkung der Kopiervorlage (V) nur senkrecht zu ihrer Teilungsfläche (TF) mittels des Luftlagers (L) verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstangen (GS) in einer Ebene parallel zur Teilungsfläche (TF) der Kopiervorlage (V) angeordnet sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (D) für die Kopiervorlage (V) über Federn (DF) mit der Trägerplatte (T) verbunden ist.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopie (K) mittels einer Vakuumplatte (VP) auf einem Koordinatentisch (KT) angeordnet ist, der zur Auslenkung der Kopiervorlage (V) mittels des Luftlagers (L) zwischen der Kopie (K) und der Kopiervorlage (V) senkrecht zur Teilungsfläche (TF) der Kopiervorlage (V) (Z-Richtung) verschiebbar und zur Ausrichtung der Kopiervorlage (V) bezüglich der Kopie (K) parallel zur Teilungsfläche (TF) der Kopiervorlage (V) (X-, Y-Richtung) positionierbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Kopiervorlage (V) senkrecht zur Teilungsfläche (TF) der Kopiervorlage (V) zur Einstellung einer vorgegebenen Auslenkung mit einer Längenmeßeinrichtung (LT) meßbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenmeßeinrichtung (LT) durch einen Längenmeßtaster gebildet ist.