DE102006008080A1

DE102006008080A1 - Belichtungsanlage

Info

Publication number: DE102006008080A1
Application number: DE102006008080A
Authority: DE
Inventors: Hans Prof. Dr. Opower; Stefan Dipl.-Ing. Scharl
Original assignee: KLEO Maschinenbau AG
Current assignee: Kleo Ag Ch
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-08-30
Also published as: US8248581B2; JP5155191B2; US20080316454A1; EP1987398A2; WO2007096094A2; JP2009527781A; WO2007096094A3

Abstract

Um eine Belichtungsanlage für Substratkörper, die auf einer Substratoberfläche eine fotosensitive Beschichtung tragen, umfassend ein Maschinengestell, einen den Substratkörper tragenden Substratträger mit einer Substratträgerfläche und eine Belichtungseinrichtung mit einer Optikeinheit, wobei die Optikeinheit und das Maschinengestell relativ zueinander in einer ersten Richtung und zweiten Richtung bewegbar sind, so dass durch diese Relativbewegung in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung die fotosensitive Beschichtung belichtbar ist, derart zu verbessern, dass bei dieser trotz eines Substratkörpers mit sehr großer Ausdehnung in der ersten und der zweiten Richtung eine kompakte Bauweise möglich ist, wird vorgeschlagen, dass die Belichtungseinrichtung eine Führungstraverse für mindestens einen die Optikeinheit tragenden Führungsschlitten der Belichtungseinrichtung aufweist, dass der Führungsschlitten an der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar geführt ist und dass die Führungstraverse am Maschinengestell in Richtung der zweiten Richtung bewegbar angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belichtungsanlage für Substratkörper, die auf einer Substratoberfläche eine fotosensitive Beschichtung tragen, umfassend ein Maschinengestell, einen den Substratkörper tragenden Substratträger mit einer Substratträgerfläche und eine Belichtungseinrichtung mit einer Optikeinheit, wobei die Optikeinheit und das Maschinengestell relativ zueinander in einer zu der Substratträgerfläche parallelen ersten Richtung und in einer zur Substratträgerfläche parallelen und quer zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung bewegbar sind, so dass durch diese Relativbewegung in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung die fotosensitive Beschichtung lokal selektiv von mittels der Optikeinheit erzeugbaren Belichtungsflecken belichtbar ist.

Derartige Belichtungsanlagen sind aus dem Stand der Technik beispielsweise der EP 1 389 984 A bekannt.

Bei diesen Belichtungsanlagen wird das Substrat seinerseits mindestens längs einer Achse bewegt, um die Relativbewegung zur Optikeinheit zu erreichen.

Insbesondere bei großen Substraten hat dies jedoch zur Folge, dass damit für die Belichtungsanlage ein großer Raumbedarf erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Belichtungsanlage der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass bei dieser trotz eines Substratkörpers mit sehr großer Ausdehnung in der ersten und der zweiten Richtung eine kompakte Bauweise möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Belichtungsanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Belichtungseinrichtung eine Führungstraverse für mindestens einen die Optikeinheit tragenden Führungsschlitten der Belichtungseinrichtung aufweist, dass der Führungsschlitten an der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar geführt ist und dass die Führungstraverse am Maschinengestell in der zweiten Richtung bewegbar angeordnet ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass durch die Bewegung der Führungstraverse selbst und durch die Bewegung der Optikeinheit längs der Führungstraverse die Relativbewegung in einfacher Art und Weise bei geringem Raumbedarf der Belichtungsanlage erzeugbar ist.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Führungstraverse an dem Maschinengestell mittels Luftlager bildenden Fußelementen bewegbar gelagert ist, da dadurch die Führungstraverse abriebfrei und leichtgängig bewegbar ist.

Um die Präzision bei der Belichtung der fotosensitiven Beschichtung zu verbessern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Führungstraverse relativ zum Maschinengestell gegen eine Bewegung in der zweiten Richtung fixierbar ist. Damit besteht die Möglichkeit, Messvorgänge oder Belichtungsvorgänge bei feststehender Führungstraverse mit hoher Präzision auszuführen.

Dabei wäre es denkbar, Bremseinrichtungen zum Fixieren der Führungstraverse an dem Maschinengestell vorzusehen.

Eine besonders einfache Lösung sieht jedoch vor, dass die Führungstraverse durch Aufsetzen von Fußelementen auf das Maschinengestell an diesem fixierbar ist.

Besonders günstig ist es, wenn bei den Luftlager bildenden Fußelementen der Führungstraverse zum Aufsetzen derselben auf für diese vorgesehenen Laufflächen an dem Maschinengestell die Luftlagerung abschaltbar ist.

Bei dem Aufsetzen der Fußelemente könnte theoretisch eine formschlüssige Fixierung derselben relativ zum Maschinengestell erfolgen.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn die auf dem Maschinengestell aufgesetzten Fußelemente die Führungstraverse kraftschlüssig relativ zum Maschinengestell fixieren, so dass eine Fixierung in jeder beliebigen Stellung möglich ist.

Hinsichtlich der bei fixierter Führungstraverse durchzuführenden Funktionen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Führungstraverse zur Durchführung einer Belichtung der fotosensitiven Beschichtung relativ zum Maschinengestell fixierbar ist, das heißt, dass die Belichtung der fotosensitiven Beschichtung in diesem Fall bei relativ zum Maschinengestell fixierter Führungstraverse erfolgt. Diese Lösung hat den großen Vorteil, dass damit eine exakte und stabile Positionierung der Führungstraverse relativ zum Maschinengestell vorliegt und somit die Präzision der Belichtung gesteigert werden kann, insbesondere auch dadurch, dass auch auf die Führungstraverse eingeleitete Kräfte, beispielsweise durch Beschleunigung der Führungsschlitten, vom Maschinengestell mit aufgenommen werden und somit deren störende Auswirkungen auf die möglichst exakte relative Positionierung der Optikeinheit zur fotosensitiven Beschichtung deutlich reduziert wird.

Eine besonders große Präzision bei der Belichtung ist dann gewährleistet, wenn die Belichtung aller hochpräzisen Strukturen nur bei feststehender Führungstraverse erfolgt, während bei bewegter Führungstraverse entweder keine Belichtung erfolgt oder nur wenig präzise Strukturen belichtet werden.

Um außerdem die Führungstraverse in einfacher Weise bewegen zu können, ist vorgesehen, dass die Führungstraverse durch mindestens einen am Maschinengestell angeordneten Vorschubantrieb in der zweiten Richtung bewegbar ist.

Ein derartiger Vorschubantrieb kann grundsätzlich in beliebiger Art und Weise ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der mindestens eine Vorschubantrieb ein Linearantrieb ist. Ein derartiger Linearantrieb könnte beispielsweise eine angetriebene Gewindespindel mit einer Spindelmutter sein.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Linearantrieb als elektrischer Linearmotor ausgebildet ist, der einerseits eine hohe Dynamik und andererseits eine ausreichend große Positioniergenauigkeit ermöglicht.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass eine Steuerung für die Bewegung der Führungstraverse in der zweiten Richtung vorgesehen ist, welche eine Bewegung der Führungstraverse in der zweiten Richtung in Form einer Vorschubbewegung, gefolgt von einer Vorschubpause ausführt.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Steuerung in der Vorschubpause die Führungstraverse relativ zum Maschinengestell fixiert, um eine möglichst steife Verbindung zwischen der Führungstraverse und dem Maschinengestell in der Vorschubpause zu erhalten.

Eine besonders präzise Arbeitsweise sieht dabei vor, dass eine präzise Belichtung der fotosensitiven Beschichtung des Substratkörpers in den Vorschubpausen erfolgt.

Eine Belichtung einer fotosensitiven Beschichtung mit großer Ausdehnung erfolgt dabei vorzugsweise so, dass die Steuerung die Führungstraverse ständig in einer sich wiederholenden Folge aus Vorschubbewegung und nachfolgender Vorschubpause bewegt und jeweils in der Vorschubpause zumindest die präzise Belichtung der fotosensitiven Beschichtung erfolgt.

Beispielsweise wäre es denkbar, während der Vorschubbewegung ebenfalls Belichtungen mit geringeren Präzisionsanforderungen zuzulassen, während Belichtungen mit hohen Präzisionsanforderungen nur in den Vorschubpausen erfolgen.

Hinsichtlich der Vorschubantriebe wurden im Zusammenhang mit den Vorschubpausen keine näheren Angaben gemacht. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Vorschubantrieb in der Vorschubpause abschaltbar ist.

Um die definierte Ausrichtung der Führungstraverse in der Vorschubpause beizubehalten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Vorschubantrieb bei an dem Maschinengestell festgelegter Führungstraverse abschaltbar ist.

Um während des Fixierens der Führungstraverse an dem Maschinengestell ebenfalls noch die Positionierung der Führungstraverse durch den Vorschubantrieb aufrecht erhalten zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Vorschubantrieb während des Fixierens der Führungstraverse an dem Maschinengestell in einem Stillstandsregelungsmodus steuerbar ist, in welchem trotz kraftschlüssigem Fixieren der Führungstraverse keine übergroßen Regelungskräfte oder Regelungsüberschwinger auftreten, die die Präzision der Positionierung der Führungstraverse beeinträchtigen.

Andererseits ist der Vorschubantrieb bei der Bewegung der Führungstraverse in einem Bewegungsregelungsmodus steuerbar, in welchem eine möglichst hohe Bewegungsdynamik für die Bewegung der Führungstraverse im Verlauf der Vorschubbewegung realisierbar ist.

Hinsichtlich der Einstellbarkeit der Belichtungsflecken relativ zur Führungstraverse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Position der Belichtungsflecken relativ zur Führungstraverse in der zweiten Richtung einstellbar ist. Dies erlaubt, die Belichtungsflecken auch relativ zur stillstehenden Führungstraverse einzustellen.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Position der Belichtungsflecken relativ zur Führungstraverse durch eine steuerbare Positioniereinrichtung einstellbar ist.

Um eine exakte Erfassung der Einstellung durch die Positioniereinrichtung zu erhalten, ist es besonders günstig, wenn die Positioniereinrichtung für die Einstellbarkeit der Belichtungsflecken in der zweiten Richtung mit einem Messsystem gekoppelt ist.

Eine günstige Lösung sieht dabei vor, dass die Positioniereinrichtung auf die Optikeinheit wirkt und somit die Optikeinheit als Ganzes in der zweiten Richtung verschiebt.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Positioniereinrichtung die Optikeinheit relativ zu einem Schlittengestell des Führungsschlittens positioniert und somit die Einstellbarkeit in der zweiten Richtung bewirkt.

Alternativ oder ergänzend dazu sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass die Positioniereinrichtung einen Lichtleiterstrang relativ zu einer Abbildungsoptik in der zweiten Richtung positioniert.

Um mit der Positioniereinrichtung auch die Möglichkeit zu haben, Positionierfehler bei der Bewegung der Optikeinheit zu korrigieren, ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine dynamische Positionierung der Belichtungsflecken in der zweiten Richtung im Zuge der Bewegung derselben in der ersten Richtung durchführbar ist.

Hinsichtlich der Bewegung des mindestens einen Führungsschlittens in der ersten Richtung wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten durch eine dynamische Bewegungsachse in der ersten Richtung längs der Führungstraverse bewegbar ist.

Besonders günstig ist es, wenn der mindestens eine Führungsschlitten durch die dynamische Bewegungsachse in der ersten Richtung längs der Führungstraverse ständig hin- und herfahrend, d.h. oszillierend, bewegbar ist, um eine möglichst effiziente Belichtung der fotosensitven Beschichtung zu erreichen.

Besonders günstig ist es dabei, wenn der mindestens eine Führungsschlitten durch einen Linearantrieb längs der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar ist.

Ein derartiger Linearantrieb könnte ein Linearantrieb mit einer Gewindespindel sein. Besonders günstig ist es, wenn der mindestens eine Führungsschlitten durch einen elektrischen Linearmotor relativ zur Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar ist.

Hinsichtlich der Führung des mindestens einen Führungsschlitten an der Führungstraverse wurden bislang ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine günstige Lösung vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten seitlich an der Führungstraverse geführt ist.

Ferner ist es günstig, wenn der mindestens eine Führungsschlitten auf einer der Substratträgerfläche abgewandten Oberseite der Führungstraverse geführt ist.

Hinsichtlich der Lagerung des mindestens einen Führungsschlitten wurden ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. Prinzipiell könnte eine konventionelle Lagerung vorgesehen sein. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten mittels Luftlagern an der Führungstraverse geführt ist.

Auch hinsichtlich des Aufbaus des mindestens einen Führungsschlittens wurden bislang keine weiteren Angaben gemacht. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten ein längs der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbares und an dieser geführtes Führungsgestell aufweist.

Insbesondere ist es hierbei günstig, wenn der mindestens eine Führungsschlitten ein relativ zum Führungsgestell bewegbares Traggestell für die Optikeinheit aufweist, so dass damit in einfacher Weise eine Positionierung der Optikeinheit relativ zum Führungsgestell möglich ist.

Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Traggestell relativ zum Führungsgestell in einer quer zur Substratträgerfläche verlaufenden dritten Richtung verstellbar ist.

Vorzugsweise ist hierbei das Traggestell so ausgebildet, dass dieses mit Luftführungen an dem Führungsgestell in der dritten Richtung bewegbar geführt ist.

Um die Positionierung des Traggestells relativ zum Führungsgestell aufrecht zu erhalten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Traggestell an dem Führungsgestell fixierbar ist.

Eine derartige Fixierung kann in unterschiedlicher Art und Weise erfolgen. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Traggestell an dem Führungsgestell durch Abschalten der Luftführungen fixierbar ist.

Hinsichtlich der Anordnung der Strahlungsquellen relativ zur Belichtungseinrichtung und zu dem Führungsschlitten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Grundsätzlich wäre es denkbar, die Strahlungsquellen auf dem Führungsschlitten anzuordnen.

Aufgrund der Wärmeerzeugung im Bereich der Strahlungsquellen ist es jedoch von Vorteil, wenn die Strahlungsquellen der Belichtungseinrichtung nicht auf dem Führungsschlitten angeordnet sind.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Strahlungsquellen in einer seitlich der Führungstraverse angeordneten Strahlungsquellenerzeugungseinheit angeordnet sind.

Hinsichtlich der Anordnung der Strahlungserzeugungseinheit seitlich der Führungstraverse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Beispielsweise wäre es denkbar, die Strahlungserzeugungseinheit stationär anzuordnen und über eine flexible Verbindung die Strahlung zu der Optikeinheit auf den Führungsschlitten zu übertragen.

Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass die Strahlungserzeugungseinheit mit der Führungstraverse in der zweiten Richtung bewegbar ist.

Dabei könnte die Strahlungserzeugungseinheit an der Führungstraverse geführt sein.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Strahlungserzeugungseinheit auf separaten für diese vorgesehenen Führungen geführt ist.

Um jedoch den Bewegungen der Führungstraverse in einfacher Weise folgen zu können, wäre es zum einen denkbar, die Strahlungserzeugungseinheit durch die Bewegung der Führungstraverse mitzubewegen.

Dies hätte jedoch den Nachteil, dass sich auf die Führungstraverse zusätzliche Kräfte auswirken.

Aus diesem Grund ist vorgesehen, dass die Strahlungserzeugungseinheit in der zweiten Richtung durch einen Linearantrieb bewegbar ist.

Eine besonders günstige Lösung sieht dabei vor, dass die Strahlungserzeugungseinheit auf außerhalb des Maschinengestells angeordneten Führungen bewegbar ist.

Besonders günstig lässt sich die Strahlungserzeugungseinheit dann anordnen, wenn diese seitlich neben einer Stirnseite der Führungstraverse angeordnet ist.

Um die Strahlung der Strahlungsquellen optimal der Optikeinheit zuführen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein flexibler Lichtleiterstrang von der Strahlungserzeugungseinheit zur Optikeinheit geführt ist.

Vorzugsweise ist dabei der flexible Lichtleiterstrang in einer an der Führungstraverse vorgesehenen und zum jeweiligen Führungsschlitten führenden Schleppführung geführt.

Die Schleppführung lässt sich besonders zweckmäßig an der Führungstraverse dann realisieren, wenn die Schleppführung in einer an der Führungstraverse vorgesehenen Aufnahme verläuft.

Im einfachsten Fall ist dabei die Aufnahme als ein an der Führungstraverse vorgesehener Kanal ausgebildet.

Besonders günstig ist es, wenn ein Ende des Lichtleiterstrangs mittels einer einstellbaren Positioniereinrichtung relativ zu einer Abbildungsoptik positionierbar ist, so dass damit eine Justierung des Lichtleiterstrangs relativ zur Abbildungsoptik möglich ist.

Zweckmäßigerweise ist die Positioniereinrichtung so ausgebildet, dass sie es erlaubt, mindestens einen von der Abbildungsoptik erzeugten Belichtungsfleck auf der fotosensitiven Beschichtung in mindestens einer zu einer Oberfläche der Beschichtung parallelen Richtung zu verschieben.

Noch vorteilhafter ist es, wenn die Positioniereinrichtung so ausgebildet ist, dass sie es erlaubt, den mindestens einen von der Abbildungsoptik erzeugten Belichtungsfleck auf der fotosensitiven Beschichtung in zwei zur Oberfläche der Beschichtung parallelen, quer zueinander verlaufenden Richtungen zu verschieben.

Damit ist eine Justierung der Position des Belichtungsflecks auf der fotosensitiven Beschichtung in einfacher Weise möglich.

Ferner sieht eine weitere Ausführungsform vor, dass mit der Positioniereinrichtung das Ende des Lichtleiterstrangs relativ zur Abbildungsoptik derart bewegbar ist, dass ein Durchmesser des mindestens einen auf der fotosensitiven Beschichtung erzeugbaren Belichtungsflecks variierbar ist.

Ferner ist es günstig, wenn die Abbildungsoptik mit einem Autofokussystem versehen ist.

Hinsichtlich der konkreten Ausbildung der Positioniereinrichtungen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So könnte jede Art von Stellantrieben, beispielsweise mechanische Stellantriebe mit Gewindespindeln oder Zahnstangen eingesetzt werden.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Positioniereinrichtungen Piezoantriebe als Stellantriebe umfassen.

Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der Ausführungsbeispiele wurde lediglich darauf eingegangen, dass die Führungstraverse mindestens einen Führungsschlitten trägt.

Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht jedoch vor, dass an der Führungstraverse zwei Führungsschlitten gelagert sind. Das Vorsehen zweier Führungsschlitten eröffnet eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten, beispielsweise eine erhöhte Flexibilität bei der Belichtung, gegebenenfalls eine höhere Belichtungsleistung oder auch einen besseren Momentenausgleich, um eine möglichst hohe Präzision der Belichtung trotz der Bewegung der Führungsschlitten zu erreichen.

Für einen möglichst momentenfreien Betrieb zu erhalten, ist es besonders günstig, wenn die Führungstraverse auf in der zweiten Richtung gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Führungsschlitten trägt.

Dabei sind zweckmäßigerweise die beiden Führungsschlitten synchron in der ersten Richtung verfahrbar.

Ein derartiges synchrones Verfahren kann dadurch erfolgen, dass die Führungsschlitten gegenläufig in der ersten Richtung verfahrbar sind, um einen Impulsausgleich realisieren zu können.

Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Führungsschlitten gleichlaufend in der ersten Richtung verfahrbar sind.

Zum verbesserten Impulsausgleich, insbesondere bei gleichlautenden Führungsschlitten, ist vorgesehen, dass gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten eine Ausgleichsmasse an der Führungstraverse bewegbar ist, mit welcher ein Impulsausgleich erreichbar ist.

Die Ausgleichsmasse könnte beispielsweise ebenfalls auf der Außenseite der Führungstraverse angeordnet sein.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Ausgleichsmasse in einem in der Führungstraverse vorgesehenen Führungskanal bewegbar geführt ist.

Hinsichtlich der Bewegung der Ausgleichsmasse wäre es beispielsweise denkbar, eine mechanische Kopplung, beispielsweise über Getriebeelemente, vorzusehen. Eine besonders zweckmäßige und vorteilhaft einsetzbare Lösung sieht vor, dass die Ausgleichsmasse durch einen Linearantrieb angetrieben ist, wobei der Linearantrieb im einfachsten Fall als elektrischer Linearmotor ausgebildet ist.

Ein besonders zweckmäßiger Impulsausgleich sieht vor, dass die Ausgleichsmasse synchron und gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten oder zu beiden Führungsschlitten bewegbar ist.

Hinsichtlich der Anordnung der Optikeinheit bei zwei Führungsschlitten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass einer der Führungsschlitten eine Optikeinheit trägt und einer der Führungsschlitten eine der Masse der Optikeinheit entsprechende Ausgleichsmasse, so dass damit ein guter Momentenausgleich erzielbar ist, um die Präzision der Belichtung zu steigern.

Soll die Belichtungsleistung allerdings gesteigert werden, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder der Führungsschlitten eine Optikeinheit trägt. Diese Lösung ermöglicht eine hohe Präzision, da ein Momentenausgleich aufgrund der Massen erfolgen kann und andererseits eine Steigerung der Belichtungsleistung dadurch, dass mit zwei Optikeinheiten gleichzeitig belichtet werden kann.

Hinsichtlich der Luftlager wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Luftlager als in Auflagerichtung vorgespannte Luftlager ausgebildet sind.

Vorzugsweise erfolgt die Vorspannung der Luftlager durch eine magnetische Vorspanneinrichtung.

Hinsichtlich der Erfassung der Position der Optikeinheit wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass ein Messsystem vorgesehen ist, das beim Bewegen der Optikeinheit ständig die Position der Optikeinheit in der ersten Richtung erfasst.

Ferner ist vorzugsweise auch ein Messsystem vorgesehen, das beim Bewegen der Optikeinheit die Position der Optikeinheit in der zweiten Richtung erfasst.

Vorzugsweise ist dabei das Messsystem als optisches Messsystem ausgebildet.

Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass eine Position der Optikeinheit in der ersten Richtung und der zweiten Richtung interferometrisch erfassbar ist.

Vorzugsweise erfolgt die Erfassung der Position der Optikeinheit dadurch, dass die Position des die Optikeinheit tragenden Traggestells interferometrisch erfassbar ist.

Hinsichtlich der Steuerung der Bewegung der Belichtungsflecken wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine besonders günstige Lösung vor, dass eine Steuerung für die dynamische Bewegung der Belichtungsflecken vorgesehen ist, welche durch einen Eichlauf in der ersten Richtung den Bewegungsverlauf der Optikeinheit längs einer durch die Führung an der Führungstraverse vorgegebenen realen Bahn erfasst.

Eine derartige reale Bahn erstreckt sich vorzugsweise nicht ideal parallel zur ersten Richtung, sondern weicht von dieser ab.

Aus diesem Grund ist es günstig, wenn die Steuerung eine Abweichung der von der Führungstraverse vorgegebenen realen Bahn von einer für die Belichtung theoretisch vorgegebenen Bahn in der ersten Richtung erfasst, so dass damit für die Steuerung erkennbar ist, wie stark die reale Bahn von der theoretisch vorgegebenen Bahn abweicht.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Steuerung mit der in der zweiten Richtung wirksamen dynamischen Positioniereinrichtung die Bewegung der Belichtungsflecken so korrigiert, dass diese sich auf der theoretisch vorgegebenen Bahn bei in der ersten Richtung bewegter Optikeinheit bewegen.

Mit einer derartigen Korrektur besteht die Möglichkeit, die theoretisch vorgegebene Bahn im Rahmen der Positioniergenauigkeit einzuhalten und somit jede Art von Abweichungen beispielsweise durch ungenaue Geradführung oder Schrägstellungen der Führungstraverse zu korrigieren.

Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass mit der Steuerung durch die in der zweiten Richtung wirksame Positioniereinrichtung jeder Belichtungsfleck mehrfach in der zweiten Richtung versetzbar ist und in der jeweils in der zweiten Richtung neuen Lage parallel zu der ersten Richtung bewegbar ist. Dies erlaubt es, bei feststehender Führungstraverse, beispielsweise während einer Vorschubpause, die Belichtung auf der fotosensitiven Beschichtung in einem sich in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung erstreckenden Bereich vorzunehmen, wobei damit beispielsweise bei stehender Führungstraverse in einer Vielzahl von in der zweiten Richtung nebeneinanderliegenden und sich in der ersten Richtung erstreckenden Zeilen eine Belichtung durchführbar ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Belichtunganlage;
2 einen Blick in Richtung des Pfeils A in 1;
3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils B in 2;
4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in 3;
5 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung einer Optikeinheit mit Führungsschlitten entsprechend 2;
6 einen Längsschnitt durch die Optikeinheit gemäß 5;
7 eine Draufsicht auf eine Aufnahmeeinheit;
8 eine Seitenansicht der Aufnahmeeinheit in Richtung des Pfeils 6 in 7;
9 eine Darstellung ähnlich 8 mit einer vergrößerten Darstellung der Bereiche D und E in 8;
10 eine schematische Darstellung einer von einem Belichtungsfleck durchlaufenen realen Bahn im Vergleich zu einer vorgegebenen, parallel zur ersten Richtung verlaufenden Bahn;
11 eine schematische Darstellung einer Durchführung der Belichtung einer fotosensitiven Beschichtung bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
12 eine Draufsicht ähnlich 3 auf ein zweites Ausführungsbeispiel.
Ein in 1 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Belichtungsanlage umfasst ein Maschinengestell 10, welches einen Substratträger 12 aufweist, der mit einer Substratträgerfläche 14 versehen ist, auf welche ein als Ganzes mit 16 bezeichneter Substratkörper auflegbar ist, um eine von diesem getragene und auf einer der Substratträgerfläche 14 abgewandten Seite des Substratkörpers 16 angeordnete fotosensitive Beschichtung 18 belichten zu können.
Hierzu ist eine als Ganzes mit 20 bezeichnete Belichtungseinrichtung vorgesehen, welche, wie in 1 dargestellt, eine Optikeinheit 22 aufweist, die relativ zum Maschinengestell 10 und somit auch relativ zum Substratträger 12 in einer ersten, zur Substratträgerfläche 14 parallel verlaufenden Richtung X und in einer ebenfalls zur Substratträgerfläche 14 parallelen zweiten Richtung Y bewegbar ist, um auf der gesamten fotosensitiven Beschichtung 18 durch selektive Belichtung und somit Umwandlung der fotosensitiven Beschichtung durch die Belichtung Strukturen erzeugen zu können.
Wie in 2 dargestellt, ist der Substratträger 12 aus einem massiven Block eines Materials mit großem spezifischem Gewicht, geringer Wärmeausdehnung und hoher Steifigkeit und Verzugsfreiheit, beispielsweise Granit, ausgebildet. Granit ist auch deshalb vorteilhaft, weil er aufgrund seines hohen spezifischen Gewichts eine große dämpfend wirkende Masse darstellt.
Außerdem ist Granit auch ein verzugsfreies und hochgenau bearbeitbares Material mittels dämpfenden Fußelementen, vorzugsweise luftgefederten Fußelementen 24 auf einer Standfläche 26, beispielsweise einem Boden eines Raums, in dem die Belichtungsanlage aufgestellt ist, abgestützt, so dass sich über die Fußelemente 24 keine Schwingungen von dem Boden auf den Substratträger 12 übertragen, sondern aufgrund dessen großer Masse und der Fußelemente 24 gedämpft werden.
Auf dem Maschinengestell 10, insbesondere mit Abstand zu einer Oberseite 28 des Substratträgers 12 ist eine von der Belichtungseinrichtung 20 ebenfalls umfasste als Ganzes mit 30 bezeichnete Führungstraverse angeordnet, welche sich im Abstand von der Substratträgerfläche 14 und im Abstand von der fotosensitiven Beschichtung 18 über den Substratkörper 16 hinweg erstreckt und dabei vorzugsweise parallel zur ersten Richtung X verläuft.
Die Führungstraverse 30 ist aus denselben wie beim Substratträger 12 genannten Gründen aus einem Material geringer Wärmeausdehnung und hoher Steifigkeit und Verzugsfreiheit, insbesondere Granit, hergestellt.
Die Führungstraverse 30 ist dabei beiderseits der Substratträgerfläche 14 mit Fußelementen 32, 34 auf an dem Substratträger 12 vorgesehenen Laufflächen 36, 38 abgestützt, welche sich parallel zu der zweiten Richtung Y erstrecken.
Die Laufflächen 36, 38 sind dabei beispielsweise als auf dem Substratträger 12 vorgesehene geschliffene und polierte Flächen ausgebildet.
Die Fußelemente 32, 34 sind so ausgebildet, dass diese auf den Laufflächen 36, 38 ein Luftpolster erzeugen, so dass die Fußelemente 32, 34 zur Bewegung der Führungstraverse 30 längs der Laufflächen 36, 38 luftgelagert über die Laufflächen 36, 38 gleiten.
Parallel zu den Laufflächen 36, 38 sind auf dem Substratträger 12 Statoren 42, 44 von als Ganzes mit 46, 48 bezeichneten elektrischen Linearmotoren vorge sehen, wobei ein Aktor 52, 54 dieser Linearmotoren 46, 48 fest mit der Führungstraverse 30 verbunden ist, so dass mit diesen elektrischen Linearmotoren 46, 48 die Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y antreibbar ist.
Die Linearmotoren 46, 48 sind dabei vorzugsweise mit einem eigenen Wegmesssystem versehen und so ansteuerbar, dass diese eine aktive Parallelführung für die Führungstraverse 30 bewirken, so dass die Führungstraverse 30 durch die Linearmotoren 46, 48 aktiv parallel zur ersten Richtung X ausgerichtet bewegbar ist.
Um außerdem insbesondere für den Fall der nicht mehr aktiven Parallelführung durch die Linearmotoren 46, 48 noch die parallele Ausrichtung der Führungstraverse 30 zur ersten Richtung X durch eine separate Führung sicher zu stellen, sind beiderseits der Substratträgerfläche 14 einander zugewandte Führungselemente 56, 58 vorgesehen, wobei die Führungselemente 56 an einer quer zur Substratträgerfläche 14 verlaufenden Stirnfläche 40 vorgesehen Lauffläche 62 anliegen, die ebenfalls als geschliffene und polierte Fläche am Substratträger 12 ausgebildet ist, während die Führungselemente 58 an einer Lauffläche 64 anliegen, die sich ebenfalls quer zur Substratträgerfläche 14 erstreckt, jedoch als Seitenwand einer Vertiefung 66 ausgebildet ist, welche sich von der Oberseite 28 des Substratträgers 12 in diesen hineinerstreckt und beispielsweise zwischen der Lauffläche 38 und der Substratträgerfläche 14 verläuft.
Die Führungselemente 56 und 58, die mit den Laufflächen 62, 64 zusammenwirken, sind vorzugsweise ebenfalls als Führungselemente von Luftführungen ausgebildet, die durch ihre Wirkung in entgegengesetzten Richtungen parallel zur ersten Richtung X eine präzise Führung der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y sicherstellen, wobei außerdem mindestens eines der Führungselemente 56, 58 in der zweiten Richtung Y über eine ausreichende Führungslänge an der jeweiligen Lauffläche 62 oder 64 geführt ist und somit auch eine ausreichende Steifigkeit der Führung der Führungstraverse 30 gegen ein Verschwenken in einer zur Substratträgerfläche 14 parallelen Ebene aus der parallelen Orientierung zur ersten Richtung X heraus gewährleistet.
Wie in 1, 2 und 3 dargestellt, sind an der Führungstraverse 30 zwei Führungsschlitten 72 und 74 geführt, wobei jeder der Führungsschlitten 72, 74 durch an quer zur Substratträgerfläche 14 und parallel zur ersten Richtung X verlaufenden Seitenflächen 76, 78 der Führungstraverse 30 sowie an einer der Substratträgerfläche 14 abgewandten und parallel zur ersten Richtung X verlaufenden Oberfläche 80 der Führungstraverse 30 angeordnete Laufflächen 82, 84 und 86 mit entsprechenden Führungselementen 92, 94 und 96 gleitend geführt sind, wobei die Führungselemente 92, 94 und 96 auf den Laufflächen 82, 84, 86 über von den Führungselementen 92, 94 und 96 erzeugte Luftpolster abgestützt sind.
Jeder der Paarungen Führungselement und Lauffläche 92, 82; 94, 84; 96, 86 ist dabei, wie in 4 dargestellt, jeweils eine magnetische Vorspanneinrichtung 102, 104, 106 zugeordnet, von denen jede einen an der Führungstraverse 30 gehaltenen Magnetstreifen 112 sowie einen an dem jeweiligen Führungsschlitten 72, 74 gehaltenen Magnetkörper 114 umfasst, die derart zusammenwirken, dass in der jeweilige Paarung aus Führungselement und Lauffläche 92, 82; 94, 84; 96, 86 eine derartige Kraftwirkung entsteht, dass das jeweilige Führungselement 92, 94, 96 in Richtung der jeweiligen Lauffläche 82, 84, 86 mit einer konstanten Kraft beaufschlagt ist.
Vorzugsweise umfasst mindestens einer der Magnetstreifen 112 oder der Magnetkörper 114 einen Permanentmagneten aus magnetisch hartem Material.
Damit werden die jeweiligen Führungsschlitten 72, 74 in Richtung der jeweiligen Seitenflächen 76, 78 und zusätzlich in Richtung der Oberfläche 80 der Führungstraverse 30 beaufschlagt und somit zuverlässig längs der Seitenflächen 76, 78 und der Oberfläche 80 an der Führungstraverse 30 geführt.
Zur Bewegung der Führungsschlitten 72, 74 parallel zur Längsrichtung der Führungstraverse 30 und somit in der ersten Richtung X, ist jeweils ein als Ganzes mit 120 bezeichneter elektrischer Linearmotor vorgesehen, welcher einen Stator 122 umfasst, der an der jeweiligen Seitenfläche 76, 78 angeordnet ist, sowie einen Läufer 124, welcher fest am jeweiligen Führungsschlitten 72, 74 gehalten ist und beispielsweise in den Stator 122 eingreift.
Beispielsweise liegt ein derartiger Linearantrieb zwischen den Führungsflächen 82 und 84.
Wie in 4 und 5 dargestellt, umfasst jeder der Führungsschlitten 72, 74 ein Führungsgestell 130, welches unmittelbar an der Führungstraverse 30 in Richtung der ersten Richtung X bewegbar geführt ist, wobei das Führungsgestell 130 für jede der Laufflächen 82, 84, 86 jeweils zwei in der ersten Richtung X im Abstand voneinander angeordnete Führungselemente 92, 94 und 96 aufweist, die an den jeweiligen Laufflächen 82, 84, 86 anliegen und somit das Führungsgestell 130 gegenüber der Führungstraverse 30 abgestützt führen.
Das Führungsgestell 130 trägt auch die Magnetkörper 114 der Vorspanneinrichtungen 102, 104, 106, die auf jeden der Führungsschlitten 72, 74 wirken sowie den jeweiligen Läufer 124. Die Optikeinheit 22 ist jedoch nicht unmittelbar an dem Führungsgestell 130 angeordnet, sondern auf einem Traggestell 140, welches relativ zum Führungsgestell 130 noch in einer senkrecht zur Substratträgerfläche 14 verlaufenden dritten Richtung Z verschiebbar ist.
Hierzu umfasst das Führungsgestell 130 ebenfalls parallel zur dritten Richtung Z verlaufende Laufflächen 132, auf denen mit dem Traggestell 140 verbundene Führungselemente 142 aufliegen und relativ zu diesen gleitend bewegbar sind.
Auch die Führungselemente 142 sind vorzugsweise Führungselemente von Luftführungen, die sich über ein Luftpolster auf den Laufflächen 132 abstützen, um die Führungselemente 142 gleitend relativ zu den Laufflächen 132 bewegen zu können.
Vorzugsweise sind in der dritten Richtung Z auf jeder der Laufflächen 132 zwei im Abstand voneinander angeordnete Führungselemente 142 vorgesehen und außerdem sind in der ersten Richtung X zwei im Abstand voneinander verlaufende Laufflächen 132 an dem Führungsgestell 130 vorgesehen, auf welchen sich dann die entsprechenden Führungselemente 142 abstützen.
Zum Verschieben des Traggestells 140 in der dritten Richtung Z ist an dem Führungsgestell 130 ein Linearantrieb 144 vorgesehen, welcher einen Antriebsmotor 146 sowie eine Gewindespindel 148 umfasst, wobei die Gewindespindel 148 mit einer fest mit dem Traggestell 140 verbundenen Spindelmutter 150 zusammenwirkt, um das Traggestell 140 in der dritten Richtung Z zu verschieben.
Durch diese Verschiebbarkeit des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 lässt sich die Optikeinheit 22 in ihrer Höhe relativ zum Substratkörper 16 und insbesondere zu einer dem Substratkörper 16 abgewandten Oberfläche 154 fotosensitiven Beschichtung 18 des Substratkörpers 16 einstellen und insbesondere eine Voreinstellung der Position der Optikeinheit 22 über der fotosensitiven Beschichtung 18 in Anpassung an die jeweilige Dicke des Substratkörpers 16 durchführen.
Die Voreinstellung der Position der Optikeinheit 22 mittels des Linearantriebs 144 erfolgt dabei einmalig zu Beginn eines Belichtungsvorgangs in Anpassung an den jeweiligen Substratkörper 16, insbesondere dessen Dicke, und anschließend erfolgt eine Fixierung des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass von den Führungselementen 142 zum Fixieren des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 kein Luftpolster mehr erzeugt wird, so dass die Führungselemente 142 reibschlüssig auf den Laufflächen 132 aufsitzen und dabei zusätzlich noch durch eine magnetische Vorspanneinrichtung 156, 158 gegen die Laufflächen 132 gepresst werden, so dass das Traggestell 140 über die Führungselemente 142 reibschlüssig auf den Laufflächen 132 und somit relativ zum Führungsgestell 130 fixierbar ist.
Zusätzlich zur Bewegbarkeit des Traggestells 140 in der dritten Richtung Z ist das Traggestell 140 gegenüber dem Führungsgestell 130 auch noch in der zweiten Richtung Y bewegbar.
Hierzu sind die Führungselemente 142 relativ zu dem jeweiligen Traggestell 140 über eine Positioniereinrichtung 152 parallel zur zweiten Richtung Y verstellbar und somit ist auch das gesamte Traggestell 140 relativ zum jeweiligen Führungsgestell 130 in der zweiten Richtung bewegbar. Vorzugsweise umfassen die Positioniereinrichtungen 152 Piezoantriebe mit einem eingebauten Wegmesssystem, so dass die Position des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 exakt gesteuert festlegbar ist.
Zusätzlich zu den beiden Führungsschlitten 72 und 74 ist an der Führungstraverse 30 noch eine als Ganzes mit 160 bezeichnete Ausgleichsmasse parallel zur ersten Richtung X bewegbar geführt.
Hierzu ist die Führungstraverse 130 mit einem sich in der Längsrichtung der Führungstraverse 30 und somit der ersten Richtung X erstreckenden Führungskanal 162 versehen, in welchem eine Längsführung 164 verläuft, an der die Ausgleichsmasse 160 bewegbar geführt ist.
Ferner ist der Längsführung 164 noch ein Linearmotor 166 zugeordnet, welcher einen an der Längsführung 164 gehaltenen Stator 168 sowie einen an der Ausgleichsmasse 160 gehaltenen Aktor 170 umfasst, so dass die Ausgleichsmasse 160 entlang der Längsführung 164 gesteuert bewegbar ist.
Die Belichtungseinrichtung 20 umfasst außerdem eine Strahlungserzeugungseinheit 180, welche eine Vielzahl von Strahlungsquellen 182 sowie Strahlungsquellenversorgungseinheiten 184 und eine Strahlungsquellensteuerung 186 umfasst, die in einem Gehäuse 188 angeordnet sind, welches seitlich der sich parallel zur zweiten Richtung Y erstreckenden Stirnfläche 60 neben dem Maschinengestell 10 angeordnet ist und auf parallel zur zweiten Richtung Y verlaufenden und auf der Standfläche 26 angeordneten Führungen in der zweiten Richtung Y bewegbar geführt ist.
Vorzugsweise ist das Gehäuse 188 so angeordnet, dass es, wie insbesondere in 1 und 3 erkennbar, im Bereich einer Stirnseite 192 der Bewegung der Führungstraverse 30 mit der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y mitbewegbar ist.
Hierzu ist beispielsweise an der Stirnfläche 60 ein Linearantrieb 194, vorzugsweise ausgebildet als elektrischer Linearmotor vorgesehen, mit welchem das Gehäuse 188 ungefähr synchron mit der Führungstraverse 30 und parallel zur zweiten Richtung Y bewegbar ist.
Von der Vielzahl von Strahlungsquellen 182 führen Lichtleiterstränge 196 und 198 zu flexiblen Leitungsschleppketten 202 und 204, die einerseits in einer Aufnahme 206 in der Führungstraverse 30 geführt sind, wobei sich die Aufnahme 206 von der Oberfläche 80 der Führungstraverse 30 ausgehend in diese als Vertiefung hineinerstreckt, und andererseits über Umlenkbögen 212 und 214 zu mit den Führungsschlitten 72 und 74 gekoppelten Enden 216 und 218 verlaufen, aus denen die Lichtleiterstränge 196 und 198 wieder austreten und zu den Optikeinheiten 22 hin verlaufen, so dass in diesen die von der jeweils einer Vielzahl von Strahlungsquellen 182 erzeugten Strahlungen zuführbar sind, wobei die Strahlungsquellen 182 vorzugsweise Lasereinheiten, insbesondere Halbleiterlasereinheiten, sind, und eine Laserstrahlung erzeugen, deren Intensität durch die Strahlungsquellensteuerung 186 definiert steuerbar ist.
Jede Optikeinheit 22 umfasst, wie in den 6 dargestellt, eine Abbildungsoptik 220, welche auf dem Traggestell 140 angeordnet ist und somit in der dritten Richtung Z bewegbar ist.
Die Abbildungsoptik 220 umfasst ihrerseits ein Objektiv 222, welches in Verbindung mit einem Tubussystem 224 der Abbildungsoptik 220 in der Lage ist, einzelne Strahlungsaustrittsflächen 226 einer Aufnahmeeinheit 228 für einzelne Lichtleiter 229 des zu dieser Optikeinheit 22 geführten Lichtleiterstrangs 196 auf die fotosensitive Beschichtung 18 als einzelne Belichtungsflecken 230 fokussiert abzubilden, wobei die Belichtungsflecken 230 üblicherweise einen Durchmesser von einigen hundert Nanometer haben.
Vorzugsweise bildet dabei die Abbildungsoptik 220 eine Anzahl von ungefähr 50 bis ungefähr 1000 von in einem definierten Muster, insbesondere in einer vorzugsweise ungefähr parallel zur zweiten Richtung Y verlaufenden Reihe 231, angeordnete Strahlungsaustrittsflächen 226 in entsprechende in einem entsprechenden Muster angeordnete Belichtungsflecken 230 gleichzeitig ab, wobei jede der Strahlungsaustrittsflächen 226 vorzugsweise mit einer für diese vorgesehenen Strahlungsquelle 182 gekoppelt ist, deren Intensität individuell steuerbar ist.
Um eine Feinsteuerung der Position der Belichtungsflecken 230 auf der die fotosensitiven Beschichtung 18 durchführen zu können, ist die Gesamtheit der Strahlungsaustrittsflächen 226 aufweisenden Aufnahmeeinheit 228 durch eine als Ganzes mit 232 bezeichnete Positioniereinrichtung relativ zu dem Tubussystem 224 und zum Objektiv 222 in einer zweiten Richtung Y₀ gegebenenfalls auch in einer zweiten Richtung Y₀ und sogar in der dritten Richtung Z₀ verschiebbar.
Die Positioniereinrichtung 232 sitzt dabei vorzugsweise auf einem das Tubussystem 224 haltenden Gehäuse 234 der Abbildungsoptik 220 und erlaubt es, die Aufnahmeeinheit 228 und somit die an dieser vorhandenen Strahlungsaustrittsflächen 226 relativ zu dem Gehäuse 234 zu bewegen.
Verlaufen die X₀ Achse und die Y₀ Achse parallel zur ersten Achse X und zur zweiten Achse Y, so lässt sich durch die Positioniereinrichtung 232 unmittelbar eine Verschiebung der Belichtungsflecken 230 auf der fotosensitiven Beschichtung 18 in diesen Richtungen erreichen und somit lassen sich beispielsweise auch durch die Positioniereinrichtung 232 unmittelbar Korrekturen der Positionen der Belichtungsflecken 230 in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y vornehmen.
Damit kann durch die Positioniereinrichtung 232 entweder eine einmalige Einstellung der Position der Belichtungsflecken 230 relativ zum Traggestell 140 durchgeführt werden. Es ist aber auch denkbar, mittels der Positioniereinrichtung 232 dynamisch die Position der Belichtungsflecken 230 in der ersten Richtung X oder der zweiten Richtung Y einzustellen, um beispielsweise Abweichungen von einer geradlinigen Bewegung der Optikeinheit 20 in der ersten Richtung X oder der zweiten Richtung Y zu kompensieren.
Eine Verschiebung der Strahlungsaustrittsflächen 226 in der dritten Richtung Z₀ ermöglicht ferner eine Abweichung von einem optimalen Fokus und somit eine Defokussierung zu kompensieren, da eine Defokussierung im Gegensatz zu einer optimalen Fokussierung einen vergrößerten Durchmesser der Belichtungsflecken 230 auf der fotosensitiven Beschichtung 18 und oder eine geringere Eindringtiefe in die fotosensitive Beschichtung 18 mit verschlechterter Wechselwirkung zur Folge hätte.
Noch vorteilhafter ist es, wenn die Positioniereinrichtung 232 auch noch eine Drehung oder Kippung der Aufnahmeeinheit 228 und somit des Musters, insbesondere der Reihe 231, um die Z₀-Richtung, die X₀-Richtung und die Y₀- Richtung erlaubt, so dass ein einseitiges Verkippen der Gesamtheit der Strahlungsaustrittsflächen 226 möglich ist und eine zusätzliche optimale Justiermöglichkeit der gesamten Abbildungsoptik 220 relativ zu den Strahlungsaustrittsflächen 226 besteht.
Zur Aufrechterhaltung einer optimalen Fokussierung der Laserstrahlen auf die einzelnen Belichtungsflecken 230 durch das Objektiv 222 ist diese noch relativ zu dem Tubussystem 224 und somit zum Gehäuse 234 durch ein Stellelement 236 verstellbar, so dass der Abstand des Objektivs 222 von der Oberfläche 154 der fotosensitiven Beschichtung 18 ständig nachstellbar ist.
Hierzu ist ein Autofokussystem 238 vorgesehen, welches mit einem Sensor 240 einen Abstand von der fotosensitiven Beschichtung 18 erfasst und durch Ansteuerung des Stellelements 236 dem Objektiv 222 in optimalem Fokusabstand von der Oberfläche 152 der fotosensitiven Beschichtung 218 positioniert und beim Bewegen der Abbildungsoptik 220 führt.
Der Abbildungsoptik 220 ist zusätzlich noch eine Beleuchtungsoptik 242 und eine Beobachtungsoptik 244 zugeordnet, die alle mit der Abbildungsoptik 220 derart gekoppelt sind, dass eine Beleuchtung der fotosensitiven Beschichtung 218 im Bereich der Belichtungsflecken 230 und eine Beobachtung der fotosensitiven Beschichtung 218 im Bereich der Belichtungsflecken 230 möglich ist.
Hierzu ist beispielsweise die Beobachtungsoptik 244 mit Abbildungselementen 245 und mit einem Kamerachip 246 versehen, über welchen eine Beobachtung der Belichtungsflecken 230 durch die Mikroskopoptik 222 hindurch möglich ist.
Ferner umfasst die Beleuchtungsoptik 242 eine langwellige Lichtquelle 248 und Abbildungselemente 247, wobei die Lichtquelle 248 auch eine Endfläche eines Lichtleiters sein kann, so dass das Licht für die Beleuchtungsoptik 242 ebenfalls über den Lichtleiterstrang 196 von der Strahlungserzeugungseinheit 180 zuführbar ist.
In 7 beispielhaft dargestellt, umfasst die Aufnahmeeinheit 228 für die einzelnen Lichtleiter 229 eine Basis 250, auf welcher in einem Endbereich 252 eine Aufnahmeplatte 254 aufgesetzt ist, welche eine Vielzahl von Vertiefungen 256, beispielsweise Rillen, aufweist, in welche die einzelnen Lichtleiter 229 einlegbar und somit fixierbar sind.
Einzelne Endflächen 258 der einzelnen Lichtleiter 229 liegen dabei in der sich in einer Richtung 260, welche vorzugsweise parallel zur zweiten Richtung Y verläuft, erstreckenden Reihe 231, die durch die feste Anordnung der einzelnen Lichtleiter 229 mit exakter Positionierung der Endflächen 258 in der Aufnahme 254 vorgegeben ist.
Aus den einzelnen Endflächen 258 tritt ein divergentes Strahlungsfeld aus, wobei jedes einzelne aus einer der Endflächen 258 austretende divergente Strahlungsfeld durch eine diesem einzeln zugeordnete Kollimationslinse 262 zu einem kollimierten Strahlungsfeld geformt wird.
Das kollimierte Strahlungsfeld erfährt durch eine Zylinderoptik 264 eine Einkopplung in einen Wellenleiter 270, der beispielsweise als Schichtwellenleiter ausgebildet ist, und tritt aus diesem wieder aus, wobei eine weitere Zylinderoptik 266 vorgesehen ist, welche wieder ein kollimiertes Strahlungsfeld bildet, das durch ein Teleskop 271, gebildet aus den Elementen 272 und 274, ein austretendes kollimiertes Strahlungsfeld 276 generiert, welches dann in das Tubussystem 224 eintritt.
Dabei hat das Element 274 die Strahlungsaustrittsfläche 226, die sich durch Bewegen des ganzen Aufnahmeeinheit 228 relativ zur Abbildungsoptik 220 positionieren lässt.
Bei der beschriebenen Lösung sitzen sowohl die Aufnahmeplatte 254 als auch die Kollimationslinsen 262, die Zylinderoptiken 264 und 266 sowie die Elemente 272 und 274 des Teleskops 271 auf der Basis 250 und sind relativ zu dieser fest angeordnet.
Insbesondere sind die Kollimationslinsen 262 und die Zylinderlinsen 264 und 266 sowie die Elemente 272 und 274 des Teleskops 271 jeweils zu Mikrolinsenarrays zusammengefasst und fest auf der Basis 250 positioniert.
Der Wellenleiter 270 ist insbesondere noch als elektrooptische Ablenkeinheit ausgebildet, durch welche eine Ablenkung der jeweils einzelnen Strahlung in einer Richtung 278 erfolgen kann, die parallel zur Richtung 260 und vorzugsweise ebenfalls parallel zur zweiten Richtung Y verläuft.
Die Ablenkung in der Richtung 278 erlaubt somit dann bei einer Reihe von Bildflecken 230 jeden einzelnen Bildflecken 230 in Richtung des nächstliegenden Bildfleckens 230 der Reihe zu bewegen und somit durch geeignete Steuerung der Ablenkung in der Richtung 278 auch in den bei unwirksamer Ablenkeinheit in den Zwischenräumen zwischen den nicht abgelenkten Belichtungsflecken 230 die fotosensitive Schicht 218 zu belichten.
Bei einer vereinfachten Lösung, bei welcher eine Ablenkbarkeit der Strahlung in der Richtung 278 nicht erforderlich ist, können die Zylinderlinsen 264 und 266 sowie der Wellenleiter 270 entfallen.
Zur exakten Erfassung der Position der Optikeinheit 22 relativ zum Substratkörper 16 und zum Substratträger 12 ist an dem Traggestell 140, das fest mit der Optikeinheit 22 verbunden ist, ein Interferometerkopf 280 angeordnet, welcher in der Lage ist, die Position des Traggestells 140 und somit auch der Optikeinheit 22 relativ zum Substratträger 12 exakt zu bestimmen (10).
Dabei wirkt der Interferometerkopf 280 mit einer in 1 und 2 dargestellten, sich parallel zur ersten Richtung X erstreckenden und fest am Substratträger 12 angeordneten Spiegelfläche 282 und mit einer sich parallel zur zweiten Richtung Y erstreckenden und fest am Substratträger 12 angeordneten Spiegelfläche 284 zusammen, dahingehend, dass über den Interferometerkopf 250 jeweils ein Abstand von der jeweiligen Spiegelfläche 282 und/oder 284 interferometrisch bestimmbar ist.
Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage ist eine als Ganzes mit 290 bezeichnete Steuerung vorgesehen, welche in der Lage ist, die Position der Belichtungsflecken 230 auf der fotosensitiven Beschichtung 18 und die auf diese auftreffende Strahlungsintensität zu steuern.
Das Erzeugen von belichteten Strukturen erfolgt beispielsweise vom Grundprinzip der Relativbewegung von Optikeinheit und Substratkörper 16 mit fotosensitiver Beschichtung 18 so, wie in der WO 98/00760 beschrieben. Eine verbesserte Art der Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 ist in der EP 1 319 984 A2 beschrieben und eine weitere verbesserte Lösung in der WO 2004/029721 A2. Im Hinblick auf die Erzeugung der belichteten Strukturen, die Ausbildung der Abbildungsoptik und des Betriebs im Detail wird daher auf diese Druckschriften vollinhaltlich Bezug genommen.
Die Bewegung der Optikeinheit 22 in Verbindung mit der gezielten lokalen Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 ist durch die Steuerung 290 steuerbar, wobei die Steuerung 290 nach Vorgabe von Form und Größe der belichteten Struktur selbsttätig die Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 im Zusammenhang mit dem Bewegen der Optikeinheit 22 ausführt.
Dabei arbeitet die erfindungsgemäße Belichtungsanlage beispielsweise wie folgt:
Nach Auflegen eines Substratkörpers 16 mit einer fotosensitiven Beschichtung 18 auf die Substratträgerfläche 14 erfolgt eine Erfassung der Dicke des Substratkörpers 16 mit der fotosensitiven Beschichtung 18 und somit eine Einstellung der Position des Traggestells 140 in der dritten Richtung Z, unter Verschiebung des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130, wozu die Führungselemente 142 aktiviert werden, so dass diese zwischen sich und den Laufflächen 132 ein Luftpolster erzeugen, durch welches das Traggestell 140 mittels des Linearantriebs 144 in der dritten Richtung Z verschiebbar und somit der Abstand der Mikroskopoptik 222 von der fotosensitiven Beschichtung 18 voreinstellbar ist.
Nach Erreichen der Voreinstellposition erfolgt eine Fixierung des Traggestells 140 an dem Führungsgestell 130 dadurch, dass einerseits die Position durch den Linearantrieb 144 aufrecht erhalten wird, andererseits die Führungselemente 142 kein Luftpolster mehr erzeugen und somit reibschlüssig auf den Laufflächen 132 aufsitzen, vorzugsweise dabei noch kraftbeaufschlagt durch die magnetische Vorspanneinrichtungen 156, 158, welche das Traggestell 140 in Richtung des Führungsgestells 130 mit einer Kraft beaufschlagen und somit die Führungselemente 142 kraftbeaufschlagt an den Laufflächen 132 anlegen.
Vor Beginn der Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 erfolgt eine Positionierung der Führungstraverse 30 durch Verschieben derselben so, dass mit mindestens einer der Optikeinheiten 22 die fotosensitive Beschichtung 18 in einem vorbestimmten Bereich belichtbar ist.
Hierzu werden die Fußelemente 32, 34 aktiviert, so dass diese zwischen sich und den Laufflächen 36, 38 ein Luftpolster erzeugen und folglich die Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y verschiebbar ist.
Ferner werden die Führungselemente 56, 58 aktiviert, die ebenfalls zwischen sich und den Laufflächen 62, 64 ein Luftpolster erzeugen, um somit die Führungstraverse 30 in Richtung parallel zur zweiten Richtung Y exakt relativ zum Substratträger 12 zu führen, insbesondere um eine Bewegung der Führungstraverse 30 in der ersten Richtung X und ein Verschwenken der Führungstraverse 30 aus einer zur ersten Richtung X parallelen Stellung heraus in eine schräg zur ersten Richtung X verlaufende Stellung zu verhindern.
Damit ist die Führungstraverse 30 durch eine Vorschubbewegung in die gewünschte Position verschiebbar, beispielsweise eine Position in der die Optikeinheit 22 eines der Führungsschlitten 72, 74 oder die Optikeinheiten 22 beider Führungsschlitten 72, 74 in der Lage sind, die fotosensitive Beschichtung 18 mit Belichtungsflecken 230 zu beaufschlagen und somit zu belichten.
Die Verschiebung der Führungstraverse 30 erfolgt dabei unter Zuhilfenahme der Linearmotoren 46, 48, die sich in der zweiten Richtung Y erstrecken.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt nun bei Erreichen einer geeigneten Position der Führungstraverse 30 eine Vorschubpause und in dieser wird die Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 dadurch fixiert, dass die Fußelemente 32 und 34 unwirksam geschaltet werden, das heißt, dass die Erzeugung des Luftpolsters abgeschaltet wird, so dass die Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 aufsetzen und aufgrund der dabei entstehenden Reibung eine reibschlüssige Fixierung der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 und somit relativ zum Substratträger 12 erfolgt.
Für den Zeitraum, der erforderlich ist, um die Luftpolster abzubauen und die Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 abzusetzen, werden die Linearmotoren 46, 48 von einem für eine Bewegung derselben vorgesehenen Bewegungsregelungsmodus in einen Stillstandregelungsmodus umgeschaltet, der zwar geeignet ist, die erreichte Position aufrecht zu erhalten, allerdings bei Eintreten der kraftschlüssigen Fixierung der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 einen übermäßigen Stromanstieg und/oder Regelungsschwingungen verhindert.
Nach Erreichen der vollständigen reibschlüssigen Fixierung der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 erfolgt dann ein Abschalten der elektrischen Linearmotoren 46, 48.
Somit ist durch Fixieren der Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 eine Ausgangsstellung der Führungstraverse 30 erreicht, in welcher eine Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 erfolgen kann.
Hierbei werden zunächst in einem Eichlauf die Führungsschlitten 72, 74 in der ersten Richtung X über den gesamten Substratkörper 16 hinwegbewegt und im Rahmen dieses Eichlaufs wird mit den Interferometerköpfen 280 erfasst, inwieweit sich die Optikeinheit 22 allein durch die Führung der Führungsschlitten 72, 74 an der Führungstraverse 30 parallel zur ersten Richtung X bewegt.
Bei einer geringfügigen Fehlorientierung, beispielsweise einer Verdrehung der Führungstraverse 30, wird, wie in 9 dargestellt, eine Bewegung der Optikeinheit 22, in diesem Fall des Interferometerkopfs 280 längs einer Bahn 292 festgestellt, die beispielsweise um eine Winkel α von einer zur ersten Richtung X parallelen Richtung abweicht, wobei die erste Richtung X durch die interferometrisch abgetastete Spiegelfläche 282 vorgegeben ist.
Weicht, wie in 9 dargestellt, die Bahn 292 von der ersten Richtung X durch einen Schräglauf umfassend eine Bewegung in der zweiten Richtung Y ab, so lässt sich diese Abweichung rechnerisch ermitteln und durch eine Korrekturgröße KY für die Position der Optikeinheit 22 in der zweiten Richtung Y korrigieren.
Die Korrekturgröße KY ist dabei entweder zur Ansteuerung der Positioniereinrichtungen 152 einsetzbar, mit welchen die Position des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 in der zweiten Richtung Y veränderbar ist. Es ist aber auch denkbar, diese Korrekturgröße KY zur Ansteuerung der Positioniereinrichtung 232 einzusetzen, mit welcher sich ebenfalls die Belichtungsflecken 230 in der zweiten Richtung Y versetzen lassen.
Vorzugsweise erfolgt eine Ansteuerung der Positioniereinrichtungen 152, so dass abhängig von der Position der jeweiligen Optikeinheit 22 längs der ersten Richtung X eine Korrektur von deren Position durch Verschiebung in der zweiten Richtung Y erfolgt, so dass ein Bewegen der Optikeinheit 22 über den Substratkörper 16 hinweg in der ersten Richtung X zu einer korrigierten Bahn 294 führt, wie sie in 10 dargestellt ist, wobei diese korrigierte Bahn 294 im Rahmen der Messgenauigkeit des Interferometerkopfes 280 parallel zur ersten Richtung X verläuft.
Die Korrekturgröße KY kann jedoch nicht nur dazu verwendet werden, einen Schräglauf der Bahn 292 relativ zur ersten Richtung X zu korrigieren, sondern auch dazu, einen gebogenen oder welligen Verlauf so zu korrigieren, dass die im Rahmen der Messgenauigkeit geradlinig verlaufende korrigierte Bahn 294 von der Optikeinheit 22 beim Bewegen derselben über den Substratkörper 16 hinweg erreicht wird.
Nach dem Eichlauf erfolgt, wie in 10 schematisch am Beispiel von fünf Belichtungsflecken 230 dargestellt, die Bewegung der durch die Zahl oder in der Aufnahmeeinheit 228 nebeneinanderliegenden Lichtleiter 196 vorgegebenen Vielzahl in Richtung der Reihe 231 nebeneinanderliegender Belichtungsflecken 230 in der ersten Richtung X, wobei die Vielzahl der in der Reihe 231 liegenden Belichtungsflecken einen gleichzeitig bewegten Satz 296 von Belichtungsflecken 230 darstellt und die Vielzahl ungefähr 50 bis 1000 Belichtungsflecken 230 umfasst über den Substratkörper 16 hinweg, so dass mit dem Satz 296 von Belichtungsflecken 230 eine Belichtung der innerhalb der von einer Makrozeile 298 umfassten Zeilen durchführbar ist. Dabei erfolgt die Bewegung in der ersten Richtung X zum Belichten der Zeilen innerhalb einer Makrozeile 298 durch Verfahren des jeweiligen Führungsschlittens 72, 74 längs der Führungstraverse 30 in einer ersten Bewegungsrichtung X₁ in der ersten Richtung X, danach durch eine Bewegung in der zweiten Richtung Y ein Wechsel zu einer anderen Makrozeile 298, der durch geeignetes Ansteuern der Positioniereinrichtungen 152 oder 232 ausführbar ist, und anschließend zum Belichten der Zeilen in der nächsten Makrozeile 296 die Bewegung in einer zweiten Bewegungsrichtung X₂ in der ersten Richtung X, die der ersten Bewegungsrichtung X₁ entgegengesetzt verläuft. Somit sind insgesamt bei auf dem Substratträger 12 ruhender Quertraverse 30 innerhalb einer Gruppe G von unmittelbar aneinander anschließender nebeneinanderliegender Makrozeilen 298 sämtliche für eine Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 erforderlichen Belichtungsschritte durchführbar, um eine gewünschte belichtete Struktur in der fotosensitiven Beschichtung 18 zu erhalten. Die Zahl der von der Gruppe G umfassten Makrozeilen 298 ist dabei abhängig von dem durch die Positioniereinrichtungen 152, 232 möglichen Weg.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist dabei darin zu sehen, dass eine größtmögliche Präzision dadurch erreichbar ist, dass die Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 währen der Belichtungsvorgänge ruhend angeordnet ist und die Verschiebungen in der zweiten Richtung Y lediglich durch Ansteuern der Positioniereinrichtungen 152 oder 232 erfolgt.
Das Erfassen der exakten Position der Optikeinheit 20 kann bei Ansteuern der Positioniereinrichtungen 152 unmittelbar durch den Interferometerkopf 280 erfolgen, welcher die Position des Traggestells 140 relativ zu den Spiegelflächen 282 und 284 exakt vermessen kann, im Fall der Ansteuerung der Positioniereinrichtung 232 ist deren internes Wegmesssystem ergänzend zu den von dem Interferometerkopf 280 ermittelten Positionsdaten heranzuziehen.
Nach dem Belichten innerhalb der Gruppe G unmittelbar nebeneinanderliegender Makrozeilen 298 erfolgt ein Einstellen des Belichtungsvorgangs und nachfolgendes Verschieben der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y.
Hierzu werden die Fußelemente 32 und 34 sowie die Führungselemente 56 und 58 aktiviert, so dass die Führungstraverse 30 wiederum über Luftpolster gelagert in der zweiten Richtung Y bewegbar ist. Während des Aktivierens der Führungselemente 32 und 34 erfolgt eine Ansteuerung der Linearmotoren 46 und 48 in ihrem Stillstandregelungsmodus und anschließend ein Umschalten in den Bewegungsregelungsmodus, in welchem eine gesteuerte Bewegung der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y in die nächste Position möglich ist, in welcher wiederum ein Fixieren der Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 durch reibschlüssiges Aufsetzen der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 erfolgt, um dann wieder nach Durchführen eines Eichvorgangs eine Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 vorzunehmen, im Rahmen von welcher die nächste Gruppe G unmittelbar aneinander anschließender nebeneinanderliegender Zeilen 298 bei relativ zum Substratträger 12 fixierter Führungstraverse 30 erfolgt.
Alternativ dazu ist es auch denkbar, die Führungstraverse 30 durch die Fußelemente 32, 34 luftgelagert über die Laufflächen 36, 38 in der zweiten Richtung Y mit geringer Geschwindigkeit zu bewegen, während eine Belichtung durch Bewegen der Optikeinheit 22 in der ersten Richtung X kontinuierlich erfolgt. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil geringerer Präzision.
Darüber hinaus wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung des Belichtungsvorgangs keine näheren Ausführungen zur Bewegung der Führungsschlitten 72 und 74 gemacht.
Beim Einsatz zweier Führungsschlitten 72 und 74 sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, beide Führungsschlitten 72 und 74 mit den daraufsitzenden Optikeinheiten 22 synchron und gleichsinnig in der ersten Richtung X zu bewegen. In diesem Fall erfolgt eine Kompensation der dabei auftretenden und auf die Führungstraverse 30 wirkenden Beschleunigungskräfte durch gegensinniges Bewegen und insbesondere Beschleunigen der Ausgleichsmasse 160 in dem Führungskanal 162, angetrieben durch den Linearmotor 166.
Alternativ dazu ist es denkbar, beim Einsatz zweier Führungsschlitten 72, 74 diese synchron, jedoch gegenläufig zu bewegen, wobei allerdings Drehmomente auf die Führungstraverse 30 wirken, die sich negativ auf die Präzision der Führung der Führungsschlitten in der ersten Richtung X auswirken.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 12, ist auf dem einen der Führungsschlitten 72, 74 die jeweilige eingesetzte Optikeinheit 22 angeordnet und auf dem anderen der Führungsschlitten 74, 72 eine der Masse der Optikeinheit entsprechende Ausgleichsmasse 310, so dass durch die Bewegung beider Führungsschlitten 72, 74 die Präzision der Führung in der ersten Richtung X gesteigert werden kann.
Im übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen Verwendung finden und diesbezüglich vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird.

Claims

Belichtungsanlage für Substratkörper (16), die auf einer Substratoberfläche eine fotosensitive Beschichtung (18) tragen, umfassend ein Maschinengestell (10), einen den Substratkörper (16) tragenden Substratträger (12) mit einer Substratträgerfläche (14) und eine Belichtungseinrichtung (20) mit einer Optikeinheit (22), wobei die Optikeinheit (22) und das Maschinengestell (10) relativ zueinander in einer zu der Substratträgerfläche (14) parallelen ersten Richtung (X) und in einer zur Substratträgerfläche (14) parallelen und quer zur ersten Richtung (X) verlaufenden zweiten Richtung (Y) bewegbar sind, so dass durch diese Relativbewegung in der ersten Richtung (X) und in der zweiten Richtung (Y) die fotosensitive Beschichtung (18) lokal selektiv von mittels der Optikeinheit (22) erzeugbaren Belichtungsflecken (230) belichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungseinrichtung (20) eine Führungstraverse (30) für mindestens einen die Optikeinheit (22) tragenden Führungsschlitten (72, 74) der Belichtungseinrichtung (20) aufweist, dass der Führungsschlitten (72, 74) an der Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbar geführt ist und dass die Führungstraverse (30) am Maschinengestell (10) in Richtung der zweiten Richtung (Y) bewegbar angeordnet ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) an dem Maschinengestell (10) mittels Luftlager bildenden Fußelementen (32, 34) bewegbar gelagert ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) relativ zum Maschinengestell (10) gegen eine Bewegung in der zweiten Richtung (Y) fixierbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) durch Aufsetzen von Fußelementen (32, 34) auf das Maschinengestell (10) an diesem fixierbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Luftlager bildenden Fußelementen (32, 34) der Führungstraverse (30) zum Aufsetzen derselben auf für diese vorgesehenen Laufflächen (36, 38) an dem Maschinengestell (10) die Luftlagerung abschaltbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Maschinengestell (10) aufgesetzten Fußelemente (32, 34) die Führungstraverse (30) kraftschlüssig relativ zum Maschinengestell (10) fixieren.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) zur Durchführung einer Belichtung der fotosensitiven Beschichtung (18) relativ zum Maschinengestell (10) fixierbar ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) durch mindestens einen am Maschinengestell (10) angeordneten Vorschubantrieb (46, 48) in der zweiten Richtung (Y) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Vorschubantrieb ein Linearantrieb (46, 48) ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (290) für die Bewegung der Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) vorgesehen ist, welche eine Bewegung der Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) in Form einer Vorschubbewegung gefolgt von einer Vorschubpause ausführt.
Belichtungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (290) in der Vorschubpause die Führungstraverse (30) relativ zum Maschinengestell (10) fixiert.
Belichtungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine präzise Belichtung der fotosensitiven Beschichtung (18) des Substratkörpers (16) in den Vorschubpausen erfolgt.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubantrieb (46, 48) in der Vorschubpause abschaltbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubantrieb (46, 48) bei an dem Maschinengestell (10) festgelegter Führungstraverse (30) abschaltbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubantrieb (46, 48) während des Fixierens der Führungstraverse (30) an dem Maschinengestell (10) in einem Stillstandsregelungsmodus steuerbar ist.
Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Belichtungsflecken (230) relativ zur Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) einstellbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Belichtungsflecken (230) relativ zur Führungstraverse (30) durch eine steuerbare Positioniereinrichtung (152, 232) einstellbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Positioniereinrichtung (152, 232) für die Einstellbarkeit der Belichtungsflecken (230) in der zweiten Richtung (Y) mit einem Messsystem gekoppelt ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (152) auf die Optikeinheit (22) wirkt.
Belichtungsanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (152) die Optikeinheit (22) relativ zu einem Schlittengestell (130) des Führungsschlittens (72, 74) positioniert.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (232) einen Lichtleiterstrang (196, 198) relativ zu einer Abbildungsoptik (220) in der zweiten Richtung (Y) positioniert.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Positioniereinrichtung (152, 232) eine dynamische Positionierung der Belichtungsflecken (230) in der zweiten Richtung (Y) im Zuge der Bewegung derselben in der ersten Richtung (X) durchführbar ist.
Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) durch eine dynamische Bewegungsachse (120) in der ersten Richtung (X) relativ zur Führungstraverse (30) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) durch die dynamische Bewegungsachse (120) in der ersten Richtung (X) längs der Führungstraverse (30) oszillierend bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten durch einen Linearantrieb (120) längs der Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten durch einen Linearmotor (120) relativ zur Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) seitlich an der Führungstraverse (30) geführt ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten auf einer der Substratträgerfläche (14) abgewandten Oberseite (80) der Führungstraverse (30) geführt ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) mittels Luftlagern an der Führungstraverse (30) geführt ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) ein längs der Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbares und an dieser geführtes Führungsgestell (130) aufweist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) ein relativ zum Führungsgestell (130) bewegbares Traggestell (140) für die Optikeinheit (22) aufweist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (140) relativ zu dem Führungsgestell (130) in einer quer zur Substratträgerfläche (14) verlaufenden dritten Richtung (Z) verstellbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (140) mit Luftführungen am Führungsgestell (130) in der dritten Richtung (Z) bewegbar geführt ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (140) an dem Führungsgestell (130) fixierbar ist.
Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlungsquellen (182) der Belichtungseinrichtung (20) nicht auf dem Führungsschlitten (72, 74) angeordnet sind.
Belichtungsanlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (182) in einer seitlich der Führungstraverse (30) angeordneten Strahlungserzeugungseinheit (180) angeordnet sind.
Belichtungsanlage nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) mit der Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) auf separaten für diese vorgesehene Führungen (190) geführt ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) in der zweiten Richtung (Y) durch einen Linearantrieb (194) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) auf außerhalb des Maschinengestells (10) angeordneten Führungen (190) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) seitlich neben einer Stirnseite (192) der Führungstraverse (30) angeordnet ist.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein flexibler Lichtleiterstrang (196, 198) von der Strahlungserzeugungseinheit (180) zur Optikeinheit (22) geführt ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Lichtleiterstrang (196, 198) in einer an der Führungstraverse (30) vorgesehenen und zum jeweiligen Führungsschlitten (72, 74) führenden Schleppführung (202, 204) geführt ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppführung (202, 204) in einer an der Führungstraverse (30) vorgesehenen Aufnahme (206) verläuft.
Belichtungsanlage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (206) als ein in der Führungstraverse (30) vorgesehener Kanal ausgebildet ist.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (228) des Lichtleiterstrangs (196, 198) mittels einer einstellbaren Positioniereinrichtung (232) relativ zu einer Abbildungsoptik (222) positionierbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (232) so ausgebildet ist, dass sie es erlaubt, mindestens einen von der Abbildungsoptik (220) erzeugten Belichtungsfleck (230) auf der fotosensitiven Beschichtung (18) in mindestens einer zu einer Oberfläche (154) der Beschichtung parallelen Richtung (X, Y) zu verschieben.
Belichtungsanlage nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (232) so ausgebildet ist, dass sie es erlaubt, den mindestens einen von der Abbildungsoptik (220) erzeugten Belichtungsfleck (230) auf der fotosensitiven Beschichtung (18) in zwei zur Oberfläche (154) der Beschichtung (18) parallelen, quer zueinander verlaufenden Richtungen (X, Y) zu verschieben.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 42 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Positioniereinrichtung (232) eine Aufnahmeeinheit (228) für den Lichtleiterstrang (196, 198) relativ zur Abbildungsoptik (220) derart bewegbar ist, dass ein Durchmesser des mindestens einen auf der fotosensitiven Beschichtung (18) erzeugbaren Belichtungsflecks (230) variierbar ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsoptik (220) mit einem Autofokussystem (238) versehen ist.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtungen (152, 232) Piezoantriebe als Stellantriebe umfassen.
Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungstraverse (30) zwei Führungsschlitten (72, 74) angeordnet sind.
Belichtungsanlage nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) auf in der zweiten Richtung (Y) gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Führungsschlitten (72, 74) trägt.
Belichtungsanlage nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitten (72, 74) synchron in der ersten Richtung (X) verfahrbar sind.
Belichtungsanlage nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitten (72, 74) gegenläufig in der ersten Richtung (X) verfahrbar sind.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitten (72, 74) gleichlaufend in der ersten Richtung verfahrbar sind.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten (72, 74) eine Ausgleichsmasse (160) an der Führungstraverse (30) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (160) in einem in der Führungstraverse (30) vorgesehenen Führungskanal (162) bewegbar geführt ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (160) durch einen Linearantrieb (166) angetrieben ist.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (160) synchron und gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten (72. 74) bewegbar ist.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Führungsschlitten (72, 74) eine Optikeinheit (22) trägt und einer der Führungsschlitten (72, 74) eine der Masse der Optikeinheit (22) entsprechende Ausgleichsmasse (310).
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Führungsschlitten (72, 74) eine Optikeinheit (22) trägt.
Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftlager als in Auflagerichtung vorgespannte Luftlager ausgebildet sind.
Belichtungsanlage nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Luftlager durch eine magnetische Vorspanneinrichtung (102, 104, 106, 156, 158) erfolgt.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messsystem (280) vorgesehen ist, das beim Bewegen der Optikeinheit (22) ständig die Position der Optikeinheit (22) in der ersten Richtung (X) erfasst.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messsystem (280) vorgesehen ist, das beim Bewegen der Optikeinheit (22) ständig die Position der Optikeinheit (22) in der zweiten Richtung (Y) erfasst.
Belichtungsanlage nach Anspruch 65 oder 66, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (280) ein optisches Messsystem ist.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position der Optikeinheit (22) in der ersten Richtung (X) und der zweiten Richtung (Y) interferometrisch erfassbar ist.
Belichtungsanlage nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des die Optikeinheit (22) tragenden Traggestells (140) interferometrisch erfassbar ist.
Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (290) für die dynamische Bewegung der Belichtungsflecken (230) vorgesehen ist, welche durch einen Eichlauf in der ersten Richtung (X) den Bewegungsverlaufs der Optikeinheit längs einer durch die Führung an der Führungstraverse (30) vorgegebenen Bahn (292) erfasst.
Belichtungsanlage nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (290) eine Abweichung der von der Führungstraverse (30) vorgegebenen Bahn (292) von einer für die Belichtung theoretisch vorgegebenen Bahn (294) in der ersten Richtung (X) erfasst.
Belichtungsanlage nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (290) mit der in der zweiten Richtung wirksamen dynamischen Positioniereinrichtung (152, 232) die Bewegung der Belichtungsflecken (230) so korrigiert, dass diese sich auf der theoretisch vorgegebenen Bahn (294) bei in der ersten Richtung bewegter Optikeinheit (22) bewegen.
Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuerung (290) durch die in der zweiten Richtung wirksame Positioniereinrichtung (152, 232) jeder Belichtungsfleck (230) mehrfach in der zweiten Richtung (Y) versetzbar und in der jeweils in der zweiten Richtung neuen Lage parallel zu der ersten Richtung (X) bewegbar ist.