DE1300879B

DE1300879B - Vorrichtung zum Justieren eines Werkstueckes zu einem zweiten Koerper, insbesondere Mikromanipulator fuer die Herstellung von Halbleiter-anordnungen

Info

Publication number: DE1300879B
Application number: DE1967S0110900
Authority: DE
Inventors: Longo Hans Eberhard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-07-11
Filing date: 1967-07-11
Publication date: 1969-10-02

Description

In der Technik, insbesondere auch in der Halbleitertechnik, ergibt sich häufig die Aufgabe, die Lage eines Werkstückes, z. B. einer Halbleiterscheibe, in bezug auf einen zweiten Körper, z. B. ein zweites Werkstück oder ein Werkzeug, möglichst exakt zu justieren. In Anbetracht der Tatsache, daß es sich bei der Fertigung von Halbleiteranordnungen häufig um Arbeitsvorgänge handelt, die nur mit Hilfe einer mikroskopischen Betrachtung mit der erforderlichen Genauigkeit kontrolliert werden können, wird verständlich, daß auch in bezug auf die Betriebsgenauigkeit der die Justierung bewirkenden Apparaturen höchste Anforderungen gestellt werden müssen. Vor allem in der Halbleitertechnik ist es erforderlich, eine »im Großen« durchgeführte Steuerbewegung mit Hilfe geeigneter Übersetzungsmechanismen, z. B. mit Hilfe eines Pantographen, »ins Kleine« zu übertragen. Die Steuerung der Bewegung erfolgt dabei mit Hilfe eines Bedienungskopfes, der auf einem horizontalen, mit der Apparatur gekoppelten Bedienungstisch gleitend nach zwei Freiheitsgraden bewegbar ist und dessen Bewegungen mittels irgendwelcher Mechanismen den Justiervorgang ausüben. Beispielsweise greift der Bedienungskopf an einem horizontal gehalterten Storchschnabelgetriebe und dieses an einem in einer horizontalen Ebene nach zwei Koordinatenrichtungen verschiebbaren Kreuztisch an. Der Kreuztisch dient als Träger eines Werkstückes, beispielsweise einer Halbleiterscheibe. Der zweite relativ zu dem Werkstück zu justierende Körper, z. B. ein anderes Werkstück oder ein Werkzeug, kann ortsfest oder bei Bedarf ebenfalls in zwei bzw. drei.Koordinatenrichtungen verschiebbar sein.
Wie bereits angedeutet, liegt der zu betätigende Bedienungskopf auf einer mit der Maschine kombinierten Tischplatte. Bei Betätigung des Bedienungskopfes muß dieser gegen die Haftreibung bewegt werden. Die beim Übergang aus der Ruhe in den Zustand der Bewegung notwendige Überwindung der Haftreibung zwischen Bedienungskopf und Unterlage begrenzt erfahrungsgemäß die insbesondere manuell erreichbare Justiergenäuigkeit. Dies gilt vor allem in Anbetracht der in der Halbleitertechnik erforderlichen hohen Genauigkeit auch für Mikromanipulatoren, obwohl dort die Bewegung aus »dem Großen« ins »Kleine« übertragen wird. So wird beispielsweise beim Justieren von Fotolackmasken unter Verwendung solcher Justiervorrichtungen die Genauigkeit beschränkt. Hier dient als Werkstück eine mit einer unbelichteten Fotolackschicht bedeckte Halbleiterscheibe, als Werkzeug z. B. eine Belichtungsvorrichtung.
Man könnte nun daran denken, die Haftreibung durch eine Kugellagerführung des Bedienungskopfes zu reduzieren. Dann ist aber die genannte Schwierigkeit nicht ausreichend beseitigt. Außerdem wird andererseits die Einstellung in erhöhtem Maße erschütterungsempfindlich.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Justieren eines Werkstückes A zu einem zweiten Körper B, insbesondere auf einen Mikromanipulator für die Herstellung von Halbleiteranordnungen, bei der zur Steuerung der für die Justierung erforderlichen Bewegungen in zwei Freiheitsgraden ein auf einer ebenen Unterlage gleitender, nach zwei Koordinatenrichtungen verschiebbarer Bedienungskopf vorgesehen ist und jede Bewegung des Bedienungskopfes auf der Unterlage in eine diesen Bewegungen eindeutig zugeordnete Bewegung des Werkstückes A und/ oder des Körpers B übertragen wird.
Die Aufgabe, die Steuerung obiger Bewegung zu erleichtern, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bedienungskopf mit einem gegen die Unterlage gerichteten, an einer - insbesondere steuerbaren - Druckgasvorrichtung angeschlossenen Kanal versehen ist.
Das den Kanal im Bedienungskopf in Richtung auf die Unterlage verlassende Preßgas, insbesondere Preßluft, erzeugt zwischen Unterlage und Bedienungskopf ein »Kissen«, welches das Gewicht des Bedienungskopfes gewissermaßen aufhebt und somit die Haftreibung eliminiert. Damit wird die manuelle Justierung wesentlich genauer und praktisch nur noch von der optischen Betrachtungsgenauigkeit begrenzt. Das »Druckgaskissen« wird zweckmäßig vor Beginn der Justierung mittels eines Hebels oder einer Fußtaste eingeschaltet und nach Beendigung des Justiervorgangs ausgeschaltet.
Eine der Erfindung entsprechende Anordnung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Der Bedienungskopf 2 sitzt in ringförmiger Auflagefläche auf der Unterlage 1 auf. Zweckmäßig ist diese Auflagefläche mit einem die Haftreibung vergrößernden Belag, beispielsweise einem Gummiring 3, versehen. Diese Maßnahme dient der Verminderung der Erschütterungsempfindlichkeit nach erfolgter Justierung. Während der Justierung wird die Wirksamkeit des Gummirings durch Betätigung des Druckgaspolsters vollkommen eliminiert.
In dem von der ringförmigen Auflagefläche 3 umgebenen Teil der Unterseite des Bedienungskopfes 2 öffnet sich der Preßluftkanal 4. Die der Unterlage 1 zugewandte Mündung des Kanals 4 läßt während der Einstellung der Lage zwischen Werkstück A und Körper B einen durch Pfeile angedeuteten Preßluftstrahl austreten, der den Bedienungskopf von seiner Unterlage abhebt und deshalb in der bereits beschriebenen Weise den Justiervorgang erleichtert. Die Verbindung zwischen dem Bedienungskopf 2 und dem die Justierung zwischen dem Werkstück A und dem Körper B vermittelnden Getriebe 5 (z. B. einem Storchschnabelgetriebe) ist etwas federnd, so daß das Druckluftkissen seine Wirksamkeit entfalten kann. Falls das Werkstück A oder der Körper B auf einem Kreuztisch oder einer ähnlichen Anordnung befestigt ist, wird man zweckmäßig den Kreuztisch derart aufstellen, daß dann auch die Bewegung der Justierung parallel zur Bewegung des Bedienungskopfes auf seiner Unterlage 1 erfolgt. Der Druckluftkanal 4 des Bedienungskopfes 2 wird mittels einer bewegbaren Zuführung, z. B. mittels eines Schlauches, über eine Strombegrenzerdüse 6, ein Magnetventil 7 und einen Druckluftgenerator 8 gespeist. Die Steuerung des Magnetventils 7 kann in der bereits beschriebenen Weise, z. B. durch eine Fußtaste, vor Einsetzen des Justiervorgangs erfolgen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Justieren eines Werkstükkes A zu einem zweiten Körper B, insbesondere Mikromanipulator für die Herstellung von Halbleiteranordnungen, bei der zur Steuerung der für die Justierung erforderlichen Bewegungen in zwei Freiheitsgraden ein auf einer ebenen Unterlage gleitender, nach zwei Koordinatenrichtungen verschiebbarer Bedienungskopf vorgesehen ist und jede Bewegung des Bedienungskopfes auf der Unterlage in eine dieser Bewegung eindeutig zugeordnete Bewegung des Werkstückes A und/oder des Körpers B übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienungskopf (2) mit einem gegen die Unterlage (1) gerichteten, an einer - insbesondere steuerbaren - Druckgasvorrichtung (6, 7, 8) angeschlossenen Kanal (4) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Unterlage (1) aufsitzende Fläche des Bedienungskopfes (2) mit einem die Haftreibung vergrößernden Belag (3), beispielsweise aus Gummi, versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienungskopf (2) mit ringförmiger Fläche auf der Unterlage (1) aufsitzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung des Führungskanals (4) mit Druckgas, insbesondere Druckluft, eine Begrenzerdüse (6) und/oder ein Magnetventil (7) sowie Druckgaserzeuger (8) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasvorrichtung (6, 7, 8) mittels Fußtaste od. dgl. schaltbar ist.