DE20012046U1

DE20012046U1 - Vorrichtung zum Justieren einer Fläche eines Justierteiles

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Publication number: DE20012046U1
Application number: DE20012046U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2010-07-13
Also published as: JP2002072057A

Description

Vorrichtung zum Justieren einer Fläche eines Justierteiles

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Justieren einer Fläche eines Justierteiles in zwei unabhängig voneinander liegende Richtungen, insbesondere einer Spiegelfläche eines Spiegels zum Einstellen eines Meßstrahles, z.B. eines Meßlasers, in der Halbleiter-Lithographie.

Auf den verschiedensten Gebieten, insbesondere in der Optik, ist es häufig erforderlich, Flächen eines Justierteiles genau zu justieren. Dies gilt z.B. für den Meßstrahl eines Lasers in der Halbleiter-Lithographie. Dabei wird von einem Laser aus ein Meßstrahl durch das System bzw. das Objektiv gesandt, um Meßmarken, die sich auf einem Reticle und auf einem Wafer befinden, zu vergleichen. Im Meßstrahl ist dabei ein Umlenkspiegel mit einer Spiegelfläche vorgesehen, der äußerst exakt eingestellt sein muß, damit die Maske bzw. das Reticle sehr genau zum Wafer positioniert ist.

Bekannt ist es aus der Praxis, den Umlenkspiegel auf einen Stab, zumeist einen Glasstab, zu kleben, der in einer aufwendig zu montierenden Vorrichtung eingebaut und justiert wird, wobei die Einstellung jedoch nach dem Zusammenbau des Objektives nicht mehr korrigiert werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, durch die eine äußerst exakte Einstellung möglich wird, wobei erforderlichenfalls auch noch nach einer Montage, d.h. im eingebauten Zustand der Vorrichtung, eine Einstellung möglich sein sollte.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch eine sehr korn-

pakte Baugruppe eine Winkeljustierung der zu justierenden Fläche, z.B. einer Spiegelfläche eines Spiegels oder auch einer anderen zu justierenden Fläche eines optischen Elementes, möglich.

Insbesondere dann, wenn die zu justierende Fläche auf dem zweiten Verstellträger angeordnet ist und die Stellglieder aus der gleichen Richtung angreifen, sind nachträgliche Justierungen auch im eingebauten Zustand möglich. In diesem Fall kann man nämlich das Basisteil durch das die Stellglieder jeweils in einer Bohrung angeordnet bzw. durch eine Bohrung erreichbar sind, so anordnen, daß die Stellschrauben im Objektiv von einer Justageseite aus nachträglich noch zugänglich sind.

In vorteilhafter Weise wird man die ersten und die zweiten Federarme in einem Winkel von 90° zueinander anordnen. Auf diese Weise erhält man einen zweidimensionalen Winkelstelltrieb, womit die zu justierende Fläche in zwei Richtungen beliebig gekippt werden kann.

In einer sehr vorteilhaften Ausbildung der Erfindung erfolgt die Justierung über ein Viergelenk bzw. ein viergliedriges Kurbelgetriebe, das aus den Federarmen in Verbindung mit den beiden Verstellträgern gebildet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel .

Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung der er

findungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 2 eine Ansicht aus Pfeilrichtung A der Fig.

1;

Figur 3

einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2;

Figur 4 bis Figur

6 Funktionsdarstellungen der Justierung mit einem viergliedrigen Kurbelgetriebe; und

Figur 7

die Wirkungsweise durch Verstellung mit einem Stellglied mit der Kraft Fl und einem entgegengesetzt wirkenden Vorspannglied mit der Kraft F2 .

Nachfolgend wird die Erfindung für einen Umlenkspiegel 1 mit einer Spiegelfläche 2 in der Halbleiter-Lithographie beschrieben. Selbstverständlich ist die Vorrichtung jedoch auch zur Justierung von anderen Flächen geeignet. Der Umlenkspiegel 1 stellt Teil eines Meßsystemes zum Einstellen eines Meßstrahles, der durch einen nicht dargestellten Meßlaser erzeugt wird, dar, um ein Reticle zu einem Wafer auszurichten. Hierzu wird die Vorrichtung mit einem Basisteil 3 in ein Objektiv 4 eingebaut, welches in der Figur 1 nur gestrichelt dargestellt ist. Zur Verbindung mit dem Objektiv 4 kann das Basisteil 3 Bohrungen 5 für eine Schraubverbindung aufweisen. Von dem Basisteil 3 aus erstreckt sich rechtwinklig hierzu ein Grundträger 6. Der Grundträger 6 ist über erste Federarme 7 und 8 mit einem ersten Verstellträger 9 verbunden. Die Federarme 7 und 8 sind als dünnwandige Stege durch Erodierschnitte aus dem Grundträger 6 gebildet. Dies ist insbesondere aus der Figur 2 ersichtlich, wobei in dieser Ansicht der erste Verstellträger 9 selbst nicht ersichtlich ist, da er hinter einem zweiten Verstellträger 10 liegt, welcher ebenfalls über zwei Federarme 11 und 12 mit dem ersten Verstellträger 9 verbunden ist. Auch die beiden Federarme 11 und 12 sind als dünnwandige Stege ausgebildet und durch Erodierschnitte aus dem Vollmaterial des zweiten Verstellträgers 10 ausgearbeitet.

Wie insbesondere aus der Figur 1 ersichtlich ist, ist die gesamte Vorrichtung einstückig, d.h. das Basisteil 3, der

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Grundträger 6, der erste Verstellträger 9 und der zweite Verstellträger 10 sind aus dem gleichen Teil und die jeweiligen Trennungen bzw. Verbindungen über die Federarme 7, 8 und 11, 12 erfolgt durch entsprechende Erodierschnitte.

Die Federarme 7 und 8 sind in einem Winkel von 90' derarmen 11 und 12 angeordnet.

zu den Fe-

AIs Stellglieder sind zwei Stellschrauben 13 und 14 vorgesehen. Die Stellschraube 14 ist in eine Gewindebohrung in dem Basisteil 3 eingeschraubt und wirkt auf den zweiten Verstellträger 10, auf dem der Umlenkspiegel 1 mit der Spiegelfläche 2 angeordnet ist.

Die Stellschraube 13 ist in einer Gewindebohrung des ersten Verstellträgers 9 angeordnet und wirkt ebenfalls auf den zweiten Verstellträger 10, allerdings in einer um 90° zu der zuerst genannten Verstellrichtung. Wie ersichtlich, sind die beiden Stellschrauben 13 und 14 mit ihrer Achsrichtung gleichgerichtet bzw. von der gleichen Seite aus zur Verstellung zugänglich. Hierfür können z.B. die beiden Stellschrauben 13 und 14 als sogenannte Madenschrauben ausgebildet sein. Die Verstellschraube 13 ist dabei über eine Durchgangsbohrung 15 in dem Basisteil 3 von außen her und damit aus der gleichen Richtung wie die Schraube 14 zugänglich. Wenn das Basisteil 3 in dem nur gestrichelt dargestellten Objektiv 4 so angeordnet ist, daß seine Unterseite bzw. seine Außenseite 16 außen liegt, dann sind die beiden Stellschrauben 13 und 14 über eine entsprechende Aussparung in dem Objektiv 4 nach einer Montage zur Justierung der Spiegelfläche 2 jederzeit zugänglich.

Die Justierung der zu justierenden Spiegelfläche 2 in zwei Richtungen, die 90° zueinander liegen, kann auf folgende Weise erfolgen:

Die Stellschraube 13 wirkt bei ihrer Verstellung auf einen Hebelarm 17 des zweiten Verstellträgers 10. Das Viergelenk wird durch die Federarme 11, 12 und die beiden Verstellträger 9 und

10 gebildet (siehe auch Fig. 4). Dabei stellen jeweils die Anlenkpunkte der Federarme 11 und 12 Gelenkpunkte 18, 19, 20 und 21 dar.

Eine durch die Stellschraube 13 über den Hebelarm 17 auf den Gelenkpunkt 18 aufgebrachte Kraft Fl führt zu einer Winkeländerung des Verstellträgers 10 und damit auch zu einer entsprechenden Winkeländerung der Spiegelfläche 2 in eine Richtung (siehe Figur 5).

Die erforderliche Winkeländerung in die um 90° dazu liegende Richtung erfährt die Spiegelfläche 2 durch die Stellschraube 14, welche über einen Hebelarm 17' in gleicher Weise an dem Viergelenk angreift, welches durch die Federarme 7, 8 und wiederum die beiden Verstellträger 9 und 10 gebildet ist. Als Gelenkpunkte sind dabei wiederum die Anlenkstellen der Federarme 7 und 8 vorgesehen. Zur besseren Verständlichkeit sind dabei die Bezugszeichen 18', 19', 20' und 21' (siehe Figur 2) vorgesehen .

Zur Erläuterung der Figuren 4 und 5: Die beiden Federarme 11 und 12 entsprechen in diesem Fall den Federarmen 7 und 8.

Da die beiden Verstellschrauben 13 und 14 nur in eine Richtung wirken, sind entsprechende Rückstellkräfte bzw. Vorspannkräfte vorzusehen, damit eine Verstellung jeweils in beide Richtungen möglich ist. Hierzu dienen die beiden Vorspannschrauben 22 und 23. Die Vorspannschraube 22 ist hierzu in eine Schrägbohrung in dem Verstellträger 9 eingeschraubt und wirkt auf einen von dem Verstellträger 10 aus frei auskragenden Hebel 24. Wie aus der Figur 3 ersichtlich, wirkt somit die Vorspannschraube 22 über den Hebel 24 der Spannschraube 13 und ihrem dazugehörigen Hebelarm 17 entgegen.

Die Spannschraube 23 befindet sich in einer schrägen Gewindebohrung in dem Grundträger 6 und wirkt auf einen frei von dem Verstellträger 9 auskragenden Hebel 25. Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, wirkt die Vorspannschraube 23 somit über

den Hebel 25 entgegengesetzt zu der Stellschraube 14 über deren Hebelarm 17', wobei darauf hingewiesen wird, daß in der Figur der Verstellträger 9 hinter dem Verstellträger 10 liegt und somit nur teilweise sichtbar ist.

Aus der Figur 6 ist die Wirkungsweise der durch die Vorspannschrauben 22 und 23 erzeugten Rückstellkraft F2 auf den Verstellträger 10 bzw. den daran angeordneten Gelenkpunkt 19 ersichtlich .

Aus der Figur 7 sind unter Bezugnahme auf die Figur 3 (mit deren Bezugszeichen) für die relevanten Teile die Kraftwirkungen nochmals näher angegeben. Wie ersichtlich, bildet dabei der Verstellträger 9 die Fixstelle des Viergelenkes. Für den zweiten Viergelenk, der in einer 90°-Richtung zu dem in Figur 7 dargestellten Viergelenk bzw. Vier-Gelenk-Winkelstelltrieb wirkt, gilt prinzipmäßig das gleiche. In diesem Falle wird ebenfalls die Winkelstellung des Verstellträgers 10 mit der zu justierenden Fläche 2 geändert und zwar in eine um 90° zu der vorstehend genannten Winkelstellung.

Durch eine gezielte Dimensionierung der Längen und Winkelverhältnisse der Federarme 7, 8, 11, 12, der Hebelarme 17, 17' und gegebenenfalls der Hebel 24, 25 kann die Geometrie auf die gewünschten Anforderungen hin optimiert werden.

Durch die Vorspannung mittels der Vorspannschrauben 22 und 23 verbleibt in einfacher Weise nur eine Variation der Kraftkomponente Fl, um die als Manipulator für die zu justierende Fläche 2 wirkende Vorrichtung zu verstellen.

Claims

1. Vorrichtung zum Justieren einer Fläche eines Justierteiles in zwei unabhängig voneinander liegende Richtungen, insbesondere einer Spiegelfläche eines Spiegels zum Einstellen eines Meßstrahles, z. B. eines Meßlasers, in der Halbleiter- Lithographie, mit folgenden Merkmalen:

a) einem mit einem Basisteil (3) verbundenen Grundträger (6),

b) der Grundträger (6) ist über erste Federarme (7, 8) mit einem ersten Verstellträger (9) verbunden,

c) der erste Verstellträger (9) ist über zweite Federarme (11, 12) mit einem zweiten Verstellträger (10) verbunden,

d) die ersten Federarme (7, 8) und die zweiten Federarme (11, 12) liegen in einem Winkel zueinander,

e) die zu justierende Fläche (2) ist auf einem der beiden Verstellträger (9, 10) angeordnet, und

f) Stellglieder (13, 14) greifen an dem ersten und dem zweiten Verstellträger (9, 10) an.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu justierende Fläche (2) auf dem zweiten Verstellträger (10) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (13, 14) aus der gleichen Richtung angreifen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den ersten Federarmen (7, 8) und den zweiten Federarmen (11, 12) 90° beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung der Fläche Viergelenke (18, 19, 20,21) vorgesehen sind, die aus den ersten und aus den zweiten Federarmen (11, 12) in Verbindung mit dem ersten und dem zweiten Verstellträger (9, 10) gebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (7, 8, 11, 12) an ihren Anbindungsstellen mit dem ersten und dem zweiten Verstellträger (9, 10) als Festkörpergelenke ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Grundträger (6), der erste Verstellträger (9), der zweite Verstellträger (10) und die Federarme (7, 8, 11, 12) einstückig ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (3) zusammen mit dem Grundträger (6), dem ersten Verstellträger (9), dem zweiten Verstellträger (10) und den Federarmen (7, 8, 11, 12) einstückig ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (7, 8, 11, 12) durch Einschnitte in dem einstückigen Körper, z. B. durch Erodierung, gebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellglieder aus Stellschrauben (13, 14) gebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß entgegen der Schraubrichtung der Stellschrauben (13, 14) gerichtete Vorspannglieder (22, 23) an den ersten und zweiten Federarmen (7, 8, 11, 12) angreifen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannglieder (22, 23) durch Vorspannschrauben gebildet sind.