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Kontaktkopiereinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Kontaktkopiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus der DE-OS 25 11 071 ist eine Vorrichtung zum automatischen Ausrichten
von Halbleiterscheiben bekannt, bei der eine Auflageplatte zur Aufnahme einer Halbleiterscheibe
mehrere Bohrungen aufweist, die zwischen Vakuumbetrieb und Druckbetrieb umschaltbar
sind. Zur Ausrichtung der Halbleiterscheibe wird die Auflageplatte mit Druckluft
beaufschlagt, um zwischen der Halbleiterscheibe und der Auflageplatte ein Luftpolster
zu schaffen. Nach der Positionierung wird die Halbleiterscheibe durch Vakuumbeaufschlagung
der Auflageplatte in dieser Position auf der Auflageplatte fixiert.
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In der DE-OS 32 17 851 ist eine Vorrichtung zum Erhitzen von Abdecküberzügen
auf Halbleiterplättchen beschrieben, bei der das Plättchen zum Erhitzen mit
einer
perforierten Heizplatte durch Vakuumbeaufschlagung in engen Kontakt gebracht wird.
Vor dem Erhitzen und zum Beenden der Erhitzung wird die Heizplatte mit Druckluft
beaufschlagt, um das Plättchen in einem gewissen Abstand über der Heizplatte zu
halten.
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In der DE-OS 24 51 549 ist eine Belade- und Entladevorrichtung für
plattenförmige Halbleiterscheiben offenbart, bei der die Halbleiterscheibe zum Transport
auf einem Träger durch Vakuumbeaufschlagung fixiert und nach dem Transport durch
Druckluftbeaufschlagung wieder gelöst wird.
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Der DE-OS 31 20 477 entnimmt man eine. Vorrichtung zum Aufspannen
und Fixieren von Halbleiterscheiben, bei der eine Aufspannscheibe zur Aufnahme einer
Halbleiterscheibe aus einem Sintermaterial besteht, deren obere Schicht feine Poren
und deren untere Schicht große Poren aufweist; die Aufspannscheibe ist mit einer
undurchlässigen Fassung versehen und besitzt eine Wassereinspritzbohrung und eine
Luftabsaugbohrung. Durch Einspritzen von Wasser wird die Halbleiterscheibe durch
die Oberflächenspannung des Wassers in den Mittelbereich der Aufspannscheibe verlagert
und anschließend durch Luftabsaugung fixiert. Nach der Bearbeitung wird wiederum
Wasser zum Aufschwimmen der Halbleiterscheibe eingespritzt.
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Aus der DE-OS 29 42 388 ist eine Positioniereinrichtung für Halbleiterscheiben
bekannt, bei der eine Halbleiterscheibe auf einem Träger durch Vakuumbeaufschlagung
gehaltert ist. Der Träger seinerseits wird auf einem Sitzhalter durch Vakuumbeaufschlagung
zen-
triert und fixiert.
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Der DE-PS 21 06 920 entnimmt man eine Einrichtung zum genauen Ausrichten
einer Halbleiterscheibe bezüglich einer Maske. Die Halbleiterscheibe auf einem Scheibenträger
wird durch einen Kolben mittels Überdruck an die Maske angedrückt. Zum Ausrichten
der Halbleiterscheibe wird der Scheibenträger am Kolben mittels Unterdruck fixiert.
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Aus der DE-PS 31 34 960 ist eine Kontaktkopiereinrichtung bekannt,
bei der eine zu übertragende Kopiervorlage mittels eines Vakuums mit der lichtempfindlichen
Schicht einer herzustellenden Kopie in engen Kontakt gebracht wird.
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In der DE-OS 33 11 964 ist eine Kontaktkopiereinrichtung offenbart,
bei der eine Halbleiterscheibe auf einer Trägerplatte durch Vakuumbeaufschlagung
gehaltert ist. Zu diesem Zweck wird die Trägerplatte im Randbereich ausschließlich
mit Vakuum und im Mittenbereich separat mit Vakuum oder mit Druckluft beaufschlagt.
Zur Kontaktierung einer Maske wird der Mittenbereich von Vakuum auf Druckluft umgeschaltet,
so daß sich die Halbleiterscheibe konvex nach oben wölbt und zuerst mit ihrer Mitte
mit der Maske in Kontakt gerät, um Lufteinschlüsse im Mittenbereich auszuschließen.
Anschließend wird die Halbleiterscheibe durch ein zusätzliches Vakuum in vollständigen
Kontakt mit der Maske gebracht.
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In der DE-OS 27 44 837 ist eine Kontaktkopiereinrichtung beschrieben,
bei der auf einer unteren Trägerplatte eine herzustellende Kopie in Form
eines
Halbleitersubstrats mit einer lichtempfindlichen Schicht mittels eines Vakuums gehaltert
ist.
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Auf einer oberen Trägerplatte ist eine zu übertragende Kopiervorlage
in Form eines Films mit einem Muster mittels eines Distanzringes befestigt. Der
luftdichte Raum zwischen der oberen Trägerplatte und der Kopiervorlage ist über
eine Leitung mit einer Vakuumpumpe verbunden; durch Evakuierung# dieses luftdichten
Raumes wird die Kopiervorlage nach oben in Richtung auf die obere Trägerplatte hin
gewölbt.Zum Kontaktkopieren wird die obere Trägerplatte mit der Kopiervorlage auf
einen auf der unteren Trägerplatte außerhalb des Halbleitersubstrats befestigten
elastischen Ring abgesenkt.
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Bei der anschließenden Justierung der Kopiervorlage bezüglich des
Halbleitersubstrats wird eine Berührung zwischen der Kopiervorlage und dem Halbleitersubstrat
durch die infolge des Vakuums erzielte konkave Wölbung der Kopiervorlage vermieden,
so daß keine mechanischen Beschädigungen auftreten können. Nach der Ausrichtung
wird der Raum zwischen den beiden Trägerplatten und dem elastischen Ring evakuiert
und das die Wölbung der Kopiervorlage bewirkende Vakuum aufgehoben, so daß die Kopiervorlage
wieder ihre ursprüngliche Form annimmt und die lichtempfindliche Schicht des Halbleitersubstrats
kontaktiert. Nach der Belichtung wird die Kopiervorlage zur Trennung vom Halbleitersubstrat
erneut mit Vakuum beaufschlagt und das Vakuum zwischen den beiden Trägerplatten
aufgehoben. Diese aufwendige Kontaktkopiereinrichtung bedarf zweier Vakuumsysteme
und eines relativ großen Zeitaufwandes für einen Kopiervorgang.
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In der DE-OS 15 72 353 ist eine Kontaktkopiereinrichtung offenbart,
bei der sich die zu übertragende Kopiervorlage über ein hydrostatisches Luftlager
auf der lichtempfindlichen Schicht einer herzustellenden Kopie abstützt. Zum Kontaktkopieren
wird das Luftpolster des Luftlagers bis zum Kontakt der Kopiervorlage mit der lichtempfindlichen
Schicht der Kopie abgebaut. Zum Aufbringen des Anpreßdruckes zur engen Kontaktierung
der Kopiervorlage mit der Kopie ist ein einstellbares Gewicht vorgesehen.
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Nach der Belichtung wird die Wirkung des Gewichtes aufgehoben und
das Luftpolster des Luftlagers zur Trennung der Kopiervorlage von der Kopie zur
anschließenden relativen Verschiebung der Kopiervorlage bezüglich der Kopie wieder
aufgebaut.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktkopiereinrichtung
der oben erwähnten Gattung im Aufbau zu vereinfachen, die Güte der hergestellten
Kopien zu verbessern und den Zeitaufwand für einen Ropiervorgang zu verringern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal
des Anspruchs 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch die vorgeschlagene Doppelfunktion des Luftlagers bei einer derartigen
Kontaktkopiereinrichtung einmal ein problemloses und schnelles Positionieren der
Kopiervorlage bezüglich der Kopie ohne gegenseitige Berührung und zum anderen auf
einfache Weise eine schnelle und gute Kontaktbildung zwischen der Kopiervorlage
und der Kopie zum Kontaktkopieren ohne zusätzliche Mittel ermöglicht werden, so
daß sich ein verein-
fachter und damit verbilligter Aufbau einer
derartigen Kontaktkopiereinrichtung sowie Kopien mit wesentlich gesteigerter Qualität
ergeben. Zudem wird durch den verringerten Zeitbedarf für einen Kopiervorgang die
Kopierrate wesentlich erhöht, wodurch auch eine Verbilligung der einzelnen Kopien
erzielt wird. Des weiteren wird durch die Befestigung des Halters für die Kopiervorlage
über Gelenkstangen an der Trägerplatte bei der Vakuumbeaufschlagung des Luftlagers
eine ungehinderte vollständige Kontaktbildung zwischen der Kopiervorlage und der
Kopie ohne Veränderung ihrer gegenseitigen Ausrichtung ermöglicht.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt einer Kontaktkopiereinrichtung,
Figur 2a eine Draufsicht auf eine Kopiervorlage in einer Fassung und Figur 2b einen
Schnitt A-B der Anordnung nach Figur 2a.
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In Figur 1 ist in einem Querschnitt eine Kontaktkopiereinrichtung
dargestellt. Auf einer Grundplatte G ist ein Koordinatentisch KT angeordnet, der
in X-Richtung und in Y-Richtung sowie in Z-Richtung mittels Linearführungen F und
einer Antriebseinheit A verschiebbar ist. Auf dem Koordinatentisch KT ist eine Vakuumplatte
VP zur Aufnahme einer herzustellenden Kopie K mittels Vakuum befestigt; die Kopie
K besteht aus einer Glasplatte mit einer lichtempfindlichen Schicht S.
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Auf der Grundplatte G ist mittels eines senkrecht verlaufenden Rahmens
R eine Trägerplatte T mit einer mittigen öffnung 0 befestigt, in der eine Fassung
D zur Aufnahme einer zu übertragenden Kopiervorlage V über dem Koordinatentisch
KT angeordnet ist. Die Fassung D ist nach Figur 2a, b mittels dreier Laschen LA
leicht demontierbar an einem Montageflansch M gehaltert, der seinerseits mit drei
Schraubenverbindungen SV an der Trägerplatte T befestigt ist. Die Fassung D besteht
aus einem Düsenring, in dem die Kopiervorlage V eingekittet ist. Die nach unten
weisende Teilungsfläche TF der Kopiervorlage V steht gegenüber der unteren Fläche
des Düsenrings D um etwa 15 «m vor. Der Düsenring D ist zusätzlich über drei horizontal
angeordnete Gelenkstangen GS mit dem Montageflansch M verbunden, die eine starre
Fixierung der Kopiervorlage V in der X-, Y-Ebene bewirken, aber in Z-Richtung eine
Verschiebung der Kopiervorlage V um etwa 0,2 mm zulassen. Der Düsenring D ist mit
einer Reihe von Luftdüsen LD bestückt, die über eine Druckleitung H mit Druckluft
beaufschlagt werden; die Druckluft tritt an der unteren Fläche des Düsenrings D
aus den Luftdüsen LD zur Bildung eines Luftlagers L zwischen der Teilungsfläche
TF der Kopiervorlage V und der lichtempfindlichen Schicht S der Kopie K aus.
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Auf der Trägerplatte T ist ein Support P mit einem Längenmeßtaster
LT angeordnet, dessen horizontaler Hub so bemessen ist, daß die Tastspitze TS des
Längenmeßtasters LT von außen her das Zentrum der Kopiervorlage V erreichen kann.
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Der Kontaktkopiervorgang verläuft folgendermaßen: Der Koordinatentisch
KT befindet sich in einer Aus-
gangsstellung (X = 0, Y = 0, Z =
0). Die anzufertigende Kopie K in Form der Glasplatte mit der nach oben weisenden
lichtempfindlichen Schicht S wird auf die Vakuumplatte VP aufgelegt und mittels
Vakuumbeaufschlagung gehaltert. Nach Betätigung einer nicht gezeigten Starttaste
erfolgt der Kontaktkopiervorgang automatisch. Der Support P mit dem Längenmeßtaster
LT wird von einer Ausgangslage bis zu einer Endlage in horizontaler Richtung verfahren,
so daß die Tastspitze TS des Längenmeßtasters LT das Zentrum der Kopiervorlage V
von oben antasten kann; diese Position der Tastenspitze TS ist die Ausgangsstellung
in Z-Richtung. Die Ausgangslage und die Endlage des Supports P werden mittels nicht
gezeigter Endschalter eingestellt. Der Düsenring D wird zur Ausbildung des Luftlagers
L mit feinstgefilterter Druckluft beaufschlagt, die für einen Abstand von etwa 40
Am zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K vorgewählt ist.
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Der Koordinatentisch KT wird nun mittels der Antriebseinheit A im
Eilgang in Z-Richtung nach oben verfahren, bis die Glasoberfläche der Kopie K einen
Näherungsschalter N an der Trägerplatte T betätigt, woraufhin die Eilganggeschwindigkeit
auf Schleichgangsgeschwindigkeit umgeschaltet wird. Der Koordinatentisch KT fährt
im Schleichgang weiter, bis die Kopiervorlage V vom vorgewählten Luftpolster des
Luftlagers L zwischen der Kopie K und der Kopiervorlage V angehoben wird; dieses
Anheben der Kopiervorlage V wird vom Längenmeßtaster LT gemessen. Ist eine vorgegebene
Position in Z-Richtung erreicht, wird der Antrieb A des Koordinatentisches KT in
dieser Position mittels einer Klemmeinrichtung KL geklemmt.
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Die Tastspitze TS des Längenmeßtasters LT wird eingefahren und der
Support P mit dem Längenmeßtaster LT in die Ausgangslage zurückgefahren.
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Der Koordinatentisch KT wird nun gemäß einem vorgegebenen Programm
in der X- und Y-Richtung positioniert, bis sich die Kopiervorlage V über der ersten
Position der Kopie K befindet, die einen Mehrfachnutzen aufweist. Die Druckluft
wird abgeschaltet und der Düsenring D und damit das Luftlager L mit Vakuum zur engen
Kontaktierung der Teilungsfläche TF der Kopiervorlage V und der lichtempfindlichen
Schicht S der Kopie K beaufschlagt. Nach einer kurzen Beruhigungszeit von ca. 1
sec. erfolgt die Belichtung B durch eine Blende BL, die in der öffnung 0 der Trägerplatte
T konzentrisch angeordnet ist.
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Nach der Belichtung B wird das Vakuum abgeschaltet und das Luftlager
L über den Düsenring D wieder mit Druckluft beaufschlagt, so daß sich wieder ein
Abstand von etwa 40 ßm zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K einstellt. Der
Koordinatentisch KT wird wiederum in der X- und Y-Richtung positioniert, bis sich
die Kopiervorlage V über der zweiten Position der Kopie K befindet, woraufhin sich
der beschriebene Kontaktkopiervorgang wiederholt. Nachdem alle Positionen auf der
Kopie K belichtet worden sind, fährt der Koordinatentisch KT in seine Ausgangsstellung
(X = 0, Y = 0, Z = 0) zurück, wobei die Ausgangsstellung Z = 0 durch einen Schalter
C festgelegt ist. Die Druckluft am Düsenring D wird abgeschaltet und die fertiggestellte
Kopie K kann vom Koordinatentisch KT entnommen werden.
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Durch die vorgeschlagene Doppelfunktion des Luftlagers L werden einmal
ein schnelles Positionieren der Kopiervorlage V bezüglich der Kopie K ohne gegenseitige
Berührung und zum anderen eine schnelle und gute Kontaktbildung zwischen der Kopiervorlage
V und der Kopie K ermöglicht. Versuche haben ergeben, daß durch die Vakuumbeaufschlagung
des Luftlagers L in kürzester Zeit (unter 1 sec.) ein guter Kontakt (Schwarzpasse)
erzielt wird.
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Die Luftströmung im Luftlager L bewirkt, daß eventuell zwischen der
Kopiervorlage V und der Kopie K vorhandene Staubpartikel weggeblasen werden. Bei
der Umschaltung des Luftlagers L von Druckluft auf Vakuum erfolgt ein weiches, paralleles
und schichtschonendes Aufsetzen der Kopiervorlage V auf der Kopie K. Des weiteren
wird eine automatische Kompensation unterschiedlicher Dicken der Glasplatten der
Kopien K bewirkt. Die Befestigung des Halters D für die Kopiervorlage V über Gelenkstangen
GS an der Trägerplatte T ermöglicht bei der Vakuumbeaufschlagung des Luftlagers
L eine reibungsfreie ungehinderte vollständige Kontaktbildung zwischen der Kopiervorlage
V und der Kopie K ohne Veränderung ihrer gegenseitigen Position.
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