DE3403765A1

DE3403765A1 - Gap-copier device

Info

Publication number: DE3403765A1
Application number: DE19843403765
Authority: DE
Inventors: Werner 8225 Traunreut Jung
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1985-08-08
Also published as: DE3403765C2

Abstract

In a gap-copier device of this type, for producing patterns, especially graduations, an original (V) to be copied is supported, so as to set the copying gap, on the light-sensitive layer (S) of a copy (K) to be produced by means of an air bearing (L) to which an adjustable air pressure is applied (Figure 2b). <IMAGE>

Description

AbstandskopiereinrichtungDistance copier

========================= Die Erfindung betrifft eine Abstandskopiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.========================== The invention relates to a distance copier according to the preamble of claim 1.

Aus der Literaturstelle J. SCI. INSTRUM., 1965, Vol. 42, Seiten 156, 157 ist eine Längenmeßeinrichtung bekannt, bei der sich zur Einstellung eines bestimmten gegenseitigen Abstandes die Abtastplatte einer Abtasteinheit auf der Teilungsfläche des Maßstabs über ein Luftlager abstützt.From the reference J. SCI. INSTRUM., 1965, vol. 42, pages 156, 157 a length measuring device is known in which to set a certain mutual distance the scanning plate of a scanning unit on the division surface the scale is supported by an air bearing.

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 beauf schlagt, 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.From DE-OS 25 11 071 a device for automatic alignment is known from semiconductor wafers in which a support plate for receiving a semiconductor wafer has several bores that can be switched between vacuum operation and pressure operation are. To align the semiconductor wafer, the support plate is compressed with compressed air beauf strikes to create an air cushion between the semiconductor wafer and the platen to accomplish. After positioning, the semiconductor wafer is through Vacuum application the support plate is fixed in this position on the support plate.

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.In DE-OS 32 17 851 a device for heating cover coatings is described on semiconductor wafers, in which the wafer for heating with a perforated heating plate is brought into close contact by applying a vacuum. Before heating and to stop heating, the heating plate is filled with compressed air applied to the platelet at a certain distance above the heating plate keep.

In der DE-OS 15 72 353 ist eine Kontaktkopiereinrichtung offenbart, bei der sich die zu übertragende Kopiervorlage über ein Luftlager auf der lichtempfindlichen Schicht einer herzustellenden Kopie zur gegenseitigen Positionierung abstützt. Zum Kontaktkopieren wird das Luftpolster des Luftlagers bis zum Kontakt der Kopiervorlage mit der lichtempfindlichen Schicht der Kopie abgebaut.In DE-OS 15 72 353 a contact copying device is disclosed, in which the original to be transferred is placed on the light-sensitive via an air bearing Layer of a copy to be produced is supported for mutual positioning. To the Contact copying is the air cushion of the air bearing up to the contact with the original degraded with the photosensitive layer of the copy.

Aus der DE-OS 24 01 197 ist eine Kopiereinrichtung bekannt, bei der sich die Kopiervorlage über einen Flüssigkeitsfilm an der lichtempfindlichen Schicht der Kopie zur Vermeidung einer gegenseitigen Berührung abstützt.From DE-OS 24 01 197 a copier is known in which the original is attached to the light-sensitive layer via a liquid film of the copy to avoid mutual contact.

In der US-PS 4 088 406 ist eine Abstandskopiereinrichtung beschrieben, bei der eine Halbleiterscheibe auf einer Auflageplatte mittels Vakuumbeaufschlagung gehaltert ist. Der Randbereich der Halbleiterscheibe ist durch aus der Auflageplatte herausragende Abstandsstifte nach oben gewölbt und trägt die Be- lichtungsmaske, so daß sich ein lurch die Abstandsstifte bestimmter Abstand zwischen der Halbleiterscheibe und der Belichtungsmaske ergibt.In US-PS 4,088,406 a spacing copier is described, in which a semiconductor wafer is placed on a support plate by means of a vacuum is held. The edge area of the semiconductor wafer is through from the support plate protruding spacer pins arched upwards and carries the load clearing mask, so that there is a certain distance between the semiconductor wafer by the spacer pins and the exposure mask results.

Der DE-AS 1 266 986 entnimmt man eine Abstandskopiereinrichtung, bei der ein bestimmter Abstand zwischen der Kopiervorlage und der Kopie mittels einer mechanischen Klemmeinrichtung eingestellt wird.DE-AS 1 266 986 reveals a distance copying device at a certain distance between the original and the copy by means of a mechanical clamping device is set.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Abstandskopiereinrichtung der oben erwähnten Gattung die Einstellung des Kopierabstandes zwischen der Kopiervorlage und der Kopie wesentlich zu vereinfachen.The invention is based on the object of a distance copying device of the type mentioned above, the setting of the copy distance between the original and to simplify the copy considerably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing feature of claim 1 solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch das vorgeschlagene Luftlager zwischen der Kopiervorlage und der Kopie mechanische Mittel zum Einstellen des Kopierabstandes nicht mehr erforderlich sind. Durch einfache Variation des Luftdruckes des Luftlagers läßt sich der jeweils benötigte Kopierabstand zwischen der Kopiervorlage und der Kopie einfach und schnell einstellen; das Luftlager erlaubt darüberhinaus ein problemloses und schnelles Positionieren der Kopiervorlage bezüglich der Kopie ohne gegenseitige Berührung und damit verbundene Beschädigung. Des weiteren wird durch die Befestigung des Halters für die Kopiervorlage über Gelenkstangen an der Trägerplatte stets ein gleichbleibend paralleler Kopierabstand zwischen der Kopiervorlage und der Kopie ermöglicht. Das Vorsehen von Federn zwischen dem Halter für die Kopiervorlage und der Trägerplatte bewirkt eine zusätzliche Stabilisierung des Kopierabstandes zwischen der Kopiervorlage und der Kopie.The advantages achieved with the invention are in particular: that by the proposed air bearing between the master copy and the copy mechanical means for adjusting the copy distance are no longer required. By simply varying the air pressure of the air bearing, the required Set the copy distance between the original and the copy easily and quickly; the air bearing also allows quick and easy positioning of the master copy with respect to the copy without mutual contact and associated Damage. Furthermore, by attaching the holder for the master copy Always a constant parallel copy distance via articulated rods on the carrier plate between the original and the copy enables. Providence caused by springs between the holder for the master copy and the carrier plate an additional stabilization of the copy distance between the copy original and the copy.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing explained.

Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt einer Abstandskopiereinrichtung, Figur 2a eine Draufsicht auf eine Kopiervorlage in einer Fassung und Figur 2b einen Schnitt A-B der Anordnung nach Figur 2a.FIG. 1 shows a cross section of a distance copying device, FIG. 2a shows a plan view of a master copy in a holder, and FIG. 2b shows one Section A-B of the arrangement according to Figure 2a.

In Figur 1 ist in einem Querschnitt eine Abstandskopiereinrichtung dargestellt. Auf einer Grundplatte G ist ein Koordinatentisch KT angeordnet, der in X-Richtung und in Y-Richtung sowie in Z-Richtung mittels Linearführungen F und einer Antriebseinheit A verschiebbar ist. Auf dem Koordinatentisch KT ist eine Vakuumplatte VP zur Aufnahme einer herzustellenden Kopie K mittels Vakuum befestigt; die Kopie K besteht aus einer Glasplatte mit einer lichtempfindlichen Schicht S.In Figure 1 is a space copier in a cross section shown. A coordinate table KT is arranged on a base plate G, which in the X-direction and in the Y-direction as well as in the Z-direction by means of linear guides F and a drive unit A is displaceable. There is a vacuum plate on the coordinate table KT VP for receiving a copy to be produced K attached by means of a vacuum; the copy K consists of a glass plate with a light-sensitive layer S.

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 Kosiervorlage 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 ym 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.On the base plate G is by means of a perpendicular trending Frame R a carrier plate T with a central opening 0 attached, in which a Version D for receiving a transfer template V above the coordinate table KT is arranged. The version D is according to Figure 2a, b by means of three tabs LA easily dismantled on a mounting flange M, which in turn with three Screw connections SV is attached to the carrier plate T. Version D consists from a nozzle ring in which the master copy V is cemented. The down The facing division surface TF of the master copy V is opposite the lower surface of the nozzle ring D by about 15 ym. The nozzle ring D is also horizontal over three arranged joint rods GS connected to the mounting flange M, which is a rigid Fixation of the master copy V in the X, Y plane, but one in the Z direction Allow the master copy V to be shifted by approx. 0.2 mm. The nozzle ring D is with a number of air nozzles LD fitted, which via a pressure line H with compressed air be acted upon; the compressed air enters the lower surface of the nozzle ring D. from the air nozzles LD to form an air bearing L between the dividing surface TF of the master copy V and the photosensitive layer S of the copy K from.

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.On the carrier plate T is a support P with a length measuring button LT arranged, the horizontal stroke is dimensioned so that the probe tip TS des Length measuring button LT can reach the center of the master copy V from the outside.

Der Abstandskopiervorgang verläuft folgendermaßen: Der Koordinatentisch KT befindet sich in einer Ausgangsstellung (X = 0, Y = 0, Z = 0). Die anzuferti- gende Kopie K in Form der Glasplatte mit der nach oben weisenden lichtempfindlichen Schicht S wird auf die Vakuumplatte VP aufgelegt und mittels Vakuumbeaufschlagung gehaltert. Nach Betätigung einer nicht gezeigten Starttaste erfolgt der Abstandskopiervorgang automatisch. Der Support P mit dem Längenmeßtaster LT wird von einer Ausgangslage bis zu einer Endlage in horizontaler Richtung verfahren, so daß die Tastspitze TS des Längenmeßtasters LT das Zentrum der Kopiervorlage V von oben antasten kann; diese Position der Tastenspitze TS ist die Ausgangsstellung in Z-Richtung. Die Ausgangslage und die Endlage des Supports P werden mittels nicht gezeigter Endschalter eingestellt. Der Düsenring D wird zur Ausbildung des Luftlagers L mit feinstgefilterter Druckluft beaufschlagt, die für einen Abstand von etwa 40 ßm zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K vorgewählt ist.The distance copying process is as follows: The coordinate table KT is in an initial position (X = 0, Y = 0, Z = 0). The to be made area Copy K in the form of the glass plate with the light-sensitive layer facing upwards S is placed on the vacuum plate VP and held in place by applying a vacuum. After pressing a start button, not shown, the distance copying process takes place automatically. The support P with the length measuring key LT is from a starting position Move to an end position in the horizontal direction so that the probe tip TS the length measuring button LT can touch the center of the master copy V from above; this position of the key tip TS is the starting position in the Z direction. the initial situation and the end position of the support P are set by means of limit switches (not shown). The nozzle ring D is used to form the air bearing L with finely filtered compressed air applied, which for a distance of about 40 ßm between the master copy V and the copy K is selected.

Der Koordinatentisch KT wird nun mittels der Antriebseinheit A im Eilgang in Z-Richtung nach oben verfahren, bis die Glasoberfläche der Kopie K einen Näherungsschalter N an der Trägerplatte T betätigt, woraufhin die Eilganggeschwindigkeit auf Schleichganggeschwindigkeit umgeschaltet wird. Der Koordinatentisch KT fährt im Schleichgang weiter, bis die Kopiervorlage V vom vorgewählten Luftpolster des Luftlagers L zwischen der Kopie K und der Kopiervorlage V angehoben wird; dieses Anheben der Kopiervorlage V wird vom Längenmeßtaster LT gemessen. Ist eine vorgegebene Position in Z-Richtung erreicht, wird der Antrieb A des Koordinatentisches KT in dieser Position mittels einer Klemmeinrichtung KL geklemmt.The coordinate table KT is now by means of the drive unit A im Move rapid upwards in the Z-direction until the glass surface of the copy K. Proximity switch N on the carrier plate T actuated, whereupon the rapid traverse speed is switched to creep speed. The coordinate table KT moves at slow speed until the master copy V from the preselected air cushion of the Air bearing L between the copy K and the original V is raised; this Raising the copy template V is measured by the length measuring button LT. Is a predetermined one Position in the Z direction is reached, the drive A of the coordinate table KT in clamped this position by means of a clamping device KL.

Die Tastspitze TS des Längenmeßtasters LT wird ein- gefahren und der Support P mit dem Längenmeßtaster LT in die Ausgangslage zurückgefahren. Der Koordinatentisch KT wird nun gemäß einem vorgegebenen Programm in der X- und Y-Richtung positioniert, bis sich die Kopiervorlage V über der ersten Position der Kopie K befindet, die einen Mehrfachnutzen aufweist. Der Düsenring D und damit das Luftlager L wird nun mit einem vorher ermittelten Luftdruck beaufschlagt, der einem Kopierabstand von beispielsweise 10 Am zwischen der Kopiervorlage V und der lichtempfindlichen Schicht S der Kopie K entspricht.The probe tip TS of the length measuring probe LT is drove and the support P moved back to the starting position with the length measuring key LT. The coordinate table KT is now according to a predetermined program in the X and Y-direction positioned until the master copy V is above the first position of the Copy K is located, which has a multiple use. The nozzle ring D and with it that Air bearing L is now subjected to a previously determined air pressure, which is a Copy distance of, for example, 10 .mu.m between the original V and the light-sensitive Layer S corresponds to copy K.

Die Kopiervorlage V stützt sich damit zumindest während der Belichtung über dieses Luftlager L auf der lichtempfindlichen Schicht S oder direkt auf der diese lichtempfindliche Schicht S tragenden Fläche der Kopie K ab. Nach einer kurzen Beruhigungszeit von ca. 1 sec. erfolgt die Belichtung B durch eine Blende BL, die in der Öffnung 0 der Trägerplatte T konzentrisch angeordnet ist.The master copy V is thus supported at least during the exposure via this air bearing L on the photosensitive layer S or directly on the this light-sensitive layer S bearing surface of the copy K from. After a short Exposure B takes place through a diaphragm BL, which takes about 1 sec is arranged concentrically in the opening 0 of the carrier plate T.

Nach der Belichtung B wird das Luftlager L über den Düsenring D wieder mit einem erhöhten Luftdruck beaufschlagt, so daß sich wieder ein Abstand von etwa 40ßm zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K einstellt. Der Koordinatentisch KT wird wiederum in der X- und Y-Richtung positioniert, bis sich die Kopiervorlage V über der zweiten Position der Kopie K befindet, woraufhin sich der beschriebene Abstandskopiervorgang wiederholt. Nachdem alle Positionen auf-der Kopie K belichtet worden sind, fährt der Koordinatentisch KT in seine Ausgangsstellung (x = 0, Y = 0, Z = 0) zurück, wobei die Ausgangsstellung Z = 0 durch einen Schalter C festgelegt ist. Die Druckluft am Düsenring D wird abgeschaltet und die fertiggestellte Kopie K kann vom Koordinatentisch KT entnommen werden.After exposure B, the air bearing L becomes over the nozzle ring D again applied with an increased air pressure, so that again a distance of about 40mm between the original V and the copy K is set. The coordinate table KT is again positioned in the X and Y directions until the master copy is V is above the second position of the copy K, whereupon the described one is Repeated distance copying. After all positions on-the copy K is exposed have been, the coordinate table KT moves to its starting position (x = 0, Y = 0, Z = 0), whereby the initial position Z = 0 is determined by a switch C. is. The compressed air at the nozzle ring D is switched off and the finished copy K can be taken from the coordinate table KT.

Der Düsenring D kann zusätzlich über drei Druckfedern DF mit dem Montageflansch M verbunden werden. Diese Druckfedern DF befinden sich jeweils in den drei Laschen LA und beaufschlagen den Düsenring D und die Kopiervorlage V mit einer dem Luftdruck des Luftlagers L entgegenwirkenden Kraft, so daß sich eine zusätzliche Stabilisierung des eingestellten Kopierabstandes zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K ergibt. Die Gelenkstangen GS zwischen dem Düsenring D und dem Montageflansch M bewirken, daß die Teilungsfläche TF der Kopiervorlage V und die lichtempfindliche Schicht S der Kopie K stets parallel zueinander ausgerichtet sind.The nozzle ring D can also be connected to the mounting flange via three pressure springs DF M to be connected. These compression springs DF are each located in the three tabs LA and pressurize the nozzle ring D and the master copy V with the air pressure of the air bearing L counteracting force, so that there is an additional stabilization of the set copying distance between the original V and the copy K results. The joint rods GS between the nozzle ring D and the mounting flange M cause that the dividing surface TF of the master copy V and the light-sensitive layer S of the copy K are always aligned parallel to one another.

Die Luftströmung im Luftlager L bewirkt, daß eventuell zwischen der Kopiervorlage V und der Kopie K vorhandene Staubpartikel weggeblasen werden. Des weiteren wird eine automatische Kompensation unterschiedlicher Dicken der Glasplatten der Kopien K bewirkt.The air flow in the air bearing L causes that possibly between the Master copy V and the copy K existing dust particles are blown away. Of there is also an automatic compensation of different thicknesses of the glass plates of copies K causes.

Der jeweils benotigte Kopierabstand zwischen der t#QDiervorlage V und der Kopie K läßt sich durch Variation des Luftdrucks des Luftlagers L einfach und schnell einstellen; die zur Regelung des Luftdrucks erforderlichen Mittel sind nicht dargestellt.The required copying distance between the t # QDiervorlage V and the copy K can be easily made by varying the air pressure of the air bearing L. and adjust quickly; are the means necessary to regulate the air pressure not shown.

Claims

Claims 1. Distance copying device for producing patterns, in particular of divisions in which a master copy to be transferred is a copy to be produced Copy is assigned, characterized in that for setting the copy distance the master copy (V) on the surface having the light-sensitive layer (S) the copy (K) is supported by at least one air bearing (L).

2. Device according to claim 1, characterized in that the air bearing (L) to adjust the copy distance between the copy original (V) and the copy (K) can be acted upon with an adjustable air pressure.

3. Device according to claim 1, characterized in that to mutual positioning of the master copy (V) on the light-sensitive layer (S) the copy (K) is supported by the at least one air bearing (L).

4. Device according to claim 1, characterized in that the master copy (V) and / or the copy (K) with one of the pressure of the air bearing (L) counteracting Force are applied.

5. Device according to claim 1, characterized in that the master copy (V) is inserted in a holder (D) in the form of a nozzle ring, the air nozzles (LD) form the air bearing (L).

6. Device according to claim 5, characterized in that the air nozzles (LD) of the nozzle ring (D) can be acted upon with an adjustable air pressure.

7. Device according to claim 5, characterized in that the holder (D) for the master copy (V) via articulated rods (GS) with a carrier plate (T) for deflecting the master copy (V) only perpendicular to its dividing surface (TF) is connected by means of the air bearing (L).

8. Device according to claim 7, characterized in that the articulated rods (GS) arranged in a plane parallel to the dividing surface (TF) of the master copy (V) are.

9. Device according to claim 5, characterized in that the holder (D) for the master copy (V) connected to the carrier plate (T) via springs (DF) is.

10. Device according to claims 1, 3 and 7, characterized in that that the copy (K) by means of a vacuum plate (VP) on a coordinate table (KT) is arranged to deflect the master copy (V) by means of the air bearing (L) between the copy (K) and the master copy (V) perpendicular to the division surface (TF) of the master copy (V) (Z-direction) movable and for aligning the master copy (V) with respect to the copy (K) parallel to the dividing surface (TF) of the master copy (V) (X-, Y-direction) can be positioned.

11. Device according to claim 7, characterized in that the deflection the master copy (V) perpendicular to the division surface (TF) of the master copy (V) for Setting of a predetermined deflection can be measured with a length measuring device (LT) is.

12. The device according to claim 11, characterized in that the Length measuring device (LT) is formed by a length measuring probe.