DE3415847A1

DE3415847A1 - Elektronenstrahl-x-y-koordinaten- positionierbuehne

Info

Publication number: DE3415847A1
Application number: DE19843415847
Authority: DE
Inventors: Theodore Worth Lincoln Mass. Tucker
Original assignee: Control Data Corp
Current assignee: Control Data Corp
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1984-10-31
Also published as: AU2745384A; US4516029A; CA1224852A; GB2139412A; GB8409804D0; GB2139412B; FR2550380A1; FR2550380B1; AU560020B2; JPS59207625A

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

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CONTROL DATA CORPORATION Minneapolis, Minn., V.St.A. Patentanwälte

Zugelassene- /€·"γ?-κ-' . ■■ Europäischer F'a'e^a·^'

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Tel

Telex 0529602 ηηκ.; d Teieg'ä-^"! e^;:r5OO TeieiaxiG' 2--3-089'9·? 14 26

27. April 1984 Hz/bbCDC 76 9-WG

Elektronenstrahl-X-Y-Koordinaten-Positionierbühne

C .

Die Erfindung bezieht sich auf E] ektronenstrahl-Ätzvorrichtungen und betrifft insbesondere eine X-Y-Koordinaten-Positioniervorrichtung für die Elektronenstrahlbühne oder -tisch (stage).

Ein bei Antriebsmechanismen und Geräten für Kreuzachsen- ( X-Y) -Tische oder -Schlitten auftretendes Hauptproblem besteht darin, daß die "geschleppte" Achse normalerweise ihren eigenen Antriebsmechanismus und ihre Geräte oder Instrumentierung tragen muß. Diese sind dabei nicht mechanisch am Boden befestigt, wobei die Kabel herabhängen müssen. Die Gleit-Trägheiten der beiden Achsen stimmen nicht überein.

Im Fall eines im Vakuum gehaltenen Kreuzachsentisches tritt dieses Problem sogar noch verstärkt auf, weil der "geschleppte" Antriebsmechanismus mit den Geräten in einer Umgebung eines hohen Unterdrucks montiert ist. Aufgrund des Fehlens von Werkstoffen, die unter Unterdruck mit geringer Reibung zu arbeiten vermögen, stellt dies üblicherweise einen untragbaren Zustand dar.

Bei der Elektronenstrahlbearbeitung von integrierten Schaltkreis-Chips oder -Masken kann ein hoher Durchsatz erzielt werden, wenn eine Kette von Ausrüstungsteilen vorhanden ist, welche das "Gut" unmittelbar im Durchgang durch eine evakuierte Kammer bearbeiten.

Es ist dabei nicht vorteilhaft, einen Bearbeitungsmechanismus unbehandeltes Gut (Werkstück) durch einen ZuI aß einbringen und aus demselben ZuI aß herausnehmen zu lassen. Vorteilhaft sollte das bearbeitete Gut an der gegenüberliegenden Seite der Kammer über eine andere Öffnung austreten. In diesem Fall können Einbringen und Austragen parallel erfolgen.

Derzeit ragen die ineisten X-Y-Bühnen- oder -Tischantriebe vollständig oder teilweise durch zwei senkrecht zueinander stehende Seiten der evakuierten Kammer hindurch. Aus diesem Grund ist es schwierig, eine Vorrichtung zu konstruieren, welche das unbearbeitete Gut an der einen Seite in die Kammer einbringt und es an der anderen Seite austrägt.

Außerdem verwenden die derzeitigen X-Y-Bühnen oder -Tische Lagerkugel/Laufring-Kombinationen an der Grenzfläche zwischen den Bühnen. Die Anordnung solcher Lagerkonstruktionen in einer Umgebung hohen Unterdrucks ist jedoch unerwünscht, weil die Werkstoffe, die den Anforderungen für Lagerzwecke genügen und auch vakuumbeständig sowie für Elektronenstrahl-Anwendungszwecke magnetisch unempfindlich sind, selten und teuer sind.

Die Erfindung sieht vier (übereinander) gestapelte Bühnenplatten vor, von denen drei Platten flache, mit einem Festschmierstoff zur Erleichterung ihrer gegenseitigen Verschiebung imprägnierte Berührungsflächen aufweisen. Mit den Platten sind von unten her Antriebsmechanismen gekoppelt, die mit außerhalb der Vakuumkammer angeordneten Motoren verbunden sind. Aufgrund der Anordnung der Antriebsmechanismen können unbearbeitete Werkstücke von der einen Seite der Bühne eingebracht und an der anderen Seite ausgetragen werden.

Die vier Platten sind in einer evakuierten Elektronenstrahl-Vakuumkammer angeordnet. Sie umfassen eine feste Grundplatte, eine auf letzterer für ausschließliche Bewegung in X-Richtung geführte X-Platte, eine auf letzterer für ausschließliche Bewegung in Y-Richtung geführte Y-Platte und eine auf letzterer angeordnete,

auf eine Bewegung in Z-Richtung relativ zur Y-Platte beschränkte Theta-Platte.

Mit den jeweiligen Platten sind drei Antriebswellen verbunden. Die erste Antriebswelle ist über ein festes, in die Grundplatte eingesetztes Lager mit einer in einer seitlichen Öffnung oder Aussparung in der X-Platte eingesetzten drehbaren Antriebsachse (capstan) verbunden. Um die Antriebsachse ist ein Meta]I-Band herumgelegt, dessen Enden an gegenüberliegenden Enden der Öffnung festgelegt sind. Bei einer Drehung der Antriebsachse wird die X-Platte über das Band in X-Richtung verschoben.

Die Y-WeIIe ist über eine Öffnung in der Grundplatte durch ein festes Lager in der X-Platte mit einer zweiten drehbaren Antriebsachse (capstan) gekoppelt, die in einer zweiten seitlichen Öffnung in der Y-Platte angeordnet ist. Ein ähnliches Band ist um die zweite Antriebsachse herumgeschlungen und an den beiden Enden der zweiten seitlichen Öffnung festgelegt. Bei einer Drehung der Y-Antriebsachse verschiebt sich die Y-Platte in Y-Richtung.

Die Theta-Antriebswelle ist über Öffnungen in der Grundplatte und der X-Platte sowie über ein festes Lager in der Y-Platte mit einer festen Halterung auf der Theta-Platte verbunden. Die Bewegung dieser Antriebswelle ist auf die Lotrechte beschränkt.

Die X-Antriebswelle ist über das in der Grundplatte montierte Lager unmittelbar mit einer Balgenkupplung und von dieser über eine Vakuum-Drehdichtung mit einem X-Antriebsmotor verbunden. Die Y-Antriebswel1e ist über das in der X-Platte montierte Lager mit einem Universalgelenk verbunden und von diesem zu einer

zweiten Balgenkupplung und von hier über eine zweite Vakuum-Drehdichtung in der Vakuumkammerwand zu einem Y-Antriebsmotor geführt. Die Theta-Welle ist auf ähnliche Weise über das in der Y-Platte montierte Lager mit einem Universalgelenk, einer dritten Balgenkupplung, einer dritten Vakuum-Drehdichtung und einem dritten Motor verbunden, der einen gelenkig gelagerten, mit einem Pneumatik- oder Hydraulikmechanismus zur Über-0 tragung einer lotrechten Bewegung gekoppelten Hubgabelmechanismus aufweist.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf aufeinandergesetzte (nested) Platten, mit Ausnahme der Theta-Platte,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Unterseite der Theta-Platte,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Y-Platte, Fig. 4a eine Aufsicht auf die X-Platte,

Fig. 4b einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 4a,

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Grundplatte bei der oQ erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. zur Darstellung des Y- und des Theta-Antriebs gemäß der Erfindung und

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig.

zur Darstellung des X- und des Y-Antriebs gemäß der Erfindung.

/AO-

Fig. 1 ist eine teilweise weggeschnittene Aufsicht auf die unteren drei der aufeinandergesetzten Platten der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei sind insbesondere eine Grundplatte 10, eine auf dieser angeordnete X-Platte 12 und eine auf letzterer angeordnete Y-Platte 14 vorgesehen. Die Gleitflächen dieser drei Platten 10, 12 und 14 sind flach bzw. plan und mit einem Festschmierstoff, wie Teflon (Polytetrafluorethylen), imprägniert bzw. beschichtet, der eine ungehinderte gegenseitige Verschiebung dieser Platten in einer Umgebung hohen Unterdrucks zuläßt. Weiterhin sind die Oberseite der Y-Platte 14 und die Unterseite einer in Fig. 1 nicht dargestellten Theta-Platte (vgl. Fig. 2) mit einem Festschmierstoff imprägniert bzw. beschichtet und ungehindert relativ zueinander verschiebbar.

Die X-Platte 12 ist auf eine Bewegung von links nach rechts in Fig. 1 (X-Richtung) beschränkt. Die Bewegungsgrenze der X-Platte 12 nach links gemäß Fig. 1 ist durch die gestrichelte Linie 16 angegeben. Die X-Platte 12 kann sich auch über eine entsprechende Strecke gemäß Fig. 1 nach rechts verschieben.

Die Y-Platte 14 ist auf eine gemäß Fig. 1 lotrechte Bewegung (Y-Richtung) beschränkt; ihr lotrechter Hub ist durch die gestrichelte Linie 46 angegeben. Die Y-Platte 14 ist dabei auch über eine entsprechende Strecke gemäß Fig. 1 abwärts bewegbar.

In der Y-Platte 14 ist eine in Y-Richtung ausgerichtete (Y aligned) seitliche Öffnung 20 mit zwei Seitenschlitzen 40 und 42 ausgebildet. In der Öffnung 20 ist eine mit einer noch zu beschreibenden Y-AntriebswelIe verbundene Antriebsachse (capstan) 24 angeordnet, um die ein Metall-Band 38 herumgelegt ist, das an seinen beiden Enden 48, 50 in den Seitenschlitzen 40 bzw. 42

mit der Y-P]atte 14 verbunden ist und das durch eine Feder 4 4 unter Zuqspannung gehalten wird.

Der Mittelbereich der X-Platte 12 ist so ausgespart, daß ein T-förmiger Schlitz 52 mit einer in X-Richtung liegenden seitlichen Öffnung 54 und einer in Y-Richtung liegenden zentralen Öffnung 56 gebildet ist. In der Öffnung 54 ist eine X-Antriebsachse 26 angeordnet, die mit einer noch zu beschreibenden X-Antriebswelle verbunden ist. Um die Antriebsachse 26 ist ein Metall-Band 30 herumgelegt, das an seinen beiden Enden 32 und 34 in Seitenschlitzen 58 bzw. 60 der X-Öffnung mit der X-Platte 12 verbunden ist und das durch eine Feder 36 unter Zugspannung gehalten wird.

In der zentralen Y-Öffnung 56 ist eine Theta-Antriebswelle 28 mit einem mit ihr verbundenen Universalgelenk 22 angeordnet (vgl. Fig. 6). Diese Teile sind nachstehend noch näher erläutert; die Theta-Antriebswelle ist dabei jedoch fest mit der Theta-Platte 62 gemäß Fig. 2 verbunden.

Die Theta-Antriebswelle 28 ist mit einer in der in Fig. 2 dargestellten Theta-Platte 62 vorgesehenen Achse oder Bohrung 64 verbunden. Die Theta-Platte ist im wesentlichen kreisförmig mit abgeflachten Ober- und Unterseiten (gemäß Fig. 2).

Gemäß Fig. 3 besitzt die Y-Platte 14 im wesentlichen die Form eines länglichen Sechsecks mit der Y-Öffnung 20 und den Seitenschlitzen 40, 42, der Antriebsachse 24, dem Metall-Band 38 und der Feder 44. In der Y-Platte 14 ist ein Lager 66 montiert, in welchem die Theta-Antriebswelle 28 verschiebbar geführt ist. Die Bewegungsfreiheit der Y-Platte 14 ist auf die Y-Richtung (Pfeile Y-Y in Fig. 3) beschränkt.

Gemäß Fig. 4a ist in der X-Platte 12 ein Y-Wellen-Lager 70 montiert, in welchem eine Y-AntriebswelIe 68 drehbar gelagert ist. Das Lager 70 zwingt diese Antriebswelle 68 zu einer Bewegung mit der X-Platte 12, die mit der beschriebenen T-förmigen Öffnung oder Aussparung 52 versehen ist. Wenn sich die X-Antriebsachse 26 (Fig. 1) dreht, verschiebt sich die X-Platte 12 in X-Richtung (Pfeile X-X in Fig. 4a).

Fig. 4b veranschaulicht die X-Platte 12 mit der Y-Platte 14 im Schnitt. Die Y-Platte 14 ist dabei verschiebbar auf der Oberseite der X-Platte 12 angeordnet und durch seitliche Führungen 72, 74 auf eine Bewegung in Y-Richtung beschränkt. Diese Führungen 72, 74 weisen zusätzliche Führungselemente auf, die in Schlitze 76, 78 in den Seiten der Y-Platte 14 eingreifen und damit eine Bewegung der Y-Platte 14 in lotrechter Richtung verhindern.

Aus Fig. 4b gehen auch die in Y-Richtung angeordnete seitliche Öffnung 20 und die Seitenschlitze 40 in der Y-Platte 14 hervor.

In der Schnittansicht von Fig. 4b sind die seitliche Öffnung 54, die zentrale Y-Öffnung 56 und die Seitenschlitze 58, 60 erkennbar.

Die in Fig. 5 in Aufsicht dargestellte Grundplatte 10 QQ weist seitliche Führungen 80, 82 auf, zwischen denen

die X-Platte 12 zur Bewegung in X-Richtung (Pfeile X-X in Fig. 5) geführt und festgelegt ist. Die Grundplatte 10 weist außerdem eine in X-Y-Richtung ausgerichtete zentrale Öffnung oder Aussparung 84 auf, die eine Begc wegung sowohl der Theta-Antriebswe]Ie 28 als auch der Y-AntriebswelIe 68 zuläßt, von denen sich erstere sowohl in X- als auch in Y-Richtung bewegen kann. Die Öffnung 84 ist ein kleines Stück 86 nach rechts ver-

]ängert, um eine Bewegung der Y-Antriebswe]]e in dieser Richtung zu gestatten.

In der Grundplatte 10 ist ein Lager 90 montiert, in welchem eine X-AntriebswelIe 92 gelagert ist und das eine Drehung dieser Welle 92 zuläßt, ihre Bewegungsfreiheit aber auf die X-Y-Ebene begrenzt, weil die Grundplatte 10 fest montiert ist (vgl. Fig. 6).

Gemäß Fig. 5 weist die Grundplatte 10 zudem eine Erleichterungsbohrung 88 auf.

Gemäß Fig. 6 ist die Grundplatte an einer Vakuumkammer-Wand 166 mittels Schraubbolzen 162 befestigt, welche die Grundplatte 10 mit einem Träger 164 verbinden, der seinerseits an der Wand 166 befestigt ist. Obgleich in Fig. 6 nur ein derartiger Schraubbolzen 162 dargestellt ist, ist die Grundplatte 10 mittels dreier weiterer Schraubbolzen (nicht dargestellt) an ihren drei anderen Ecken an Kammer-Wänden 166 und 170 befestigt.

Die X-Platte 12 ist auf der Grundplatte 10 verschiebbar angeordnet, und die Y-Platte 14 ist ihrerseits auf der X-Platte 12 verschiebbar geführt. Die Theta-Platte 62 ist auf der Y-Platte 14 angeordnet. Gemäß Fig. 6 befindet sich auf der Theta-Platte 62 ein (Halbleiter-) Plättchen 122, und unmittelbar über diesem befindet sich eine Elektronenstrahlvorrichtung 124. Im rechten Teil von Fig. 6 ist ein Schieber (shuttle) 128 dargestellt, der in Verbindung mit Fig. 7 noch näher erläutert werden wird.

Die Theta-Antriebswelle 28 ist im Lager 66 gelagert und fest mit der Theta-Platte 62 verbunden. Das Lager 66 zwingt die Theta-Platte 62 zu einer Mitbewegung mit der Y-Platte 14, so daß sich bei deren Bewegung

in X- und Y-Richtung die Theta-Platte 62 jeweils in derselben Richtung mitbewegen muß.

Die Theta-Antriebswelle 28 ist mit einem Universalgelenk 138 bzw. 22 verbunden, das an den unteren Abschnitt 176 der Welle 28 angeschlossen ist, der seinerseits mit einer Balgenkupplung 144 verbunden ist. Eine mit der Bälgendupplung 144 verbundene Welle oder Achse 178 ist in einer Ferro-Flüssigkeits-Dichtung 146 (Typ EMB-188-L-N-130 der Firma Ferrof]uidics Corporation, Nashua, New Hampshire) geführt, die in der Vakuumkammer-Bodenplatte 168 montiert ist uncl ein Entweichen des Unterdrucks verhindert, während sie eine Aufwärts/Abwärts- oder Drehbewegung der durch sie hindurchgeführten Antriebswelle zuläßt. Die Verbindungs-Welle 178 erstreckt sich durch einen unteren Balgen 108 in eine Motor-Tragplatte 172.

Unter der Bodenplatte 168 ist an der Verbindungs-Welle 178 eine Muffe (bracket) 150 befestigt, an der an einem Drehpunkt 152 eine Hubgabel 148 angelenkt ist. Letztere ist ihrerseits mit einem Drehpunkt 154 verbunden, der mittels einer nicht dargestellten Einrichtung drehbar mit der Motortragplatte verbunden ist. Mit dem Drehpunkt 154 ist ein Hebelarm 155 verbunden, der an einem Drehpunkt 156 schwenkbar mit der Welle oder Achse 158 verbunden ist, die ihrerseits in einem Hydraulik- oder Druckluftmotor 160 verschiebbar geführt ist. Wenn der Motor 160 die Achse 158 gemäß Fig. 6 nach unten fährt, schwenkt der Hebelarm 155 die Hubgabe] 148 nach oben, so daß die Antriebswelle 28 nach oben verschoben wird.

Die Y-Antriebswel]e 68 ist im Lager 70 drehbar gelagert und mit einem Universalgelenk 94 verbunden, das mit einem unteren Y-Antriebswellenteil 180 verbunden ist, der seinerseits an eine Balgenkupplung 102

angeschlossen ist. Eine zweite Verbindungs-Welle 182 ist in einer zweiten Ferro-F]üssigkeits-Dichtung (ferro-i]uidic sea]) 106 in der Bodenplatte 168 montiert und an die Balgenkupplung 102 angeschlossen. Die Dichtung 106 besitzt dieselbe Funktion wie die oben erwähnte Dichtung 104. Die Welle 182 ist dann über eine untere Balgenkupplung 110 mit einem Y-An~ triebsmotor 114 gekoppelt, der an der Motor-Tragplatte 172 angebracht ist und die Y-Antriebswelle 68 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben vermag. Bei dieser Drehung wird die Y-Antriebsachse 24 entsprechend in Drehung versetzt, so daß das mit ihr verbundene Metall-Band die Y-Platte 14 in der Y-Richtung gemäß Fig. 1 und 3 verschiebt.

Die Bewegungsgrößen der Theta- und der Y-Welle in X-Richtung sind durch die strichpunktierten Linien 163, 164 bzw. 140, 142 angegeben. Bei 96 ist in gestrichelten Linien die am weitesten nach links verschobene Stelle des Universalgelenks 22 angedeutet.

Die Länge der unteren WeI1 en(teile) 176 und 180 ist so gewählt, daß der größte Auslenkwinkel etwa 7° beträgt. Bei diesem Winkel werden die Balgenkupplungen einer geringen Verformung unterworfen.

Gemäß Fig. 7 sind über den aufeinanderliegenden Platten 10, 12, 14 und 62 drei Elektronenstrahlvorrichtungen 124 angeordnet. Unter letzteren und über den Platten 10, 12, 14 und 62 ist ein Plättchen-Schieber (wafer Shuttle; mit einer linken und einer rechten Schieber-Führung 126 bzw. 128, einer Antriebsachse 130, einer Antriebswelle 132, einer Balgenkupplung 134 und einer Ferro-Flüssigkeits-Dichtung 136 vorgesehen, während der Schieber-Motor nicht dargestellt ist. In Fig. 7 sind auch zwei Stellungen der Theta-Platte 62 dargestellt. An der linken Seite von Fig. 7 ist die Theta-

ι/

Platte 62 in der oberen Stellung dargestellt, in welcher das Plättchen 122 vom Schieber 126 freikommt, so daß letzterer relativ zum Plättchen verschiebbar ist und unter diesem herausgezogen werden kann, um z.B. ein zweites Plättchen zuzuführen und es anschließend auf der Theta-Platte 62 abzulegen. An der rechten Seite von Fig. 7 ist die Theta-Platte 62 in der "herabgefahrenen" Stellung veranschaulicht, in welcher das Plättchen 122 auf der rechten Schieber-Führung 128 ruht. Letztere trägt das Plättchen 122 zum Einbringen und Austragen desselben.

Das um die Y-Antriebsachse 24 herumgelegte Metall-Band 38 weist zwei praktisch gleiche (gleich lange) Abschnitte auf, nämlich einen Abschnitt 116 mit beabstandeten oberen und unteren Bändern sowie einen Abschnitt 118 mit einem zwischen den beiden Bändern 116 angeordneten mittleren Band. Aufgrund dieser Anordnung kann das Metall-"Band" ohne Behinderung zwischen linkem und rechtem Abschnitt 118 bzw. 116 auf die Antriebsachse aufgewickelt und von ihr abgewickelt werden.

Die Bandanschlüsse (Enden) 50 und 48 sind ebenfalls in Fig. 7 dargestellt. Insbesondere ist dabei der rechte Anschluß 50 fest mit der Y-Platte 14 verbunden, während der linke Anschluß 48 über eine Feder 44 mit der Y-Platte 14 verbunden ist. Die Feder 44 hält das Metall-Band 38 unter Zugspannung.

Das X-Band 38 (Fig. 1) entspricht dem Y-Band 38.

Die Y-Antriebswe]1e 68 ist auf vorher beschriebene Weise im Lager 70 drehbar gelagert und mit dem Universal gelenk 94 verbunden, wobei der untere Wellenteil 180 mit dem Universalgelenk 94 und der dritten Balgenkupplung 102 verbunden ist.

In strichpunktierten Linien sind die maximalen Auslcnkungon der Theta-Antriebswel1e 28 angegeben. Der untere Theta-We]]enteil 176 ist in Fig. 7 unmittelbar hinter dem unteren Y-WeI!enteil 180 angeordnet.

Die X-Antriebsachse 26 ist auf der X-Antriebswel1e montiert, die im Lager 90 drehbar gelagert ist und die im Gegensatz zu den beiden anderen Antriebswellen und 68 keine Universalgelenke aufweist, weil sie in der festen Platte 10 fest gelagert, am unteren Ende aber ebenfalls mit einer Balgenkupplung 100 verbunden ist. Eine Verbindungs-Welle 184 ist dabei durch eine dritte Ferro-Flüssigkeits-Dichtung 104 hindurchgeführt und mit Balgen(kupplungen) 100 und 108 verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei mit einem X-Antriebsmotor 112, der an der Tragplatte 172 montiert ist.

Die Ferro-Flüssigkeits-Dichtungen 104, 106, 136 und 146 sind in die Bodenplatte 168 eingesetzt.

Die auf der Grundplatte 10 angeordneten seitlichen Führungen 80 und 82 beschränken die X-Platte 12 auf eine Bewegung in X-Richtung.

Die aufeinandergesetzten Platten und die Antriebe arbeiten wie folgt: Wenn der X-Antriebsmotor die X-Antriebswelle 92 in der einen oder anderen Richtung antreibt, bewegt die X-Antriebsachse 26, die durch ihre Antriebswellenlagerung im Lager 90 in der X-Y-Ebene festgelegt ist, die X-Platte in der X-Richtung hin und her.

Wenn auf ähnliche Weise der Y-Antriebsmotor die X-Antriebswelle 68 in der einen oder anderen Drehrichtung antreibt, bewegt die Y-Antriebsachse 24, die durch ihre AnIriebswel1onlaqerung im Lager 70 relativ zur X-Platte

festgelegt ist und sich daher mit letzterer nur in X-Richtung bewegen kann, die Y-Platte in Y-Richtung.

Die Theta-Platte 62 ist aufgrund der Lagerung der Theta-Antriebswelle 28 im Lager 22 mit der Y-Platte nur in der X-Y-Richtung verschiebbar. Die Theta-Antriebswelle 28 besitzt aber eine Bewegungsfreiheit, in lotrechter bzw. Z-Richtung relativ zur X-Y-Ebene. Wenn die Hubgabel 148 durch den Motor 160 verschwenkt wird, wird die Theta-Platte 62 in Z-Richtung verschoben .

Die Balgenkupplungen 102 und 104 ermöglichen eine Auslenkung der unteren Theta- und Y-Wellenteile 176 bzw. 180 über einen kleinen Winkel, während sie im Fall der Y-Antriebswelle 180 deren Antrieb durch den Y-Antriebsmotor 114 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn gestatten. Die Universalgelenke 122 und on 94 sorgen dafür, daß die oberen Abschnitte der Antriebswellen 28 und 68 in einer lotrechten Stellung verbleiben.

Leerseite -

Claims

Patentansprüche
5

Elektronenstrahl-X-Y-Koordinaten-Positionierbühne mit unterseitigem Bühnenantrieb, gekennzeichnet durch

eine vorrichtungsfest montierte Grundplatte mit einer ersten zentralen Öffnung und zwei seitlichen Führungen,

eine auf der Grundplatte zwischen den Führungen zur Bewegung ausschließlich in X-Richtung geführte X-Platte mit einer ersten, in X-Richtung ausgerichteten seitlichen Öffnung oder Aussparung und einer zweiten, in Y-Richtung ausgerichteten zentralen Öffnung, wobei die erste seitliche Öffnung und die zweite zentrale Öffnung einander unter einem rechten Winkel schneiden, wobei die erste seitliche Öffnung an ihren Enden zwei in X-Richtung verlaufende Seitenschlitze aufweist und wobei die X-Platte ein zweites Paar seitlicher Führungen aufweist, eine auf der X-Platte zwischen den zweiten Führungen ausschließlich in Y-Richtung bewegbar geführte Y-Platte mit einer zweiten, in Y-Richtung ausgerichteten seitlichen Öffnung oder Aussparung, an deren beiden Enden in Y-Richtung verlaufende Seitenschlitze ausgebildet sind,
eine auf der Y-Platte geführte Theta-Platte, in ein der Grundplatte montiertes X-Lager, ein in der X-Platte angeordnetes Y-Lager, ein in die Y-Platte eingesetztes Theta-Lager, eine im Theta-Lager verschiebbar gelagerte und von der Unterseite her fest mit der Theta-Platte verbundene Theta-Antriebswelle,

eine im Y-Lager drehbar gelagerte Y-AntriebswelIe, ο inc mit der Y-Antriebswel1e fest verbundene, in der zweiten seitlichen Öffnung angeordnete Y-An-

triebsachse (capstan),

eine drehbar im X-Lager gelagerte X-Antriebswe 11 e,
eine fest mit der X-Antriebswel 1e verbundene, in der ersten seitlichen Öffnung angeordnete X-Antriebsachse,

ein um die Y-Antriebsachse herumgelegtes Y-Bandmittel, das an seinen beiden Enden in den Y-Seitenschlitzen an der Y-Platte angebracht ist, ein um die X-Antriebsachse herumgelegtes X-Bandmittel, das an seinen beiden Enden in den X-Seitenschlitzen an der X-Platte angebracht ist, ein mit der Theta-Antriebswelle gekoppeltes Theta-Universalgelenk,

einen mit letzterem verbundenen unteren Theta-Wellenteil,

ein mit der Y-Antriebswelle verbundenes Y-Universalgelenk,
einen mit letzterem verbundenen unteren Y-Wellenteil,

eine am unteren Y-Wellenteil montierte Balgenkupplung,

eine Elektronenstrah!kammer-Bodenplatte, ein in der Bodenplatte montiertes X-Dichtungslagermittel,

ein in der Bodenplatte montiertes Y-Dichtungslagermittel,

ein in die Bodenplatte eingesetztes Theta-Dichtungslagermittel,

wobei die X-AntriebswelIe im X-Dichtungslagermittel drehbar gelagert ist,

eine im Y-Dichtungsl agermitte.1 drehbar gelagerte

und mit der Balgenkupplung verbundene Y-Verbindungs-3g (antriebs)we3]e,

wobei der untere Theta-Wel1 enteil im Theta-Dichtungslagermittel drehbar gelagert ist,

eine fest unter der Bodenplatte montierte und mit dem unteren Theta-Wel]entei1 verbundene Einrichtung zum Bewegen des unteren Theta-Wel1entei]s in lotrechter Richtung (Z-Richtung), eine fest unter der Bodenplatte montierte und mit der X-AntriebswelIe verbundene Einrichtung für den Drehantrieb der X-AntriebswelIe und eine fest unter der Bodenplatte montierte und mit der Y-Verbindungswelle verbundene Einrichtung für den Drehantrieb der Y-Verbindungswelle.
2. Positionierbühne nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der Theta-AntriebswelIe verbundene Balgenkuppluhg und eine untere Theta-Verbindungs-(antriebs)wel1e, die im Theta-Dichtungslagermittel gelagert und mit der Balgenkupplung sowie der Einrichtung zum Antreiben des unteren Theta-Wellenteils in lotrechter (Z-)Richtung verbunden ist.
3. Positionierbühne nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch eine mit der X-Antriebsachse verbundene Balgenkupplung und eine untere X-Verbindungs(antriebs)wel 1 e , die im X-Dichtungslagermittel drehbar gelagert und mit der Balgenkupplung sowie der Einrichtung zum Drehen der X-AntriebswelIe verbunden ist.
4. Positionierbühne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die X- und Y-Bandmittel Metall-Bänder mit je zwei praktisch gleichen (gleich langen) Abschnitten sind, von denen ein erster Abschnitt voneinander beabstandete obere und untere Bandelemente und ein zweiter Abschnitt ein einziges, in den Zwischenraum zwischen oberen und unteren Band-

gg elementen eingefügtes Bandelement umfassen.
5. Positionierbühne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Federn vorgesehen sind, die jeweils zwischen die betreffenden X- und Y-Platten und das betreffende X- bzw. Y-Bandmittel an mindestens einem Ende desselben eingeschaltet sind, um die Bandmittel unter Zugspannung zu halten.
6. Positionierbühne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen von Grundplatte, X-Platte und Y-Platte jeweils mit einem Festschmierstoff imprägniert bzw. beschichtet sind.