DE3523756C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einer Grundplatte, einem auf der Grundplatte angeordneten Vertikalteil, einem Querhaupt mit einem Mikroskopobjektiv und mit einem zwischen der Grundplatte und dem Mikroskopobjektiv angeordneten Objekt­ tisch, der in einer am Vertikalteil vorgesehenen Führungsein­ richtung verschiebbar gelagert ist, wobei zur Einstellung des Abstandes des Objekttisches vom Mikroskopobjektiv eine An­ triebseinrichtung vorgesehen ist.

Insbesondere bei Mikroskopen, die in der Halbleiterindustrie zur Anwendung gelangen, besteht die Forderung nach immer größer werdenden Objekttischen, um Wafer der Abmessungen 4 × 4 Zoll (= 100 mm × 100 mm) oder 6 × 6 Zoll (= 150 mm × 150 mm) bzw. 8 × 8 Zoll (= 200 mm × 200) am Mikroskopobjektiv vorbeibewegen zu können. Derartig große Objekttische, die beispielsweise mit Hilfe von Motoren verstellt werden, weisen ein erhebliches Gewicht auf. Desgleichen wird von den Anwendern derartiger Mikroskope eine immer stärker werdende Vergrößerung verlangt. Auch werden die Anforderungen an die Vibrationsfrei­ heit und Stabilität immer größer.

Bei Mikroskopen der eingangs beschriebenen Art weist die Füh­ rungseinrichtung für den Objekttisch vom Mikroskopobjektiv einen relativ großen Abstand auf, so daß der in der Führungs­ einrichtung verschiebbar gelagerte Objekttisch eine relativ große Weite auskragt, wodurch Schwingungen des Objekttisches und Instabilitäten in der Führungseinrichtung des Mikroskops kaum zu vermeiden sind.

Ein Mikroskop der eingangs genannten Art ist aus der Firmen­ druckschrift "Leitz Laborlux 12 HL", 111.560-051, XI/79/LX/W bekannt. Bei diesem bekannten Mikroskop ist der Objekttisch an der am Vertikalteil vorgesehenen Führungseinrichtung ver­ schiebbar gelagert, so daß der Objekttisch vom Vertikalteil freikragend wegsteht. Diese freikragende Anordnung des Objekt­ tisches ist dann von Nachteil, wenn der Objekttisch eine be­ stimmte Größe, d. h. eine bestimmte Flächenausdehnung aufweist, wie sie beispielsweise zur Beobachtung großer Wafer erforder­ lich ist. Durch die freikragende Anordnung des großflächigen Objekttisches sind Schwingungen bzw. Vibrationen des Objekt­ tisches kaum zu vermeiden. Außerdem ist bei diesem bekannten Mikroskop die Antriebseinrichtung zur Einstellung des Abstan­ des zwischen dem Objekttisch und dem Mikroskopobjektiv hinter der führungseinrichtung, d. h. an der zum Mikroskopobjektiv ent­ gegengesetzten Seite der Führungseinrichtung vorgesehen, so daß die Bedienung der Antriebseinrichtung problematisch ist.

Aus der DE-OS 32 42 523 ist ein Mikroskop bekannt, bei dem der Objekttisch nicht entlang einer Führungseinrichtung ver­ schiebbar gelagert ist, die am Vertikalteil des Mikroskops vorgesehen ist. Vielmehr ist bei diesem Mikroskop die Führungs­ einrichtung an der vertikalen Stirnseite der Grundplatte des Mikroskops angeordnet und der Objekttisch an dieser Führungs­ einrichtung verschiebbar gelagert. Der Objekttisch ist wie bei dem eingangs genannten Mikroskop freikragend angeordnet, so daß das aus der DE-OS 32 42 523 bekannte Mikroskop diesel­ ben Mängel aufweist wie das zuerst genannte Mikroskop. Der einzige Unterschied zwischen dem eingangs und dem zuletzt ge­ nannten Mikroskop besteht bezüglich des Objekttisches darin, daß er nicht vom Vertikalteil freikragend wegsteht, sondern von der Stirnfläche der Grundplatte.

Die US-PS 42 99 440 beschreibt ein Mikroskop, bei dem die Füh­ rungseinrichtung näher an das Mikroskopobjektiv vorverlegt, d. h. bei dem der Abstand zwischen dem Mikroskopobjektiv und der Führungseinrichtung verkleinert ist. Bei einem solchen Mikroskop überdeckt der Objekttisch die Führungseinrichtung zu einem wesentlichen Teil. Dieser Teil ist jedoch dadurch begrenzt, daß die durch das Mikroskopobjektiv hindurchver­ laufende optische Achse wegen der Möglichkeit einer Durchlicht­ beleuchtung die Führungseinrichtung überdeckt, so daß die Gesamtlänge der Führungseinrichtung, die sich zwischen der Grundplatte und der Unterseite des Objekttisches erstreckt, abmessungsmäßig begrenzt ist. Dadurch können Schwingungen des Objekttisches und Instabilitäten in der Führungseinrich­ tung bei einer solchen Ausbildung eines Mikroskops nicht sicher vermieden werden. Um Schwingungen und Instabilitäten bei einem Mikroskop der zuletzt genannten Art zu vermeiden, wäre es er­ forderlich, die Führungseinrichtung genauso lang auszubilden, wie bei einem Mikroskop der eingangs genannten Art. Eine der­ artige Ausbildung des Mikroskops scheitert jedoch an dem Er­ fordernis einer guten Bedienbarkeit bzw. an der zu hohen, nicht akzeptablen Einblickhöhe des Mikroskops.

Auch bei dem aus der US-PS 42 99 440 bekannten Mikroskop bil­ det die vorverlagerte Führungseinrichtung wie bei dem eingangs beschriebenen und dem aus der DE-OS 32 42 523 bekannten Mikroskop die einzige Abstützung des Objekttisches, so daß Schwingungen bzw. Vibrationen wohl reduziert aber insbesondere bei einem Mikroskop mit einem relativ großflächigen Objekt­ tisch nicht sicher vermieden werden können.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskop der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen relativ groß­ flächigen und schweren Objekttisch aufweisen kann, und bei dem Schwingungen bzw. Vibrationen des Objekttisches in einfacher Weise vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebseinrichtung zusätzlich zur Führungseinrichtung eine zweite Abstützung des Objekttisches bildet, die zwischen der Grundplatte und dem Objekttisch angeordnet und vom Vertikal­ teil beabstandet ist.

Dadurch, daß die Antriebseinrichtung zusätzlich zur Führungs­ einrichtung eine zweite Abstützung des Objekttisches bildet, ist der Objekttisch nicht nur einmal abgestützt, was eine frei­ kragende Anordnung ergeben würde, sondern er ist zweimal abge­ stützt, so daß sich eine wesentlich größere Stabilität des Objekttisches ergibt. Auf diese einfache Weise werden Schwingungen bzw. Vibrationen des Objekttisches auch dann noch vermieden, wenn der Objekttisch eine relativ große Flächenaus­ dehnung und ein großes Gewicht aufweist.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Antriebseinrich­ tung in dem durch das Vertikalteil und die optische Achse des Mikroskopobjektives begrenzten Bereich auf der Grundplatte angeordnet ist.

Die Antriebseinrichtung kann am Objekttisch mindestens in der Nähe seines Schwerpunktes angreifen. Dadurch wird das Gewicht des Objekttisches von der Antriebseinrichtung optimal aufge­ nommen, wodurch Instabilitäten der Führungseinrichtung des Objekttisches vermieden werden. Zur weiteren Verbesserung der Stabilität des Objekttisches kann die Führungseinrichtung für den Objekttisch mit einer ausreichenden Länge ausgebildet sein, da der Abstand zwischen der Führungseinrichtung und der durch das Mikroskopobjektiv hindurch verlaufenden optischen Achse beim erfindungsgemäßen Mikroskop auf die Abmessungen des Objekttisches keinen Einfluß hat.

Um auch Seitenschwingungen des Objekttisches zu vermeiden, weist bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mikroskops die Antriebseinrichtung des Objekttisches Führungsorgane auf. Durch die Führung der Antriebseinrichtung in mindestens zwei Führungsorganen ergibt sich eine stabile Lagerung der Antriebs­ einrichtung, wobei die Seitenschwingungen durch die Reibung an der Berührungsstelle zwischen dem Objekttisch und der An­ triebseinrichtung weitgehend verhindert werden.

Die Antriebseinrichtung kann zur Erweiterung des Bereiches, in welchem der Objekttisch höhenverstellbar ist, zwei teleskop­ artig gegeneinander verschiebbare Elemente aufweisen, die durch ein Klemmorgan miteinander verbindbar sind. Bei diesen teleskop­ artig verschiebbaren Elementen kann es sich beispielsweise um eine rohrförmige Zahnstange und einen Stift handeln, der in der rohrförmigen Zahnstange teleskopartig verschiebbar ist. Mit dem Klemmorgan, das beispielsweise als Schraub- oder Ein­ rastglied ausgebildet sein kann, das sich durch die rohrför­ mige Zahnstange zum Stift erstreckt, ist es möglich, den Bereich, in dem der Objekttisch höhenverstellbar ist, mit einfachen Mitteln zu erweitern. Wenn beispielsweise das eine Element um 25 mm in der Höhe verstellbar ist, und das zweite Element in bezug zum ersten Element ebenfalls um 25 mm verstellbar ist, ergibt sich ein Gesamtbereich der Höhenverstellung des Objekttisches von 50 mm.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Elemente ein Federelement aufwei­ sen. Dieses Federelement kann beispielsweise als Schrauben­ druckfeder ausgebildet sein, die zwischen dem in der rohrförmi­ gen Zahnstange geführten Stift und der Grundfläche einer Sacklochbohrung in der Zahnstange angeordnet ist. Durch das Federelement wird der Stift mechanisch vorgespannt, so daß es zur Einstellung des gewünschten Bereiches der Höhenverstel­ lung des Objekttisches nur erforderlich ist, den Stift mehr oder weniger gegen die Zahnstange zu drücken und mit dem Klemm­ organ in der richtigen Stellung festzuklemmen.

Die Antriebseinrichtung kann mindestens eine Verstelleinrich­ tung aufweisen. Die Verstelleinrichtung ist auch bei einem vergleichsweise große Abmessungen aufweisenden Objekttisch gut zugänglich. Auf diese Weise können die an die Ergonometrie eines derartigen Mikroskops zu stellenden Anforderungen erfüllt werden. Dem zuletzt genannten Zweck ist es dienlich, wenn die Verstelleinrichtung der Antriebseinrichtung an der Grundplatte angeordnet ist.

Die Antriebseinrichtung kann zwei Verstelleinrichtungen aufwei­ sen, die sich auf den beiden Seiten der Grundplatte gegenüber­ liegen. Ein derartig ausgebildetes Mikroskop ist für Rechts- und Linkshänder gleich gut bedienbar.

Die mindestens eine Verstelleinrichtung ist selbstverständlich nicht auf eine grobe bzw. feine Höhenverstellung des Objekt­ tisches beschränkt. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise auch nur zur groben Höhenverstellung des Objekttisches vorge­ sehen sein, während die feine Höhenverstellung beispielsweise durch das Mikroskopobjektiv erfolgen kann. Desgleichen ist es möglich, die Führungseinrichtung auf der Einblickseite des Mikroskopobjektives oder seitlich am Mikroskop vorzusehen.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung eines in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Mikroskops. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Mikroskops,

Fig. 2 eine Teilansicht eines Mikroskops gem. Fig. 1 in einem größeren Maßstab, teilweise aufgeschnitten, und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Mikroskop 10 mit einem Objekttisch 12, einem Vertikalteil 14, einer Grundplatte 16, einem Einblick 18 und einem an einem Querhaupt 20 angeordneten Mikroskopobjektiv 22. Das Mikroskop 10 ist mit einer eine Verstelleinrichtung 24 aufweisenden Antriebsein­ richtung 26 versehen, mit der der Objekttisch 12 in bezug zum Mikroskopobjektiv 22 in der Höhe verstellbar ist. Der Objekttisch 12 ist in einer Führungseinrichtung 28 verschiebbar gelagert. Die Führungseinrichtung 28 ist in dieser Figur durch Kreise angedeutet, die mit einer durchgezogenen Linie miteinander verbunden sind. Die Kreise sollen Kugeln oder Rollen darstellen, wie sie in einer an sich bekannten Kugel- oder Rollenführung ver­ wendet werden.

Beim erfindungsgemäßen Mikroskop 10 ist die Antriebs­ einrichtung 26 im Bereich zwischen der durch das Mikros­ kopobjektiv 22 hindurchverlaufenden optischen Achse, die in dieser Figur durch eine strichpunktierte Linie ange­ deutet und mit der Bezugsziffer 30 gekennzeichnet ist, und der Führungseinrichtung 28 angeordnet. Durch diese Anordnung der Antriebseinrichtung 26 wird der Objekt­ tisch 12 an der Grundplatte 16 abgestützt, so daß der Objekttisch 12 nicht frei kragend von der Führungs­ einrichtung 28 wegsteht. Durch eine solche Ausbildung des Mikroskops kann der Objekttisch große Abmessungen aufweisen, ohne daß er zu Schwingungen neigt bzw. ohne daß es zwischen dem Objekttisch 12 und der Führungs­ einrichtung 28 zu Instabilitäten kommt. Wie aus dieser Figur deutlich ersichtlich ist, ist die Verstelleinrich­ tung 24, die sowohl ein Triebelement 32 für die grobe Höhenverstellung des Objekttisches 12, als auch ein Triebelement 34 für die feine Höhenverstellung des Objekttisches 12 umfaßt, im Bereich zwischen dem Mikroskopobjektiv 22 und der Führungseinrichtung 28 vorgesehen. Die Verstelleinrichtung 24 ist an der Grundplatte 16 des Mikroskopstativs angeordnet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Abschnitt eines Mikroskops 10 mit einer Antriebseinrichtung 26 und mit zwei Ver­ stelleinrichtungen 24, wobei jede Verstelleinrichtung 24 ein Triebelement 32 für eine grobe Höhenverstellung des Objekttisches 12 und ein Triebelement 34 zur feinen Höhen­ verstellung des Objekttisches 12 aufweist. Die beiden Verstelleinrichtungen 24 sind - wie aus Fig. 3 deutlich ersichtlich ist - auf den beiden Seiten der Grundplatte 16 des Mikroskopstatives vorgesehen und liegen sich koaxial gegenüber. Die Verstelleinrichtungen 24 sind über Wellen 36 und Zahnräder 38, 40 und 42 mit der Antriebseinrichtung 26 wirkverbunden. Die Antriebseinrichtung 26 weist eine Zahnstange 44 mit einer Außenzahnung 46 auf, mit welcher das Zahnrad 42 kämmt. Die Zahnstange 44 ist in Führungs­ organen 48 und 50 gelagert und mit einer Sacklochbohrung 52 ausgebildet. In dieser Sacklochbohrung 52 der Zahn­ stange 44 ist ein Stift 54 verschiebbar angeordnet, wobei zwischen der Vorderseite 56 des Stiftes 54 und der Stirnseite 58 der Sacklochbohrung 52 ein Federelement 60 in Form einer Schraubdruckfeder angeordnet ist. Der Stift 54 ist mit Ausnehmungen 62 versehen, wobei in eine Ausnehmung 62 ein Klemmorgan 64 eingerastet ist, das sich durch die Wandung 66 der Zahnstange 44 hindurch erstreckt.

Der Schwerpunkt des Objekttisches 12 ist in Fig. 2 mit S bezeichnet und die Schwerelinie des Objekttisches 12 ist in dieser Figur durch die strichpunktierte Linie 68 angedeutet. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, greift die Antriebseinrichtung 26 mit dem gegen die Zahnstange 44 teleskopartig verstellbaren Stift 54 in der Nähe der Schwerelinie 68 des Objekttisches 12 am Objekttisch 12 an. Durch die Reibung zwischen der Vorderfläche des Stiftes 54 und dem Objekttisch 12 werden Schwingungen des Objekttisches 12 in seitlicher Richtung, d. h. in Richtung senkrecht zur Zeichnungs­ ebene weitestgehend vermieden.

Die Führungseinrichtung 28 ist insbesondere aus Fig. 3 deutlich ersichtlich. Bei der in dieser Figur darge­ stellten Führungseinrichtung handelt es sich um zwei Rollenführungen.

Claims (8)

1. Mikroskop (10) mit einer Grundplatte (16), einem auf der Grundplatte angeordneten Vertikalteil (14), einem Querhaupt (20) mit einem Mikroskopobjektiv (22), und mit einem zwischen der Grundplatte (16) und dem Mikroskopobjektiv (22) angeordneten Ob­ jekttisch (12), der in einer am Vertikalteil (14) vorgesehenen Führungseinrichtung (28) verschieb­ bar gelagert ist, wobei zur Einstellung des Ab­ standes des Objekttisches (12) vom Mikroskop­ objektiv (22) eine Antriebseinrichtung (26) vor­ gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) zusätzlich zur Führungseinrichtung (28) eine zweite Abstützung des Objekttisches (12) bildet, die zwischen der Grundplatte (16) und dem Objekttisch (12) angeord­ net und vom Vertikalteil (14) beabstandet ist.

2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) in dem durch das Vertikalteil (14) und die optische Achse des Mikroskopobjektives (22) begrenzten Bereich auf der Grundplatte (16) angeordnet ist.

3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) am Objekttisch (12) min­ destens in der Nähe seines Schwerpunktes (68) angreift.

4. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) zur Vermeidung von Seitenschwingungen des Objekttisches (12) Führungsor­ gane (48, 50) aufweist.

5. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) zur Erweiterung des Bereiches, in welchem der Objekttisch (12) höhenverstell­ bar ist, zwei teleskopartig gegeneinander verschiebbare Elemente (44, 54) aufweist, die durch ein Klemmorgan (64) verbindbar sind.

6. Mikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Elemente (44, 54) ein Federelement (60) aufweisen.

7. Mikroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (26) mindestens eine Verstelleinrichtung (24) aufweist.

8. Mikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (24) an der Grundplatte (16) angeordnet ist.