DE3926949A1 - Buehnenmechanismus fuer ein wafer-belichtungsgeraet - Google Patents
Buehnenmechanismus fuer ein wafer-belichtungsgeraetInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bühnenmechanismus und
insbesondere auf einen solchen Mechanismus oder eine solche
Einrichtung, die zur Verwendung bei einem Belichtungsgerät
in der Fertigung von Halbleitervorrichtungen geeignet ist,
um eine Struktur einer Maske auf ein Halbleiterplättchen
(Wafer) zu drucken und das Wafer mit einem hohen Freiheits
grad zu verschieben sowie zu positionieren. Der Bühnenmecha
nismus gemäß der Erfindung ist vor allem in geeigneter Weise
auf einen sog. "Röntgenstrahlen-Schrittantrieb" zum Drucken
einer Maskenstruktur auf jeweils einen von unterschiedlichen
Schuß- oder Zielbereichen eines Wafers in einer Step-and-
Repeat-Weise unter Verwendung von in einer Synchrotronstrah
lung enthaltenen Röntgenstrahlen anwendbar.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Beispiel für einen herkömmlicher
weise verwendeten Bühnenmechanismus, wobei die Fig. 6 eine
Gesamtdarstellung und die Fig. 7 den Aufbau der Bühnen des
Bühnenmechanismus von Fig. 6 zeigen.
Gemäß Fig. 6 und 7 umfaßt der Mechanismus eine Basis 101,
eine Y-Bühne 102 und eine X-Bühne 103. Die X-Bühne 103 trägt
einen Spiegel 104 für eine Entfernungs- oder Streckenmessung
und ein zu bewegendes Teil 105. Laserstrahlen 106 a und 106 b
fallen auf den Meßspiegel 104 ein, um eine Beobachtung von
irgendeiner Bewegung einer jeden Bühne zu ermöglichen.
Ein weiteres Beispiel für einen herkömmlicherweise verwende
ten Bühnenmechanismus ist in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt,
wobei die Fig. 8 das äußere Gesamtbild dieses Mechanismus,
die Fig. 9 dessen inneren Aufbau und die Fig. 10 ein Schema
des Bühnenmechanismus zeigen.
Gemäß den Fig. 8 und 10 umfaßt der Mechanismus eine Basis
201, auf die eine Grobbewegung-X-Bühne 202, eine Grobbewegung-
Y-Bühne 203 und eine Feinbewegung-Bühne 204 in dieser Reihen
folge geschichtet sind. Auf der Feinbewegung-Bühne 204 sind
ein Spiegel 205 für eine Streckenmessung und ein zu bewegen
des oder zu betreibendes Teil 206 angeordnet. Laserstrahlen
207 a und 207 b werden auf den Meßspiegel 205 für eine Beobach
tung irgendeiner Bewegung jeder Bühne geworfen.
Die Fig. 9 zeigt Einzelheiten der Feinbewegung-Bühne 204.
Hiernach besteht diese Bühne aus einer Feinbewegung-X-Bühne
220, einer Feinbewegung-Y-Bühne 221 und einer Feinbewegung
R-Bühne (Drehbühne) 222. Auf der Feinbewegung-R-Bühne 222
sind der Meßspiegel 205 und das zu bewegende Teil 206 ange
ordnet. Ferner sind elastische Elemente 209, 210 und 211
sowie Elektrostriktionselemente 208, 212 und 213 vorhanden.
Die Bühnen sind mit den elastischen Elementen 209, 210 und
211, wie dargestellt ist, verbunden, wobei der Antrieb dieser
Bühnen durch die Elektrostriktionselemente 208, 212 und 213
bewirkt wird.
Bei diesen beiden als Beispiele gegebenen Mechanismen können
diese wegen ihres Aufbaus nicht vertikal mit ihrer im wesent
lichen horizontal verlaufenden Z-Achse angeordnet werden.
Aus diesem Grund können diese Bühnenmechanismen nicht in der
Röntgenstrahlen-Lithographie, wobei in Synchrotron-Orbital
strahlungslicht enthaltene Röntgenstrahlen angewendet werden,
zur Lagerung und Verschiebung eines Halbleiterplättchens (Wa
fer) verwendet werden. Da das Synchrotron-Strahlungslicht
von einem Synchrotron-Orbitalstrahlungslichtring horizontal
ausgesandt wird, ist es in der damit arbeitenden Lithographie
notwendig, die Z-Achse des Bühnenmechanismus im wesentlichen
horizontal festzusetzen.
Darüber hinaus ist der Mechanismus nach dem ersten Bei
spiel nicht mit Feinbewegung-Mechanismen, die sich auf die
X-, Y-, R- und Kipprichtungen beziehen, ausgestattet. Deshalb
muß bis zum Ende der Endstufe das Positionieren eines Wafers
unter Verwendung der X-Y-Bühne, die in Fig. 7 gezeigt ist,
ausgeführt werden. Um ein Positionieren mit hoher Präzision
mit dem als Beispiel in Fig. 6 gezeigten Mechanismus zu bewerk
stelligen, muß deshalb die X-Y-Bühne selbst eine hohe Genau
igkeit und hohe Steifigkeit aufweisen. Der Aufbau des Mecha
nismus wird dadurch unvermeidbar voluminös und unhandlich.
Der Ausdruck "Kipprichtung" bedeutet die Neigung der Z-Achse
mit Bezug zur X-Y-Ebene. Wenngleich andererseits der als zwei
tes Beispiel gegebene Mechanismus mit einem Feinbewegung-
Mechanismus ausgerüstet ist, so wurde die Verlagerung eines
Halbleiterwafers in der Kipprichtung nicht berücksichtigt
oder beachtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bühnenmecha
nismus oder eine Bühneneinrichtung zu schaffen, der bzw. die
nach Wunsch vertikal angeordnet werden kann.
Ein Ziel der Erfindung wird hierbei darin gesehen, einen Büh
nenmechanismus zur Verfügung zu stellen, der mit Bezug zu
jeder der X-, Y-, R-, Z- und Kipprichtungen eine hohe Präzi
sion sowie eine hohe Steifigkeit aufweist und im Vergleich
mit den zum Stand der Technik gegebenen Beispielen kompakt
ausgebildet ist.
Um die Aufgabe zu lösen und das genannte Ziel sowie weitere
Ziele zu erreichen, umfaßt nach einem ersten Gesichtspunkt
der Erfindung ein Bühnenmechanismus zwei Plattenelemente,
die unter Einhaltung eines vorbestimmten Abstandes zwischen
diesen miteinander verbunden sind. Jedes Plattenelement weist
eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Schlitzen oder Nuten
auf, um eine X-Bühne, eine Y-Bühne und eine R-Bühne zu bilden.
Jede Bühne ist elastisch an den anderen Bühnen mittels im
Plattenelement ausgestalteter Einrichtungen nach Art einer
Blattfeder gehalten. Die Z-Bühne zur Verlagerung eines Wafers
in der Z- und/oder der Kipprichtung ist am Außenumfangsteil
von einem der Plattenelemente befestigt. Die Bewegung aller
X-, Y- und R-Bühnen der beiden Plattenelemente wird auf der
Grundlage einer Messung gesteuert, die vom Laser-lnterferome
tersystem, das den Meßspiegel aufweist, Gebrauch macht.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Büh
nenmechanismus mit einer Z-Bühne, einer an der Z-Bühne gehal
tenen Grobbewegung-R-Bühne und einem Verriegelungsmechanismus,
um die Drehung der Grobbewegung-R-Bühne zu sperren, ausge
stattet. Der Verriegelungsmechanismus ist so vorgesehen, daß
er innerhalb eines Meßspiegels angeordnet wird, welcher eine
im wesentlichen rechtwinklige Gestalt hat.
Die Aufgabe sowie die Ziele und die Merkmale wie auch die
Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die
Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Bühnenmecha
nismus in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht eines Plattenelements der in Fig. 1
dargestellten Ausführungsform;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der
Verbindung der Plattenelemente durch Verbindungsplatten;
Fig. 4 eine Ansicht von Elektrostriktionselementen, welche
an einem Plattenelement vorgesehen sind;
Fig. 5 eine schematische Darstellung zum Bühnenaufbau des
Mechanismus von Fig. 1;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines ersten Bei
spiels eines herkömmlichen Bühnenmechanismus;
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Bühnenaufbaus des
Mechanismus von Fig. 6;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Bei
spiels eines herkömmlichen Bühnenmechanismus;
Fig. 9 eine Draufsicht, die den Aufbau des Mechanismus von
Fig. 8 zeigt;
Fig. 10 eine schematische Darstellung zum Bühnenaufbau des
in Fig. 8 dargestellten Mechanismus.
Die Fig. 1 zeigt die äußere Gestalt eines Feinbewegung-Bühnen
mechanismus in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung,
wobei einige Teile, wie Verbindungsplatten, ein Meßspiegel
u.dgl., zur Darstellung des inneren Aufbaus des Mechanismus
weggelassen wurden. Lineare Luft-Gleitstücke 1 a und 1 b bilden
eine Grobbewegung-X-Bühne. Diese Luft-Gleitstücke 1 a und 1 b
sind durch Verbindungsplatten 2 a und 2 b untereinander gekop
pelt. Der Mechanismus mit den Luft-Gleitstücken umfaßt zwei
(nicht dargestellte) Führungsstangen, die durch die kreisför
migen Öffnungen 21 und 22 verlaufen, wobei zu den Gleitstüc
ken 1 a und 1 b von außen ein Leitungssystem führt, um einen
Luftstrom in den Zwischenraum zwischen dem Gleitstück 1 a
bzw. 1 b und der zugeordneten Führungsstange einzuführen, so
daß der Mechanismus als Ganzes, der in Fig. 1 gezeigt ist,
durch die Luft mit Bezug zu den Führungsstangen schwimmend
wird, wodurch der Mechanismus längs der Führungsstangen glei
ten kann. Die Führungsstangen werden durch (nicht dargestell
te) Luft-Gleitstücke gelagert, die eine (nicht dargestellte)
Grobbewegung-Y-Bühne bilden.
Plattenelemente 3 a und 3 b, die jeweils die Funktion einer
Blattfeder mit Bezug zu den drei Richtungen (X-, Y- und R-
Richtung) erfüllen, sind außenseitig der Verbindungsplatten
2 a und 2 b angebracht. Diese Plattenelemente 3 a und 3 b sind
untereinander durch Verbindungsplatten 4 a und 4 b gekoppelt.
Jedes der Plattenelemente 3 a und 3 b ist mit daran gehaltenen
Elektrostriktionselementen 5 a, 5 b und 5 c (Fig. 4) versehen.
Eine jede der Verbindungsplatten 4 a und 4 b weist einen oder
mehrere Gelenkhebel 6, von denen lediglich einer dargestellt
ist, auf, die eine Ausdehn- oder Erweiterungsfunktion erfül
len. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform sind zwei Ge
lenkhebel 6 an der Verbindungsplatte 4 a angebracht und gela
gert, während ein Verbindungshebel 6 an der Verbindungsplat
te 4 b befestigt und gelagert ist. Diese Gelenkhebel sind mit
gleichem Abstand zueinander mit Bezug auf die R-Richtung ange
ordnet. Auf der Seite des Kraftpunkts ist jeder Gelenkhebel
6 mit einem Tastbetrieb-Schneckenmotor 7, von denen nur einer
gezeigt ist und der Elektrostriktionselemente verwendet, ge
koppelt. Auf der Seite des Wirkungspunkts ist jeder Gelenkhe
bel 6 mit einem aus Keramikmaterial gefertigten Entfernungs-
oder Strecken-Meßspiegel 8 verbunden.
Der Meßspiegel 8 wird von einem kastenartigen Bauteil 18
(Z- und Kipp-Bühne), dessen Seitenflächen Reflexionsflächen
sind, gebildet. Das Bauteil 18 wird vom äußersten Umfangsteil
(R-Bühne 25) des Plattenelements 3 a über drei Blattfedern
9, von denen nur eine dargestellt ist, gelagert, so daß das
Bauteil 18 in der Z- und Kipp-Richtung bewegt werden kann.
Innenseitig des Meßspiegels 8 ist ein Wafer-Spannfutter 10
(R-Bühne) vorgesehen, das eine Grobbewegung-Drehfunktion er
füllt. Im Wafer-Spannfutter 10 sind eine Druckfeder 12, in
der ein oder mehrere Elektrostriktionselemente 11 enthalten
sind, und ein Klemmglied 14 mit einem oder mehreren Elektro
striktionselementen 13 angeordnet. Röhren 15 a und 15 b dienen
der Temperaturregelung des Spannfutters 10. Mit 16 sind ein
Wafer und mit 17 ein Wirbelstromfühler bezeichnet.
Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht eines Plattenelements 3 a bzw.
3 b. Jedes Plattenelement 3 a bzw. 3 b ist mit einer Anzahl
von ausgeschnittenen Schlitzen oder Nuten 23 versehen, durch
die Blattfederelemente 24 gebildet werden, wie dargestellt
ist. Zusätzlich sind um ein festes Teil 28, das an den Ver
bindungsplatten 2 a und 2 b befestigt ist, herum eine Feinbewe
gung-Y-Bühne 27, eine Feinbewegung-X-Bühne 26 und eine Fein
bewegung-R-Bühne 25 in der angegebenen Reihenfolge ausge
bildet, wobei diese Bühnen mit Bezug zum festen Teil konzen
trisch sind. Mittels dieser Blattfederelemente 24 in jedem
Plattenelement 3 a bzw. 3 b wird dessen am weitesten außenlie
gender Umfangsteil (d. h. die R-Bühne 25) mit Bezug zu den
X-, Y- und R-Richtungen relativ zum festen Teil 28 bewegbar
gemacht. Die Feinbewegung-Bühne 25 wird von der Feinbewegung-
X-Bühne 26 durch vier Blattfederelemente 24 gelagert, während
die Feinbewegung-X-Bühne 26 über vier Blattfederelemente 24
von der Feinbewegung-Y-Bühne 27 gelagert wird. Die Feinbewe
gung-Y-Bühne ist am festen Teil 28 durch vier Blattfederele
mente 24 gelagert.
Die Fig. 3 zeigt perspektivisch die Art der Kopplung der Plat
tenelemente 3 a und 3 b mittels der Verbindungsplatten 4 a und
4 b. Die Feinbewegung-X-Bühnen 26 der Plattenelemente 3 a und
3 b sind untereinander durch vier Verbindungsstangen 31, von
denen nur zwei dargestellt sind, gekoppelt, während die Fein
bewegung-Y-Bühnen 27 untereinander durch vier Verbindungs
stangen 32, von denen ebenfalls nur zwei dargestellt sind,
gekoppelt sind. Die Feinbewegung-R-Bühnen 25 der Plattenele
mente sind untereinander durch die Verbindungsplatten 4 a und
4 b gekoppelt. Darüber hinaus sind die innersten Teile 28 der
Plattenelemente 3 a und 3 b jeweils an den in Fig. 1 gezeigten
Verbindungsplatten 2 a und 2 b befestigt. Auf diese Weise werden
diese Feinbewegung-R-Bühnen 25, die Feinbewegung-X-Bühnen
26 und die Feinbewegung-Y-Bühnen 27 der Plattenelemente 3 a
und 3 b in jeweils derselben Antriebsrichtung miteinander ge
koppelt.
Die Fig. 4 zeigt in einer Ansicht Elektrostriktionselemente
5 a, 5 b und 5 c, die an jedem Plattenelement 3 a bzw. 3 b ange
bracht sind. Zwei Elektrostriktionselemente 5 c, die an der
Feinbewegung-Y-Bühne 27 vorhanden sind, haben jeweils einen
Wirkungspunkt, der am festen Teil 28 befestigt ist. Diese
Elektrostriktionselemente 5 c dienen dazu, die Feinbewegung-
Y-Bühne 27 in der Y-Richtung mit Bezug zum festen Teil 28
gegen die von den Blattfederelementen 24 entwickelte Feder
kraft zu verlagern. Gleicherweise sind an der Feinbewegung-
X-Bühne 26 zwei Elektrostriktionselemente 5 a vorgesehen,
deren Wirkungspunkt an der Feinbewegung-Y-Bühne 27 befestigt
ist und die der Verlagerung der Feinbewegung-X-Bühne 26 in
der X-Richtung mit Bezug zur Feinbewegung-Y-Bühne 27 gegen
die von den Blattfederelementen 24 erzeugte Federkraft dienen.
Auch das an der Feinbewegung-R-Bühne vorgesehene Elektrostrik
tionselement 5 b hat einen Wirkungspunkt, der an der Feinbewe
gung-X-Bühne 26 befestigt ist, und es dient dazu, die Feinbe
wegung-R-Bühne 25 in der R-Richtung relativ zur Feinbewegung-
X-Bühne 26 gegen die von den Blattfederelementen 24 erzeugte
Federkraft drehend zu verlagern. Die Elektrostriktionselemen
te 5 c sind längs der X-Richtung und auf entgegengesetzten
Seiten des festen Teils 28 angeordnet, während die Elektro
striktionselemente 5 a längs der Y-Richtung und auf entgegen
gesetzten Seiten der Feinbewegung-Y-Bühne 27 angeordnet
sind.
Die Fig. 5 zeigt schematisch den Bühnen- oder Stufenaufbau
des Mechanismus der in Rede stehenden Ausführungsform. Wie
dieser Fig. 5 zu entnehmen ist, ist der Aufbau derart, daß
die Feinbewegung-Y-X-R-Bühne (27, 26, 25) durch das feste
Teil 28 auf dem linearen Luft-Gleitstück 1 a (1 b) gehalten
sind. Die Z- und Kipp-Bühne 18 wird auf diesem Aufbau
durch die Feinbewegung-R-Bühne 25 gehalten. Auf der Bühne
18 ist die Grobbewegung-Bühne 10 gehalten. Wenngleich in
Fig. 5 die Feinbewegung-Y-X-R-Bühne (27, 26, 25) als in drei
Teile getrennt dargestellt ist, entspricht tatsächlich das
Plattenelement 3 a (3 b) von Fig. 1 dieser Dreifachrichtung-
Feinbewegung-Bühne (s. Fig. 2-4). Auch die Z- und Kipp-
Bühne 18 entspricht (Fig. 1) einem solchen Bauteil, das ein
Wafer 16 mittels eines Wafer-Spannfutters trägt und eine
kastenartige Gestalt hat, wobei dieser Kasten durch die Blatt
federn 9 und die Kraftpunkte der Gelenkhebel 6 gelagert wird
sowie Seitenflächen aufweist, die Spiegel zur Streckenmes
sung bilden. Die Grobbewegung- R-Bühne entspricht dem Wafer-
Spannfutter, das eine Grobbewegung-Drehfunktion hat.
Wenn bei dem beschriebenen Aufbau die Elektrostriktionsele
mente 5 a, 5 b und 5 c erregt werden, so verlagern sich die Büh
nen 27, 26 und 25 der Plattenelemente 3 a und 3 b in den drei
Richtungen von Y, X und R. Als Ergebnis dessen verlagert sich
das kastenartige Bauteil 18, das von der R-Bühne 25 des Plat
tenelements 3 a durch die Blattfedern 9 getragen wird, in den
drei Richtungen von X, Y und R
als eine Einheit mit der Bühne 25. Wenn anschließend die Tast
betrieb-Schneckenmotoren 7 erregt werden, so verlagern sich
die drei Gelenkhebel 6 in der Richtung des Pfeils AR in Fig. 1
unabhängig voneinander. Dadurch wird das kastenartige Bauteil
18 in der Z- und Kipp-Richtung verlagert.
Wie vorstehend beschrieben wurde, verlagern sich mit der Bewe
gung der Plattenelemente 3 a und 3 b sowie der Gelenkhebel 6
der Meßspiegel 8 wie auch das innerhalb von diesem angeordne
te Wafer-Spannfutter 10 gleichzeitig in den Richtungen von
X, Y, R, Z, Kipp-Wx und Kipp-Wy.
Wenn das Elektrostriktionselement 11 erregt wird, so wird das
Spannfutter 10 unabhängig in der R-Richtung mit Bezug zum ka
stenartigen Bauteil 18 gedreht. Wird dagegen das Elektrostrik
tionselement 13 erregt, so kann die Drehung des Wafer-Spann
futters verriegelt werden. Hierbei wird der Drehwinkel durch
den Wirbelstromfühler 17 überwacht. Andererseits kann irgendeine
Bewegung in jeder der Richtungen von X, Y, R, Kipp-Wx und Kipp-
Wy durch Werfen von Laserstrahlen vom Laser-Interferometer
in bekannter Weise auf den Meßspiegel 8 überwacht werden.
Die Bewegung des Wafer-Spannfutters 10 in der Kipp-Wx- sowie
der Kipp-Wy-Richtung mit Bezug zum kastenartigen Bauteil 18
kann ebenfalls unter Verwendung des Wirbelstromfühlers 17 über
wacht werden. Die Temperaturregelung des Wafer-Spannfutters
10 kann bewirkt werden, indem Kühlwasser durch die Röhren
15 a und 15 b geschickt wird.
Um einen Antrieb für die Dreh-Grobbewegung zu erlangen, kann
ein Impulsmotor u. dgl. verwendet werden. Ferner kann der Meß
spiegel auch aus einer Aluminium-Legierung od. dgl. gebildet
werden. Darüber hinaus kann anstelle der Verwendung eines La
serstrahls zur Streckenmessung eine Messung mittels eines Wir
belstromfühlers zur Anwendung kommen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden gemäß der Erfindung
zwei Plattenelemente, von denen jedes eine Blattfederfunktion
mit Bezug zu der X-, Y- und R-Richtung hat, unter Einhaltung
eines vorbestimmten Abstandes zwischen diesen vorgesehen, wo
bei die X-, Y- und R-Teile eines jeden Plattenelements mit
entsprechenden Teilen des anderen Plattenelements verbunden
sind, um dadurch die Steifigkeit mit Bezug auf die Kipprich
tung zu erhöhen. Zusätzlich werden ein oder mehrere Gelenkhe
bel, die eine Ausleger- oder Erweiterungsfunktion haben, außen
seitig dieser Plattenelemente vorgesehen, um eine Vergrößerung
des Hubes in der Kipp-Richtung zu ermöglichen. Jegliche Bewe
gung in jeder der X-, Y-, R- und Kipp-Richtungen kann unter
Verwendung eines aus Keramikmaterial gefertigten Meßspiegels
oder eines Wirbelstromfühlers überwacht werden. Darüber hinaus
ist die Anordnung eines Grobbewegung-Drehmechanismus innensei
tig des Meßspiegels wirksam, um den Drehwinkel zu vergrößern.
Auch wird die Temperatur des Wafer-Spannfutters einstellbar
gemacht. Insbesondere macht es eine Steigerung in der Stei
figkeit in der Kipp-Richtung möglich, die Einrichtung oder
den Mechanismus vertikal anzuordnen, wobei sich deren bzw.
dessen Z-Achse im wesentlichen horizontal erstreckt. Als Ergeb
nis dessen kann der Mechanismus ohne Schwierigkeiten für die
Synchrotron-Orbitalstrahlung-Lithographie od. dgl. verwendet
werden.
Durch die Erfindung wird ein Bühnenmechanismus offenbart,
der bei einem Belichtungsgerät für die Fertigung von Halblei
ter-Mikroschaltungen, wobei eine Struktur einer Maske auf ein
Halbleiterplättchen (Wafer) gedruckt wird, verwendet werden
kann, um das Wafer mit Bezug zu mehreren Richtungen zu lagern
und zu positionieren. Der Mechanismus umfaßt zwei untereinan
der verbundene Plattenelemente, die einen vorbestimmten Abstand
zueinander haben. In jedem Plattenelement sind durch mehrere
ausgeschnittene Schlitze abgegrenzte X-, Y- und R-Bühnen ausge
bildet. Jede Bühne wird elastisch von einer anderen mittels
eines als Blattfeder wirkenden, im Plattenelement ausgebilde
ten Elements gelagert. Eine Z-Bühne zur Verlagerung des Wafers
in der Z-Richtung ist an einem Außenumfangsteil von einem Plat
tenelement befestigt, und ein zusammen mit einem Laser-Inter
ferometer wirkender Meßspiegel ist als eine Einheit mit der
Z-Bühne ausgebildet. Jegliche Bewegung einer jeden Bühne kann
auf der Grundlage der unter Verwendung dieses Spiegels ausge
führten Messung kontrolliert werden. Der Aufbau des Bühnenme
chanismus gewährleistet eine hohe Präzision und hohe Steifig
keit, weshalb die Z-Achse im wesentlichen horizontal festge
legt werden kann. Infolgedessen ist der Bühnenmechanismus in
geeigneter Weise für ein Belichtungsgerät anwendbar, das mit
einem Synchrotron -Orbitalstrahlungsring verwendet werden
soll.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Kon
struktionen und Einzelheiten erläutert wurde, so ist klar,
daß bei Kenntnis der vermittelten Lehre Abwandlungen und Abän
derungen möglich sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfin
dung fallend anzusehen sind.
Claims (15)
1. Bühnenmechanismus, der umfaßt:
- - zwei Plattenelemente (3 a, 3 b), die unter Einhaltung eines vorbestimmten Abstandes zwischen diesen in einer Z-Richtung angeordnet sind, wobei jedes dieser Plattenelemente ein festes Teil (28), ein Blattfederelement (24) und ein erstes Bühnenteil (25, 26, 27) hat, die durch eine Mehr zahl von Schlitzen (23) abgegrenzt sind, und wobei in je dem Plattenelement die erste Bühne (27) durch das feste Teil über das Blattfederelement für eine Bewegung in jeder einer X-, Y- und R-Richtung mit Bezug zum festen Teil gelagert ist,
- - eine erste Antriebseinrichtung, die das Bühnenteil (25, 26, 27) in jeder der X-, Y- sowie R-Richtungen mit Bezug zum festen Teil (28) verlagert, wobei jedes der Platten elemente (3 a, 3 b) mit einer zugeordneten ersten Antriebs einrichtung (5 a, 5 b, 5 c) versehen ist,
- - Verbindungseinrichtungen (4 a, 4 b, 31, 32), die die Bühnen teile der Plattenelemente (3 a, 3 b) koppeln,
- - ein zweites Bühnenteil (18), das von einem (25) der Büh nenteile durch ein elastisches Element (9) für eine Bewe gung in der Z-Richtung mit Bezug zu den Plattenelementen (3 a, 3 b) gelagert ist,
- - zweite Antriebseinrichtungen (6, 7), die das zweite Bühnen teil (18) in der Z-Richtung mit Bezug zu den Plattenele menten verlagern, und
- - ein am zweiten Bühnenteil (18) angebrachtes Spannfutter (10).
2. Mechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen als
eine Einheit mit dem zweiten Bühnenteil (18) ausgebildeten
Spiegel (8), der zusammen mit einem Laser-Interferometer
betriebsfähig ist.
3. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Spiegel (8) die Gestalt eines kastenartigen Bauteils
(18) hat, das das Spannfutter (10) umschließt, und daß das
kastenartige Bauteil aus Keramikmaterialien gefertigt ist
sowie eine eine Reflexionsfläche bildende Seitenfläche auf
weist.
4. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Bühnenteil (18) von einem (25) der ersten Bühnen
teile mittels einer Blattfeder (9) für eine Bewegung in der
Z- sowie Kipp-Richtung mit Bezug zum Plattenelement (3 a)
gelagert ist und die zweite Antriebseinrichtung drei Elektro
striktionselemente (7), durch die das zweite Bühnenteil in
der Z- und Kipp-Richtung verlagerbar ist, umfaßt.
5. Mechanismus nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen als
eine Einheit mit dem zweiten Bühnenteil (18) ausgebildeten
Spiegel (8), der zusammen mit einem Laser-Interferometer
betriebsfähig ist.
6. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Bühnenteil (18) mit einer dritten Antriebseinrich
tung (11, 12) für eine drehende Verlagerung des Spannfut
ters (10) in der R-Richtung mit Bezug zum zweiten Bühnenteil
(18) sowie mit einer Verriegelungseinrichtung (13, 14), die
die drehende Verlagerung des Spannfutters in der R-Richtung
mit Bezug zum zweiten Bühnenteil sperrt, versehen ist.
7. Mechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Bühnenteil (18) von einem (25) der ersten Bühnenteile
mittels einer Blattfeder (9) für eine Bewegung in der Z
sowie Kipp-Richtung mit Bezug zum Plattenelement (3 a) gela
gert ist und die zweite Antriebseinrichtung drei Elektro
striktionselemente (7), durch die das zweite Bühnenteil in
der Z- und der Kipp-Richtung verlagerbar ist, umfaßt.
8. Mechanismus nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen als
eine Einheit mit dem zweiten Bühnenteil (18) ausgebildeten
Spiegel (8), der zusammen mit einem Laser-Interferometer
betriebsfähig ist.
9. Mechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Bühnenteil (18) mit einer Meßeinrichtung (17)
zur Messung der Drehposition des Spannfutters (10) mit Bezug
zur R-Richtung und mit Bezug zum zweiten Bühnenteil ausge
stattet ist.
10. Mechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die dritte Antriebseinrichtung (11, 12) sowie die Verrie
gelungseinrichtung (13, 14) ein Elektrostriktionselement
(11, 13) umfassen und die Meßeinrichtung einen Wirbel
stromfühler (17) einschließt.
11. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Spannfutter (10) eine Röhrenanordnung (15 a, 15 b) zur
Regelung der Temperatur eines durch das Spannfutter gehal
tenen Gegenstandes (16) enthält.
12. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes erste Bühnenteil eine X-Bühne (26), eine Y-Bühne
(27) sowie eine R-Bühne (25), die in dem Plattenelement
(3 a, 3 b) konzentrisch mit Bezug zum Zentrum des festen
Teils (28) ausgebildet sind, umfaßt und ein Blattfederele
ment (24) zwischen benachbarten Bühnen vorgesehen ist.
13. Mechanismus nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Antriebseinrichtung eine Mehrzahl von Elektro
striktionselementen (5 a, 5 b, 5 c) umfaßt, von denen jedes
für eine zugeordnete der X-Bühne (26), Y-Bühne (27) und
R-Bühne (25) vorgesehen ist.
14. Mechanismus nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungseinrichtungen (4 a, 4 b, 31, 32) die
R-Bühnen (25), X-Bühnen (26) und Y-Bühnen (27) der Platten
elemente (3 a, 3 b) verbinden.
15. Bühnenmechanismus, der umfaßt:
- - zwei Plattenelemente (3 a, 3 b), die unter Einhaltung eines vorbestimmten Abstandes zwischen diesen in einer im we sentlichen horizontalen Z-Richtung angeordnet sind, wobei jedes der Plattenelemente ein erstes Bühnenteil (25, 26, 27) aufweist, das durch eine Mehrzahl von Schlitzen (23) bestimmt und in jeder der X-, Y- sowie R-Richtungen verla gerbar ist,
- - eine erste Antriebseinrichtung, die das Bühnenteil in jeder der X-, Y- und R-Richtungen verlagert, wobei jedes der Plattenelemente (3 a, 3 b) eine zugeordnete erste An triebseinrichtung (5 a, 5 b, 5 c) aufweist,
- - eine Verbindungseinrichtung (4 a, 4 b, 31, 32), die die ersten Bühnenteile (25, 26, 27) der Plattenelemente (3 a, 3 b) verbindet,
- - ein von einem (25) der ersten Bühnenteile für eine Verla gerung in der Z-Richtung mit Bezug zum Plattenelement (3 a) gelagertes zweites Bühnenteil (18) und
- - zweite Antriebseinrichtungen (6, 7), die das zweite Büh nenteil (18) in der Z-Richtung mit Bezug zum Plattenele ment verlagern.
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