DE4218984A1 - Positioniersystem für optische Prüfgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem für optische Prüfgeräte. Sie kann vorwiegend zur Positionierung eines Prüflings an einem Streulichtgoniometer oder an einem Ellipsometer eingesetzt werden.

Um einen Meßort auszuwählen sowie die Ausrichtung eines Prüflings relativ zu einem Beleuchtungsstrahlengang und zu einem Meßkopf zu ermöglichen, ist die Positionierung des Prüflings in bis zu sechs Freiheitsgraden erforderlich.

Bisher bekannte Geräte verwenden zur Positionierung des Prüflings Kombinationen aus Linearschlitten und beispielswiese Goniometern (Moser, u. a., "Quick Scan" Scalterometer, Firmenschrift TMA; Journal of Physical Chemestry, Vol. 92, No. 23, 1988, S. 6723-25).

Bei größeren Stellbereichen ergeben sich aufgrund der Baugröße der einzelnen Komponenten sehr sperrige, große und schwere Konstruktionen, die sich nur schlecht, in Extremfällen nicht, in einem koaxialen Aufbau von Prüflingshalterung und Meßkopfschwenkarm integrieren lassen. Zusätzliche Schwierigkeiten bereiten die bei elektrisch angetriebenen Komponenten anfallenden Kabel für Antriebe und Meßsysteme, deren zuverlässige Führung aufgrund der Relativbewegung von Meßkopfschwenkarm und Prüflingshalterung zueinander sowie zur Montagefläche nur mit hohem Aufwand möglich ist. Die je nach aktueller Prüflingspositionierung variablen äußeren Begrenzungen einer Schlittenkombination erschweren die Festlegung von Kollisionsbereichen zwischen Meßkopfschwenkarm und Prüflingspositionierung erheblich. Dies gilt insbesondere bei mehrdimensionalen Streulichtgoniometern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Positioniersystem für optische Prüfgeräte, insbesondere für Streulichtgoniometer oder Ellipsometer zu entwickeln, welches gegenüber bekannten Positioniersystemen auch bei großen Stellwegen in seiner Kompaktheit deutlich verbessert ist, einen wesentlich leichten und steifen Aufbau der Prüflingspositionierung ermöglicht, Verschiebungen auf der Basisfläche vermeidet und eine problemlose Verlegung für Antriebe und Meßsysteme garantiert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach besteht die Erfindung darin, daß eine Basisplatte und ein Prüflings- und/oder Meßeinrichtungsträger über sechs gleichartige, unabhängig voneinander in ihrer Länge variierbare Stützen miteinander verbunden sind, wobei die Stützen an der Basisplatte und an den Prüflings- und/oder Meßeinrichtungsträgern gelenkartig angeschlossen und zueinander bei koaxialer und paralleler Anordnung von Basisplatte und Prüflings- und/oder Meßeinrichtungsträger gleichartig wechselweise gegensinnig und/oder ungleichartig geneigt sind. Vorteilhafterweise ist jede Stütze mit einer eine Längenveränderung der Stütze bewirkenden Einheit, bestehend aus einem Elektromotor und einer Gewindespindel, versehen.

Im Gegensatz zu bisher üblichen Schlittenkombinationen bei der Positionierung an optischen Prüfgeräten, wird durch das erfindungsgemäße über Stützelemente realisierte Positioniersystem, deren Kontur zylinder- bis kegelförmig ausgebildet ist, ein deutlich kompakterer und gefälligerer Aufbau eines optischen Prüfgerätes erzielt. Die Positionierung über die Längenänderung der einzelnen Stützen bewirkt weiterhin, daß das gesamte Positioniersystem unter Gewährleistung einer hohen Steifigkeit gegenüber bekannten Anordnungen wesentlich leichter ist.

An der Basisplatte treten keine Verschiebungen, sondern nur Verkippungen der Stützen auf, so daß sich, beispielsweise bei mehrdimensionalen Streulichtgoniometern, feste Kollisionsbereiche festlegen lassen. Ohne Einschränkungen der Positionierbewegung ist das Ausrichten in sechs Freiheitsgraden möglich. Problemlos ist auch das Verlegen der Zuleitungen für Antriebe und Meßsysteme. Sie lassen sich an der Basisplatte zusammenführen und fest verlegen.

Für spezielle Anwendungsfälle, wie beispielsweise bei der Streulichtmessung im Vakuum, erscheint die Verwendung des erfindungsgemäßen Positioniersystems als eine sehr günstige Lösung.

In einem nachstehenden Ausführungsbeispiel soll das erfindungsgemäße Positioniersystem an einem Streulichtgoniometer näher erläutert werden.

Die dazugehörige Figur zeigt ein Goniometer 1, auf welchem ein Trägerelement 2 zur Aufnahme einer Basisplatte 3 des Positioniersystems drehbar gelagert angeordnet ist. Das Goniometer 1 ist mit einem Schwenkarm 4 versehen, welcher zur Aufnahme und Lagefixierung eines horizontal schwenkbaren Meßkopfes 5 dient.

Die Basisplatte 3 ist über sechs gleichartige, unabhängige voneinander in ihrer Länge variierbare Stützen 6 mit einem Prüflingsträger 7 verbunden, wobei die Stützen 6 an der Basisplatte 3 und am Prüflingsträger 7 gelenkartig angeschlossen und wechselweise gegensinnig zueinander geneigt sind.

Infolge von Längenänderungen der einzelnen Stützen 6, welche über nicht dargestellte Elektromotoren und Gewindespindeln realisiert werden, erfolgt eine Prüflingsbewegung in sechs Freiheitsgraden. Ohne wesentliche Änderung der Baugröße des Positioniersystems sind Stellwege von beispielsweise über 20 mm realisierbar, d. h. ein Prüflingsbereich 8 ist beliebig variierbar.

Claims (2)

1. Positioniersystem für optische Prüfgeräte, insbesondere für Streulichtgoniometer und Ellipsometer, bestehend aus einer festen Basisplatte und einem in sechs Freiheitsgraden frei beweglichen Prüflings- und/oder Meßeinrichtungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (3) und der Prüflingsträger und/oder Meßeinrichtungsträger (7) über sechs gleichartige, unabhängig voneinander in ihrer Länge variierbare Stützen (6) miteinander verbunden sind, die Stützen (6) an der Basisplatte (3) und an dem Prüflings- und/oder Meßeinrichtungsträger (7) gelenkartig angeschlossen und zueinander bei koaxialer und paralleler Anordnung der Basisplatte (3) und Prüflings- und/oder Meßeinrichtungsträger (7) gleichartig wechselweise gegensinnig und/oder ungleichartig geneigt sind.

2. Positioniersysteme für optische Prüfgeräte nach Ansruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stütze (6) mit einer eine Längenverschiebung der Stütze (6) bewirkenden Einheit, bestehend aus einem Elektromotor und einer Gewindespindel, versehen ist.