EP1987398A2 - Belichtungsanlage - Google Patents

Belichtungsanlage

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Publication number
EP1987398A2
EP1987398A2 EP07703496A EP07703496A EP1987398A2 EP 1987398 A2 EP1987398 A2 EP 1987398A2 EP 07703496 A EP07703496 A EP 07703496A EP 07703496 A EP07703496 A EP 07703496A EP 1987398 A2 EP1987398 A2 EP 1987398A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide
exposure system
exposure
optical unit
relative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07703496A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Opower
Stefan Scharl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLEO Maschinenbau AG
Original Assignee
KLEO Maschinenbau AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KLEO Maschinenbau AG filed Critical KLEO Maschinenbau AG
Publication of EP1987398A2 publication Critical patent/EP1987398A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70791—Large workpieces, e.g. glass substrates for flat panel displays or solar panels
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G03F7/704—Scanned exposure beam, e.g. raster-, rotary- and vector scanning

Definitions

  • the invention relates to an exposure system for substrate bodies which carry a photosensitive coating on a substrate surface, comprising a machine frame, a substrate carrier carrying the substrate body with a substrate carrier surface and an exposure device with an optical unit, the optical unit and the machine frame being parallel to one another in a direction parallel to the substrate carrier surface first direction and in a direction parallel to the substrate support surface and extending transversely to the first direction second direction are movable, so that the photosensitive coating is locally selectively selectively exposed by means of the optical unit exposure spots by this relative movement in the first direction and in the second direction.
  • the substrate in turn is moved along at least one axis in order to achieve the relative movement to the optical unit.
  • the invention is therefore based on the object to improve an exposure system of the generic type such that in this despite a substrate body with very large expansion in the first and the second direction, a compact design is possible.
  • This object is achieved in an exposure system of the type described above according to the invention that the exposure device has a guide beam for at least one guide carriage carrying the optical unit of the exposure, that the guide carriage is movably guided on the guide beam in the first direction and that the guide beam on the machine frame in the second direction is arranged to be movable.
  • the guide beam is movably mounted on the machine frame by means of air bearing foot elements forming, as characterized the guide beam is abrasion-free and smoothly movable.
  • the guide beam can be fixed relative to the machine frame against movement in the second direction. This makes it possible to carry out measuring processes or exposure processes with a fixed guide beam with high precision.
  • the air bearing is able to be switched off in the air bearing forming foot elements of the guide beam for placing the same on the machine frame provided for these running surfaces.
  • a particularly favorable solution provides that the guide traverse for carrying out an exposure of the photosensitive coating relative to the machine frame is fixed, that is, the exposure of the photosensitive coating in this case takes place with respect to the machine frame fixed guide beam.
  • This solution has the great advantage that there is an exact and stable positioning of the guide beam relative to the machine frame and thus the precision of the exposure can be increased, in particular also by the fact that on the guide beam initiated forces, for example, by acceleration of the guide carriage, are absorbed by the machine frame and thus their disturbing effects on the most accurate relative positioning of the optical unit for photosensitive coating is significantly reduced.
  • a particularly high precision in the exposure is guaranteed if the exposure of all high-precision structures takes place only with a fixed guide beam, while moving guide beam either no exposure or only little precise structures are exposed.
  • the guide traverse can be moved in the second direction by at least one feed drive arranged on the machine frame.
  • Such a feed drive can basically be designed in any desired manner.
  • An advantageous solution provides that the at least one feed drive is a linear drive.
  • Such a linear drive could for example be a driven threaded spindle with a spindle nut.
  • the linear drive is designed as an electric linear motor, which on the one hand enables high dynamics and, on the other hand, sufficiently high positioning accuracy.
  • a particularly favorable solution provides that a control for the movement of the guide beam in the second direction is provided, which performs a movement of the guide beam in the second direction in the form of a feed movement, followed by a feed pause.
  • the controller fixed in the feed pause the guide beam relative to the machine frame in order to obtain the most rigid connection between the guide beam and the machine frame in the feed pause.
  • a particularly precise procedure provides that a precise exposure of the photosensitive coating of the substrate body takes place in the feed pauses.
  • An exposure of a photosensitive coating with a large extent is preferably carried out so that the control moves the guide beam constantly in a repetitive sequence of feed movement and subsequent feed pause and at least the precise exposure of the photosensitive coating takes place in the feed pause.
  • the feed drive can be switched off when fixed to the machine frame guide beam.
  • the feed drive during fixing of the guide beam on the machine frame in a standstill control mode is controlled in which despite frictional fixing of Guide Traverse no excessive control forces or control overshoot occur that affect the precision of the positioning of the guide beam.
  • the feed drive in the movement of the guide beam in a motion control mode can be controlled, in which the highest possible dynamics of movement for the movement of the guide beam in the course of the feed movement can be realized.
  • an advantageous solution provides that the position of the exposure spots relative to the guide beam in the second direction is adjustable. This allows to set the exposure spots also relative to the stationary guide beam.
  • the position of the exposure spots relative to the guide beam by a controllable positioning device is adjustable.
  • the positioning device for the adjustability of the exposure spots in the second direction is coupled to a measuring system.
  • a favorable solution provides that the positioning device acts on the optical unit and thus shifts the optical unit as a whole in the second direction.
  • the positioning device positions the optical unit relative to a carriage frame of the guide carriage and thus causes adjustability in the second direction.
  • an advantageous embodiment provides that the positioning device positions a light conductor strand relative to an imaging optical unit in the second direction.
  • a dynamic positioning of the exposure spots in the second direction can be carried out in the course of the movement of the same in the first direction.
  • an advantageous solution provides that the at least one guide carriage is movable by a dynamic movement axis in the first direction along the guide beam. It is particularly favorable if the at least one guide carriage is constantly reciprocated, ie oscillating, by the dynamic movement axis in the first direction along the guide traverse, in order to achieve the most efficient possible exposure of the photosensitive coating.
  • the at least one guide carriage is movable by a Lineararitieb along the guide beam in the first direction.
  • Such a linear drive could be a linear drive with a threaded spindle. It is particularly favorable if the at least one guide carriage can be moved by an electric linear motor relative to the guide beam in the first direction.
  • the at least one guide carriage is guided on an upper side of the guide cross-beam facing away from the substrate carrier surface.
  • the storage of the at least one guide carriage no further details were given. In principle, a conventional storage could be provided.
  • a particularly favorable solution provides that the at least one guide carriage is guided by means of air bearings on the guide beam.
  • At least one guide carriage has a guide frame that can be moved along the guide crossbeam in the first direction and is guided thereon.
  • the at least one guide carriage has a support frame movable relative to the guide frame for the optical unit, so that positioning of the optical unit relative to the guide frame is thus possible in a simple manner.
  • an advantageous solution provides that the support frame is adjustable relative to the guide frame in a direction transverse to the substrate carrier surface third direction.
  • the support frame is formed so that it is movably guided with air ducts on the guide frame in the third direction.
  • the support frame is fixable to the guide frame. Such a fixation can be done in different ways.
  • An advantageous solution provides that the support frame can be fixed to the guide frame by switching off the air ducts.
  • the radiation sources of the exposure device are not arranged on the guide carriage.
  • the radiation sources are arranged in a radiation source generating unit arranged laterally of the guide beam.
  • a particularly favorable solution provides that the radiation generating unit is movable with the guide beam in the second direction. In this case, the radiation generating unit could be guided on the guide beam.
  • the radiation generating unit is movable in the second direction by a linear drive.
  • a particularly favorable solution provides that the radiation generating unit is movable on guides arranged outside the machine frame.
  • the radiation generating unit can be arranged in a particularly favorable manner if it is arranged laterally next to an end face of the guide beam.
  • a flexible optical fiber strand is guided from the radiation generation unit to the optical unit.
  • the flexible optical fiber strand is guided in a provided on the guide beam and leading to the respective guide sledging guide.
  • the drag guide can be particularly useful on the guide beam then realize when the tow guide runs in a provided on the guide beam receptacle.
  • the receptacle is designed as a channel provided on the guide beam.
  • one end of the optical fiber strand can be positioned relative to an imaging optical unit by means of an adjustable positioning device, so that thereby an adjustment of the optical fiber strand relative to the imaging optical system is possible.
  • the positioning device is expediently designed such that it allows at least one exposure spot generated by the imaging optical system to be displaced on the photosensitive coating in at least one direction parallel to a surface of the coating.
  • the positioning device is designed in such a way that it allows the at least one exposure spot generated by the imaging optics to be displaced on the photosensitive coating in two directions running parallel to the surface of the coating and running transversely to each other.
  • the positioning device is designed in such a way that it allows the at least one exposure spot generated by the imaging optics to be displaced on the photosensitive coating in two directions running parallel to the surface of the coating and running transversely to each other.
  • a further embodiment provides that with the positioning device the end of the optical fiber strand relative to the imaging optics is movable such that a diameter of the at least one exposure spot which can be generated on the photosensitive coating can be varied.
  • the imaging optics is provided with an autofocus system.
  • any type of actuators such as mechanical actuators with threaded spindles or racks could be used.
  • the positioning devices comprise piezo drives as actuators.
  • the guide beam carries at least one guide carriage.
  • a particularly expedient solution provides that two guide carriages are mounted on the guide traverse.
  • the provision of two guide carriages opens up a multiplicity of further possibilities, for example an increased flexibility in the exposure, possibly a higher one Exposure or better torque compensation to achieve the highest possible precision of the exposure despite the movement of the guide carriage.
  • the guide crossbeam carries in each case a guide carriage on opposite sides in the second direction.
  • the two guide carriages can be moved synchronously in the first direction.
  • Such a synchronous method can take place in that the guide carriages can be moved in opposite directions in the first direction in order to be able to realize a pulse compensation.
  • Another advantageous solution provides that the guide carriages are movable in the same direction in the first direction.
  • a balancing mass on the guide beam is movable, with which a pulse compensation can be achieved.
  • the balancing mass could for example also be arranged on the outside of the guide beam.
  • a particularly favorable solution provides that the balancing mass is movably guided in a guide channel provided in the guide beam.
  • the movement of the balancing mass it would be conceivable, for example, to provide a mechanical coupling, for example via gear elements.
  • a particularly expedient and advantageously usable solution provides that the balancing mass is driven by a linear drive, wherein the linear drive is formed in the simplest case as an electric linear motor.
  • a particularly suitable impulse compensation provides that the compensating mass is movable synchronously and in opposite directions to the at least one guide carriage or to both guide carriages.
  • an advantageous exemplary embodiment provides that one of the guide carriages carries an optical unit and one of the guide carriages has a compensating mass corresponding to the mass of the optical unit, so that a good torque compensation can be achieved in order to increase the precision of the exposure.
  • each of the guide carriages carries an optical unit.
  • an advantageous embodiment provides that the air bearings are designed as prestressed in the direction of bearing air bearings.
  • the bias of the air bearing is effected by a magnetic biasing means.
  • an advantageous solution provides that a measuring system is provided which constantly detects the position of the optical unit in the first direction when moving the optical unit.
  • a measuring system which detects the position of the optical unit in the second direction when moving the optical unit.
  • the measuring system is designed as an optical measuring system.
  • a particularly favorable solution provides that a position of the optical unit in the first direction and the second direction can be detected interferometrically.
  • the detection of the position of the optical unit takes place in that the position of the supporting the optical unit support frame is detected interferometrically.
  • a control for the dynamic movement of the Exposure marks is provided, which detects the course of movement of the optical unit along a predetermined by the guide on the guide beam real path by a calibration run in the first direction.
  • Such a real web preferably does not ideally extend parallel to the first direction, but deviates therefrom.
  • control system detects a deviation of the real path predetermined by the guide beam from a path theoretically predetermined for the exposure in the first direction, so that it can be seen by the controller how strong the real path is from the theoretical one deviates predetermined course.
  • controller with the effective in the second direction dynamic positioning the movement of the exposure spots corrected so that they move on the theoretically predetermined path in moving in the first direction optical unit.
  • an advantageous solution provides that, with the control by the positioning device operating in the second direction, each exposure spot can be displaced several times in the second direction and can be moved parallel to the first direction in the new position in each case in the second direction.
  • This allows, with fixed guide traverse, for example during a feeding pause to perform the exposure on the photosensitive coating in an area extending in the first direction and in the second direction, thereby exposing, for example, a stationary guide beam in a plurality of lines adjacent to each other in the second direction and extending in the first direction is feasible.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of an exposure system according to the invention
  • FIG. 2 is a view in the direction of the arrow A in FIG. 1; FIG.
  • Fig. 3 is a plan view in the direction of arrow B in Fig. 2;
  • Fig. 4 is a section along line 4-4 in Fig. 3;
  • FIG. 5 is a fragmentary enlarged view of an optical unit with guide carriage corresponding to FIG. 2;
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through the optical unit according to FIG. 5;
  • Fig. 7 is a plan view of a receiving unit
  • Fig. 8 is a side view of the receiving unit in the direction of
  • FIG. 9 shows a representation similar to FIG. 8 with an enlarged representation of the regions D and E in FIG. 8;
  • Fig. 10 is a schematic illustration of a real web traversed by an exposure spot compared to a given web extending parallel to the first direction;
  • Fig. 12 is a plan view similar to Fig. 3 to a second embodiment.
  • An illustrated in Fig. 1 first embodiment of an exposure system comprises a machine frame 10, which has a substrate support 12 which is provided with a substrate support surface 14, on which a designated as a whole by 16 substrate body can be placed to one carried by this and on a to expose the photosensitive coating 18 arranged on the side of the substrate body 16 facing away from the substrate carrier surface 14.
  • a designated as a whole with 20 exposure device is provided, which, as shown in Fig.
  • an optical unit 22 which relative to the machine frame 10 and thus relative to the substrate carrier 12 in a first, parallel to the substrate support surface 14 direction X and in a likewise to the substrate support surface 14 parallel second direction Y is movable in order to generate structures on the entire photosensitive coating 18 by selective exposure and thus conversion of the photosensitive coating by the exposure.
  • the substrate carrier 12 is formed of a solid block of a material of high specific gravity, low thermal expansion and high rigidity and freedom from distortion such as granite.
  • Granite is also advantageous because it represents a large damping mass due to its high specific gravity.
  • granite is also a distortion-free and highly accurately machinable material by means of damping foot elements, preferably air-sprung foot elements 24 on a floor space 26, for example, a floor of a room in which the exposure system is placed, supported, so that no vibrations from the ground via the foot members 24 transferred to the substrate carrier 12, but are attenuated due to its large mass and the foot members 24.
  • damping foot elements preferably air-sprung foot elements 24 on a floor space 26, for example, a floor of a room in which the exposure system is placed, supported, so that no vibrations from the ground via the foot members 24 transferred to the substrate carrier 12, but are attenuated due to its large mass and the foot members 24.
  • a guide cross which is likewise encompassed as a whole by the exposure device 20, is arranged which extends at a distance from the substrate carrier surface 14 and at a distance from the photosensitive coating 18 via the substrate body 16 extends and thereby preferably parallel to the first direction X extends.
  • the guide cross-member 30 is made of a material of low thermal expansion and high rigidity and freedom from distortion, in particular granite, for the same reasons as the substrate carrier 12.
  • the guide cross-member 30 is supported on both sides of the substrate support surface 14 with foot members 32, 34 provided on the substrate support 12 running surfaces 36, 38, which extend parallel to the second direction Y.
  • the running surfaces 36, 38 are formed, for example, as provided on the substrate support 12 ground and polished surfaces.
  • the foot members 32, 34 are formed to provide an air cushion on the treads 36, 38 so that the foot members 32, 34 slide along the treads 36, 38 over the treads 36, 38 for movement of the guide beam 30.
  • Parallel to the treads 36, 38 stators 42, 44 are provided by as a whole with 46, 48 designated electric linear motors on the substrate support, wherein an actuator 52, 54 of these linear motors 46, 48 fixedly connected to the guide beam 30, so that with these electric linear motors 46, 48, the guide beam 30 is drivable in the second direction Y.
  • the linear motors 46, 48 are preferably provided with their own position measuring system and controlled so that they cause an active parallel guide for the guide beam 30, so that the guide beam 30 by the linear motors 46, 48 is actively aligned parallel to the first direction X aligned.
  • 14 mutually facing guide elements 56, 58 are provided on both sides of the substrate support surface, wherein the guide elements 56 abut on a transversely to the substrate support surface 14 extending end surface 40 provided tread 62, which is also formed as a ground and polished surface on the substrate carrier 12, while the guide elements 58 abut a tread 64, which also extends transversely to the substrate support surface 14, however is formed as a side wall of a recess 66, which extends from the top side 28 of the substrate carrier 12 into this and extends, for example, between the running surface 38 and the substrate support surface 14.
  • the guide elements 56 and 58 which cooperate with the running surfaces 62, 64, are preferably also formed as guide elements of air ducts, which ensure by its action in opposite directions parallel to the first direction X precise guidance of the guide beam 30 in the second direction Y,
  • at least one of the guide elements 56, 58 is guided in the second direction Y over a sufficient guide length on the respective running surface 62 or 64 and thus also ensures sufficient rigidity of the guide of the guide beam 30 against pivoting in a plane parallel to the substrate support surface 14 from the parallel orientation to the first direction X out.
  • each of the guide carriages 72, 74 is provided by side surfaces 76, 78 of the guide beam 30 that extend transversely to the substrate carrier surface 14 and parallel to the first direction X. and on one of the substrate support surface 14 facing away from and parallel to the first direction X extending surface 80 of the guide beam 30 arranged treads 82, 84 and 86 are slidably guided with corresponding guide elements 92, 94 and 96, wherein the guide elements 92, 94 and 96 on the treads 82nd , 84, 86 are supported by air cushions produced by the guide members 92, 94 and 96.
  • Each of the pairings guide member and tread 92, 82; 94, 84; 96, 86 is, as shown in Fig. 4, each associated with a magnetic biasing means 102, 104, 106, each of which comprises a held on the guide beam 30 magnetic strip 112 and a held on the respective guide slide 72, 74 magnetic body 114, the cooperate in such a way that in the respective pairing of guide element and running surface 92, 82; 94, 84; 96, 86 such a force effect arises that the respective guide element 92, 94, 96 is acted upon in the direction of the respective running surface 82, 84, 86 with a constant force.
  • At least one of the magnetic strips 112 or the magnetic body 114 comprises a permanent magnet of magnetically hard material.
  • the respective guide carriages 72, 74 in the direction of the respective side surfaces 76, 78 and additionally acted upon in the direction of the surface 80 of the Fstrahrungstraverse 30 and thus reliably guided along the side surfaces 76, 78 and the surface 80 on the guide beam 30.
  • a linear electric motor 120 for moving the guide carriages 72, 74 parallel to the longitudinal direction of the guide beam 30 and thus in the first direction X, there is provided a linear electric motor 120 as a whole, which comprises a stator 122 arranged on the respective side surface 76, 78. and a rotor 124 which is fixedly held on the respective guide carriage 72, 74 and engages, for example, in the stator 122.
  • such a linear drive is located between the running surfaces 82 and 84.
  • each of the guide carriages 72, 74 includes a guide frame 130 which is movably guided directly on the guide beam 30 in the direction of the first direction X, wherein the guide frame 130 for each of the running surfaces 82, 84, 86 respectively two spaced apart in the first direction X guide elements 92, 94 and 96, which bear against the respective running surfaces 82, 84, 86 and thus guide the guide frame 130 relative to the guide beam 30 lead.
  • the guide frame 130 also supports the magnetic bodies 114 of the biasing devices 102, 104, 106 acting on each of the guide carriages 72, 74 and the respective rotor 124.
  • the optical unit 22 is not arranged directly on the guide frame 130, but on a support frame 140, which is displaceable relative to the guide frame 130 in a direction perpendicular to the substrate support surface 14 extending third direction Z.
  • the guide frame 130 also comprises running parallel to the third direction Z running surfaces 132 on which rest with the support frame 140 connected guide elements 142 and are relatively slidably movable relative to these.
  • the guide elements 142 are preferably guide elements of air ducts which are supported on the running surfaces 132 via an air cushion in order to be able to move the guide elements 142 in a sliding manner relative to the running surfaces 132.
  • two spaced-apart guide elements 142 are provided in each of the treads 132 in the third direction Z and, in addition, two spaced-apart treads 132 are provided on the guide frame 130 in the first direction X, on which the respective guide elements 142 are supported ,
  • a linear drive 144 is provided on the guide frame 130, which comprises a drive motor 146 and a threaded spindle 148, wherein the threaded spindle 148 cooperates with a fixedly connected to the support frame 140 spindle nut 150 to the support frame 140th in the third direction Z to move.
  • the optical unit 22 can adjust its height relative to the substrate body 16 and, in particular, to a surface 154 remote from the substrate body 16, photosensitive coating 18 of the substrate body 16 and in particular a presetting of the position of the optical unit 22 over the photosensitive coating 18 in adaptation to the respective thickness of the substrate body 16 perform.
  • the setting of the position of the optical unit 22 by means of the linear drive 144 is carried out once at the beginning of an exposure process in adaptation to the respective substrate body 16, in particular its thickness, and then takes place a fixing of the support frame 140 relative to the guide frame 130.
  • This can be done, for example, that no air cushion is generated by the guide elements 142 for fixing the support frame 140 relative to the guide frame 130, so that the guide elements 142 frictionally seated on the treads 132 and additionally by a magnetic biasing means 156, 158 pressed against the treads 132, so that the support frame 140 via the guide elements 142 frictionally on the running surfaces 132 and thus relative to the guide frame 130 can be fixed.
  • the support frame 140 relative to the guide frame 130 is also movable in the second direction Y.
  • the guide elements 142 are adjustable relative to the respective support frame 140 via a positioning device 152 parallel to the second direction Y and thus also the entire support frame 140 is relative to the respective Guide frame 130 movable in the second direction.
  • the positioning devices 152 preferably include piezo drives with a built-in position measuring system, so that the position of the support frame 140 relative to the guide frame 130 can be determined precisely controlled.
  • a compensating mass designated as a whole 160 is guided in a parallel manner to the first direction X on the guide traverse 30.
  • the guide beam 130 is provided with a in the longitudinal direction of the guide beam 30 and thus the first direction X extending guide channel 162, in which a longitudinal guide 164 extends, on which the balancing mass 160 is movably guided.
  • the longitudinal guide 164 is also associated with a linear motor 166 which comprises a stator 168 held on the longitudinal guide 164 and an actuator 170 held on the balancing mass 160, so that the balancing mass 160 can be controlledly moved along the longitudinal guide 164.
  • a linear motor 166 which comprises a stator 168 held on the longitudinal guide 164 and an actuator 170 held on the balancing mass 160, so that the balancing mass 160 can be controlledly moved along the longitudinal guide 164.
  • the exposure device 20 also comprises a radiation generating unit 180, which comprises a plurality of radiation sources 182 and radiation source supply units 184 and a radiation source control 186, which are arranged in a housing 188, which laterally of the parallel to the second direction Y extending end face 60 adjacent to Machine frame 10 is arranged and guided in parallel to the second direction Y and arranged on the base 26 guides 190 in the second direction Y is movably guided.
  • the housing 188 is arranged so that it, as can be seen in particular in FIGS. 1 and 3, in the region of an end face 192 of the movement of the guide beam 30 with the guide beam 30 in the second direction Y is mitbewegbar.
  • a linear drive 194 preferably designed as an electric linear motor, with which the housing 188 is approximately synchronously with the guide beam 30 and parallel to the second direction Y movable.
  • the receptacle 206 extends from the surface 80 of the guide beam 30 starting in this as a depression, and on the other hand extend over deflecting arches 212 and 214 to the guide slides 72 and 74 coupled ends 216 and 218, from which the fiber optic strands 196 and 198 exit again and extend to the optical units 22, so that in each of these a plurality of radiation sources 182 generated radiation can be fed, wherein the radiation sources 182 are preferably laser units, in particular semiconductor laser units, and generate a laser radiation whose intensity is controlled by the radiation source control 186 controllable.
  • Each optical unit 22 includes, as shown in FIG. 6, an imaging optics 220, which is arranged on the support frame 140 and thus in the third direction Z is movable.
  • the imaging optics 220 in turn comprises an objective 222 which, in conjunction with a tube system 224 of the imaging optics 220, is able to project individual radiation exit surfaces 226 of a receiving unit 228 for individual light guides 229 of the optical fiber strand 196 led to this optical unit onto the photosensitive coating 18 as individual exposure spots 230 focusing, wherein the exposure spots 230 usually have a diameter of a few hundred nanometers.
  • the imaging optics 220 simultaneously image a number of about 50 to about 1000 of radiation exit surfaces 226 arranged in a defined pattern, in particular in a row 231 preferably approximately parallel to the second direction Y, into corresponding exposure spots 230 arranged in a corresponding pattern each of the radiation exit surfaces 226 is preferably coupled to a radiation source 182 provided for this, the intensity of which is individually controllable.
  • the entirety of the radiation exit surfaces 226 comprising receiving unit 228 is positioned relative to the tube system 224 and to the objective 222 in a second direction Y 0 by a positioning device designated as a whole by 232 optionally also displaceable in a second direction Y 0 and even in the third direction Z 0 .
  • the positioning device 232 is preferably seated on a housing 234 of the imaging optics 220 holding the tube system 224 and allows the receiving unit 228 and thus the radiation exit surfaces 226 provided thereon to be moved relative to the housing 234.
  • the positioning device 232 can directly shift the exposure spots 230 on the photosensitive coating 18 in these directions, and thus can also be achieved, for example the positioning device 232 directly corrects the positions of the exposure spots 230 in the first direction X and the second direction Y.
  • the positioning device 232 either a single adjustment of the position of the exposure spots 230 relative to the support frame 140 can be performed.
  • a displacement of the radiation exit surfaces 226 in the third direction Z 0 also makes it possible to compensate for a deviation from an optimal focus and thus for defocusing since defocusing, unlike optimal focusing, increases the diameter of the exposure spots 230 on the photosensitive coating 18 and / or lower Penetration depth in the photosensitive coating 18 with impaired interaction would result. It is even more advantageous if the positioning device 232 also permits a rotation or tilting of the receiving unit 228 and thus of the pattern, in particular the row 231, about the Z 0 direction, the X 0 direction and the Y 0 direction, so that a one-sided tilting of the entirety of the radiation exit surfaces 226 is possible and an additional optimal adjustment possibility of the entire imaging optics 220 is relative to the radiation exit surfaces 226.
  • this is still adjustable relative to the tube system 224 and thus to the housing 234 by an adjusting element 236, so that the distance of the objective 222 from the surface 154 of the photosensitive coating 18 is constantly adjustable.
  • an autofocus system 238 which detects a distance from the photosensitive coating 18 with a sensor 240 and positions the objective 222 at the optimum focus distance from the surface 154 of the photosensitive coating 18 by actuation of the actuating element 236 and guides the imaging optics 220 during movement.
  • the imaging optics 220 are additionally assigned an illumination optics 242 and an observation optics 244, which are all coupled to the imaging optics 220 such that illumination of the photosensitive coating 18 in the region of the exposure spots 230 and observation of the photosensitive coating 18 in the region of the exposure spots 230 are possible is.
  • the observation optics 244 are provided with imaging elements 245 and with a camera chip 246, via which observation of the exposure spots 230 through the microscope optics 222 is possible.
  • the illumination optical unit 242 comprises a long-wavelength light source 248 and imaging elements 247, wherein the light source 248 can also be an end surface of a light guide, so that the light for the illumination optical system 242 can also be supplied by the radiation generation unit 180 via the light conductor strand 196.
  • the receiving unit 228 for the individual optical waveguides 229 comprises a base 250 on which is mounted a receiving plate 254 in an end region 252, which has a multiplicity of depressions 256, for example grooves, into which the individual optical waveguides 229 can be inserted and thus fixed.
  • Individual end faces 258 of the individual light guides 229 lie in the row 231 extending in a direction 260, which preferably runs parallel to the second direction Y, which are predetermined by the fixed arrangement of the individual light guides 229 with exact positioning of the end faces 258 in the receptacle 254 is.
  • a divergent radiation field emerges from the individual end faces 258, with each individual divergent radiation field emerging from one of the end faces 258 being shaped by a collimating lens 262 which is assigned to it individually to form a collimated radiation field.
  • the collimated radiation field experiences through a cylinder optics 264 a coupling into a waveguide 270, which is formed for example as a layer waveguide, and exits from this again, with a further cylinder optics 266 is provided, which again forms a collimated radiation field through a telescope 271, formed from the elements 272 and 274, generates an exiting collimated radiation field 276, which then enters the tube system 224.
  • the element 274 has the radiation exit surface 226, which can be positioned by moving the entire recording unit 228 relative to the imaging optics 220.
  • both the receiving plate 254 and the collimating lenses 262, the cylinder optics 264 and 266 and the elements 272 and 274 of the telescope 271 are located on the base 250 and are fixed relative thereto.
  • the collimating lenses 262 and the cylinder optics 264 and 266 as well as the elements 272 and 274 of the telescope 271 are each combined into microlens arrays and are fixedly positioned on the base 250.
  • the waveguide 270 is in particular still designed as an electro-optical deflection unit, by means of which a deflection of the respective individual radiation in a direction 278 can take place, which runs parallel to the direction 260 and preferably also parallel to the second direction Y.
  • the deflection in the direction 278 thus permits, with a series of exposure spots 230, each individual exposure spot 230 to be moved in the direction of the closest exposure spot 230 of the row and thus by appropriate control of the deflection in the direction 278 also in the case of an ineffective deflection unit in the spaces between the undeflected exposure spots 230 to expose the photosensitive coating 18.
  • the cylinder optics 264 and 266 and the waveguide 270 can be omitted.
  • an interferometer head 280 is arranged on the support frame 140 which is fixedly connected to the optical unit 22, which is capable of the position of the support frame 140 and thus also the optical unit 22 relative to the substrate carrier 12 to determine exactly (Fig. 10).
  • the interferometer head 280 cooperates with a mirror surface 282, which is shown in FIGS. 1 and 2 and extends parallel to the first direction X and is fixedly arranged on the substrate carrier 12, and with a mirror surface 284 extending parallel to the second direction Y and fixedly arranged on the substrate carrier 12. in that a distance from the respective mirror surface 282 and / or 284 can be determined interferometrically via the interferometer head 280.
  • a control for operation of the exposure apparatus according to the invention, there is provided a control, generally designated 290, which is capable of controlling the position of the exposure spots 230 on the photosensitive coating 18 and the radiation intensity incident thereon.
  • the production of exposed structures takes place, for example, from the basic principle of the relative movement of the optical unit and substrate body 16 with photosensitive coating 18, as described in WO 98/00760.
  • An improved type of exposure of the photosensitive coating 18 is described in EP 1 319 984 A2 and a further improved solution in WO 2004/029721 A2.
  • the formation of the imaging optics and the operation in detail reference is therefore made in full to these documents.
  • the movement of the optical unit 22 in conjunction with the targeted local exposure of the photosensitive coating 18 is controllable by the controller 290, wherein the controller 290, after specifying the shape and size of the exposed structure automatically the exposure of the photosensitive coating 18 in connection with moving the optical unit 22 executes.
  • the exposure system according to the invention operates, for example, as follows:
  • a fixing of the support frame 140 to the guide frame 130 is characterized in that on the one hand, the position is maintained by the linear actuator 144, on the other hand, the guide elements 142 produce no more air cushion and thus frictionally seated on the treads 132, preferably still kraftbeierschlagt by the magnetic biasing means 156, 158, which act on the support frame 140 in the direction of the guide frame 130 with a force and thus force applied to the guide elements 142 on the running surfaces 132.
  • the guide traverse 30 is positioned by displacing it so that the photosensitive coating 18 can be exposed in a predetermined area with at least one of the optical units 22.
  • the foot elements 32, 34 are activated so that they generate an air cushion between them and the running surfaces 36, 38 and consequently the guide cross-member 30 is displaceable in the second direction Y.
  • the guide elements 56, 58 are activated, which also generate an air cushion between themselves and the running surfaces 62, 64, so as to guide the guide beam 30 in the direction parallel to the second direction Y exactly relative to the substrate carrier 12, in particular a movement of Guide cross-member 30 in the first direction X and pivoting of the guide beam 30 from a position parallel to the first direction X out position in a direction oblique to the first direction X position to prevent.
  • the guide traverse 30 is displaced by a feed movement into the desired position, for example a position in which the optical unit 22 of the guide carriage 72, 74 or the optical units 22 of both guide slides 72, 74 are capable of the photosensitive coating 18 with exposure spots 230 apply and thus expose.
  • the displacement of the guide beam 30 takes place with the aid of the linear motors 46, 48, which extend in the second direction Y.
  • the linear motors 46, 48 are switched from a motion control mode provided for movement thereof to a standstill control mode, although it is suitable to maintain the position reached, however, upon the onset of non-positive fixation of the foot members 32, 34 on the running surfaces 36, 38 prevents excessive increase in current and / or control vibrations.
  • the guide carriages 72, 74 are initially moved over the entire substrate body 16 in the first direction X in a calibration run, and in the course of this calibration, the extent to which the optic unit 22 is determined solely by the guidance of the guide carriages 72, 74 on the interferometer heads 280 Guide beam 30 moves parallel to the first direction X.
  • the correction variable KY can be used either to control the positioning devices 152, with which the position of the support frame 140 relative to the guide frame 130 in the second direction Y is variable. However, it is also conceivable to use this correction variable KY to control the positioning device 232, with which the exposure spots 230 can likewise be displaced in the second direction Y.
  • the positioning devices 152 are actuated so that, depending on the position of the respective optical unit 22 along the first direction X, a correction of their position is effected by displacement in the second direction Y, so that moving the optical unit 22 over the substrate body 16 in FIG the first direction X leads to a corrected path 294, as shown in Fig. 10, wherein this corrected path 294 is parallel to the first direction X within the measurement accuracy of the interferometer head 280.
  • the correction quantity KY can be used not only to correct a skew of the track 292 relative to the first direction X, but also to correct a curved or wavy course so that the rectified within the measurement accuracy corrected path 294 of the Optical unit 22 is achieved when moving the same over the substrate body 16 away.
  • the movement of the plurality of exposure spots 230 adjacent to each other in the row 231 by the number or in the recording unit 228 in the first direction X is performed the plurality of exposure spots in row 231 represent a simultaneously moving set 296 of exposure spots 230, and the plurality comprises about 50 to 1000 exposure spots 230 over the substrate body 16 such that exposure 296 of exposure spots 230 has an exposure within that of one Macro line 298 covered lines is feasible.
  • the guide beam 30 is stationary on the substrate carrier 12, within a group G of immediately adjacent macro-lines 298, all exposure steps required for exposure of the photosensitive coating 18 are feasible to obtain a desired exposed structure in the photosensitive coating 18.
  • the number of macro-lines 298 comprised by the group G is dependent on the path possible by the positioning devices 152, 232.
  • the advantage of the solution according to the invention is to be seen in the fact that the greatest possible precision is achieved in that the guide traverse 30 is arranged stationary relative to the substrate carrier 12 during the exposure processes and the displacements in the second direction Y take place merely by driving the positioning devices 152 or 232 ,
  • the detection of the exact position of the optical unit 22 can be done directly by the interferometer head 280 when driving the positioning means 152, which can measure the position of the support frame 140 relative to the mirror surfaces 282 and 284 exactly, in the case of the control of the positioning 232 is their internal path measuring system complementary to the positional data determined by the interferometer head 280.
  • the foot members 32 and 34 and the guide elements 56 and 58 are activated, so that the guide beam 30 is in turn mounted on air cushion in the second direction Y movable.
  • the linear motors 46 and 48 are activated in their standstill control mode and then switched to the motion control mode, in which a controlled movement of the guide beam 30 in the second direction Y in the next position is possible, in turn fixing the guide beam 30 relative to Substrate carrier 12 by frictionally placing the foot members 32, 34 on the treads 36, 38 is carried out to then make an exposure of the photosensitive coating 18 again after performing a calibration process, in the context of which the next group G directly adjacent juxtaposed rows 298 at relative to Substrate carrier 12 fixed guide beam 30 takes place.
  • a preferred embodiment provides for synchronously and in the same direction to move both guide carriages 72 and 74 with the optic units 22 seated thereon in the first direction X.
  • torques act on the guide beam 30, which adversely affect the precision of the leadership of the guide carriage in the first direction X.
  • the respective inserted optical unit 22 is arranged on one of the guide carriages 72, 74 and on the other of the guide carriages 74, 72 a compensating mass 310 corresponding to the mass of the optical unit, so that by the movement of both Guide carriage 72, 74, the precision of the guide in the first direction X can be increased.
  • the second embodiment corresponds to the first embodiment, so that the same reference numerals are used for the same parts and in this regard, the contents of the first embodiment, reference is made in full.

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Abstract

Um eine Belichtungsanlage für Substratkörper (16), die auf einer Substratoberfläche eine fotosensitive Beschichtung (18) tragen, umfassend ein Maschinengestell (10), einen den Substratkörper tragenden Substratträger (12) mit einer Substratträgerfläche (19) und eine Belichtungseinrichtung (20) mit einer Optikeinheit (22), wobei die Optikeinheit und das Maschinengestell relativ zueinander in einer ersten Richtung und zweiten Richtung bewegbar sind, so dass durch diese Relativbewegung in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung die fotosensitive Beschichtung belichtbar ist, derart zu verbessern, dass bei dieser trotz eines Substratkörpers mit sehr großer Ausdehnung in der ersten und der zweiten Richtung eine kompakte Bauweise möglich ist, wird vorgeschlagen, dass die Belichtungseinrichtung eine Führungstraverse (30) für mindestens einen die Optikeinheit tragenden Führungsschlitten (72, 74) der Belichtungseinrichtung aufweist, dass der Führungsschlitten an der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar geführt ist und dass die Führungstraverse am Maschinengestell in Richtung der zweiten Richtung bewegbar angeordnet ist.

Description

Belichtungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Belichtungsanlage für Substratkörper, die auf einer Substratoberfläche eine fotosensitive Beschichtung tragen, umfassend ein Maschinengestell, einen den Substratkörper tragenden Substratträger mit einer Substratträgerfläche und eine Belichtungseinrichtung mit einer Optikeinheit, wobei die Optikeinheit und das Maschinengestell relativ zueinander in einer zu der Substratträgerfläche parallelen ersten Richtung und in einer zur Substratträgerfläche parallelen und quer zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung bewegbar sind, so dass durch diese Relativbewegung in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung die fotosensitive Beschichtung lokal selektiv von mittels der Optikeinheit erzeugbaren Belichtungsflecken belichtbar ist.
Derartige Belichtungsanlagen sind aus dem Stand der Technik beispielsweise der EP 1 389 984 A bekannt.
Bei diesen Belichtungsanlagen wird das Substrat seinerseits mindestens längs einer Achse bewegt, um die Relativbewegung zur Optikeinheit zu erreichen.
Insbesondere bei großen Substraten hat dies jedoch zur Folge, dass damit für die Belichtungsanlage ein großer Raumbedarf erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Belichtungsanlage der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass bei dieser trotz eines Substratkörpers mit sehr großer Ausdehnung in der ersten und der zweiten Richtung eine kompakte Bauweise möglich ist. Diese Aufgabe wird bei einer Belichtungsanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Belichtungseinrichtung eine Führungstraverse für mindestens einen die Optikeinheit tragenden Führungsschlitten der Belichtungseinrichtung aufweist, dass der Führungsschlitten an der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar geführt ist und dass die Führungstraverse am Maschinengestell in der zweiten Richtung bewegbar angeordnet ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass durch die Bewegung der Führungstraverse selbst und durch die Bewegung der Optikeinheit längs der Führungstraverse die Relativbewegung in einfacher Art und Weise bei geringem Raumbedarf der Belichtungsanlage erzeugbar ist.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Führungstraverse an dem Maschinengestell mittels Luftlager bildenden Fußelementen bewegbar gelagert ist, da dadurch die Führungstraverse abriebfrei und leichtgängig bewegbar ist.
Um die Präzision bei der Belichtung der fotosensitiven Beschichtung zu verbessern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Führungstraverse relativ zum Maschinengestell gegen eine Bewegung in der zweiten Richtung fixierbar ist. Damit besteht die Möglichkeit, Messvorgänge oder Belichtungsvorgänge bei feststehender Führungstraverse mit hoher Präzision auszuführen.
Dabei wäre es denkbar, Bremseinrichtungen zum Fixieren der Führungstraverse an dem Maschinengestell vorzusehen. Eine besonders einfache Lösung sieht jedoch vor, dass die Führungstraverse durch Aufsetzen von Fußelementen auf das Maschinengestell an diesem fixierbar ist.
Besonders günstig ist es, wenn bei den Luftlager bildenden Fußelementen der Führungstraverse zum Aufsetzen derselben auf für diese vorgesehenen Laufflächen an dem Maschinengestell die Luftlagerung abschaltbar ist.
Bei dem Aufsetzen der Fußelemente könnte theoretisch eine formschlüssige Fixierung derselben relativ zum Maschinengestell erfolgen.
Besonders günstig ist es jedoch, wenn die auf dem Maschinengestell aufgesetzten Fußelemente die Führungstraverse kraftschlüssig relativ zum Maschinengestell fixieren, so dass eine Fixierung in jeder beliebigen Stellung möglich ist.
Hinsichtlich der bei fixierter Führungstraverse durchzuführenden Funktionen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Führungstraverse zur Durchführung einer Belichtung der fotosensitiven Beschichtung relativ zum Maschinengestell fixierbar ist, das heißt, dass die Belichtung der fotosensitiven Beschichtung in diesem Fall bei relativ zum Maschinengestell fixierter Führungstraverse erfolgt. Diese Lösung hat den großen Vorteil, dass damit eine exakte und stabile Positionierung der Führungstraverse relativ zum Maschinengestell vorliegt und somit die Präzision der Belichtung gesteigert werden kann, insbesondere auch dadurch, dass auch auf die Führungstraverse eingeleitete Kräfte, beispielsweise durch Beschleunigung der Führungsschlitten, vom Maschinengestell mit aufgenommen werden und somit deren störende Auswirkungen auf die möglichst exakte relative Positionierung der Optikeinheit zur fotosensitiven Beschichtung deutlich reduziert wird.
Eine besonders große Präzision bei der Belichtung ist dann gewährleistet, wenn die Belichtung aller hochpräzisen Strukturen nur bei feststehender Führungstraverse erfolgt, während bei bewegter Führungstraverse entweder keine Belichtung erfolgt oder nur wenig präzise Strukturen belichtet werden.
Um außerdem die Führungstraverse in einfacher Weise bewegen zu können, ist vorgesehen, dass die Führungstraverse durch mindestens einen am Maschinengestell angeordneten Vorschubantrieb in der zweiten Richtung bewegbar ist.
Ein derartiger Vorschubantrieb kann grundsätzlich in beliebiger Art und Weise ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der mindestens eine Vorschubantrieb ein Linearantrieb ist. Ein derartiger Linearantrieb könnte beispielsweise eine angetriebene Gewindespindel mit einer Spindelmutter sein.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Linearantrieb als elektrischer Linearmotor ausgebildet ist, der einerseits eine hohe Dynamik und andererseits eine ausreichend große Positioniergenauigkeit ermöglicht.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass eine Steuerung für die Bewegung der Führungstraverse in der zweiten Richtung vorgesehen ist, welche eine Bewegung der Führungstraverse in der zweiten Richtung in Form einer Vorschubbewegung, gefolgt von einer Vorschubpause ausführt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Steuerung in der Vorschubpause die Führungstraverse relativ zum Maschinengestell fixiert, um eine möglichst steife Verbindung zwischen der Führungstraverse und dem Maschinengestell in der Vorschubpause zu erhalten.
Eine besonders präzise Arbeitsweise sieht dabei vor, dass eine präzise Belichtung der fotosensitiven Beschichtung des Substratkörpers in den Vorschubpausen erfolgt.
Eine Belichtung einer fotosensitiven Beschichtung mit großer Ausdehnung erfolgt dabei vorzugsweise so, dass die Steuerung die Führungstraverse ständig in einer sich wiederholenden Folge aus Vorschubbewegung und nachfolgender Vorschubpause bewegt und jeweils in der Vorschubpause zumindest die präzise Belichtung der fotosensitiven Beschichtung erfolgt.
Beispielsweise wäre es denkbar, während der Vorschubbewegung ebenfalls Belichtungen mit geringeren Präzisionsanforderungen zuzulassen, während Belichtungen mit hohen Präzisionsanforderungen nur in den Vorschubpausen erfolgen.
Hinsichtlich der Vorschubantriebe wurden im Zusammenhang mit den Vorschubpausen keine näheren Angaben gemacht. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Vorschubantrieb in der Vorschubpause abschaltbar ist.
Um die definierte Ausrichtung der Führungstraverse in der Vorschubpause beizubehalten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Vorschubantrieb bei an dem Maschinengestell festgelegter Führungstraverse abschaltbar ist. Um während des Fixierens der Führungstraverse an dem Maschinengestell ebenfalls noch die Positionierung der Führungstraverse durch den Vorschubantrieb aufrecht erhalten zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Vorschubantrieb während des Fixierens der Führungstraverse an dem Maschinengestell in einem Stillstandsregelungsmodus steuerbar ist, in welchem trotz kraftschlüssigem Fixieren der Führungstraverse keine übergroßen Regelungskräfte oder Regelungsüberschwinger auftreten, die die Präzision der Positionierung der Führungstraverse beeinträchtigen.
Andererseits ist der Vorschubantrieb bei der Bewegung der Führungstraverse in einem Bewegungsregelungsmodus steuerbar, in welchem eine möglichst hohe Bewegungsdynamik für die Bewegung der Führungstraverse im Verlauf der Vorschubbewegung realisierbar ist.
Hinsichtlich der Einstellbarkeit der Belichtungsflecken relativ zur Führungstraverse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Position der Belichtungsflecken relativ zur Führungstraverse in der zweiten Richtung einstellbar ist. Dies erlaubt, die Belichtungsflecken auch relativ zur stillstehenden Führungstraverse einzustellen.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Position der Belichtungsflecken relativ zur Führungstraverse durch eine steuerbare Positioniereinrichtung einstellbar ist. Um eine exakte Erfassung der Einstellung durch die Positioniereinrichtung zu erhalten, ist es besonders günstig, wenn die Positioniereinrichtung für die Einstellbarkeit der Belichtungsflecken in der zweiten Richtung mit einem Messsystem gekoppelt ist.
Eine günstige Lösung sieht dabei vor, dass die Positioniereinrichtung auf die Optikeinheit wirkt und somit die Optikeinheit als Ganzes in der zweiten Richtung verschiebt.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Positioniereinrichtung die Optikeinheit relativ zu einem Schlittengestell des Führungsschlittens positioniert und somit die Einstellbarkeit in der zweiten Richtung bewirkt.
Alternativ oder ergänzend dazu sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass die Positioniereinrichtung einen Lichtleiterstrang relativ zu einer Abbildungsoptik in der zweiten Richtung positioniert.
Um mit der Positioniereinrichtung auch die Möglichkeit zu haben, Positionierfehler bei der Bewegung der Optikeinheit zu korrigieren, ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine dynamische Positionierung der Belichtungsflecken in der zweiten Richtung im Zuge der Bewegung derselben in der ersten Richtung durchführbar ist.
Hinsichtlich der Bewegung des mindestens einen Führungsschlittens in der ersten Richtung wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten durch eine dynamische Bewegungsachse in der ersten Richtung längs der Führungstraverse bewegbar ist. Besonders günstig ist es, wenn der mindestens eine Führungsschlitten durch die dynamische Bewegungsachse in der ersten Richtung längs der Führungstraverse ständig hin- und herfahrend, das heißt oszillierend, bewegbar ist, um eine möglichst effiziente Belichtung der fotosensitiven Beschichtung zu erreichen.
Besonders günstig ist es dabei, wenn der mindestens eine Führungsschlitten durch einen Lineararitrieb längs der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar ist.
Ein derartiger Linearantrieb könnte ein Linearantrieb mit einer Gewindespindel sein. Besonders günstig ist es, wenn der mindestens eine Führungsschlitten durch einen elektrischen Linearmotor relativ zur Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbar ist.
Hinsichtlich der Führung des mindestens einen Führungsschlitten an der Führungstraverse wurden bislang ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine günstige Lösung vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten seitlich an der Führungstraverse geführt ist.
Ferner ist es günstig, wenn der mindestens eine Führungsschlitten auf einer der Substratträgerfläche abgewandten Oberseite der Führungstraverse geführt ist. Hinsichtlich der Lagerung des mindestens einen Führungsschlitten wurden ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. Prinzipiell könnte eine konventionelle Lagerung vorgesehen sein. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten mittels Luftlagern an der Führungstraverse geführt ist.
Auch hinsichtlich des Aufbaus des mindestens einen Führungsschlittens wurden bislang keine weiteren Angaben gemacht. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der mindestens eine Führungsschlitten ein längs der Führungstraverse in der ersten Richtung bewegbares und an dieser geführtes Führungsgestell aufweist.
Insbesondere ist es hierbei günstig, wenn der mindestens eine Führungsschlitten ein relativ zum Führungsgestell bewegbares Traggestell für die Optikeinheit aufweist, so dass damit in einfacher Weise eine Positionierung der Optikeinheit relativ zum Führungsgestell möglich ist.
Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Traggestell relativ zum Führungsgestell in einer quer zur Substratträgerfläche verlaufenden dritten Richtung verstellbar ist.
Vorzugsweise ist hierbei das Traggestell so ausgebildet, dass dieses mit Luftführungen an dem Führungsgestell in der dritten Richtung bewegbar geführt ist.
Um die Positionierung des Traggestells relativ zum Führungsgestell aufrecht zu erhalten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Traggestell an dem Führungsgestell fixierbar ist. Eine derartige Fixierung kann in unterschiedlicher Art und Weise erfolgen. Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Traggestell an dem Führungsgestell durch Abschalten der Luftführungen fixierbar ist.
Hinsichtlich der Anordnung der Strahlungsquellen relativ zur Belichtungseinrichtung und zu dem Führungsschlitten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Grundsätzlich wäre es denkbar, die Strahlungsquellen auf dem Führungsschlitten anzuordnen.
Aufgrund der Wärmeerzeugung im Bereich der Strahlungsquellen ist es jedoch von Vorteil, wenn die Strahlungsquellen der Belichtungseinrichtung nicht auf dem Führungsschlitten angeordnet sind.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Strahlungsquellen in einer seitlich der Führungstraverse angeordneten Strahlungsquellenerzeugungseinheit angeordnet sind.
Hinsichtlich der Anordnung der Strahlungserzeugungseinheit seitlich der Führungstraverse wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Beispielsweise wäre es denkbar, die Strahlungserzeugungseinheit stationär anzuordnen und über eine flexible Verbindung die Strahlung zu der Optikeinheit auf den Führungsschlitten zu übertragen.
Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, dass die Strahlungserzeugungseinheit mit der Führungstraverse in der zweiten Richtung bewegbar ist. Dabei könnte die Strahlungserzeugungseinheit an der Führungstraverse geführt sein.
Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Strahlungserzeugungseinheit auf separaten für diese vorgesehenen Führungen geführt ist.
Um jedoch den Bewegungen der Führungstraverse in einfacher Weise folgen zu können, wäre es zum einen denkbar, die Strahlungserzeugungseinheit durch die Bewegung der Führungstraverse mitzubewegen.
Dies hätte jedoch den Nachteil, dass sich auf die Führungstraverse zusätzliche Kräfte auswirken.
Aus diesem Grund ist vorgesehen, dass die Strahlungserzeugungseinheit in der zweiten Richtung durch einen Linearantrieb bewegbar ist.
Eine besonders günstige Lösung sieht dabei vor, dass die Strahlungserzeugungseinheit auf außerhalb des Maschinengestells angeordneten Führungen bewegbar ist.
Besonders günstig lässt sich die Strahlungserzeugungseinheit dann anordnen, wenn diese seitlich neben einer Stirnseite der Führungstraverse angeordnet ist.
Um die Strahlung der Strahlungsquellen optimal der Optikeinheit zuführen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein flexibler Lichtleiterstrang von der Strahlungserzeugungseinheit zur Optikeinheit geführt ist. Vorzugsweise ist dabei der flexible Lichtleiterstrang in einer an der Führungstraverse vorgesehenen und zum jeweiligen Führungsschlitten führenden Schleppführung geführt.
Die Schleppführung lässt sich besonders zweckmäßig an der Führungstraverse dann realisieren, wenn die Schleppführung in einer an der Führungstraverse vorgesehenen Aufnahme verläuft.
Im einfachsten Fall ist dabei die Aufnahme als ein an der Führungstraverse vorgesehener Kanal ausgebildet.
Besonders günstig ist es, wenn ein Ende des Lichtleiterstrangs mittels einer einstellbaren Positioniereinrichtung relativ zu einer Abbildungsoptik positionierbar ist, so dass damit eine Justierung des Lichtleiterstrangs relativ zur Abbildungsoptik möglich ist.
Zweckmäßigerweise ist die Positioniereinrichtung so ausgebildet, dass sie es erlaubt, mindestens einen von der Abbildungsoptik erzeugten Belichtungsfleck auf der fotosensitiven Beschichtung in mindestens einer zu einer Oberfläche der Beschichtung parallelen Richtung zu verschieben.
Noch vorteilhafter ist es, wenn die Positioniereinrichtung so ausgebildet ist, dass sie es erlaubt, den mindestens einen von der Abbildungsoptik erzeugten Belichtungsfleck auf der fotosensitiven Beschichtung in zwei zur Oberfläche der Beschichtung parallelen, quer zueinander verlaufenden Richtungen zu verschieben. Damit ist eine Justierung der Position des Belichtungsflecks auf der fotosensitiven Beschichtung in einfacher Weise möglich.
Ferner sieht eine weitere Ausfϋhrungsform vor, dass mit der Positioniereinrichtung das Ende des Lichtleiterstrangs relativ zur Abbildungsoptik derart bewegbar ist, dass ein Durchmesser des mindestens einen auf der fotosensitiven Beschichtung erzeugbaren Belichtungsflecks variierbar ist.
Ferner ist es günstig, wenn die Abbildungsoptik mit einem Autofokussystem versehen ist.
Hinsichtlich der konkreten Ausbildung der Positioniereinrichtungen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So könnte jede Art von Stellantrieben, beispielsweise mechanische Stellantriebe mit Gewindespindeln oder Zahnstangen eingesetzt werden.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Positioniereinrichtungen Piezoantriebe als Stellantriebe umfassen.
Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der Ausführungsbeispiele wurde lediglich darauf eingegangen, dass die Führungstraverse mindestens einen Führungsschlitten trägt.
Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht jedoch vor, dass an der Führungstraverse zwei Führungsschlitten gelagert sind. Das Vorsehen zweier Führungsschlitten eröffnet eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten, beispielsweise eine erhöhte Flexibilität bei der Belichtung, gegebenenfalls eine höhere Belichtungsleistung oder auch einen besseren Momentenausgleich, um eine möglichst hohe Präzision der Belichtung trotz der Bewegung der Führungsschlitten zu erreichen.
Für einen möglichst momentenfreien Betrieb zu erhalten, ist es besonders günstig, wenn die Führungstraverse auf in der zweiten Richtung gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Führungsschlitten trägt.
Dabei sind zweckmäßigerweise die beiden Führungsschlitten synchron in der ersten Richtung verfahrbar.
Ein derartiges synchrones Verfahren kann dadurch erfolgen, dass die Führungsschlitten gegenläufig in der ersten Richtung verfahrbar sind, um einen Impulsausgleich realisieren zu können.
Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Führungsschlitten gleichlaufend in der ersten Richtung verfahrbar sind.
Zum verbesserten Impulsausgleich, insbesondere bei gleichlautenden Führungsschlitten, ist vorgesehen, dass gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten eine Ausgleichsmasse an der Führungstraverse bewegbar ist, mit welcher ein Impulsausgleich erreichbar ist.
Die Ausgleichsmasse könnte beispielsweise ebenfalls auf der Außenseite der Führungstraverse angeordnet sein.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass die Ausgleichsmasse in einem in der Führungstraverse vorgesehenen Führungskanal bewegbar geführt ist. Hinsichtlich der Bewegung der Ausgleichsmasse wäre es beispielsweise denkbar, eine mechanische Kopplung, beispielsweise über Getriebeelemente, vorzusehen. Eine besonders zweckmäßige und vorteilhaft einsetzbare Lösung sieht vor, dass die Ausgleichsmasse durch einen Linearantrieb angetrieben ist, wobei der Linearantrieb im einfachsten Fall als elektrischer Linearmotor ausgebildet ist.
Ein besonders zweckmäßiger Impulsausgleich sieht vor, dass die Ausgleichsmasse synchron und gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten oder zu beiden Führungsschlitten bewegbar ist.
Hinsichtlich der Anordnung der Optikeinheit bei zwei Führungsschlitten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass einer der Führungsschlitten eine Optikeinheit trägt und einer der Führungsschlitten eine der Masse der Optikeinheit entsprechende Ausgleichsmasse, so dass damit ein guter Momentenausgleich erzielbar ist, um die Präzision der Belichtung zu steigern.
Soll die Belichtungsleistung allerdings gesteigert werden, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder der Führungsschlitten eine Optikeinheit trägt. Diese Lösung ermöglicht eine hohe Präzision, da ein Momentenausgleich aufgrund der Massen erfolgen kann und andererseits eine Steigerung der Belichtungsleistung dadurch, dass mit zwei Optikeinheiten gleichzeitig belichtet werden kann.
Hinsichtlich der Luftlager wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Luftlager als in Auflagerichtung vorgespannte Luftlager ausgebildet sind.
Vorzugsweise erfolgt die Vorspannung der Luftlager durch eine magnetische Vorspanneinrichtung.
Hinsichtlich der Erfassung der Position der Optikeinheit wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass ein Messsystem vorgesehen ist, das beim Bewegen der Optikeinheit ständig die Position der Optikeinheit in der ersten Richtung erfasst.
Ferner ist vorzugsweise auch ein Messsystem vorgesehen, das beim Bewegen der Optikeinheit die Position der Optikeinheit in der zweiten Richtung erfasst.
Vorzugsweise ist dabei das Messsystem als optisches Messsystem ausgebildet.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass eine Position der Optikeinheit in der ersten Richtung und der zweiten Richtung interferometrisch erfassbar ist.
Vorzugsweise erfolgt die Erfassung der Position der Optikeinheit dadurch, dass die Position des die Optikeinheit tragenden Traggestells interferometrisch erfassbar ist.
Hinsichtlich der Steuerung der Bewegung der Belichtungsflecken wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine besonders günstige Lösung vor, dass eine Steuerung für die dynamische Bewegung der Belichtungsflecken vorgesehen ist, welche durch einen Eichlauf in der ersten Richtung den Bewegungsverlauf der Optikeinheit längs einer durch die Führung an der Führungstraverse vorgegebenen realen Bahn erfasst.
Eine derartige reale Bahn erstreckt sich vorzugsweise nicht ideal parallel zur ersten Richtung, sondern weicht von dieser ab.
Aus diesem Grund ist es günstig, wenn die Steuerung eine Abweichung der von der Führungstraverse vorgegebenen realen Bahn von einer für die Belichtung theoretisch vorgegebenen Bahn in der ersten Richtung erfasst, so dass damit für die Steuerung erkennbar ist, wie stark die reale Bahn von der theoretisch vorgegebenen Bahn abweicht.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Steuerung mit der in der zweiten Richtung wirksamen dynamischen Positioniereinrichtung die Bewegung der Belichtungsflecken so korrigiert, dass diese sich auf der theoretisch vorgegebenen Bahn bei in der ersten Richtung bewegter Optikeinheit bewegen.
Mit einer derartigen Korrektur besteht die Möglichkeit, die theoretisch vorgegebene Bahn im Rahmen der Positioniergenauigkeit einzuhalten und somit jede Art von Abweichungen beispielsweise durch ungenaue Geradführung oder Schrägstellungen der Führungstraverse zu korrigieren.
Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass mit der Steuerung durch die in der zweiten Richtung wirksame Positioniereinrichtung jeder Belichtungsfleck mehrfach in der zweiten Richtung versetzbar ist und in der jeweils in der zweiten Richtung neuen Lage parallel zu der ersten Richtung bewegbar ist. Dies erlaubt es, bei feststehender Führungstraverse, beispielsweise während einer Vorschubpause, die Belichtung auf der fotosensitiven Beschichtung in einem sich in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung erstreckenden Bereich vorzunehmen, wobei damit beispielsweise bei stehender Führungstraverse in einer Vielzahl von in der zweiten Richtung nebeneinanderliegenden und sich in der ersten Richtung erstreckenden Zeilen eine Belichtung durchführbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Belichtungsanlage;
Fig. 2 einen Blick in Richtung des Pfeils A in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung einer Optikeinheit mit Führungsschlitten entsprechend Fig. 2;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Optikeinheit gemäß Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Aufnahmeeinheit; Fig. 8 eine Seitenansicht der Aufnahmeeinheit in Richtung des
Pfeils 6 in Fig. 7;
Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 8 mit einer vergrößerten Darstellung der Bereiche D und E in Fig. 8;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer von einem Belichtungsfleck durchlaufenen realen Bahn im Vergleich zu einer vorgegebenen, parallel zur ersten Richtung verlaufenden Bahn;
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Durchführung der
Belichtung einer fotosensitiven Beschichtung bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 12 eine Draufsicht ähnlich Fig. 3 auf ein zweites Ausführungsbeispiel.
Ein in Fig. 1 dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Belichtungsanlage umfasst ein Maschinengestell 10, welches einen Substratträger 12 aufweist, der mit einer Substratträgerfläche 14 versehen ist, auf welche ein als Ganzes mit 16 bezeichneter Substratkörper auflegbar ist, um eine von diesem getragene und auf einer der Substratträgerfläche 14 abgewandten Seite des Substratkörpers 16 angeordnete fotosensitive Beschichtung 18 belichten zu können. Hierzu ist eine als Ganzes mit 20 bezeichnete Belichtungseinrichtung vorgesehen, welche, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Optikeinheit 22 aufweist, die relativ zum Maschinengestell 10 und somit auch relativ zum Substratträger 12 in einer ersten, zur Substratträgerfläche 14 parallel verlaufenden Richtung X und in einer ebenfalls zur Substratträgerfläche 14 parallelen zweiten Richtung Y bewegbar ist, um auf der gesamten fotosensitiven Beschichtung 18 durch selektive Belichtung und somit Umwandlung der fotosensitiven Beschichtung durch die Belichtung Strukturen erzeugen zu können.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Substratträger 12 aus einem massiven Block eines Materials mit großem spezifischem Gewicht, geringer Wärmeausdehnung und hoher Steifigkeit und Verzugsfreiheit, beispielsweise Granit, ausgebildet. Granit ist auch deshalb vorteilhaft, weil er aufgrund seines hohen spezifischen Gewichts eine große dämpfend wirkende Masse darstellt.
Außerdem ist Granit auch ein verzugsfreies und hochgenau bearbeitbares Material mittels dämpfenden Fußelementen, vorzugsweise luftgefederten Fußelementen 24 auf einer Standfläche 26, beispielsweise einem Boden eines Raums, in dem die Belichtungsanlage aufgestellt ist, abgestützt, so dass sich über die Fußelemente 24 keine Schwingungen von dem Boden auf den Substratträger 12 übertragen, sondern aufgrund dessen großer Masse und der Fußelemente 24 gedämpft werden.
Auf dem Maschinengestell 10, insbesondere mit Abstand zu einer Oberseite 28 des Substratträgers 12 ist eine von der Belichtungseinrichtung 20 ebenfalls umfasste als Ganzes mit 30 bezeichnete Führungstraverse angeordnet, welche sich im Abstand von der Substratträgerfläche 14 und im Abstand von der fotosensitiven Beschichtung 18 über den Substratkörper 16 hinweg erstreckt und dabei vorzugsweise parallel zur ersten Richtung X verläuft. Die Führungstraverse 30 ist aus denselben wie beim Substratträger 12 genannten Gründen aus einem Material geringer Wärmeausdehnung und hoher Steifigkeit und Verzugsfreiheit, insbesondere Granit, hergestellt.
Die Führungstraverse 30 ist dabei beiderseits der Substratträgerfläche 14 mit Fußelementen 32, 34 auf an dem Substratträger 12 vorgesehenen Laufflächen 36, 38 abgestützt, welche sich parallel zu der zweiten Richtung Y erstrecken.
Die Laufflächen 36, 38 sind dabei beispielsweise als auf dem Substratträger 12 vorgesehene geschliffene und polierte Flächen ausgebildet.
Die Fußelemente 32, 34 sind so ausgebildet, dass diese auf den Laufflächen 36, 38 ein Luftpolster erzeugen, so dass die Fußelemente 32, 34 zur Bewegung der Führungstraverse 30 längs der Laufflächen 36, 38 luftgelagert über die Laufflächen 36, 38 gleiten.
Parallel zu den Laufflächen 36, 38 sind auf dem Substratträger 12 Statoren 42, 44 von als Ganzes mit 46, 48 bezeichneten elektrischen Linearmotoren vorgesehen, wobei ein Aktor 52, 54 dieser Linearmotoren 46, 48 fest mit der Führungstraverse 30 verbunden ist, so dass mit diesen elektrischen Linearmotoren 46, 48 die Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y antreibbar ist. Die Linearmotoren 46, 48 sind dabei vorzugsweise mit einem eigenen Wegmesssystem versehen und so ansteuerbar, dass diese eine aktive Parallelführung für die Führungstraverse 30 bewirken, so dass die Führungstraverse 30 durch die Linearmotoren 46, 48 aktiv parallel zur ersten Richtung X ausgerichtet bewegbar ist.
Um außerdem insbesondere für den Fall der nicht mehr aktiven Parallelführung durch die Linearmotoren 46, 48 noch die parallele Ausrichtung der Führungstraverse 30 zur ersten Richtung X durch eine separate Führung sicher zu stellen, sind beiderseits der Substratträgerfläche 14 einander zugewandte Führungselemente 56, 58 vorgesehen, wobei die Führungselemente 56 an einer quer zur Substratträgerfläche 14 verlaufenden Stirnfläche 40 vorgesehen Lauffläche 62 anliegen, die ebenfalls als geschliffene und polierte Fläche am Substratträger 12 ausgebildet ist, während die Führungselemente 58 an einer Lauffläche 64 anliegen, die sich ebenfalls quer zur Substratträgerfläche 14 erstreckt, jedoch als Seitenwand einer Vertiefung 66 ausgebildet ist, welche sich von der Oberseite 28 des Substratträgers 12 in diesen hineinerstreckt und beispielsweise zwischen der Lauffläche 38 und der Substratträgerfläche 14 verläuft.
Die Führungselemente 56 und 58, die mit den Laufflächen 62, 64 zusammenwirken, sind vorzugsweise ebenfalls als Führungselemente von Luftführungen ausgebildet, die durch ihre Wirkung in entgegengesetzten Richtungen parallel zur ersten Richtung X eine präzise Führung der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y sicherstellen, wobei außerdem mindestens eines der Führungselemente 56, 58 in der zweiten Richtung Y über eine ausreichende Führungslänge an der jeweiligen Lauffläche 62 oder 64 geführt ist und somit auch eine ausreichende Steifigkeit der Führung der Führungstraverse 30 gegen ein Verschwenken in einer zur Substratträgerfläche 14 parallelen Ebene aus der parallelen Orientierung zur ersten Richtung X heraus gewährleistet.
Wie in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, sind an der Führungstraverse 30 zwei Führungsschlitten 72 und 74 geführt, wobei jeder der Führungsschlitten 72, 74 durch an quer zur Substratträgerfläche 14 und parallel zur ersten Richtung X verlaufenden Seitenflächen 76, 78 der Führungstraverse 30 sowie an einer der Substratträgerfläche 14 abgewandten und parallel zur ersten Richtung X verlaufenden Oberfläche 80 der Führungstraverse 30 angeordnete Laufflächen 82, 84 und 86 mit entsprechenden Führungselementen 92, 94 und 96 gleitend geführt sind, wobei die Führungselemente 92, 94 und 96 auf den Laufflächen 82, 84, 86 über von den Führungselementen 92, 94 und 96 erzeugte Luftpolster abgestützt sind.
Jeder der Paarungen Führungselement und Lauffläche 92, 82; 94, 84; 96, 86 ist dabei, wie in Fig. 4 dargestellt, jeweils eine magnetische Vorspanneinrichtung 102, 104, 106 zugeordnet, von denen jede einen an der Führungstraverse 30 gehaltenen Magnetstreifen 112 sowie einen an dem jeweiligen Führungsschlitten 72, 74 gehaltenen Magnetkörper 114 umfasst, die derart zusammenwirken, dass in der jeweilige Paarung aus Führungselement und Lauffläche 92, 82; 94, 84; 96, 86 eine derartige Kraftwirkung entsteht, dass das jeweilige Führungselement 92, 94, 96 in Richtung der jeweiligen Lauffläche 82, 84, 86 mit einer konstanten Kraft beaufschlagt ist.
Vorzugsweise umfasst mindestens einer der Magnetstreifen 112 oder der Magnetkörper 114 einen Permanentmagneten aus magnetisch hartem Material. Damit werden die jeweiligen Führungsschlitten 72, 74 in Richtung der jeweiligen Seitenflächen 76, 78 und zusätzlich in Richtung der Oberfläche 80 der Fϋhrungstraverse 30 beaufschlagt und somit zuverlässig längs der Seitenflächen 76, 78 und der Oberfläche 80 an der Führungstraverse 30 geführt.
Zur Bewegung der Führungsschlitten 72, 74 parallel zur Längsrichtung der Führungstraverse 30 und somit in der ersten Richtung X, ist jeweils ein als Ganzes mit 120 bezeichneter elektrischer Linearmotor vorgesehen, welcher einen Stator 122 umfasst, der an der jeweiligen Seitenfläche 76, 78 angeordnet ist, sowie einen Läufer 124, welcher fest am jeweiligen Führungsschlitten 72, 74 gehalten ist und beispielsweise in den Stator 122 eingreift.
Beispielsweise liegt ein derartiger Linearantrieb zwischen den Laufflächen 82 und 84.
Wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, umfasst jeder der Führungsschlitten 72, 74 ein Führungsgestell 130, welches unmittelbar an der Führungstraverse 30 in Richtung der ersten Richtung X bewegbar geführt ist, wobei das Führungsgestell 130 für jede der Laufflächen 82, 84, 86 jeweils zwei in der ersten Richtung X im Abstand voneinander angeordnete Führungselemente 92, 94 und 96 aufweist, die an den jeweiligen Laufflächen 82, 84, 86 anliegen und somit das Führungsgestell 130 gegenüber der Führungstraverse 30 abgestützt führen.
Das Führungsgestell 130 trägt auch die Magnetkörper 114 der Vorspann- einrichtungen 102, 104, 106, die auf jeden der Führungsschlitten 72, 74 wirken sowie den jeweiligen Läufer 124. Die Optikeinheit 22 ist jedoch nicht unmittelbar an dem Führungsgestell 130 angeordnet, sondern auf einem Traggestell 140, welches relativ zum Führungsgestell 130 noch in einer senkrecht zur Substratträgerfläche 14 verlaufenden dritten Richtung Z verschiebbar ist.
Hierzu umfasst das Führungsgestell 130 ebenfalls parallel zur dritten Richtung Z verlaufende Laufflächen 132, auf denen mit dem Traggestell 140 verbundene Führungselemente 142 aufliegen und relativ zu diesen gleitend bewegbar sind.
Auch die Führungselemente 142 sind vorzugsweise Führungselemente von Luftführungen, die sich über ein Luftpolster auf den Laufflächen 132 abstützen, um die Führungselemente 142 gleitend relativ zu den Laufflächen 132 bewegen zu können.
Vorzugsweise sind in der dritten Richtung Z auf jeder der Laufflächen 132 zwei im Abstand voneinander angeordnete Führungselemente 142 vorgesehen und außerdem sind in der ersten Richtung X zwei im Abstand voneinander verlaufende Laufflächen 132 an dem Führungsgestell 130 vorgesehen, auf welchen sich dann die entsprechenden Führungselemente 142 abstützen.
Zum Verschieben des Traggestells 140 in der dritten Richtung Z ist an dem Führungsgestell 130 ein Linearantrieb 144 vorgesehen, welcher einen Antriebsmotor 146 sowie eine Gewindespindel 148 umfasst, wobei die Gewindespindel 148 mit einer fest mit dem Traggestell 140 verbundenen Spindelmutter 150 zusammenwirkt, um das Traggestell 140 in der dritten Richtung Z zu verschieben. Durch diese Verschiebbarkeit des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 lässt sich die Optikeinheit 22 in ihrer Höhe relativ zum Substratkörper 16 und insbesondere zu einer dem Substratkörper 16 abgewandten Oberfläche 154 fotosensitiven Beschichtung 18 des Substratkörpers 16 einstellen und insbesondere eine Voreinstellung der Position der Optikeinheit 22 über der fotosensitiven Beschichtung 18 in Anpassung an die jeweilige Dicke des Substratkörpers 16 durchführen.
Die Voreinstellung der Position der Optikeinheit 22 mittels des Linearantriebs 144 erfolgt dabei einmalig zu Beginn eines Belichtungsvorgangs in Anpassung an den jeweiligen Substratkörper 16, insbesondere dessen Dicke, und anschließend erfolgt eine Fixierung des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass von den Führungselementen 142 zum Fixieren des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 kein Luftpolster mehr erzeugt wird, so dass die Führungselemente 142 reibschlüssig auf den Laufflächen 132 aufsitzen und dabei zusätzlich noch durch eine magnetische Vorspanneinrichtung 156, 158 gegen die Laufflächen 132 gepresst werden, so dass das Traggestell 140 über die Führungselemente 142 reibschlüssig auf den Laufflächen 132 und somit relativ zum Führungsgestell 130 fixierbar ist.
Zusätzlich zur Bewegbarkeit des Traggestells 140 in der dritten Richtung Z ist das Traggestell 140 gegenüber dem Führungsgestell 130 auch noch in der zweiten Richtung Y bewegbar.
Hierzu sind die Führungselemente 142 relativ zu dem jeweiligen Traggestell 140 über eine Positioniereinrichtung 152 parallel zur zweiten Richtung Y verstellbar und somit ist auch das gesamte Traggestell 140 relativ zum jeweiligen Führungsgestell 130 in der zweiten Richtung bewegbar. Vorzugsweise umfassen die Positioniereinrichtungen 152 Piezoantriebe mit einem eingebauten Wegmesssystem, so dass die Position des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 exakt gesteuert festlegbar ist.
Zusätzlich zu den beiden Führungsschlitten 72 und 74 ist an der Führungstraverse 30 noch eine als Ganzes mit 160 bezeichnete Ausgleichsmasse parallel zur ersten Richtung X bewegbar geführt.
Hierzu ist die Führungstraverse 130 mit einem sich in der Längsrichtung der Führungstraverse 30 und somit der ersten Richtung X erstreckenden Führungskanal 162 versehen, in welchem eine Längsführung 164 verläuft, an der die Ausgleichsmasse 160 bewegbar geführt ist.
Ferner ist der Längsführung 164 noch ein Linearmotor 166 zugeordnet, welcher einen an der Längsführung 164 gehaltenen Stator 168 sowie einen an der Ausgleichsmasse 160 gehaltenen Aktor 170 umfasst, so dass die Ausgleichsmasse 160 entlang der Längsführung 164 gesteuert bewegbar ist.
Die Belichtungseinrichtung 20 umfasst außerdem eine Strahlungserzeugungs- einheit 180, welche eine Vielzahl von Strahlungsquellen 182 sowie Strahlungs- quellenversorgungseinheiten 184 und eine Strahlungsquellensteuerung 186 umfasst, die in einem Gehäuse 188 angeordnet sind, welches seitlich der sich parallel zur zweiten Richtung Y erstreckenden Stirnfläche 60 neben dem Maschinengestell 10 angeordnet ist und auf parallel zur zweiten Richtung Y verlaufenden und auf der Standfläche 26 angeordneten Führungen 190 in der zweiten Richtung Y bewegbar geführt ist. Vorzugsweise ist das Gehäuse 188 so angeordnet, dass es, wie insbesondere in Fig. 1 und 3 erkennbar, im Bereich einer Stirnseite 192 der Bewegung der Führungstraverse 30 mit der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y mitbewegbar ist.
Hierzu ist beispielsweise an der Stirnfläche 60 ein Linearantrieb 194, vorzugsweise ausgebildet als elektrischer Linearmotor vorgesehen, mit welchem das Gehäuse 188 ungefähr synchron mit der Führungstraverse 30 und parallel zur zweiten Richtung Y bewegbar ist.
Von der Vielzahl von Strahlungsquellen 182 führen Lichtleiterstränge 196 und 198 zu flexiblen Leitungsschleppketten 202 und 204, die einerseits in einer Aufnahme 206 in der Führungstraverse 30 geführt sind, wobei sich die Aufnahme 206 von der Oberfläche 80 der Führungstraverse 30 ausgehend in diese als Vertiefung hineinerstreckt, und andererseits über Umlenkbögen 212 und 214 zu mit den Führungsschlitten 72 und 74 gekoppelten Enden 216 und 218 verlaufen, aus denen die Lichtleiterstränge 196 und 198 wieder austreten und zu den Optikeinheiten 22 hin verlaufen, so dass in diesen die von der jeweils einer Vielzahl von Strahlungsquellen 182 erzeugten Strahlungen zuführbar sind, wobei die Strahlungsquellen 182 vorzugsweise Lasereinheiten, insbesondere Halbleiterlasereinheiten, sind, und eine Laserstrahlung erzeugen, deren Intensität durch die Strahlungsquellensteuerung 186 definiert steuerbar ist.
Jede Optikeinheit 22 umfasst, wie in den Fig. 6 dargestellt, eine Abbildungsoptik 220, welche auf dem Traggestell 140 angeordnet ist und somit in der dritten Richtung Z bewegbar ist. Die Abbildungsoptik 220 umfasst ihrerseits ein Objektiv 222, welches in Verbindung mit einem Tubussystem 224 der Abbildungsoptik 220 in der Lage ist, einzelne Strahlungsaustrittsflächen 226 einer Aufnahmeeinheit 228 für einzelne Lichtleiter 229 des zu dieser Optikeinheit 22 geführten Lichtleiterstrangs 196 auf die fotosensitive Beschichtung 18 als einzelne Belichtungsflecken 230 fokussiert abzubilden, wobei die Belichtungsflecken 230 üblicherweise einen Durchmesser von einigen hundert Nanometer haben.
Vorzugsweise bildet dabei die Abbildungsoptik 220 eine Anzahl von ungefähr 50 bis ungefähr 1000 von in einem definierten Muster, insbesondere in einer vorzugsweise ungefähr parallel zur zweiten Richtung Y verlaufenden Reihe 231, angeordnete Strahlungsaustrittsflächen 226 in entsprechende in einem entsprechenden Muster angeordnete Belichtungsflecken 230 gleichzeitig ab, wobei jede der Strahlungsaustrittsflächen 226 vorzugsweise mit einer für diese vorgesehenen Strahlungsquelle 182 gekoppelt ist, deren Intensität individuell steuerbar ist.
Um eine Feinsteuerung der Position der Belichtungsflecken 230 auf der die fotosensitiven Beschichtung 18 durchführen zu können, ist die Gesamtheit der Strahlungsaustrittsflächen 226 aufweisenden Aufnahmeeinheit 228 durch eine als Ganzes mit 232 bezeichnete Positioniereinrichtung relativ zu dem Tubussystem 224 und zum Objektiv 222 in einer zweiten Richtung Y0 gegebenenfalls auch in einer zweiten Richtung Y0 und sogar in der dritten Richtung Z0 verschiebbar. Die Positioniereinrichtung 232 sitzt dabei vorzugsweise auf einem das Tubussystem 224 haltenden Gehäuse 234 der Abbildungsoptik 220 und erlaubt es, die Aufnahmeeinheit 228 und somit die an dieser vorhandenen Strahlungsaustrittsflächen 226 relativ zu dem Gehäuse 234 zu bewegen.
Verlaufen die X0 Achse und die Y0 Achse parallel zur ersten Achse X und zur zweiten Achse Y, so lässt sich durch die Positioniereinrichtung 232 unmittelbar eine Verschiebung der Belichtungsflecken 230 auf der fotosensitiven Beschichtung 18 in diesen Richtungen erreichen und somit lassen sich beispielsweise auch durch die Positioniereinrichtung 232 unmittelbar Korrekturen der Positionen der Belichtungsflecken 230 in der ersten Richtung X und der zweiten Richtung Y vornehmen.
Damit kann durch die Positioniereinrichtung 232 entweder eine einmalige Einstellung der Position der Belichtungsflecken 230 relativ zum Traggestell 140 durchgeführt werden. Es ist aber auch denkbar, mittels der Positioniereinrichtung 232 dynamisch die Position der Belichtungsflecken 230 in der ersten Richtung X oder der zweiten Richtung Y einzustellen, um beispielsweise Abweichungen von einer geradlinigen Bewegung der Optikeinheit 22 in der ersten Richtung X oder der zweiten Richtung Y zu kompensieren.
Eine Verschiebung der Strahlungsaustrittsflächen 226 in der dritten Richtung Z0 ermöglicht ferner eine Abweichung von einem optimalen Fokus und somit eine Defokussierung zu kompensieren, da eine Defokussierung im Gegensatz zu einer optimalen Fokussierung einen vergrößerten Durchmesser der Belichtungsflecken 230 auf der fotosensitiven Beschichtung 18 und oder eine geringere Eindringtiefe in die fotosensitive Beschichtung 18 mit verschlechterter Wechselwirkung zur Folge hätte. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Positioniereinrichtung 232 auch noch eine Drehung oder Kippung der Aufnahmeeinheit 228 und somit des Musters, insbesondere der Reihe 231, um die Z0-Richtung, die X0-Richtung und die Y0- Richtung erlaubt, so dass ein einseitiges Verkippen der Gesamtheit der Strahlungsaustrittsflächen 226 möglich ist und eine zusätzliche optimale Justiermöglichkeit der gesamten Abbildungsoptik 220 relativ zu den Strahlungsaustrittsflächen 226 besteht.
Zur Aufrechterhaltung einer optimalen Fokussierung der Laserstrahlen auf die einzelnen Belichtungsflecken 230 durch das Objektiv 222 ist diese noch relativ zu dem Tubussystem 224 und somit zum Gehäuse 234 durch ein Stellelement 236 verstellbar, so dass der Abstand des Objektivs 222 von der Oberfläche 154 der fotosensitiven Beschichtung 18 ständig nachstellbar ist.
Hierzu ist ein Autofokussystem 238 vorgesehen, welches mit einem Sensor 240 einen Abstand von der fotosensitiven Beschichtung 18 erfasst und durch Ansteuerung des Stellelements 236 dem Objektiv 222 in optimalem Fokusabstand von der Oberfläche 154 der fotosensitiven Beschichtung 18 positioniert und beim Bewegen der Abbildungsoptik 220 führt.
Der Abbildungsoptik 220 ist zusätzlich noch eine Beleuchtungsoptik 242 und eine Beobachtungsoptik 244 zugeordnet, die alle mit der Abbildungsoptik 220 derart gekoppelt sind, dass eine Beleuchtung der fotosensitiven Beschichtung 18 im Bereich der Belichtungsflecken 230 und eine Beobachtung der fotosensitiven Beschichtung 18 im Bereich der Belichtungsflecken 230 möglich ist. Hierzu ist beispielsweise die Beobachtungsoptik 244 mit Abbildungselementen 245 und mit einem Kamerachip 246 versehen, über welchen eine Beobachtung der Belichtungsflecken 230 durch die Mikroskopoptik 222 hindurch möglich ist.
Ferner umfasst die Beleuchtungsoptik 242 eine langwellige Lichtquelle 248 und Abbildungselemente 247, wobei die Lichtquelle 248 auch eine Endfläche eines Lichtleiters sein kann, so dass das Licht für die Beleuchtungsoptik 242 ebenfalls über den Lichtleiterstrang 196 von der Strahlungserzeugungseinheit 180 zuführbar ist.
In Fig. 7 beispielhaft dargestellt, umfasst die Aufnahmeeinheit 228 für die einzelnen Lichtleiter 229 eine Basis 250, auf welcher in einem Endbereich 252 eine Aufnahmeplatte 254 aufgesetzt ist, welche eine Vielzahl von Vertiefungen 256, beispielsweise Rillen, aufweist, in welche die einzelnen Lichtleiter 229 einlegbar und somit fixierbar sind.
Einzelne Endflächen 258 der einzelnen Lichtleiter 229 liegen dabei in der sich in einer Richtung 260, welche vorzugsweise parallel zur zweiten Richtung Y verläuft, erstreckenden Reihe 231, die durch die feste Anordnung der einzelnen Lichtleiter 229 mit exakter Positionierung der Endflächen 258 in der Aufnahme 254 vorgegeben ist.
Aus den einzelnen Endflächen 258 tritt ein divergentes Strahlungsfeld aus, wobei jedes einzelne aus einer der Endflächen 258 austretende divergente Strahlungsfeld durch eine diesem einzeln zugeordnete Kollimationslinse 262 zu einem kollimierten Strahlungsfeld geformt wird. Das kollimierte Strahlungsfeld erfährt durch eine Zylinderoptik 264 eine Ein- kopplung in einen Wellenleiter 270, der beispielsweise als Schichtwellenleiter ausgebildet ist, und tritt aus diesem wieder aus, wobei eine weitere Zylinderoptik 266 vorgesehen ist, welche wieder ein kollimiertes Strahlungsfeld bildet, das durch ein Teleskop 271, gebildet aus den Elementen 272 und 274, ein austretendes kollimiertes Strahlungsfeld 276 generiert, welches dann in das Tubussystem 224 eintritt.
Dabei hat das Element 274 die Strahlungsaustrittsfläche 226, die sich durch Bewegen des ganzen Aufnahmeeinheit 228 relativ zur Abbildungsoptik 220 positionieren lässt.
Bei der beschriebenen Lösung sitzen sowohl die Aufnahmeplatte 254 als auch die Kollimationslinsen 262, die Zylinderoptiken 264 und 266 sowie die Elemente 272 und 274 des Teleskops 271 auf der Basis 250 und sind relativ zu dieser fest angeordnet.
Insbesondere sind die Kollimationslinsen 262 und die Zylinderoptiken 264 und 266 sowie die Elemente 272 und 274 des Teleskops 271 jeweils zu Mikro- linsenarrays zusammengefasst und fest auf der Basis 250 positioniert.
Der Wellenleiter 270 ist insbesondere noch als elektrooptische Ablenkeinheit ausgebildet, durch welche eine Ablenkung der jeweils einzelnen Strahlung in einer Richtung 278 erfolgen kann, die parallel zur Richtung 260 und vorzugsweise ebenfalls parallel zur zweiten Richtung Y verläuft. Die Ablenkung in der Richtung 278 erlaubt somit dann bei einer Reihe von Belichtungsflecken 230 jeden einzelnen Belichtungsfleck 230 in Richtung des nächstliegenden Belichtungsfleckens 230 der Reihe zu bewegen und somit durch geeignete Steuerung der Ablenkung in der Richtung 278 auch in den bei unwirksamer Ablenkeinheit in den Zwischenräumen zwischen den nicht abgelenkten Belichtungsflecken 230 die fotosensitive Beschichtung 18 zu belichten.
Bei einer vereinfachten Lösung, bei welcher eine Ablenkbarkeit der Strahlung in der Richtung 278 nicht erforderlich ist, können die Zylinderoptiken 264 und 266 sowie der Wellenleiter 270 entfallen.
Zur exakten Erfassung der Position der Optikeinheit 22 relativ zum Substratkörper 16 und zum Substratträger 12 ist an dem Traggestell 140, das fest mit der Optikeinheit 22 verbunden ist, ein Interferometerkopf 280 angeordnet, welcher in der Lage ist, die Position des Traggestells 140 und somit auch der Optikeinheit 22 relativ zum Substratträger 12 exakt zu bestimmen (Fig. 10).
Dabei wirkt der Interferometerkopf 280 mit einer in Fig. 1 und 2 dargestellten, sich parallel zur ersten Richtung X erstreckenden und fest am Substratträger 12 angeordneten Spiegelfläche 282 und mit einer sich parallel zur zweiten Richtung Y erstreckenden und fest am Substratträger 12 angeordneten Spiegelfläche 284 zusammen, dahingehend, dass über den Interferometerkopf 280 jeweils ein Abstand von der jeweiligen Spiegelfläche 282 und/oder 284 interferometrisch bestimmbar ist.
Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Belichtungsanlage ist eine als Ganzes mit 290 bezeichnete Steuerung vorgesehen, welche in der Lage ist, die Position der Belichtungsflecken 230 auf der fotosensitiven Beschichtung 18 und die auf diese auftreffende Strahlungsintensität zu steuern. Das Erzeugen von belichteten Strukturen erfolgt beispielsweise vom Grundprinzip der Relativbewegung von Optikeinheit und Substratkörper 16 mit fotosensitiver Beschichtung 18 so, wie in der WO 98/00760 beschrieben. Eine verbesserte Art der Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 ist in der EP 1 319 984 A2 beschrieben und eine weitere verbesserte Lösung in der WO 2004/029721 A2. Im Hinblick auf die Erzeugung der belichteten Strukturen, die Ausbildung der Abbildungsoptik und des Betriebs im Detail wird daher auf diese Druckschriften vollinhaltlich Bezug genommen.
Die Bewegung der Optikeinheit 22 in Verbindung mit der gezielten lokalen Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 ist durch die Steuerung 290 steuerbar, wobei die Steuerung 290 nach Vorgabe von Form und Größe der belichteten Struktur selbsttätig die Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 im Zusammenhang mit dem Bewegen der Optikeinheit 22 ausführt.
Dabei arbeitet die erfindungsgemäße Belichtungsanlage beispielsweise wie folgt:
Nach Auflegen eines Substratkörpers 16 mit einer fotosensitiven Beschichtung 18 auf die Substratträgerfläche 14 erfolgt eine Erfassung der Dicke des Substratkörpers 16 mit der fotosensitiven Beschichtung 18 und somit eine Einstellung der Position des Traggestells 140 in der dritten Richtung Z, unter Verschiebung des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130, wozu die Führungselemente 142 aktiviert werden, so dass diese zwischen sich und den Laufflächen 132 ein Luftpolster erzeugen, durch welches das Traggestell 140 mittels des Linearantriebs 144 in der dritten Richtung Z verschiebbar und somit der Abstand der Mikroskopoptik 222 von der fotosensitiven Beschichtung 18 voreinstellbar ist.
Nach Erreichen der Voreinstellposition erfolgt eine Fixierung des Traggestells 140 an dem Führungsgestell 130 dadurch, dass einerseits die Position durch den Linearantrieb 144 aufrecht erhalten wird, andererseits die Führungselemente 142 kein Luftpolster mehr erzeugen und somit reibschlüssig auf den Laufflächen 132 aufsitzen, vorzugsweise dabei noch kraftbeaufschlagt durch die magnetische Vorspanneinrichtungen 156, 158, welche das Traggestell 140 in Richtung des Führungsgestells 130 mit einer Kraft beaufschlagen und somit die Führungselemente 142 kraftbeaufschlagt an den Laufflächen 132 anlegen.
Vor Beginn der Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 erfolgt eine Positionierung der Führungstraverse 30 durch Verschieben derselben so, dass mit mindestens einer der Optikeinheiten 22 die fotosensitive Beschichtung 18 in einem vorbestimmten Bereich belichtbar ist.
Hierzu werden die Fußelemente 32, 34 aktiviert, so dass diese zwischen sich und den Laufflächen 36, 38 ein Luftpolster erzeugen und folglich die Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y verschiebbar ist.
Ferner werden die Führungselemente 56, 58 aktiviert, die ebenfalls zwischen sich und den Laufflächen 62, 64 ein Luftpolster erzeugen, um somit die Führungstraverse 30 in Richtung parallel zur zweiten Richtung Y exakt relativ zum Substratträger 12 zu führen, insbesondere um eine Bewegung der Führungstraverse 30 in der ersten Richtung X und ein Verschwenken der Führungstraverse 30 aus einer zur ersten Richtung X parallelen Stellung heraus in eine schräg zur ersten Richtung X verlaufende Stellung zu verhindern.
Damit ist die Führungstraverse 30 durch eine Vorschubbewegung in die gewünschte Position verschiebbar, beispielsweise eine Position in der die Optikeinheit 22 eines der Führungsschlitten 72, 74 oder die Optikeinheiten 22 beider Führungsschlitten 72, 74 in der Lage sind, die fotosensitive Beschichtung 18 mit Belichtungsflecken 230 zu beaufschlagen und somit zu belichten.
Die Verschiebung der Führungstraverse 30 erfolgt dabei unter Zuhilfenahme der Linearmotoren 46, 48, die sich in der zweiten Richtung Y erstrecken.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt nun bei Erreichen einer geeigneten Position der Führungstraverse 30 eine Vorschubpause und in dieser wird die Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 dadurch fixiert, dass die Fußelemente 32 und 34 unwirksam geschaltet werden, das heißt, dass die Erzeugung des Luftpolsters abgeschaltet wird, so dass die Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 aufsetzen und aufgrund der dabei entstehenden Reibung eine reibschlüssige Fixierung der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 und somit relativ zum Substratträger 12 erfolgt.
Für den Zeitraum, der erforderlich ist, um die Luftpolster abzubauen und die Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 abzusetzen, werden die Linearmotoren 46, 48 von einem für eine Bewegung derselben vorgesehenen Bewegungsregelungsmodus in einen Stillstandregelungsmodus umgeschaltet, der zwar geeignet ist, die erreichte Position aufrecht zu erhalten, allerdings bei Eintreten der kraftschlüssigen Fixierung der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 einen übermäßigen Stromanstieg und/oder Regelungsschwingungen verhindert.
Nach Erreichen der vollständigen reibschlüssigen Fixierung der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 erfolgt dann ein Abschalten der elektrischen Linearmotoren 46, 48.
Somit ist durch Fixieren der Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 eine Ausgangsstellung der Führungstraverse 30 erreicht, in welcher eine Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 erfolgen kann.
Hierbei werden zunächst in einem Eichlauf die Führungsschlitten 72, 74 in der ersten Richtung X über den gesamten Substratkörper 16 hinwegbewegt und im Rahmen dieses Eichlaufs wird mit den Interferometerköpfen 280 erfasst, inwieweit sich die Optikeinheit 22 allein durch die Führung der Führungsschlitten 72, 74 an der Führungstraverse 30 parallel zur ersten Richtung X bewegt.
Bei einer geringfügigen Fehlorientierung, beispielsweise einer Verdrehung der Führungstraverse 30, wird, wie in Fig. 9 dargestellt, eine Bewegung der Optikeinheit 22, in diesem Fall des Interferometerkopfs 280 längs einer Bahn 292 festgestellt, die beispielsweise um eine Winkel α von einer zur ersten Richtung X parallelen Richtung abweicht, wobei die erste Richtung X durch die inter- ferometrisch abgetastete Spiegelfläche 282 vorgegeben ist. Weicht, wie in Fig. 9 dargestellt, die Bahn 292 von der ersten Richtung X durch einen Schräglauf umfassend eine Bewegung in der zweiten Richtung Y ab, so lässt sich diese Abweichung rechnerisch ermitteln und durch eine Korrekturgröße KY für die Position der Optikeinheit 22 in der zweiten Richtung Y korrigieren.
Die Korrekturgröße KY ist dabei entweder zur Ansteuerung der Positioniereinrichtungen 152 einsetzbar, mit welchen die Position des Traggestells 140 relativ zum Führungsgestell 130 in der zweiten Richtung Y veränderbar ist. Es ist aber auch denkbar, diese Korrekturgröße KY zur Ansteuerung der Positioniereinrichtung 232 einzusetzen, mit welcher sich ebenfalls die Belichtungsflecken 230 in der zweiten Richtung Y versetzen lassen.
Vorzugsweise erfolgt eine Ansteuerung der Positioniereinrichtungen 152, so dass abhängig von der Position der jeweiligen Optikeinheit 22 längs der ersten Richtung X eine Korrektur von deren Position durch Verschiebung in der zweiten Richtung Y erfolgt, so dass ein Bewegen der Optikeinheit 22 über den Substratkörper 16 hinweg in der ersten Richtung X zu einer korrigierten Bahn 294 führt, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, wobei diese korrigierte Bahn 294 im Rahmen der Messgenauigkeit des Interferometerkopfes 280 parallel zur ersten Richtung X verläuft.
Die Korrekturgröße KY kann jedoch nicht nur dazu verwendet werden, einen Schräglauf der Bahn 292 relativ zur ersten Richtung X zu korrigieren, sondern auch dazu, einen gebogenen oder welligen Verlauf so zu korrigieren, dass die im Rahmen der Messgenauigkeit geradlinig verlaufende korrigierte Bahn 294 von der Optikeinheit 22 beim Bewegen derselben über den Substratkörper 16 hinweg erreicht wird. Nach dem Eichlauf erfolgt, wie in Fig. 10 schematisch am Beispiel von fünf Belichtungsflecken 230 dargestellt, die Bewegung der durch die Zahl oder in der Aufnahmeeinheit 228 nebeneinanderliegenden Lichtleiter 196 vorgegebenen Vielzahl in Richtung der Reihe 231 nebeneinanderliegender Belichtungsflecken 230 in der ersten Richtung X, wobei die Vielzahl der in der Reihe 231 liegenden Belichtungsflecken einen gleichzeitig bewegten Satz 296 von Belichtungsflecken 230 darstellt und die Vielzahl ungefähr 50 bis 1000 Belichtungsflecken 230 umfasst über den Substratkörper 16 hinweg, so dass mit dem Satz 296 von Belichtungsflecken 230 eine Belichtung der innerhalb der von einer Makrozeile 298 umfassten Zeilen durchführbar ist. Dabei erfolgt die Bewegung in der ersten Richtung X zum Belichten der Zeilen innerhalb einer Makrozeile 298 durch Verfahren des jeweiligen Führungsschlittens 72, 74 längs der Führungstraverse 30 in einer ersten Bewegungsrichtung X1 in der ersten Richtung X, danach durch eine Bewegung in der zweiten Richtung Y ein Wechsel zu einer anderen Makrozeile 298, der durch geeignetes Ansteuern der Positioniereinrichtungen 152 oder 232 ausführbar ist, und anschließend zum Belichten der Zeilen in der nächsten Makrozeile 298 die Bewegung in einer zweiten Bewegungsrichtung X2 in der ersten Richtung X, die der ersten Bewegungsrichtung Xi entgegengesetzt verläuft. Somit sind insgesamt bei auf dem Substratträger 12 ruhender Führungstraverse 30 innerhalb einer Gruppe G von unmittelbar aneinander anschließender nebeneinanderliegender Makrozeilen 298 sämtliche für eine Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 erforderlichen Belichtungsschritte durchführbar, um eine gewünschte belichtete Struktur in der fotosensitiven Beschichtung 18 zu erhalten. Die Zahl der von der Gruppe G umfassten Makrozeilen 298 ist dabei abhängig von dem durch die Positioniereinrichtungen 152, 232 möglichen Weg. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist dabei darin zu sehen, dass eine größtmögliche Präzision dadurch erreichbar ist, dass die Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 währen der Belichtungsvorgänge ruhend angeordnet ist und die Verschiebungen in der zweiten Richtung Y lediglich durch Ansteuern der Positioniereinrichtungen 152 oder 232 erfolgt.
Das Erfassen der exakten Position der Optikeinheit 22 kann bei Ansteuern der Positioniereinrichtungen 152 unmittelbar durch den Interferometerkopf 280 erfolgen, welcher die Position des Traggestells 140 relativ zu den Spiegelflächen 282 und 284 exakt vermessen kann, im Fall der Ansteuerung der Positioniereinrichtung 232 ist deren internes Wegmesssystem ergänzend zu den von dem Interferometerkopf 280 ermittelten Positionsdaten heranzuziehen.
Nach dem Belichten innerhalb der Gruppe G unmittelbar nebeneinanderliegender Makrozeilen 298 erfolgt ein Einstellen des Belichtungsvorgangs und nachfolgendes Verschieben der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y.
Hierzu werden die Fußelemente 32 und 34 sowie die Führungselemente 56 und 58 aktiviert, so dass die Führungstraverse 30 wiederum über Luftpolster gelagert in der zweiten Richtung Y bewegbar ist. Während des Aktivierens der Führungselemente 56 und 58 erfolgt eine Ansteuerung der Linearmotoren 46 und 48 in ihrem Stillstandregelungsmodus und anschließend ein Umschalten in den Bewegungsregelungsmodus, in welchem eine gesteuerte Bewegung der Führungstraverse 30 in der zweiten Richtung Y in die nächste Position möglich ist, in welcher wiederum ein Fixieren der Führungstraverse 30 relativ zum Substratträger 12 durch reibschlüssiges Aufsetzen der Fußelemente 32, 34 auf den Laufflächen 36, 38 erfolgt, um dann wieder nach Durchführen eines Eichvorgangs eine Belichtung der fotosensitiven Beschichtung 18 vorzunehmen, im Rahmen von welcher die nächste Gruppe G unmittelbar aneinander anschließender nebeneinanderliegender Zeilen 298 bei relativ zum Substratträger 12 fixierter Führungstraverse 30 erfolgt.
Alternativ dazu ist es auch denkbar, die Führungstraverse 30 durch die Fußelemente 32, 34 luftgelagert über die Laufflächen 36, 38 in der zweiten Richtung Y mit geringer Geschwindigkeit zu bewegen, während eine Belichtung durch Bewegen der Optikeinheit 22 in der ersten Richtung X kontinuierlich erfolgt. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil geringerer Präzision.
Darüber hinaus wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung des Belichtungsvorgangs keine näheren Ausführungen zur Bewegung der Führungsschlitten 72 und 74 gemacht.
Beim Einsatz zweier Führungsschlitten 72 und 74 sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, beide Führungsschlitten 72 und 74 mit den daraufsitzenden Optikeinheiten 22 synchron und gleichsinnig in der ersten Richtung X zu bewegen. In diesem Fall erfolgt eine Kompensation der dabei auftretenden und auf die Führungstraverse 30 wirkenden Beschleunigungskräfte durch gegensinniges Bewegen und insbesondere Beschleunigen der Ausgleichsmasse 160 in dem Führungskanal 162, angetrieben durch den Linearmotor 166. Alternativ dazu ist es denkbar, beim Einsatz zweier Führungsschlitten 72, 74 diese synchron, jedoch gegenläufig zu bewegen, wobei allerdings Drehmomente auf die Führungstraverse 30 wirken, die sich negativ auf die Präzision der Führung der Führungsschlitten in der ersten Richtung X auswirken.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 12, ist auf dem einen der Führungsschlitten 72, 74 die jeweilige eingesetzte Optikeinheit 22 angeordnet und auf dem anderen der Führungsschlitten 74, 72 eine der Masse der Optikeinheit entsprechende Ausgleichsmasse 310, so dass durch die Bewegung beider Führungsschlitten 72, 74 die Präzision der Führung in der ersten Richtung X gesteigert werden kann.
Im Übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen Verwendung finden und diesbezüglich vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Belichtungsanlage für Substratkörper (16), die auf einer Substratoberfläche eine fotosensitive Beschichtung (18) tragen, umfassend ein Maschinengestell (10), einen den Substratkörper (16) tragenden Substratträger (12) mit einer Substratträgerfläche (14) und eine Belichtungseinrichtung (20) mit einer Optikeinheit (22), wobei die Optikeinheit (22) und das Maschinengestell (10) relativ zueinander in einer zu der Substratträgerfläche (14) parallelen ersten Richtung (X) und in einer zur Substratträgerfläche (14) parallelen und quer zur ersten Richtung (X) verlaufenden zweiten Richtung (Y) bewegbar sind, so dass durch diese Relativbewegung in der ersten Richtung (X) und in der zweiten Richtung (Y) die fotosensitive Beschichtung (18) lokal selektiv von mittels der Optikeinheit (22) erzeugbaren Belichtungsflecken (230) belichtbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Belichtungseinrichtung (20) eine Führungstraverse (30) für mindestens einen die Optikeinheit (22) tragenden Führungsschlitten (72, 74) der Belichtungseinrichtung (20) aufweist, dass der Führungsschlitten (72, 74) an der Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbar geführt ist und dass die Führungstraverse (30) am Maschinengestell (10) in Richtung der zweiten Richtung (Y) bewegbar angeordnet ist.
2. Belichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) an dem Maschinengestell (10) mittels Luftlager bildenden Fußelementen (32, 34) bewegbar gelagert ist.
3. Belichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) relativ zum Maschinengestell (10) gegen eine Bewegung in der zweiten Richtung (Y) fixierbar ist.
4. Belichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) durch Aufsetzen von Fußelementen (32, 34) auf das Maschinengestell (10) an diesem fixierbar ist.
5. Belichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Luftlager bildenden Fußelementen (32, 34) der Führungstraverse (30) zum Aufsetzen derselben auf für diese vorgesehenen Laufflächen (36, 38) an dem Maschinengestell (10) die Luftlagerung abschaltbar ist.
6. Belichtungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Maschinengestell (10) aufgesetzten Fußelemente (32, 34) die Führungstraverse (30) kraftschlüssig relativ zum Maschinengestell (10) fixieren.
7. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) zur Durchführung einer Belichtung der fotosensitiven Beschichtung (18) relativ zum Maschinengestell (10) fixierbar ist.
8. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) durch mindestens einen am Maschinengestell (10) angeordneten Vorschubantrieb (46, 48) in der zweiten Richtung (Y) bewegbar ist.
9. Belichtungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Vorschubantrieb ein Linearantrieb (46, 48) ist.
10. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (290) für die Bewegung der Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) vorgesehen ist, welche eine Bewegung der Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) in Form einer Vorschubbewegung gefolgt von einer Vorschubpause ausführt.
11. Belichtungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (290) in der Vorschubpause die Führungstraverse (30) relativ zum Maschinengestell (10) fixiert.
12. Belichtungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine präzise Belichtung der fotosensitiven Beschichtung (18) des Substratkörpers (16) in den Vorschubpausen erfolgt.
13. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubantrieb (46, 48) in der Vorschubpause abschaltbar ist.
14. Belichtungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubantrieb (46, 48) bei an dem Maschinengestell (10) festgelegter Führungstraverse (30) abschaltbar ist.
15. Belichtungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschubantrieb (46, 48) während des Fixierens der Führungstraverse (30) an dem Maschinengestell (10) in einem Stillstandsregelungsmodus steuerbar ist.
16. Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Belichtungsflecken (230) relativ zur Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) einstellbar ist.
17. Belichtungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Belichtungsflecken (230) relativ zur Führungstraverse (30) durch eine steuerbare Positioniereinrichtung (152, 232) einstellbar ist.
18. Belichtungsanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Positioniereinrichtung (152, 232) für die Einstellbarkeit der Belichtungsflecken (230) in der zweiten Richtung (Y) mit einem Messsystem gekoppelt ist.
19. Belichtungsanlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (152) auf die Optikeinheit (22) wirkt.
20. Belichtungsanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (152) die Optikeinheit (22) relativ zu einem Schlittengestell (130) des Führungsschlittens (72, 74) positioniert.
21. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (232) einen Lichtleiterstrang (196, 198) relativ zu einer Abbildungsoptik (220) in der zweiten Richtung (Y) positioniert.
22. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Positioniereinrichtung (152, 232) eine dynamische Positionierung der Belichtungsflecken (230) in der zweiten Richtung (Y) im Zuge der Bewegung derselben in der ersten Richtung (X) durchführbar ist.
23. Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) durch eine dynamische Bewegungsachse (120) in der ersten Richtung (X) relativ zur Führungstraverse (30) bewegbar ist.
24. Belichtungsanlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) durch die dynamische Bewegungsachse (120) in der ersten Richtung (X) längs der Führungstraverse (30) oszillierend bewegbar ist.
25. Belichtungsanlage nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten durch einen Linearantrieb (120) längs der Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbar ist.
26. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten durch einen Linearmotor (120) relativ zur Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbar ist.
27. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) seitlich an der Führungstraverse (30) geführt ist.
28. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten auf einer der Substratträgerfläche (14) abgewandten Oberseite (80) der Führungstraverse (30) geführt ist.
29. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) mittels Luftlagern an der Führungstraverse (30) geführt ist.
30. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) ein längs der Führungstraverse (30) in der ersten Richtung (X) bewegbares und an dieser geführtes Führungsgestell (130) aufweist.
31. Belichtungsanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Führungsschlitten (72, 74) ein relativ zum Führungsgestell (130) bewegbares Traggestell (140) für die Optikeinheit (22) aufweist.
32. Belichtungsanlage nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (140) relativ zu dem Führungsgestell (130) in einer quer zur Substratträgerfläche (14) verlaufenden dritten Richtung (Z) verstellbar ist.
33. Belichtungsanlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (140) mit Luftführungen am Führungsgestell (130) in der dritten Richtung (Z) bewegbar geführt ist.
34. Belichtungsanlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (140) an dem Führungsgestell (130) fixierbar ist.
35. Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlungsquellen (182) der Belichtungseinrichtung (20) nicht auf dem Führungsschlitten (72, 74) angeordnet sind.
36. Belichtungsanlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (182) in einer seitlich der Führungstraverse (30) angeordneten Strahlungserzeugungseinheit (180) angeordnet sind.
37. Belichtungsanlage nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) mit der Führungstraverse (30) in der zweiten Richtung (Y) bewegbar ist.
38. Belichtungsanlage nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) auf separaten für diese vorgesehene Führungen (190) geführt ist.
39. Belichtungsanlage nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) in der zweiten Richtung (Y) durch einen Linearantrieb (194) bewegbar ist.
40. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) auf außerhalb des Maschinengestells (10) angeordneten Führungen (190) bewegbar ist.
41. Belichtungsanlage nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungserzeugungseinheit (180) seitlich neben einer Stirnseite (192) der Führungstraverse (30) angeordnet ist.
42. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein flexibler Lichtleiterstrang (196, 198) von der Strahlungserzeugungseinheit (180) zur Optikeinheit (22) geführt ist.
43. Belichtungsanlage nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Lichtleiterstrang (196, 198) in einer an der Führungstraverse (30) vorgesehenen und zum jeweiligen Führungsschlitten (72, 74) führenden Schleppführung (202, 204) geführt ist.
44. Belichtungsanlage nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppführung (202, 204) in einer an der Führungstraverse (30) vorgesehenen Aufnahme (206) verläuft.
45. Belichtungsanlage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (206) als ein in der Führungstraverse (30) vorgesehener Kanal ausgebildet ist.
46. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (218) des Lichtleiterstrangs (196, 198) mittels einer einstellbaren Positioniereinrichtung (232) relativ zu einer Abbildungsoptik (228) positionierbar ist.
47. Belichtungsanlage nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (232) so ausgebildet ist, dass sie es erlaubt, mindestens einen von der Abbildungsoptik (220) erzeugten Belichtungsfleck (230) auf der fotosensitiven Beschichtung (18) in mindestens einer zu einer Oberfläche (154) der Beschichtung parallelen Richtung (X, Y) zu verschieben.
48. Belichtungsanlage nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (232) so ausgebildet ist, dass sie es erlaubt, den mindestens einen von der Abbildungsoptik (220) erzeugten Belichtungsfleck (230) auf der fotosensitiven Beschichtung (18) in zwei zur Oberfläche (154) der Beschichtung (18) parallelen, quer zueinander verlaufenden Richtungen (X, Y) zu verschieben.
49. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 42 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Positioniereinrichtung (232) eine Aufnahmeeinheit (228) für den Lichtleiterstrang (196, 198) relativ zur Abbildungsoptik (220) derart bewegbar ist, dass ein Durchmesser des mindestens einen auf der fotosensitiven Beschichtung (18) erzeugbaren Belichtungsflecks (230) variierbar ist.
50. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsoptik (220) mit einem Autofokussystem (238) versehen ist.
51. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtungen (152, 232) Piezo- antriebe als Stellantriebe umfassen.
52. Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungstraverse (30) zwei Führungsschlitten (72, 74) angeordnet sind.
53. Belichtungsanlage nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstraverse (30) auf in der zweiten Richtung (Y) gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Führungsschlitten (72, 74) trägt.
54. Belichtungsanlage nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitten (72, 74) synchron in der ersten Richtung (X) verfahrbar sind.
55. Belichtungsanlage nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitten (72, 74) gegenläufig in der ersten Richtung (X) verfahrbar sind.
56. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitten (72, 74) gleichlaufend in der ersten Richtung verfahrbar sind.
57. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten (72, 74) eine Ausgleichsmasse (160) an der Führungstraverse (30) bewegbar ist.
58. Belichtungsanlage nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (160) in einem in der Führungstraverse (30) vorgesehenen Führungskanal (162) bewegbar geführt ist.
59. Belichtungsanlage nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (160) durch einen Linearantrieb (166) angetrieben ist.
60. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (160) synchron und gegenläufig zu dem mindestens einen Führungsschlitten (72. 74) bewegbar ist.
61. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Führungsschlitten (72, 74) eine Optikeinheit (22) trägt und einer der Führungsschlitten (72, 74) eine der Masse der Optikeinheit (22) entsprechende Ausgleichsmasse (310).
62. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Führungsschlitten (72, 74) eine Optikeinheit (22) trägt.
63. Belichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftlager als in Auflagerichtung vorgespannte Luftlager ausgebildet sind.
64. Belichtungsanlage nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Luftlager durch eine magnetische Vorspanneinrichtung (102, 104, 106, 156, 158) erfolgt.
65. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messsystem (280) vorgesehen ist, das beim Bewegen der Optikeinheit (22) ständig die Position der Optikeinheit (22) in der ersten Richtung (X) erfasst.
66. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messsystem (280) vorgesehen ist, das beim Bewegen der Optikeinheit (22) ständig die Position der Optikeinheit (22) in der zweiten Richtung (Y) erfasst.
67. Belichtungsanlage nach Anspruch 65 oder 66, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (280) ein optisches Messsystem ist.
68. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position der Optikeinheit (22) in der ersten Richtung (X) und der zweiten Richtung (Y) interferometrisch erfassbar ist.
69. Belichtungsanlage nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des die Optikeinheit (22) tragenden Traggestells (140) interferometrisch erfassbar ist.
70. Belichtungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (290) für die dynamische Bewegung der Belichtungsflecken (230) vorgesehen ist, welche durch einen Eichlauf in der ersten Richtung (X) den Bewegungsverlaufs der Optikeinheit längs einer durch die Führung an der Führungstraverse (30) vorgegebenen Bahn (292) erfasst.
71. Belichtungsanlage nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (290) eine Abweichung der von der Führungstraverse (30) vorgegebenen Bahn (292) von einer für die Belichtung theoretisch vorgegebenen Bahn (294) in der ersten Richtung (X) erfasst.
72. Belichtungsanlage nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (290) mit der in der zweiten Richtung wirksamen dynamischen Positioniereinrichtung (152, 232) die Bewegung der Belichtungsflecken (230) so korrigiert, dass diese sich auf der theoretisch vorgegebenen Bahn (294) bei in der ersten Richtung bewegter Optikeinheit (22) bewegen.
73. Belichtungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuerung (290) durch die in der zweiten Richtung wirksame Positioniereinrichtung (152, 232) jeder Belichtungsfleck (230) mehrfach in der zweiten Richtung (Y) versetzbar und in der jeweils in der zweiten Richtung neuen Lage parallel zu der ersten Richtung (X) bewegbar ist.
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