DD261866A1

DD261866A1 - ARRANGEMENT FOR POSITIONING LOWER OBJECTS

Info

Publication number: DD261866A1
Application number: DD30448387A
Authority: DD
Inventors: Karl-Werner Gommel; Rudi Neuland
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 1988-11-09

Abstract

Eine Anordnung zur Positionierung ebener Objekte fuer einen Praezisionskoordinatentisch in zweidimensionalen Mess- und Bearbeitungsgeraeten, die ueber ein Laser-Wegmesssystem verfuegen, insbesondere auf dem Gebiet der Mikroelektronik. Die Anordnung besteht aus einer auf Kugeln gelagerten Fuehrungsplatte, einem Objekttraeger und zwei orthogonal angeordneten hochebenen Spiegelstreifen zur Reflexion der Messstrahlen von Laser-Wegmesssystemen, bei der die Spiegelstreifen und der Objekttraeger auf einer Zwischenplatte angeordnet sind, die sich auf der Fuehrungsplatte ueber vorzugsweise drei Kugeln abstuetzt. Dies bewirkt, dass keine horizontalen Kraefte oder Biegemomente von der Fuehrungs- auf die Zwischenplatte uebertragen werden. FigurAn arrangement for positioning planar objects for a precision coordinate table in two-dimensional measuring and processing devices which have a laser displacement measuring system, in particular in the field of microelectronics. The arrangement consists of a mounted on balls guide plate, a slide and two orthogonally arranged high-level mirror strips for reflection of the measuring beams of laser displacement measuring systems, in which the mirror strips and the slide are arranged on an intermediate plate, which is supported on the Fuehrungsplatte over preferably three balls , This ensures that no horizontal forces or bending moments are transferred from the guide plate to the intermediate plate. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Präzisionskoordinatentisch zur Positionierung ebener Objekte, insbesondere Halbleiterscheiben oder Schablonen zum Zweck der Erzeugung, Vermessung oder Kontrolle von Mikrostrukturen. Die Anwendung kann in derartigen Geräten der Mikrolithografie erfolgen.The invention relates to a precision coordinate table for positioning planar objects, in particular semiconductor wafers or stencils for the purpose of generating, measuring or controlling microstructures. The application can be made in such devices of microlithography.

Characteristic of the known state of the art

Es ist bereits bekannt (z.B. WP 140304), daß Präzisionskoordinatentische mit Laserwegmeßsystemen eine hochgenaue Führungsplatte besitzen, die z. B. auf Kugeln auf einer Grundplatte rollt. Auf der Führungsplatte befinden sich der Objektträger und zwei hochebene Spiegelstreifen, an denen die Meßstrahlen der Laserwegmeßsysteme reflektiert werden. Nachteilig daran ist, daß die Führungsplatte bei ihrer Bewegung relativ zu den sie stützenden Kugeln infolge der Belastung durch die Massen der Spiegelstreifen, des Objektträgers und der Eigenmasse elastische Biegeverformungen erleidet. Da die neutrale Faser der Führungsplatte unter der vom Objekt und den Meßstrahlen gebildeten Meßebene liegt, entstehen horizontale Verschiebungen zwischen den Spiegelstreifen und dem Objekt. Diese wirken sich als Meßfehler aus.It is already known (e.g., WP 140304) that precision coordinate tables with laser path measuring systems have a highly accurate guide plate, e.g. B. rolls on balls on a base plate. On the guide plate are the slide and two high-level mirror strips on which the measuring beams of Laserwegmeßsysteme be reflected. The disadvantage of this is that the guide plate undergoes elastic bending deformations during their movement relative to the balls supporting them as a result of the burden of the masses of the mirror strips, the slide and the own mass. Since the neutral fiber of the guide plate lies below the measurement plane formed by the object and the measuring beams, horizontal displacements arise between the mirror strips and the object. These have the effect of measuring errors.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung von Meßfehlern bei der Positionierung ebener Objekte, um somit die Positioniergenauigkeit zu erhöhen und Aufwand für Korrekturen während des Bearbeitungsvorganges zu verringern.The object of the invention is the avoidance of measurement errors in the positioning of planar objects, in order to increase the positioning accuracy and to reduce expenditure for corrections during the machining process.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Positionierung zu entwickeln, bei der elastische Biegeverformungen der Führungsplatte keinen Einfluß auf die gegenseitige Lage des Objektes zu den Spiegelstreifen haben, um ihre horizontalen Abstände in der Meßebene einzuhalten.The invention has for its object to develop a positioning arrangement in which elastic bending deformations of the guide plate have no influence on the mutual position of the object to the mirror strips to maintain their horizontal distances in the measurement plane.

Anhand einer Anordnung zur Positionierung ebener Objekte, insbesondere Halbleiterscheiben oder Schablonen, bestehend aus einer auf Kugeln gelagerten Führungsplatte, einem Objektträger und zwei orthogonal angeordneten hochebenen Spiegelstreifen zur Reflexion der Meßstrahlen von Laser-Wegmeßsystemen, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Spiegelstreifen und der Objektträger auf einer Zwischenplatte angeordnet sind, die sich auf der Führungsplatte über vorzugsweise drei Kugeln abstützt.Based on an arrangement for positioning planar objects, in particular semiconductor wafers or stencils, consisting of a mounted on balls guide plate, a slide and two orthogonally arranged high-level mirror strips for reflection of the measuring beams of laser Wegmeßsystemen, the object is achieved in that the mirror strips and the Slides are arranged on an intermediate plate, which is supported on the guide plate via preferably three balls.

Es ist vorteilhaft, wenn je eine der drei Kugeln beidseitig an der Führungs- und an der Zwischenplatte an zwei ebenen Flächen parallel zur Meßebene, in zwei kegelförmigen Senkungen und in zwei prismatischen V-Nuten, die auf die kegelförmigen Senkungen gerichtet sind, anliegt.It is advantageous if each one of the three balls on both sides of the guide and on the intermediate plate on two flat surfaces parallel to the measuring plane, in two conical depressions and in two prismatic V-grooves, which are directed to the conical depressions, rests.

Eine andere Möglichkeit ist, daß die drei Kugeln beidseitig an der Führungs- und an der Zwischenplatte in drei sternförmig auf einen gemeinsamen Schnittpunkt gerichteten prismatischen V-Nuten anliegen.Another possibility is that the three balls rest on both sides of the guide and on the intermediate plate in three star-shaped directed to a common point of intersection prismatic V-grooves.

Außerdem können die drei Kugeln beidseitig an der Führungs- und Zwischenplatte an zur Meßebene parallelen Ebenen anliegen, wobei die Zwischenplatte durch Federn seitlich gegen drei mit der Führungsplatte verbundene leitende oder rollende Anschläge gedrückt wird.In addition, the three balls on both sides of the guide and intermediate plate abut planes parallel to the measurement plane, wherein the intermediate plate is pressed by springs laterally against three connected to the guide plate conductive or rolling stops.

Anstelle der beidseitigen Anlage der Kugeln können diese an der Führungs- oder Zwischenplatte einseitig starr befestigt werden und einseitig entsprechend den genannten Möglichkeiten anliegen. Die Zwischenplatte ist vorzugsweise aus einem Material mit niedriger Wärmedehnungszahl auszuführen, um thermische Einflüsse auf die Meßgenauigkeit bei Temperaturänderungen während des Meß- und Bearbeitungszyklus zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt aufgrund der Zwischenplatte, die sich über die Kugeln auf der Führungsplatte abstützt, daß keine horizontalen Kräfte oder Biegemomente von der Führungs- auf die Zwischenplatte übertragen werden. Dadurch wird eine formschlüssige Sicherung gegen horizontale Verschiebungen der Zwischenplatte zur Führungsplatte gewährleistet.Instead of the two-sided investment of the balls, these can be rigidly attached to the guide or intermediate plate on one side and rest on one side according to the said possibilities. The intermediate plate is preferably made of a material with a low coefficient of thermal expansion to avoid thermal influences on the accuracy of measurement with temperature changes during the measurement and processing cycle. The arrangement according to the invention causes due to the intermediate plate, which is supported on the balls on the guide plate, that no horizontal forces or bending moments are transmitted from the guide to the intermediate plate. As a result, a positive securing against horizontal displacements of the intermediate plate is ensured to the guide plate.

embodiment

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. Die Figur stellt die Seitenansicht und Draufsicht eines Präzisionskoordinatentisches zur Positionierung ebener Objekte dar: Eine Führungsplatte 1 ist auf Kugeln 2 auf einer Grundplatte 3 rollend angeordnet. Ein Objektträger 4 mit dem Objekt 5 und hochebene Spiegelstreifen 6 zur Reflexion der Meßstrahlen 7 nicht dargestellter Laser-Wegmeßsysteme sind auf einer Zwischenplatte 8 angeordnet, die sich über drei Kugeln 9 auf der Führungsplatte 1 abstützt. Bei der Rollbewegung auf den Kugeln 2 erfährt die Führungsplatte 1 elastischeVerformungen infolge der Lastverlagerungen der Führungsplatte 1 relativ zu den stützenden Kugeln 2.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and the accompanying drawings. The figure represents the side view and top view of a precision coordinate table for positioning planar objects: A guide plate 1 is arranged rolling on balls 2 on a base plate 3. A slide 4 with the object 5 and high-level mirror strips 6 for reflection of the measuring beams 7 not shown laser Wegmeßsysteme are arranged on an intermediate plate 8, which is supported on the guide plate 1 via three balls 9. During the rolling movement on the balls 2, the guide plate 1 experiences elastic deformations due to the load displacements of the guide plate 1 relative to the supporting balls 2.

Die Zwischenplatte 8 dagegen wird durch ihre geometrisch bestimmte Lagerung auf den drei Kugeln 9 nicht verformt, so daß die hochebenen Spiegelstreifen 6 ihre relative Lage zum Objekt 5 exakt beibehalten und keine Meßfehler entstehen.The intermediate plate 8, however, is not deformed by their geometrically determined storage on the three balls 9, so that the high-level mirror strips 6 maintain their relative position to the object 5 exactly and no measurement errors.

Claims

1. An arrangement for positioning planar objects, in particular semiconductor wafers or templates, consisting of a mounted on balls guide plate, a slide and two orthogonally arranged high-level mirror strips for reflecting the measuring beams of laser Wegmeßsystemen, characterized in that the mirror strips and the slide disposed on an intermediate plate are, which is supported on the guide plate via preferably three balls.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each one of the three balls on the guide and on the intermediate plate on two flat surfaces parallel to the measuring plane, in two conical depressions and in two prismatic V-grooves, which are directed to the conical depressions, is applied.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that abut the three balls on the guide and on the intermediate plate in three star-shaped directed to a common intersection prismatic V-grooves.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that abut the three balls on the guide and intermediate plate at planes parallel to the measurement plane and the intermediate plate is pressed by springs laterally against three associated with the guide plate sliding or rolling stops.

5. Arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that the balls are rigidly attached to the guide or intermediate plate on one side.

6. Arrangement according to the points 1 to 5, characterized in that the intermediate plate consists of a material with a low coefficient of thermal expansion.

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