DE3731120A1 - Universeller objekthalter fuer mikroskope - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen universellen Objekthalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Chipherstellung werden unter Reinraumbedingungen speziell abgestimmte Auflicht/Durchlicht-Mikroskopanordnungen verwendet, um Wafer bzw. Masken zu beobachten und einen Überblick über auftre­ tende Fehler zu erhalten. Wird nun aus Kostengründen auf die Ver­ wendung von vollautomatischen Inspektionsmikroskopen verzichtet oder sind die anfallenden Stückzahlen gering, so müssen die ein­ zelnen Wafer bzw. Masken manuell ins Mikroskop eingelegt werden. Dabei besteht die Gefahr, daß die zerbrechlichen Wafer oder Masken mit den herkömmlichen am Mikroskoptisch befestigten Klemmvorrich­ tungen beschädigt werden. Ferner müssen die Halte- oder Klemmvor­ richtungen abriebfest und frei von gasenden Schmierstoffen bzw. Lacken ausgestaltet werden.

Haltevorrichtungen, die diese Bedingungen erfüllen, sind bereits bekannt und bestehen im wesentlichen aus einem Rahmen, der auf ei­ nen Mikroskoptisch montiert wird. Über einzelne in diesen Rahmen einlegbare vorgefertigte Ringe mit verschiedenen Abmessungen läßt sich eine definierte Aufnahme für die verschiedensten Maskengrößen erreichen. Der Wechsel der Masken bzw. Wafer kann von oben erfol­ gen, wobei diese nur mit ihren Randbereichen die Auflagefläche be­ rühren. Nachteilig ist jedoch die Vielzahl der benötigten Ringe, um die derzeit bekannten Größen und Formen zu haltern. Durch diese Haltevorrichtung sind Masken bzw. Wafer nur gegen ein seitliches Verrutschen geschützt, da eine endgültige Festlegung des Wafers bzw. der Masken nicht möglich ist. Es hat sich daher als Vorteil erwiesen, derartige empfindliche Objekte über eine Vakuumeinrich­ tung zu haltern.

Ein solcher Objekthalter ist aus der DE-OS 33 21 853 bekannt. Er besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Rumpfstück, dessen Unterseite mit einer planen Anlagefläche ausgestattet ist. In die Unterseite sind ferner stiftförmige Anschläge zum Positionieren von Objektträgern angebracht. In der Anlagefläche sind Luftein­ saugöffnungen vorhanden, die mit einem Kanal innerhalb des Rumpf­ stückes verbunden sind. Über eine Vakuumpumpe läßt sich in diesem Kanal ein Unterdruck erzeugen, so daß die Objektträger entgegen der Schwerkraft an die Anlagefläche gepreßt werden.

Dieser Objekthalter weist jedoch den Nachteil auf, daß er sich nur für Objektträger einer bestimmten Form und Größe verwenden läßt. Ferner müssen die Objekte von unten her angelegt werden. Eine der­ artige Halterung kommt jedoch für Objekte mit hochempfindlichen Oberflächen nicht in Betracht.

Ein weiterer Objekthalter ist aus der DE-PS 24 49 291 bekannt. Auf einem Tisch sind gegenüberliegend zwei aufrechtstehende Grundkör­ per mit je einem Arm angeordnet. Diese Arme weisen eine plane Ob­ jektträger-Richtfläche auf, die in Richtung des Tisches zeigt. Die Objektträger-Richtflächen sind ferner mit Öffnungen ausgestattet, die mit Vakuumleitungen verbunden sind. Über eine entsprechende Pumpe wird die Luft evakuiert und über den Unterdruck der Objekt­ träger entgegen der Schwerkraft gehalten.

Auch dieser Objekthalter läßt nur Objektträger einer bestimmten Größe und Form zu und weist darüber hinaus den Nachteil auf, daß die empfindliche Oberfläche eines Wafers gegen eine Anlagefläche gepreßt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und einen Objekthalter anzugeben, der Objekte unterschiedlicher Größe und Form erschütte­ rungsfrei aufnehmen und definiert positionieren kann, wobei außer­ dem ein kontaminationsfreies, ergonomisch günstiges Objekt-Hand­ ling gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Objekthalters in Ar­ beitsstellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Objekthalters in der Stellung Objektwechsel,

Fig. 3 die Vorderansicht der Anschlagleiste,

Fig. 4 die Anschlagleiste in Seitenansicht,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Objekthalter entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Linie V-V.

Die Fig. 1 zeigt einen Objekthalter 100 mit einer als rechtwink­ liger Rahmen 15 ausgebildeten Grundplatte. Dieser weist in seinem Inneren eine lichte Öffnung 11 auf, wobei an die innenliegenden Kanten 13 des Rahmens 15 umlaufend eine tieferliegende Kontaktflä­ che 12 zur Auflage für eine nicht mit dargestellte Maske bzw. Wafer angeformt ist. Durch die Kontaktfläche 12 dienen die innen­ liegenden Kanten 13 des Rahmens 15 gleichzeitig als Anschläge für die Positionierung des nicht mit dargestellten Objektes. Ferner ist in der Kontaktfläche 12 ein Lochraster 26 vorgesehen, um eine zusätzliche verstellbare Anschlagleiste 19 mit angeformten Posi­ tionierstiften 20 aufzunehmen. Diese Anschlagleiste 19 weist im Bereich der lichten Öffnung 11 des Rahmens 15 eine Auflagefläche 18 für das zu halternde Objekt auf. Die Auflagefläche 18 ist der­ art an der verstellbaren Anschlagleiste 19 angeordnet, daß sie mit der Kontaktfläche 12 in einer Ebene liegt. In der der Auflageflä­ che 18 zugewandten Kontaktfläche 12 sind über Eck Luftansaugöff­ nungen 16, 17 angeordnet. Im Inneren des Rahmens 15 sind Verbin­ dungskanäle 16 a, 17 a vorgesehen, um die Luftansaugöffnungen 16, 17 mit je einem externen Anschluß 16 b, 17 b zu verbinden. Über geeigne­ te Schlauchleitungen 16 c, 17 c werden diese Anschlüsse 16 b, 17 b über ein zwischengeschaltetes Ventil 24 mit einer Vakuumeinrichtung 14 verbunden. Mit dem Ventil 24 lassen sich wahlweise die Ansaugöff­ nungen 16, 17 oder beide gleichzeitig steuern.

Die Luftansaugöffnung 17 ist derart dimensioniert in der Kontakt­ fläche 12 angeordnet, daß rechtwinklig ausgebildete Objekte jegli­ cher über die Anschlagleiste 19 einstellbaren Größe angesaugt wer­ den. Runde Objekte oder Objekte mit abgerundeten Ecken können nur Teilbereiche der Luftansaugöffnung 17 abdecken, was zu einer unge­ nügenden, mit beträchtlichen Geräuschen behafteten Festlegung führt. Daher ist es notwendig, die Festlegung des Objektes über die Luftansaugöffnung 16 zu betreiben.

1n der Fig. 1 ist ferner ein zusätzliches Rahmenteil 10 gezeigt, in dem der Objekthalter 100 in Doppelpfeil-Richtung verschieblich angeordnet ist. Das Rahmenteil 10 weist Stellschrauben 25 auf, die zur Befestigung und Ausrichtung des Objekthalters 100 an einem nicht mit dargestellten Scanningtisch eines Mikroskops dienen.

Die Fig. 2 zeigt den Objekthalter 100 mit verschobenem Rahmen 15. In dieser Position steht die gestrichelt eingezeichnete optische Achse 29 des Mikroskops direkt senkrecht auf einer am Rahmen 15 vorgesehenen Ausnehmung 28, die dazu dient, im Bereich der Ver­ schiebebahn 22 den freien Arbeitsabstand zwischen dem Objektiv und dem Objekt einzuhalten. In dieser Position kann somit ein Wafer bzw. eine Maske in den Objekthalter eingelegt werden, ohne den Fokus des Mikroskopobjektivs zu verändern.

In dieser Figur ist die Luftansaugöffnung 17 im Gegensatz zur Fig. 1 nicht durchgängig ausgeführt, sondern in zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Einzelöffnungen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn diese Einzelöffnungen separat mit der Vakuumein­ richtung 14 verbunden und Mittel zum wahlweisen Ansteuern der Ein­ zelöffnungen vorgesehen sind.

Zur besseren Handhabung eines Wafers bzw. einer Maske ist in der Ausnehmung 28 eine bis zur Kontaktfläche 12 reichende Aussparung 21 und gegenüberliegend eine weitere Aussparung 21 vorgesehen, um mit einem handelsüblichen Maskengreifer die Objekte zu wechseln.

In der Verschiebebahn 22 des Rahmenteils 10 ist ein Druckschalter 23 angeordnet, der über eine Leitung 27 elektrisch mit der Vakuum­ einrichtung 14 verbunden ist. In der hier gezeigten Position ist der Stromkreis zur Vakuumeinrichtung 14 unterbrochen, so daß ein leichterer Wechsel eines Objektes im Objekthalter 100 möglich ist. Durch Einschieben des Rahmens 15 wird dieser Druckschalter 23 betä­ tigt und der Stromkreis zur Vakuumeinrichtung 14 geschlossen. Die­ ser Druckschalter 23 kann ferner unter Federdruck mit einer Kugel enden und gleichzeitig durch Kugelrastung die Verschiebebahn 22 des Rahmens 15 begrenzen.

In dieser Figur sind die Schlauchleitungen 16 c und 17 c ohne ein zwischengeschaltetes, wie in Fig. 1 dargestelltes Ventil 24 an der Vakuumeinrichtung 14 angeschlossen. Hier können selbstver­ ständlich auch andere Mittel zur Steuerung der Luftansaugöffnungen 16, 17, beispielsweise ein Dreiwegehahn, vorgesehen sein.

Die Fig. 3 zeigt die Anschlagleiste 19 in einer Vorderansicht mit den beiden Positionierstiften 20 und der angeformten Auflagefläche 18, während in Fig. 4 die entsprechende Seitenansicht dargestellt ist.

Die tieferliegende Auflagefläche 18 bildet mit der Anschlagleiste 19 einen rechten Winkel, so daß neben einer planen Auflage für ein entsprechendes Objekt auch ein Anschlag gegen seitliches Verrutschen vorgesehen ist.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Objekthalter 100 mit dem Rahmenteil 10 entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Linie V-V. Der Objekthalter 100 wird in dem Rahmenteil 10 gehaltert und weist die lichte Öffnung 11 auf. Ferner ist die Anschlagleiste 19 ge­ zeigt, deren Auflagefläche 18 mit der Kontaktfläche 12 des Rahmens 15 in einer Ebene angeordnet ist. An die Luftansaugöffnung 16 ist der im Rahmen 15 vorgesehene Verbindungskanal 16 a angeschlossen.

Bezugszeichenliste:

100 Objekthalter
10 Rahmenteil
11 innere lichte Öffnung von 15
12 Kontaktfläche
13 innenliegende Kanten des Rahmens
14 Vakuumeinrichtung
15 Rahmen
16 Luftansaugöffnung
16 a Verbindungskanal
16 b Anschluß
16 c Schlauchleitung
17 Luftansaugöffnung
17 a Verbindungskanal
17 b Anschluß
17 c Schlauchleitung
18 Auflagefläche von 19
19 verstellbare Anschlagleiste
20 Aussparungen an 15; 28
22 Verschiebebahn
23 Druckschalter
24 Ventil
25 Stellschrauben
26 Lochraster in 12
27 elektrische Verbindung (23-14)
28 Ausnehmung an 15
29 optische Achse eines nicht mit dargestellten Mikroskops

Claims (13)

1. Universeller Objekthalter zur Aufnahme von plattenförmigen Objekten, insbesondere von Wafern bzw. Masken, zur Verwendung an einem Mikroskop mit Auf- und/oder Durchlichtbeleuchtung, wobei der Objekthalter eine Grundplatte, eine daran angeord­ nete Aufnahme mit einer planen Kontaktfläche und Anschlägen zum Positionieren der Objekte aufweist, sowie mit einer Vakuumeinrichtung und Luftansaugöffnungen in der Kontaktflä­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte als rechtwinkliger, eine innere lichte Öff­ nung (11) aufweisender Rahmen (15) ausgebildet ist, wobei an die innenliegenden Kanten (13) des Rahmens (15) eine um­ laufende tieferliegende Kontaktfläche (12) als Aufnahme für das jeweilige Objekt angeformt ist und zusätzlich eine ver­ stellbare Anschlagleiste (19) mit einer Auflagefläche (18) in der Ebene der Kontaktfläche (12) vorgesehen ist.

2. Objekthalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlagleiste (19) mindestens zwei Positionierstifte (20) aufweist und in der Kontaktfläche (12) ein entsprechendes Lochraster (26) vorgesehen ist.

3. Objekthalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlagleiste (19) auf der Kon­ taktfläche (12) magnetisch gehaltert wird.

4. Objekthalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlagleiste (19) mittels einer separaten Vakuum-Ansaugeinrichtung auf der Kontaktfläche (12) gehaltert wird.

5. Objekthalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Objekt­ halter (100) in einem zusätzlichen Rahmenteil (10) schlitten­ förmig bewegbar ausgebildet ist.

6. Objekthalter nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Verschiebebahn (22) des Rahmen­ teils (10) ein Druckschalter (23) zum Ein/Ausschalten der Va­ kuumeinrichtung (14) vorgesehen ist.

7. Objekthalter nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Druckschalter (23) zusätzliche Mittel für eine Kugelrastung mit dem Objekthalter (100) zuge­ ordnet sind.

8. Objekthalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagefläche (18) gegenüberliegend die Luftansaugöffnungen (16, 17) über Eck in der Kontaktfläche (12) angeordnet sind.

9. Objekthalter nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftansaugöffnung (17) derart dimensioniert in der Kontaktfläche (12) angeordnet ist, daß sie in jeder Position der Anschlagleiste (19) mit ihrer vol­ len Öffnung ein Objekt ansaugt.

10. Objekthalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den Luftansaugöffnungen (16; 17) Mittel zum wahlweisen Ansteuern einzelner oder mehrerer Öffnungen zugeordnet sind.

11. Objekthalter nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen (15) zwei gegenüberliegende, bis zur Kontaktfläche (12) rei­ chende Ausnehmungen (21) zum Wechseln der Objekte vorgesehen sind.

12. Objekthalter nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Rah­ menteil (10) Stellschrauben (25) zur Befestigung und Ausrich­ tung des Objekthalters (100) an einem Mikroskoptisch angeord­ net sind.

13. Objekthalter nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (10) als Tisch einer Scanningeinrichtung ausgebil­ det ist.