SU1013744A1 - Устройство дл контрол полупроводниковых пластин - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН, содержащее подвижный базовый стол с приводом , св занный с базовым столом преобразователь линейных перемещений, подключенный к его выходу первым входом блок обработки и индикации, отличающеес  тем, что, с целью расширени - функциональных зоз можностей, оно снабжено опорным столом, установленным в плоскости, эквидистантной gnoBepxHocTH базового стола,-на сферическом шарнире и трех подпружиненных аксиальных упорах, . четырьм  измерител ми смещени  исходного положени  опорного стола, измерителем прижимного усили  базо- . вого стола, узлом управлени  приводом, блок обработки и индикации выполнен в виде совокупности двух электронных преобразователей, узла коммутации, анализатора,  чейки пам ти, двух сумматоров,  чейки запуска, узла коррекции , индикаторов отклонени  от плоскостности, толщины, отклонени  от параллельности, и остаточного . напр жени , выход первого электронного преобразовател  св зан с входами узла коммутации и анализатора, первый выход узла коммутации соеди|нен с  чейкой пам ти, второй - с индикатором толщины и вторыми входами первого сумматора и узла коррекции, выход  чейки пам ти соединен с первым входом, первого сумматора, св занного с индикатором отклонени  от плоскостности, каждЕЛй из четырех выходов второго электронного преобразовател  св зан с соответствующим входом второго сумматора, первый выход второго сумматора подключен к индикатору отклонени  от параллельности , второй - к третьему входу узла коррекции, выход которого св зан с индикатором остаточного напр жени ,  чейка запуска св зана с вторым вхо дом узла коммутации, блок обработки и индикации имеет шесть входов и два выхода, причем второй, третий, четвертый, п тый входы соединены с (Л соответствующими входами второго. Электронного преобразовател  и соответствующими измерител ми смещени  ИСХОДНОГО положени  опорного стола,10 «Ьстой вход св зан с первым входом узла коррекции и выходом измерител  прижимного усили  базового .стола, ;первый выход соединен с выходом ана-. лизатора и первым входом узла управлени  приводом, второй - с выходом  чейки, запуска и вторым входом уз00 ла управлени  приводом, а пёр1ВЫЙ вход блока обработки и виндикации св зан с входом 4 4 первого электронного преобразовател . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что привод св зан с базовым столом через рычаг . . и толкатель, толкатель выполнен в виде двух плунжеров, св занных между ::обой с помощью стержневого ограничител  с расположенной на нем пружиной , а измеритель прижимного усили  базового стола кинематически св зан с плунжерами толкател .

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  геометрических араметров и остаточных напр жений ластин, в частности полупроводникоых .

Известно устройство дл  контрол  геометрии изделий сложной формы, содержащее базовый стол, программный привод, датчик перемещений стола., аретку, модульную головку, блок регистрации сигналов

Недостатком устройства  вл ютс  граниченные возможности. УстройствО| не позвол ет измер ть остаточные напр жени  в издели х, а также такие параметры как непараллельность или неплоскостность.,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретении  вл етс  устройство дл  контрол  полупроводниковых пластин, содержащее подвижный базовый стол с приводом , св занный с базовым столом преобразователь линейных перемещений, подключенный к его выходу первым ходом блок обработки и индикации C2J .

Недостатком устройства  вл етс  также его ограниченные возможности измерени  геометрических параметров .(возможно только одностороннее измлрение координат реального профил ), а также невозможность определени  остаточных напр жений в полупроводниковых образцах.

Целью -изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей УJCтpoйcтвa.

поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  полупроводниковых пластин, содержащее подвижный базовый стол с приводом , св занный с базовым столом преобразователь линейных перемещений, подключенный к его выходу первым входом блок обработки и индикации, снабжено опорным столом, установленным в , плоскости, эквидистантной поверхности базового стола, на сферическом шарнире и tpex подпружиненных аксиальных упорах, четырьм  измерител ми смещени  исходного положени  опорного стола, измерителем прижимного усили  базового стола, узлом управлени  приводом, блок обработки и индикации выполнен в виде совокупности двух электронных преобразователей, узла коммутации, анализатора,  чейки пам ти, двух сумматоров,  чейки запуска, узла коррекций, индикаторов отклонени  от плоскос1ности,ТОЛЩИНЕ, отклонени  от параллельностиj остаточного напр жени , выход первого электронного преобразовател  св зан с входами узла коммутации и анализа-тора , первый выход узла коммутации соединен с  чейками пам ти, второй с индикатором толщины и вторыми входами первого сумматора и узла коррекции , выход  чейки пам ти соединен с первым входом первого сумматора, св занного с индикатором отклонени  от плоскостности, каждый из четырех выходов второго электронного преобра зовател  св зан с соответствующим входом второго сумматора, первый выход второго сумматора подключен к индикатору отклонени  от параллельности , второй - к третьему узла коррекции, выход которого св зан с индикатором остаточного напр жени ,  чейка запуска св зана с вторым входом узла коммутации, блок обработки и индикации имеет шесть вхо-: дов и два выхода, причем второй, тре тий, четвертый, п тый входы соедине-г ны с соответствующими входами второго электронного преобразовател  и соответствующими измерител ми смещени  исходного положени  опорного стола ,шестой вход св зан с первым входом узла коррекции и выходом измерител  прижимного усили  базового стола/ Первый выход соединен с выходом анализатора и первым входом узла управлени  приводом, второй - с выходом  чейки sianycKa и входом узла управлени  приводом, а первый вход блока обработки и индикации св зан с входом п«рвого электронного преобразовател  .

Кроме того, привод св зан с базовым столсж через рычаг и толкатель, .толкатель выполнен в виде двух плун;керов , св занных между собой с помощью стержневого ограничител  с расположенной на нём пружиной, а измеритель прижимного усили  базового

стола кинематически св зан с плунжерами толкател .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 -механический узел, разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Основным узлами устройства  вл ютс  механический узел 1 и блок 2 обработки и индикации (фиг. 1).

Механический узел Кфйг. 2) состоит из корпуса 3, опорного стола 4 и позиционера 5, кинематическое замыкание которого с приводом 6 выполнено посредством рычага 7 и толкател  8. Опорный стол 4 зафиксирован в исходном положении ферическим шарниром 9 и трем  подпружинейными упорами 10 и взаимодействует с аксиально установленными измерител ми 11 смещекик -ИСХОДНОГО положени  опорного стола. Позиционер 5 со стороны рычага 7 взаймодействует с установленным вдоль его оси преобразователем 12 линейных перемещений и несет базовый стол 13.

Рабоча  поверхность опорного стола 4. в исходном положении совпадает с плосйостью, эквидистантной плоскос ти базового стола 1-3, Толкатель 8 выполнен в виде плунжеров 14 и 15, между кото{  йи размещена пружина 16. Взаимное исходное положение плунжеров зафиксировано стержневым огранич телем 17. Плунжеры 14 и 15 св заны между собой, например, резис ивным измерителе м 18 прижимного усили  бам зового стола. Исходное положение рычага 7 зафиксировано подпружиненны упором 19i Узлы взаимодействи  рычаг с позиционером 5 и толкателем 8 выполнены с зазорами свободного хода {фиг. 2). Электронный блок 2 содержит первы электронный прео.бразователь 20, вход которого соединен с выходом преобразовател  12 линейных (eний, а выход - с входами узла 21 ко «лутацйи и анализатора 22, выход анализатора с первым входом узла 23 управлени  приводом 4. Первый выход узла 21 ком мутации соединен с входом  чейки 24 пам ти, а выход  чейки пам ти - с первым входом первого сулвлатора 25, выход которого соединен с входом индикатора 26 отклонени  от плоскост ности. Управл ющий вход узла 21 коммутации соединен с выходом  чейки. 27 запуска , а второй ныход - с вторым входом первого суишатора 25, входом индикатора 28 толщины и вторым входом узла 29 коррекции. Выход резистивного из - ерител : 18 соединен с первым входом 29 кЬррекции, выход которого соединен с входом индикатора 30 остаточного напр жени  контролируемой пластины. Выходы измерителей 11 положени  опорного стола 4 через второй электронный пре образователь 31 соеданены с соответствующШДИ входами второго сумматора 32, первый выход которого соединен с входом индикатора-33 отклонени  от параллельности, а второй выход с третьим входом узла 29 коррекции (фиг. 1 Устройство работает следуюицш образом. В исходном положении позиционер неисодитс  в крайнем положении, повер ности базового 13 и опорного 4 стсую соприкасаютс , а сигналы на выходе электронных преобразователей 20,31 и резистивного. измерител  18 имеют нулевое значение% Поворотом рычага 7, в пределах хода подпр5Гжиненного упора 19, баро вый стол 13 отвод т от опорного 4 и в образующуюс  между столами щель устанавливают полупроводниковую пластину 34. Рычаг 7 возвращают в исходное положение и позиционер 5 под действием усили  пружины преобразовател  12 базовым столом 13 прижимает пластину 34 к опорному столу 4. Дл  снижени  погрешности изме-рени  отклонени  от плоскостности жесткость пружины преобразовател  12. устанавливаетс  таким образом, чтобы . значение измерительного усили  пози-j ционера 5 не превышало.5 сН. Зазор свободного хода узла взаимодействи  рычага 7 с позиционердм необходим дл  исключени  вли ни  рычага 7 На формирование измерительного усили  , позиционера 5. . Аналоговый сигнал с. выхода перво-го электронного преобразовател  20, пропорциональный значению хода | , i позиционера 5 через узел 21 коммутации и  чейку 24 пам ти поступнет на первый вход сумматора 25« Затем производ т включение  чейки запуска и сигнал с ее выхода поступает на первый вход узла 23 управлени  приводом , запуска  привод 6 силового перемещени  -позиционера 5 и на управ-; л кжшй вход узла 21 коммутации, пе-j реключающий выход с  чейки 2А пам ти на cyiiwaTOp 25, инд)1катор .28 и узел коррекции 29. Привод 6, взаинйздейству , напри- .. мер при помощи кулачка, с плунжером 15, перемещает его в направлении плунжера 14, сккма  пружину 16, и соответственно,.нагружгш полупроводниковую .пластину 34 до полного ее выравнивани  (фиг. 2). В момент остановки позиционера 5 после выравнивани  пластины 34 прекращаетс  возрастание сигнала на выходе электронг ного преобразовател  20, что обеспечивает формирование анализатором 22 Сигнала отключени  питан1Ь| {Привода 6, поступающего на второй 23 управлени . Аналоговый сигнал с выхода электронного преобразовател  20, пропорцнональный значению Ь , рассто ни  между столами 4 и-13, через узел 21- коммутации поступает на вторые входы сумлаго ра 25 к узла 29 коррекции. С выхода сумматора 25 сигнал, аналоговое значение которого соответствует разнос-, |ТИ величин ti - ti-i f поступает на бкод индикатора 26 отклонени  от плоскостности. Одновременно аналоговый сигнал величины ij поступает на вход индикат ра 28 толпщны пластины в центральной части. Если полупроводникова  пластина имеет отклонение отпараллельности , опорный стол 4 откло|н етс  от исходного положени , воз- ; действу  на измерители 11. Сигналы : с выхода измерителей 11 через второй , |электроннцй преобразователь 31 nocTj - пают на входы сумматора 32. С первого выхода сумматора 32 результат изме- рени  .поступает на вход индикатора 313 отклонени  от..параллельности.

Сигнал с выхода резистивного измерител  18, пропорциональный величине относительного хода плунжеров 14 и 15, и соответственно, пропорциональный величине нагрузки, приложенной к пластине дл  ее выравнивани , поступает через узел 29 коррекции на вход индикатора 30 остаточного напр жени .

Ввод корректирующих сигналов с выхода электронного преобразовател  -20 и сумматора 32 на вход узла 29 коррекции позвол ет повысить точность измерени  остаточных напр жений . Так сигнал с второго выхода суммато 4а 32, пропорциональный приращению усили , приложенного к позиционеру 5 дл  сжати  пружин упоров 10 ( в процессе измерени  полупроводниковых пластин, имеющих отклонение от параллельности), позвол ет выделить значение усили , затрачиваемого только на выравнивание пластины, а сигнал с второго выхода узла коммутации 21, пропорциональный

величине |i, позвол ет учитывать изменение жесткости пластины в зависимости от толщины, поскольку толщина полупроводниковой пластины - величина переменна .

Устройство благодар  возможности измерений р да параметров пластин позвол ет повысить производительность контрол . Количественный контроль

5 остаточных напр жений позвол ет

уменьшить процент брака на процессах фотолитографии и вскрыти  структур/ а также оптимизировать режимы технологических процессов.

18 17 №

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН, содержащее подвижный базовый стол с приводом, связанный с базовым столом преобразователь линейных перемещений, подключенный к его выходу первым входом блок обработки и индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения- функциональных воз⁴ можностей, оно снабжено опорным столом, установленным в плоскости, эквидистантной «поверхности базового стола, на сферическом шарнире и трех подпружиненных аксиальных упорах, . четырьмя измерителями смещения исходного положения опорного стола, измерителем прижимного усилия базо- . вого стола, узлом управления приводом, блок обработки и индикации выполнен в виде совокупности двух электронных преобразователей, узла коммутации, анализатора, ячейки памяти, двух сумматоров, ячейки запуска, узла коррекции, индикаторов отклонения от плоскостности, толщины, отклонения от параллельности, и остаточного напряжения, выход первого электронного преобразователя связан с входами узла коммутации и анализатора, первый выход узла коммутации соединен с ячейкой памяти, второй -.с индикатором толщины и вторыми входами первого сумматора и узла коррекции, выход ячейки памяти соединен с первым входом, первого сумматора, связанного с индикатором отклонения от плоскостности, каждый из четырех выходов второго электронного преобразователя связан с соответствующим входом второго сумматора, первый выход второго сумматора подключен к индикатору отклонения от параллельности, второй - к третьему входу узла коррекции, выход которого связан с индикатором остаточного напряжения, ячейка запуска связана с вторым входом узла коммутации, блок обработки и индикации имеет шесть входов и два выхода, причем второй, третий, <g четвертый, пятый входы соединены с соответствующими входами второго. Электронного преобразователя и соответствующими измерителями смещения •исходного положения опорного стола, шестой вход связан с первым входом узла коррекции и выходом измерителя прижимного усилия базового стола, ’ первый выход соединен с выходом анализатора и первым входом узла управления приводом, второй - с выходом ячейки, запуска и вторым входом узла управления приводом, а пёр;вый вход блока обработки и виндикации связан с входом первого электронного преобразователя.

2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что привод связан с базовым столом через рычаг

- . 4 и толкатель, толкатель выполнен в виде двух плунжеров, связанных между собой с помощью стержневого ограничителя с расположенной на нем пружиной, а измеритель прижимного усилия базового стола кинематически связан с плунжерами толкателя.

SU ...1013744