SU864384A1

SU864384A1 - Device for manufacturing semiconductor instruments

Info

Publication number: SU864384A1
Application number: SU792839321A
Authority: SU
Inventors: Лев Аронович Гельперин; Сергей Абрамович Боргаков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4816
Priority date: 1979-10-01
Filing date: 1979-10-01
Publication date: 1981-09-15

Description

Изобретение относитс к электрон ной технике, в частности к устрой ствам дл изготовлени полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, преимущественно иммерсионных болометров. Известно устройство дл изготовле ни полупроводниковых приборов, содержащее станину, нагреватель линзы и нагреватель активного элемента, в котором активный элемент крепитс к линзе с помощью легкоплавной фазы 1. Недостаток данного устройства отсутствие контрол толщины иммерсионного сло между линзой и чувствительным элементом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс уст ройство дл изготовлени полупроводниковых приборов, содержащее станину с закрепленными на ней предметным столом, соединенным с механизмом перемещени , нагревателем линзы, нагревателем активного элемента, манипул тор , микроскоп и приборы контрол и поддержани температуры Г23 . Однако данное устройство не обеспечивает контроль толщины промежуточ ного иммерсионного сло между активным элементом и линзой, требуемой равномерности иммерсионного сэто и имеет низкую производительность изза необходимости охлаждени печи после каждого цикла дл последующей ориентации активного элемента относительно оптической оси линзы, которую можно обеспечить только на холодной линзе,и,кроме того,отсутствует возможность управлени толщиной указанного сло . Цель изобретени - повышение выхода годных приборов путем получени заданной равномерной толщины иммерсионного сло . Цель достигаетс тем, что устройство дл изготовлени полупроводниковых приборов, содержащее станину с закрепленными на ней предметным столом, соединенным с механизмом перемещени , нагревателем линзы, нагревателем активного элемента, манипул тор , микроскоп и приборы контрол и поддержани температуры, снабжено блоком контрол иммерсионного сло в процессе спекани , соединенным с линзой и нагревателем активного элемента, выполненным в виде стержн , контактна поверхность которого параллельна фокусной плоское-The invention relates to electronic engineering, in particular, to devices for the manufacture of semiconductor devices sensitive to infrared radiation, mainly immersion bolometers. A device for manufacturing semiconductor devices is known, comprising a frame, a lens heater and an active element heater in which the active element is attached to the lens using a low melting phase 1. The disadvantage of this device is the lack of control of the thickness of the immersion layer between the lens and the sensitive element. The closest to the proposed technical entity is a device for manufacturing semiconductor devices, containing a frame with a subject table fixed on it, connected to a transfer mechanism, a lens heater, an active element heater, a manipulator, a microscope and instruments for monitoring and maintaining temperature G23. However, this device does not control the thickness of the intermediate immersion layer between the active element and the lens, the required immersion uniformity, and has low productivity due to the need to cool the furnace after each cycle for subsequent orientation of the active element relative to the optical axis of the lens, which can only be provided on a cold lens, and furthermore, there is no possibility of controlling the thickness of said layer. The purpose of the invention is to increase the yield of instruments by obtaining a given uniform thickness of the immersion layer. The goal is achieved by the fact that the device for manufacturing semiconductor devices, comprising a frame with an object table fixed on it, connected to a transfer mechanism, a lens heater, an active element heater, a manipulator, a microscope and temperature control and maintenance devices, is equipped with an immersion layer control unit in the process sintering, connected to the lens and heater of the active element, made in the form of a rod, the contact surface of which is parallel to the focal plane

ти линзы, а нагреватель линзы расположен коаксиально нагревателю активного элемента и теплоизолирован от него, при этом питание нагревателей выполнено независимым.these lenses, and the lens heater is located coaxially with the heater of the active element and is insulated from it, while the power of the heaters is independent.

Кроме того, устройство снабжено кольцевой замкнутой трубкой с отверсти ми дл подачи охлаждающего воздуха , расположенной соосно нагревател м , IIn addition, the device is equipped with an annular closed tube with holes for the supply of cooling air located coaxially with the heaters, I

На фиг. 1 представлено устройствоFIG. 1 shows the device

общий вид на фиг. 2 - фрагмент болометра с активным элементом до спекани ; на фиг. 3 - то же, в процессе спекани .General view of FIG. 2 - a fragment of a bolometer with an active element prior to sintering; in fig. 3 - the same, in the process of sintering.

Устройство смонтировано на кронштейне 1 и содержит манипул тор 2, микроскоп 3 и нагревательную головку 4, Манипул тор 2 состоит из двух взаимно перпендикул рных кареток 5 и 6, перемещаемых с помощью винтов 7. На верхней каретке 6 установлен поворотный диск 8, в центральное отверстие которого запрессована втулка 9 из теплостойкого изол ционного материала (например, фторопласта). Расточка втулки 9 служит дл центрировани линзы 10 болометра. Нагревательна головка 4 содержит нагреватель лин ,зы, выполненный в виде спирали 11, намотанной через слюд ную прокладку 12 на медный корпус 13. Температура нижней части корпуса 13 измер етс термопарой 14. Нагреватель чувствительного элемента состоит из спирали 15, внутри которой с небольшим зазором размещаетс полый стержень 16. Температура донышка стержн измер етс термопарой 17. Стержень 16 центрируетс двум втулками 18, вставленньпии в центральные отверсти двух теплостойких шайб 19, изготовленных из кварцевого стекла, и может перемещатьс в вертикальном направлении. Корпус 13 и стержень 16 теплоизолированы друг от друга и от несущего их кронштейна 20 с помощью теплоизол ционных колец 21 и прокладок 22. Кронштейн 20 оканчиваетс шаровьм хвостовиком , шарнирно закрепленными на вертикальной поворотной оси 23, что позвол ет выставить донь ико полого стержн 16 параллельно плоскости линзы 10. Нижн плоскость донышка отполирована до высокой чистоты и служит нагревателем чувствительного элемента 24 и контактом при измерении ТОЛ1ЦИНЫ иммерсионного сло между чувствительным элементом 24 и линзой 10. Величина вертикального давлени стержн 16 на чувствительный элемент 24 при спекании его с линзой регулируетс грузом 25, который можно передвигать вдоль рычага 26, один конец которого может поворачиватьс на оси 27, а другой - опираетс на верхнюю плоскость стержн 16. Нагревательна головка 4 установлена соосно с оптической осью микроскопа 3The device is mounted on the bracket 1 and contains a manipulator 2, a microscope 3 and a heating head 4, the manipulator 2 consists of two mutually perpendicular carriages 5 and 6, moved with screws 7. On the upper carriage 6 a rotating disk 8 is installed, in the central hole which pressed sleeve 9 of heat-resistant insulating material (for example, fluoroplastic). The bore of the sleeve 9 serves to center the lens 10 of the bolometer. The heating head 4 contains a liner heater, made in the form of a helix 11 wound through a mica pad 12 onto the copper case 13. The temperature of the lower part of the case 13 is measured by a thermocouple 14. The heater of the sensitive element consists of a helix 15, inside of which a small gap is placed the hollow rod 16. The temperature of the bottom of the rod is measured by a thermocouple 17. The rod 16 is centered by two bushings 18, inserted into the central holes of two heat-resistant washers 19 made of quartz glass, and can move with a vertical direction. The housing 13 and the rod 16 are thermally insulated from each other and from the bracket 20 supporting them by means of heat insulating rings 21 and gaskets 22. The bracket 20 ends with a ball end hinged on the vertical rotary axis 23, which allows the bottom 16 of the hollow rod 16 to be aligned parallel to the plane lenses 10. The bottom plane of the bottom is polished to a high purity and serves as a heater for the sensitive element 24 and as a contact when measuring the TOL1CINES of the immersion layer between the sensitive element 24 and the lens 10. Size When sintering it with a lens, the pressure rod 16 is controlled by a weight 25, which can be moved along the lever 26, one end of which can rotate on axis 27 and the other end rests on the upper plane of the rod 16. The heating head 4 is installed coaxially with the optical microscope axis 3

и может перемещатьс в вертикальном и горизонтальном направлени х. С этой целью поворотна ось 23 закреплена в подшипниках на вертикальной каретке 28, а сид ща на нижнем конце оси 23 вилка 29 охватывает рычаг 30 и опираетс на регулировочный ,винт 31 на конце рычага 30. Рычаг 30 закреплен в шаровой опоре 32 и при его повороте в вертикальной плоскости нагревательна головка 4 поднимаетс или опускаетс , а при повороте рычага 30 в горизонтальном направлении вилка 29 отводит нагревателную головку 4 в сторону. Иммерсионна линза 10 опираетс на контактный стержень, который соединен проводом с прибором 33, контролирующим толщину сло легкоплавкого стекла между активным элементом и линзой при спекании . Второй конец прибора подключе к стержню 16. Дл охлаждени болометра после спекани предусмотрена кольцева трубка 34 с отверсти ми дл подачи охлаждающего воздуха, расположена соосно нагревательным спирал м 11 и 15.and can be moved in vertical and horizontal directions. For this purpose, the pivot axis 23 is fixed in bearings on a vertical carriage 28, and a fork 29 seated at the lower end of axis 23 engages the lever 30 and rests on the adjusting screw 31 at the end of the lever 30. The lever 30 is fixed in the ball bearing 32 and when it rotates in the vertical plane, the heating head 4 rises or lowers, and when the lever 30 rotates in the horizontal direction, the fork 29 pulls the heating head 4 to the side. The immersion lens 10 rests on a contact rod, which is connected by wire to the device 33, which controls the thickness of the low-melting glass layer between the active element and the lens during sintering. The second end of the device is connected to the rod 16. To cool the bolometer after sintering, an annular tube 34 with openings for supplying cooling air is provided, located coaxially with the heating coils 11 and 15.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Нагревательную головку 4 отвод т в сторону из пол зрени микроскопа 3. Линзу 10 с нанесенным на ее поверхность иммерсионным слоем из легкоплавкого стекла устанавливают в гнезде манипул тора 2 и перемещают в поле зрени микроскопа 3 до тех пор, пока реперные метки на плоскости линзы 10, определ ющие ее оптическую ось, не совмест т с перекрестьем экрана микроскопа 3. Активный элемент 24 помещают на плоскость линзы 10 и, двига его с помощью специальной кисточки на плоскости линзы , также ориентируют по перекрестью экрана микроскопа 3, обеспечива точное совмещение с оптической осью линзы. Включают электропитание нагревательной головки 4 и устанавливаю ее в рабочее положение с помощью рычага 30. При этом медный корпус 13 нагревательной головки 4 садитс на металлический корпус линзы 10, а доньЕико стержн 16 опускаетс на чувствительный элемент 24 и прижимает его к плоскости линзы 10 с усилением, определ емым грузом 25. По истечении установленного времени, необходимого дл разогрева линзы 10 и чувствительного элемента 24 до температуры несколько ниже температуры разм гчени стекла, на нагреватель подают дополнительное напр жение. Стержень 16 разогреваетс до температуры на 10IS C Dbttue температуры разм гчени стекла. Это тепло через активный элемент 24 передаетс на прилегающий к элементу слой стекла, которое разм гчаетс и под действием груза 26 донышко стержн 16 вдавливает чувствительный элемент 24 в иммерсионный слой и осуществл етс спекание. Толщина иммерсионного сло стекла контролируетс и регулируетс с помо|щькз прибора 33 (например, .,терассметра ) поскольку величина сопротивлениThe heating head 4 is retracted from the field of view of the microscope 3. A lens 10 with an immersion layer of low-melting glass deposited on its surface is installed in the slot of the manipulator 2 and moved in the field of view of the microscope 3 until the reference marks on the plane of the lens 10, defining its optical axis is not compatible with the crosshairs of the microscope screen 3. The active element 24 is placed on the plane of the lens 10 and, moving it with a special brush on the plane of the lens, is also oriented along the cross of the screen of the microscope 3, ensuring precise alignment with the optical axis of the lens. The power supply of the heating head 4 is turned on and installed in the operating position by means of the lever 30. In this case, the copper body 13 of the heating head 4 sits on the metal case of the lens 10, and the bottom rod 16 is lowered onto the sensing element 24 and presses it to the plane of the lens 10 with amplification, determined by the load 25. After the prescribed time required to heat the lens 10 and the sensitive element 24 to a temperature slightly below the glass softening temperature, an additional voltage is applied to the heater the The rod 16 is heated to a temperature of 10IS C Dbttue of the glass softening temperature. This heat is transferred through the active element 24 to a layer of glass adjacent to the element, which is softened and, under the action of load 26, the bottom of the rod 16 presses the sensitive element 24 into the immersion layer and is sintered. The thickness of the immersion glass layer is monitored and controlled using instrument 33 (e.g., terassmeter) since

элемента 24 при температуре спекани известна, прибор 33 с достаточной точностью позвол ет контролировать сопротивление, а следовательно и тощину иммерсионного сло стекла. По достижении заданной величины сопротивлени , которое определ ет толщину сло , прибор 33 отключает спирали 11 и 15 и включает подачу холодного воздуха в кольцевую трубку 34. дл ограничени инерционного нагревани . Когда температура чувствительного элемента 24 станет на 1015 С ниже температуры плавлени легкоплавкого стекла, подачу воздуха выключают, а нагревательную головку 4 поднимают и отвод т в сторону. Далее цикл повтор етс .element 24 at the sintering temperature is known, the device 33 with sufficient accuracy allows you to control the resistance, and hence the thickness of the immersion glass layer. Upon reaching a predetermined resistance value, which determines the thickness of the layer, the device 33 shuts off the spirals 11 and 15 and turns on cold air into the annular tube 34. to limit inertial heating. When the temperature of the sensing element 24 is 1015 ° C below the melting point of the low-melting glass, the air supply is turned off and the heating head 4 is raised and taken to the side. Then the cycle repeats.

Claims

1. Device for the manufacture of semiconductor devices, the advantage. Significantly radiation receivers containing a frame with an object table fixed on it, connected to a transfer mechanism, a lens heater, an active element heater, a manipulator, a microscope and temperature control devices that distinguish c. . In order to increase the yield of devices by obtaining a given uniform thickness of the immersion layer, it is equipped with an immersion layer control unit in the sintering process, connected to the lens and the active element body, made in the form of a rod, the contact surface of which is parallel to the focal plane lens, and the lens heater is located coaxial to the heater

5 of the active element and is insulated from it, while the power of the heaters is independent.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is provided

0 an annular closed tube with holes for the supply of cooling air located coaxially with the heaters.

Sources of information taken into account in the examination

1. French Patent 2296941,

cl. H 01 L 35/34, 1978.

2. TU-YA2M2.335.020. A device for attaching crystals with ball leads to chip substrates model EM-431 (prototype).