Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 36
Текст из файла (страница 36)
7.6,6), формируемых генератором изображений в соответствии с вводимой в ЭВМ информацией, ется При одиночном фотонаборе топологический чертеж фо м ся двумя парами взаимно перпендикулярных шторок наборной диафрагмы (рис. 7.6,в), которая может поворачиваться дл пения наклона элементов. Возможно также использование для этой цели двух шаблонов, содержащих прямоугольные прозрачные окна (рис. 7.6,г). Г рупповой набор отличается от одиночного тем, что в нем используются два шаблона с наборами прозрачных прямоугольников (рнс.
7.6,д). Изменением взаимного положения шаблонов по- 166 а) Рнс. 7.6. Методы генернрованнн нвображеннй. а — еааннрование; б — фотоиабор; в — одиночный фотонабор е применением наборной диаф. рагмы; г — фотонабор е применением пгабаонов; д — групповой фотонабор; е — фотомонтаж лучают изображения группового наборного элемента в виде набора прямоугольников илн других фигур, Фотомонтаж предусматривает формирование различных фрагментов топологического чертежа на специальном шаблоне-библиотеке (рис, 7.6,е).
Последовательным экспонированием различных фрагментов монтируется топологический рисунок. Наиболее целесообразно использовать монтаж при генерирования изображений топологнческих рисунков, содержащих большое количество одинаковых фрагментов. К ним относятся, например, топологии матричных БИС: запоминающие устройства, регистры, вентильные матрицы и т. д. При серийном изготовлении таких схем,компенсируются затраты на предварительное изготовление шаблонов- библиотек.
Наиболее широко в современном промышленном производстве ПФО применяются генераторы изображений, использующие метод одиночного фотонабора, Рассмотрим конструкцию генератора изображений модели ЭМ-559Б, предназначенного для изготовления ПФО методом одиночного фотонабора с остановкой координатного стола во время экспонирования. Оптико-механическое устройство генератора (рис. 7.7) включает основание 8, четыре стойки 17 и плиту 28, образующие кор- 167 и гз м м м Рис. 7,7. Оптико-механическое устройство генератора изображений 168 пус установки, Объектив 7 закреплен непосредственно в основании 8, к которому снизу на трех штангах 18 подвешены фотонаборный механизм 20 и осветитель 15 с лампой 16, Использованная в генераторе бестубусная конструкция оптико-механического устройства позволяет уменьшить погрешность позиционирования нз-за вибраций и изменения температуры отдельных узлов или всего устройства.
Сверху на основании 8 размещен координатный стол, перемещающий заготовку ПФО по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Координатный стол содержит каретку 3, перемешающуюся по основанию 8, и каретку 4, перемещающуюся в перпендикулярном направлении по каретке 3. Обе каретки имеют аэростатические направляющие, их приводы выполнены в виде магнитоэлектрических двигателей, каждый из которых состоит из статора 9 и якоря 10, Якорь 10 представляет собой каркас, в который уложена и залита эпоксидной смолой обмотка таким образом, что часть каждого витка пересекает окна каркаса, образуя тонкое проволочное полотно.
Это полотно вводится в магннтопровод, образованный постоянным магнитом статора 9. При прохождении по обмотке электрического тока возникает усилие, ~которое передается каретке. Отсчет перемещений кареток производится датчи. ками 2 и 6спомощью дифракционных решеток1и5. Датчики базы 12 н 14 по днфракционным решеткам 11 и 13 периодически контролируют положение и начальную установку кареток координатного стола. Фотонаборный механизм 20 закреплен на основании 19 и предназначен для генерирования прямоугольных элементов топологии ПФО. Он состоит из двух пар взаимно перпендикулярных шторок 38, каждая из которых закреплена на каретке 33, установленной в направляющих 34.
В зазор между кареткой и направляющими подается сжатый воздух, взвешивающий каретку на воздушной подушке. Перемещение шторок в аэростатических направляющих осуществляется с помощью магнитоэлектрического двигателя, якорь 39 которого взаимодействует с постоянным магнитом статора 40.
Контроль положения шторок производится с помощью оптических датчиков, каждый из которых включает линейку 35, связанную с кареткой ЗЗ, неподвижную растровую маску 36, излучатель 32 и фотоприемник 37. Поворот диафрагмы, необходимый для получения наклонных элементов, производится электродвигателем 23 через зубчатую передачу 24, 25 н червячную передачу 22, 21, Червячное колесо 21 вращается в шариковых направляющих 30, Для контроля углового положения наборного элемента служит датчик 31. Фотоэлектрический датчик 27 контролирует поворот диафрагмы на требуемый угол, используя для этого вращающийся диск 26 с про езями. 6 невмосистема установки содержит воздушные фильтры, регуляторы и стабилизаторы давления сжатого воздуха, подаваемого 169 Л гб яа а гг у д 7 р б а Рис.
7хх (начало) 171 на вход системы под давлением 0,4...0,6 МПа (4...6 атм,) Основные элементы пневмосистемы размещены внутри корпуса генератора; стабилизаторы воздуха 29 закреплены иа стойках 17, Оптическая схема генератора изображений показана па рис. 7.8.
Осветитель генератора ЭМ-559Б выполнен двухканаль- Рис, 7,8. Оптическая схема генератора изображений 170 ным. Изображение источника излучения 1 двумя коллекторами 2 передается на диэлектрические зеркала 3, которые наряду с высоким коэффициентом отражения (более 0,9) в области длин волн Х=(436~20) им обеспечивают высокое пропускаиие и соответственно отделение теплового излучения. Зеркала направляют поток излучения на призму 4 и далее через линзу 5 в плоскость затвора обтюраторного типа, который выполнен в виде крыльчатки 6, закрепленной на валу шагового двигателя 7. Затвор обеспечивает высокую стабильность времени срабатывания в диапазоне 0,05...10 с с дискретностью 0,01 с. После затвора излучение через кондеисор 8, зеркало 9 и линзу 10 поступает в плоскость диафрагмы, образованной четырьмя шторками 11.
Каждая шторка 11 закреплена на подвижной каретке 12 и снабжена датчиком линейных перемещений (ДЛП) в виде установленной на каретке растровой линейки 13, иад которой неподвижно закреплена растровая маска !4, Излучатель 16 закреплен под системой растров, а фотоприемник !5 над ней. При освещении растрового сопряжения параллельным пучком света возникают светлые и темные участки, которые, группируясь, образуют отчетливо видимые широкие муаровые полосы (рис. 7.9,а,б), В ДЛП используется свойство муаровых полос смещаться иа значительное расстояние даже при незначительных перемещениях подвижного растра. Сформированное диафрагмой изображение наборного элемента попадает во 'входной зрачок объектива 17. Объектив «Бинар-13-1» уменьшает изображение в 10 раз и строит его в рабочей плоскости заготовки ПФО 20, закрепленной рабочей поверхностью вниз на каретке 21 координатного стола. Контроль перемещения кареток 19 и 21 по направляюшим 18, 26 и 27, 28 осуществляется двумя однотипными ДЛП.
Каждый из них включает отражательную дяфракциоииую решетку 22, соединенную с соответствующей кареткой, а также неподвижную прозрачную Рряыой код Рброитный код иг иг иу и4 ° ° ° ° ° ° ° РР! ааг й О й РР4 Рнс. 7.9, Снстеыа контроля перемещений; ы — алема ачета муаровык полос; б — формирование муаровой картины; в — временная лилтрамма преобраковання сигналов латчнков; т — структурная скеыа устройства счета муара. иыл палас 172 дифракциониую решетку 23, закрепленную в корпусе датчика совместно с источником света 24 и фотоприемником 25.
При юстировке корпуса датчика обеспечивают параллельность плоскостей обеих решеток, а также разворот их штрихов на требуемый угол (около 10-4 рад), Излучение источника 24 преобразуется линзой в параллельйый пучок лучей, которые дифрагируют на прозрачной дифракционной решетке 23, Пучки нулевого и первого порядков вторично дифрагируют на отражательной дифракционной решетке, а затем еще раз — на прозрачной. Накладываясь друг на друга, эти пучки формируют интерференционную муаровую картину, аналогичную показанной на рис.
7.9,б. Перемещение решетки на 1 мкм соответствует сдвигу муаровых полос на 10 мм, что легко фиксируется фотоприемниками, Контроль начальной установки положения кареток и периодический контроль работы координатного стола производится датчиками базы. В каждом из этих датчиков измерительная линейка 31, закрепленная на каретке, освещается параллельным пучком света, сформированным светодиодом 29, полупрозрачным зеркалом 32 и линзой 30. Изображение линейки 31 через полупрозрачное зеркало 32 и линзу ЗЗ проецируется в плоскость растра 34. При перемещении линейки 31 ее изображение перемещается в плоскости растра 34, в результате на фотоприемник 35 проходит световой поток, зависящий от положения линейки. Точность работы ДЛП зависит не только от шага растра или дифракциоиной решетки и точности их изготовления, но и от способа отсчета муаровых полос и преобразования электрических сигналов фотоприемников в информацию об измеряемом перемещении, Для получения информации о величине и направлении перемещения используются различные устройства счета числа муа.
ровых полос, схема одного из которых показана на рис, 7.9,а. В схеме используются четыре фотоприемника 1, на каждый из которых поступает световой поток от источника 5, проходящий через коллиматор 4, подвижный 3 н неподвижный 2 растры. Роль фотоприемников в генераторе изображений выполняют отдельные площадки четырехэлементного фотодиода.
Эти площадки располагаются вдоль направления перемещения муаровых полос на расстояниях, равных 1/4 шага муаровой картины, что соответствует сдвигу фаз на и/2. Площадки фотодвода соединены между собой попарно через одну по разностной схеме через выходы своих предусилнтелей, преобразующих фототокн в напряжения Рт,...()4. Такое включение фотоприемников позволяет исключить постоянные составляющие сигналов (рис. 7.9,в).
В результате выходные сигналы датчика представляют собой два синусоидальных сигнала 1уу и Бтт с нулевыми постоянными составляющими и одинаковыми амплитудами, причем эти сигналы различаются по фазе на ур/2. Сигналы ()т и Уп поступают в формирователи РРЗ и РР4 (риг, 7.9,г), представляющие собой после- !73 Основные технические данные генератора изображений ЭМ-ббрБс Производительность пря шаге перемещеяяй по осям 1 мм, изменении наборного элемента яа 0,1 мм в вре- меяя экспонирования 0,15 с .
Минимальный размер наборного элемента Максимальный размер наборного эчемеята . Погрешность размеров наборного элемента . Неровность края наборного элемеята Размер рабочего поля коордяватяого стола Погрешяость позяцяовяровавяя координатного стола Масштаб проекционного уменьшения 7000 экспоздч 4 мам 8000 мям ш (1,0...1,8) мям яе более 1 мкм *(150 Х 150) мм ж0,5 мам 1О: 1 7.3. ФОТОПОВТОРИТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭТАЛОННЫХ ФОТОШАБЛОНОВ Фотоповторитель предназначен для проекционного переноса и мультипликации уменьшенного изображения топологии ПФО на заготовку ЭФ1П. В качестве таких заготовок используются фото- пластины со слоем светочувствительной эмульсии, а также металлизированные стеклянные пластины со слоем фоторезиста.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
