Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 38
Текст из файла (страница 38)
7.12). Типовая циклограмма работы установки контактного тиражирования (рис. 7.13) включает следующие этапы. В исходном состоянии крышка механизма прижима 23 открыта, все клапаны выключены. Через запорный клапан 1 установка соединяется с источником вакуума. Для закрепления ЭФШ включается клапан 5, соединяя источник вакуума через регулятор 2, канал 4, распределитель 6 и канал 9 с камерой С,, Регулятор 2 связан контрольным каналом 7 с распределителем !1 и настраивается таким образом, чтобы разрежение в выходном канале 4 регулятора 2 всегда было на 6,5... 10 кПа больше, чем в камере С.
Поскольку в исходном состоянии давление в камере С равно атмосферному, ЭФШ прижимается этим давлением к уплотнению крышки. После загрузки копии крышка механизма прижима закрывается, при этом срабатывает конечный выключатель, связанный с блокирующим клапаном 17. Одновременно с этим клапаном включаются также клапаны 15 и 26. Включение клапана 15 необходимо для откачки камеры С, и закреплении копии. Откачка производится через распределитель 16, блокирующий клапан 17 до создания в камере С„разрежения, которое на 6,5 ...
10 кПа больше, чем в камере С. Через клапан 26, регулятор давления 28, дроссель 27 производится продувка камеры С азотом для удаления из нее атмосферного воздуха. Давление подаваемого азота контролируется манометром 29. По окончании продувки камеры С азотом клапан 26 отключается и начинается основной цикл работы установки (точка А на графике рис. 7.13). Для этого включается клапан 1О, соединенный с вакуумным каналом 3. Через распределитель 11, балластную камеру 12 и канал 13 производится откачка камеры С. Камеры С, и С„соединяются между собой клапаном 25, давление в них уравнивается, оставаясь за счет настройки регулятора 2 на 6,5...
...10 кПа ниже, чем в камере С. Производится одновременная откачка всех трех камер. Разница давлений в камере С и камерах С, и С„прижимает ЭФШ и копию к резиновым уплотнениям, отжимая их друг от друга и давая возможность откачать камеру С. По мере откачки всех трех камер разрежение в ннх сравнивается иа уровне 16,5 кПа (точка В на графике рис. 7.13), упругие уплотнения прижимают пластины ЭФШ и копии друг к другу. 180 Вак Рис. 7.!2, Принципиальная схема установки контактного размножения РФШ ~м 1ВВ . 55 2 75 4 55 ~55 25 И 5 М 2В 25 1В 25 ЛВ Врлдллиитсльнлгм цикла, с Рис. 7.18 Пиклограмма работы установки размножения РФШ 181 Усилие сжатия пластин регулируется за счет напуска в камеры С, и С, воздуха при подключении клапанов 5 и 15 к дросселю 19 регулятора давления 20, соединенного каналом 21 с распределителем 11.
Предварительная настройка регулятора 20 позволяет повысить давление в камерах С, и Ск до любого заданного значения в диапазоне 16,5 ...100 кПа. Для реализации «мягкого контакта» давление в камерах под ЭФШ и копией достаточно поднять примерно на 17 кПа (линия РЕ на графике рис. 7.13), при «жестком прижиме» давление в этих камерах становится равным ат-' мосферному (линия Р(;/). Поскольку камеры С, и Ск имеют обычно разные объемы, при одинаковой скорости натекания воздуха возможно нарушение в них равенства давлений. В связи с этим применяется дополнительный дроссель 18, который позволяет уравнивать давления в камерах ЭФШ и копии при напуске в'них воздуха.
Следует учитывать, что возникновение разницы давлений в камерах С, и С, приведет к прогибу пластин ЭФШ и копии и появлению рассовмещений из-за растяжения и сжатия рабочих поверхностей. Поэтому этот параметр постоянно контролируется дифференциальным манометром 24. Экспонирование проводится после стабилизации давлений под ЭФШ и копией, включение затвора осветителя производится по сигналу командоаппарата или датчика давления, выключение в по команде реле времени. В момент окончания экспонирования включаются клапаны 5 и 15, снова подключая камеры С, и Ск к вакууму. Из-за значительного внутреннего сопротивления трубопроводов воздух, откачиваемый из этих камер, не может быть мгновенно удален из вакуумной системы. Это приводит к временному повышению давления во всей системе, в том числе к проникновению воздуха через клапан 10 в камеру С и к повышению в ней давления (точка Н на графике рис.
7.13). Давления в камерах С, и С, падают и на некоторое время становятся ниже, чем в камере С, в связи с чем возникают усилия, разъединяющие ЭФШ и копию. Их окончательное разъединение производится после отключения клапана 25 и соединения клапана 10 с атмосферой.
Давление во всех трех камерах начинает возрастать, при этом дроссели 8 и 14 поддерживают его в камерах С, и Ск на 17 кПа ниже, чем в камере С. Это создает дополнительные усилия, прижимающие пластины к их уплотнениям и способствующие их разъединению. В момент достижения в камере С атмосферного давления в камерах ЭФШ и копии сохраняется давление на 6,5... 10 кПа ниже атмосферного, что достаточно для нх фиксации. Открывание крышки камеры механизма прижима приводит к выключению клапанов !7 и 15 н подключению их к атмосфере. Давление в камере Ск повышается до атмосферного, копия снимается и заменяется новой заготовкой. Разрежение в камере Сн !82 /у Э / 2 ~ч Р')(ч $, Л, Рнс. 7.14. Механизмы прижима: а — с тремя вакуумяруемымн камерами; б — с пернфернаным креплением ЭФШ я РФШ; в, г — схемы леьармяровання пластнн лля облегчения вакуумнрованяя я коррекння совмегааемостя (паблонов сохраняется, поэтому ЭФШ остается закрепленным на крышке камеры, которая готова к выполнению следующего цикла.
Осветитель 22 (рис, 7.12) установки предназначен для создания равномерного потока ультрафиолетового излучения и включает ртутно-кварцевую лампу с эллиптическим отражателем, фильтр, отделяющий ИК-область спектра, блок растров, полевую диафрагму и конденсор. Подробнее о работе осветителя см. э 7.1. Механизм прижима (рнс. 7.14,а) должен обеспечить равномерный плотный контакт ЭФШ и копни при экспонировании. В корпусе 4 механизма установлены рамочные держатели 1 и 6 с резиновыми кольцевыми уплотнениями 2 и 8 для вакуумного закрепления ЭФШ 13 и копии 14 соответственно.
Держатель 1 и стекло 12 закрепляются на крышке 11, после закрепления ЭФШ они обра- 183 Производительиооть Размеры фотошвблоиов Толщина фотошвблаиов Размер минимального элемевтв рисувки Невоспроизводимооть мивимзльиого элемента Совмещиемость вв бизе 60 мм . Неравномерность освещенности рабочего поля 20 шзбл./ч 102Х102 и 127Х!27 м' 13...35мм 07 мкм 0,07 мкм ш0,25 мкм 1 ')о 184 зуют верхнюю герметичную камеру С,.
Держатель 6 связан с кор- пусом через мембрану 7, которая ограничивает снизу среднюю ка- : меру С. Применение резиновой мембраны 7 облегчает настройку механизма прижима при использовании заготовок ЭФШ различ- ной толщины. При закреплении ЭФШ и копии на резиновых кольцевых уп- лотнениях их положение фиксируется пластинчатыми упорами 9 и 10. Далее следует подключение камеры С к вакуумной системе, .
в результате чего держатель 6 на мембране 7 перемещается вверх до контакта упоров 3 и 5 обоих держателей между собой. Окон- чательный прижим ЭФШ и копии происходит при дальнейшем ва- куумировании камеры С, при этом резиновые уплотнения 2 и 8 прижимают пластины друг к другу.
В рассмотренном механизме прижима давление, действующее на ЭФШ и копию при закреплении, приводит к изгибу пластин в противоположных направлениях. Поэтому при их прижиме друг к другу возможен контакт пластин по узкой периферийной зоне, что затрудняет дальнейшую откачку воздуха из образовавшейся центральной полости. В связи с этим требуется тщательная на- стройка элементов вакуумно-пневматической системы, особенно ' регуляторов давления и дросселей, а также применение особо плоских стеклянных пластин в качестве заготовок ЭФШ и копии.
Для исключения прогиба пластин при закреплении может ис- пользоваться механизм прижима с кольцевыми вакуумными дер- жателями (рис. 7.14,6). Закрепление ЭФШ и копни по периферий- ной кольцевой зоне позволяет обеспечить параллельность пластин перед контактированием. Кроме того, появляется возможность проводить контролируемое деформирование пластин. Это можно использовать, например, для облегчения откачки полости между ними при вакуумировании камеры С (рис.
7.14,в). Возможен так- же совместный контролируемый изгиб пластин ЭФШ и копии, по- зволяющий при необходимости провести коррекцию совмещаемо- сти шаблонов в комплекте (рис. 7.14,г), Современные установки тиражирования позволяют репродуци- ровать ЭФШ с субмикронными размерами элементов рисунка. Микропроцессорная система не только управляет циклом работы установки, но и стабилизирует температуру в рабочей зоне в пре- делах 0,5'С. Типичная техническая характеристика отечествен- ных установок: 7.5.
УСТАНОВКИ СОВМЕ1ЦЕНИЯ И ЭКСПОНИРОВАНИЯ КОНТАКТНОГО ТИПА По принципу действия установки совмещения и экспонирования (УСЭ) контактного типа аналогичны ранее рассмотренным установкам размножения рабочих фотошаблопов. Вместе с тем УСЭ должны отвечать ряду дополнительных требований. Прежде всего при многократном репродуцировании изображений фотошаблонов на полупроводниковую подложку необходимо точно (в пределах 0,5 ... 1 мкм и менее) совмещать изображение очередного фотошаблона с изображением па подложке. Необходимо также учитывать, что погрешности формы полупроводниковых подложек (разнотолщинность, клиновидность, не- плоскостность) выше, чем у стеклянных заготовок фотошаблонов.
Кроме того, на подложки наносятся технологические слои и пленки, они подвергаются высокотемпературным операциям — окислению, эпитаксии, диффузии. Все это ведет к короблению подложек и резкому увеличению нх неплоскостности. Это затрудняет обеспечение равномерного контакта подложки с шаблоном при экспонировании. Наконец, от УСЭ требуется более высокая, по крайней мере на порядок, производительность по сравнению с установками размножения РФШ. Сложность одновременного удовлетворения этих требований привела к созданию и использованию большого числа моделей УСЭ, отличающихся по степени автоматизации, конструкции отдельных узлов и механизмов.
Рассмотрим на примере установки модели ЭМ-576 основные функциональные узлы УСЭ контактного типа. К ним относятся узел 1 автоматической загрузки-выгрузки и предварительной ориентации подложек, механизмы подготовки совмещения, манипулятор 6, микроскоп совмещения 2 и осветитель 3 (рис. 7,15,а). Цикл работы установки задается пультом 4, блок электропневмоавтоматики размещается в тумбе стола 5.
Узлы загрузки, предварительной ориентации и выгрузки подложек производят все манипуляции с подложками в автоматическом цикле без контактирования с их рабочими поверхностями. Подложки из кассеты 1 (рис. 7.15,б) по пневмолотку 2 поступают на позицию предварительной ориентации 3, где производится базирование подложки по ее боковому срезу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
