Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Механизм ориентации подложек выполнен в виде столика, в основании которого просверлены наклонные сопла для сжатого воздуха, поджимающего пластину к роликам 5 и 6. Ролик 5 получает вращение от электродвигателя через пару зубчатых шестерен, ролик 6 не имеет самостоятельного привода. Вращение подложки происходит до упора ее бокового среза в планку 4. !85 а) Рис. 7.16. Установка совмсигения и экспонирования контактного тина ЭМ-676: а †обед внд; б — компоновка узлон загрузки, предварительной ориентации вмгрузки под- ложек После завершения предварительной ориентации подложка вместе со столиком поднимается вверх и прижимается к опорным выступам калибратора 7, Подложка фиксируется вакуумом на калибраторе, переносится им на рабочую позицию н закрепляется на вакуумном подложкодержателе 8. После выполнения операций совмещения и экспонирования подложка по пневмолотку 9 подается к приемной кассете 10. Механизмы подготовки совмещения предназначены для парал.
лельного выравнивания поверхностей подложки и фотошаблона и установления между ними микрозазора. Эти операции необходимы для качественного выполнения совмещения подложки и фото- . шаблона, выполняемого с помощью микроскопа, Для увеличения разрешающей способности микроскопа увеличивают апертуру его объектива, однако при этом существенно уменьшается глубина резкости, обратно пропорциональная квадрату апертуры. Лля получеция разрешающей способности А=1 мкм необходима апертура А=О,З, при этом глубина резкости Т=7 мкм. Соответственно для А=0,6 мкм — А=0,5 и Т=2...3 мкм.
В результате даже небольшие отклонения по толщине подложек нли их клиновидность могут оказаться соизмеримыми с глубиной резкости микроскопа, составляющей в большинстве случаев 5 ...20 мкм. При увеличении микрозазора оператор нечетко видит при совмещении рисунки фотошаблона и подложки. При уменьшении микрозазора возрастает вероятность контакта в отдельных зонах, и в результате резко увеличивается износ фотошаблона и повреждение фоторезиста на 186 Рис. 7.!6.
Механизм вмравниваяня поверхностей подложки н фотошаблава подложке. В связи с этим необходимо обеспечить постоянство микрозазора независимо от разнотолщинности и клиновидности подложек. Механизмы выравнивания рабочих поверхностей подложки и фотошаблона должны обеспечить поворот подложки относительно любой из осей, проходящих через ее центр, с последующей фиксацией этого положения. Наиболее простым является механизм в виде гнезда с конической или сферической расточкой (рис. ?.16,а), в котором фиксация сегмента с подложкодержателем в требуемом положении осуществляется за счет сил трения сегмента о гнездо.
Более распространенным является механизм, использованный, в частности, в УСЭ модели ЭМ-576, в виде полусферического подпятпика (рис. 7.16,б), в который подается сжатый воздух для взвешивания сегмента на воздушной подушке. При достижении плотного контакта подложки с фотошаблоном сжатый воздух перекрывается, а подключение гнезда к вакууму обеспечивает фиксацию сегмента. Этот механизм обеспечивает минимальное трение между сегментом и гнездом, позволяя за счет этого уменьшить усилие прижима подложки к фотошаблону и его износ. Недостатком механизма является то, что при переключении сжатого воздуха на вакуум возможен разворот подложкодержателя от требуемого положения.
Механизм с тремя самоустанавливающимнся фиксируемыми опорами (рис. 7.!б,в) конструктивно сложнее предыдущих, поэтому он долгое время не использовался в серийных установках. Вместе с тем этот механизм позволяет выравнивать поверхность подложки при небольшом усилии прижима к фотошаблону и 187 Рвс. 7.!7. Калибраторы обеспечивает надежную фиксацию подложкодержателя в этом положении, исключая его разворот. Для уменьшения износа фотошаблона выравнивание поверхности подложки ведут не по всей его поверхности, а лишь по периферийной части. Для этого между подложкой и фотошаблоном вводят калибратор.
В качестве калибратора может использоваться пластина с базовыми выступами или несколько отдельных прокладок. Первый вариант применяется, например, в серийных отечественных установках ЭМ-576, ЭМ-5006 (рис. 7.17,а). В них калибратор 4 снабжен вакуумным присосом для захвата подложки 3, на позиции предварительной ориентации и переноса к подложкодержателю 2, установленному в корпусе 1. Перемещение калибратора осуьцествляется кривошиппо-шатупным механизмом 7. Калибраторы в виде отдельных прокладок применяются в ус-. тановках МА-56, М3ВЗ фирмы 5паз (рис.
7.17,6). Прокладки 1 толщиной 10 ...200 мкм выполняются из полосок фольги Г-образной формы и закрепляются на поворотных рычагах 4. Кулачок 5 под действием поршня 6 и пружины 3 сводит и разводит прокладки 2, которые могут использоваться не только для выравнивания, но и при экспонировании с зазором.
Механизмы создания микрозазора должны обеспечить постоянство требуемого микрозазора между подложкой и фотошаблоном независимо от разнотолщинности подложек. С этой целью подложкодержатели выполняются самоустанавливающимися по, высоте, а величина микрозазора задается упорами или кулачковыми механизмами. В механизмах создания микрозазора всех типов мягкий поджим подложки к фотошаблопу и самоустановка подложкодержаля обеспечиваются введением в цепь передаточных звеньев пружины.
Механизмы выравнивания поверхностей и создания микрозазора между подложкой и фотошаблоном обычно компонуются в ви-, де единого узла вертикальных перемещений. Конструкция такого. !88 узла, используемого в УСЭ ЭМ-756, показана на рис. 7.18. Прижим подложки через калибратор к фотошаблону происходит при включении приводного электро- !б двигателя 9, который через пару шестерен 12 и 13 вращает кулачок 6. Косой срез !з ! кулачка набегает на ролик штока 14, а тот через пружину 4 воздействует на б 7 чашку 3 и связанный с ней ползун 15. Перемещение ползуна в корпусе 16 осу- !О !! ществляется в шариковых направляющих, обеспечивающих высокую точность вертикальных перемещений чашки 3, сферического сегмента 2 и подложкодержа- ! толя 1.
После окончания выравнивания поверхностей сферический сегмент фиксируется подключением Рис. 7.!8. Механизм веРтикальных пепемеи!ечашки 3 к вакууму, а шток 14 скрепляется с ползупом 15 пиевмофиксатором 5. Дальнейшее вращение кулачка 6 позволяет опустить подложкодержатель вниз для отвода калибратора, а затем снова поднять его вверх для создания между подложкой и фотошаблоном микрозазора для совмещения.
На кулачке выполнено восемь разновысоких площадок, позволяющих регулировать величину микрозазора от нуля до 50 мкм. Это позволяет проводить не только контактное, но и теневое экспонирование с гарантированным микрозазором. Для контроля положения кулачка используется датчик 11, в щель которого входит диск 10, связанный с приводом кулачка. Остановка кулачка в конечном положении производится с помощью датчика 3, срабатывающего при совмещении с ним отверстий диска 7, закрепленного на шестерне 13.
Манипулятор (рис. ?.19) обеспечивает перемещение подложки по ортогональным осям и ее поворот при совмещении с фотошаблоном. Внутри литого корпуса 13 на четырех шариковых опорах размещена плита 1, на которой установлен поворотный диск 2, соединенный с механизмом вертикальных перемещений. Поворотный диск опирается на шарики и центрируется тремя роликовыми подшипниками 11. Перемещение по оси Х осуществляется с 189 Рнс. 7.19. Манипулятор помощью рукоятки 4 и связанного с ней эксцентрика 3, воздействующего на упор 12 плиты 1. Для перемещения по оси г' используется левая рукоятка 4 и пара эксцентриков 6, контактирующих с упором 5, закрепленным на плите 1. Угловой поворот диска 2 в пределах угла ~10' производится правой рукояткой 4, связанной с винтовым механизмом поворота 7 и гайкой 8.
Продольное перемещение гайки 8 через шарикоподшипник 9 передается упору 1О, что приводит к повороту диска 2 в центрирующих подшипниках 1!. Механизмы перемещений, воздействующие на плиту 1 и диск 2, однотипны и выполнены на базе ручного двухступенчатого привода (рис. 7.20,а). При грубых установочных перемещениях используется рукоятка 1, передающая вращение непосредственно зубчатому колесу 6. При точном совмещении оператор вращает рукоятку 2, в подшипниках которой установлены оси шестерен 4, связанных с внешним зубчатым колесом 3 и внутренним валом— 190 Рнс. 7.20. Механизм перемещений Рнс. 7.21.
Блок экспонирования шестерней 5. Образованный этими зубчатыми парами планетарный редуцирующий механизм имеет очень малое передаточное отношение и преобразует поворот рукоятки 2 в малые угловые перемещения зубчатого колеса 6. Дальнейшее преобразование перемсп1ений производится зубчатой парой 6, 7 (рис. 7.20,б) и червячной парои 9, 12. На верхнем конце вала червячного колеса 12 в подшипниках 10 установлен эксцентрик 11, воздействующий на упор подвижной плиты манипулятора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
