Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Для типовых значений Л=0,436 мкм и А=0,25...0,28 глубина резкости составляет Ля=2,8...3,5 мкм. Неплоскостность полупро- 200 м и г) б) а) Рис. 7.28. Система автофокусировки водниковых подложек, особенно прошедших высокотемпературную обработку, значительно превышает эти значения. В связи с этим иа каждом шаге мультипликации производится точное размещение экспонируемой зоны подложки в пределах глубины резкости объектива.
В установке ЭМ-584 используется оптический датчик фокусировки (рис. 7.28). Световые потоки от волоконных световодов 1 (рис. 7,28,а) направляются на призму 2, далее проходят через светофильтр 3, линзу 4 и с помощью бипризмы 5 освещают участки лимба 6. Прошедшие через лимб световые потоки отклоняются призмой 7, зеркалами 8...11 в направлении входного зрачка объектива 12, Увеличение линзы 4 выбрано таким, чтобы изображения торцев световодов 1 располагались в пределах входного зрачка объектива и были при этом максимально разнесены друг от друга.
С по- 201 Ряс. 7.29. Привод подъема стола 202 мощью зеркал 8...11 изображения горцев световодов, построенные левым и правым каналами датчика, в плоскости зрачка объектива накладываются друг на друга. Объектив строит изображения освещенного участка лимба каждого канала на поверхности подложки 13 вне пределов рабочего поля кадра !ОХ!0 мм. Отраженное от подложки излучение через объектив и зеркала 8 ... 11 освещает растры 14 и 15. При этом на анализирующих растрах строится изображение лимба 6, освещаемого лучами, идущими под одинаковыми углами к оптической оси датчика от источников 1.
Световые потоки, прошедшие растры, линзами 16 и !7 проецируются в плоскость фотоприемных площадок счетверенных фотодиодов !8 и 19. Увеличение линз 16 и 17 выбрано так, чтобы на каждой из двух светочувствительных площадок счетверенного фотодиода строилось изображение торца только одного светодиода. Если подложка находится в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью штрихов лимба 6, то изображения лимба, построенные лучами обоих источников, лежат в плоскости штрихов анализирующего растра и совпадают друг с другом.
При неподвижном лимбе и точном наложении в одной плоскости его штрихов на штрихи анализирующего растра световые потоки, приходящие к светочувствительным площадкам фотоприемника, равны по величине. Расфокусировка приводит к смещению плоскости резкого изображении лимба относительно плоскости штрихов растра и к ослаблению световых потоков„поступающих на площадки фотоприемника (рис. 7.28,б, в), Это происходит из-за частичного экранирования непрозрачными штрихами растров 14 и 15 лучей, строящих изображении прозрачных участков лимба 8. Смещение изо- бражения штрихов лимба перпеи- 7 с дикулярно оптической оси (рис. 7.28,д) приводит к увеличению светового потока на одну из площадок фотоприемника и уменьшению потока иа его вторую площадку.
Поэтому при вращении лимба 6 изображения его штрихов перемещаются по анализирующему растру, а световые пучки, строящие изображения прозрачных участков лимба„периодически перекрываются непрозрачными штрихами анализирующих растров 14 и 15. Это приводит к модуляции световых потоков, поступаю1цих на площадки фотоприемников.
При точной фокусировке световые потоки модулируются синхронно н перемен- ные составляющие сигналов фотоприемников не имеют сдвига фаз. При расфокусировке возникает фазовый сдвиг между сигналами двух плотцадок каждого фотоприемника (рис. 7.28,г). Знак фазового сдвига и его величина указывают соответственно на направление и величину расфокусировки. Сигналы, вырабатываемые двумя каналами датчика фокусировки, поступают через систему управления на привод подъема стола, содержащий электродвигатель 1 (рис.
7.29), червячный редуктор 2 и эксцентрик 3. Эксцентрик контактирует с вертикальным штоком 4, верхний торец которого является опорой трех рычагов 5. При перемещении штока рычаги поворачиваются относительно шарниров 6 и через шариковые опоры 7 поднимают или опускают статор координатного стола 8. Стол перемещается в вертикальном направлении до момента, пока сигнал расфокусировки не станет равным нулю.
Основные технические параметры установки ЭМ-584: Производительность (пря времени экспояяроввяня 0,2 с, шаге мультипликации !О мм) Размер минимального элемента . Рабочее поле координатного стола Диаметр обрвбвтыввемых плвстян Рабочее поле модуля . Погрешность совмещения по координатам Х я У (2п) Погрешность расположения элементов по модулю, не более 50 пластин/ч 1,2 мкм 150Х150 мм 75,102 мм 1ОХ10 мм ~0,15 мкм — '-0,5 мкм Проекционная установка со сканированием изображения. Основной особенностью установок этого типа является использование зеркальной проекционной оптики.
Изображение элемента шаблона дважды отражается первичным и вторичным зеркалами и проецируется ими на поверхность подложки. Аберрации такой оптической системы пропорциональны расстоянию элементов изображения от центра сферических зеркал. Для уменьшения аберраций фотошаблон освещается узкой кольцевой щелью, концентрической общему центру зеркал.
Ширина освещенного кольца составляет 1 ... 4 мм и ограничивается требованиями минимизации аберраций, а его длина выбирается из условия пересечения поверхности подложки диаметром до 125 мм. Экспонирование всей поверхности подложки достигается за счет совместного сканирования шаблона и подложки относительно кольцевой зоны экспонирования. Время сканирования ие превышает 10 с.
Оптическая схема проекционной установки со сканированием изображения показана на рис. 7.30. Источник освещения 1 представляет собой ртутную лампу мощностью 1 ... 1,6 кВт, выполненную в виде дугообразной капилляриой трубки с двумя вольфрамовыми электродами. Изображение изогнутой плазменной дуги капиллярной лампы при открытом затворе 23 проецируется зеркалом 3 и полупрозрачным зеркалом- линзой 2 на щель 22. Ширина щели регулируется для обеспечения 203 равномерности освещенности в пределах ~3%. Изображение щели тороидальным зеркалом 21, плоскими отклоняющими зеркалами 7, 5 и асферическим зеркалом 13 строится в плоскости фото- шаблона 19 в виде освещенной кольцевой полосы. Над отклоняющими зеркалами 5, 7 установлен диск 6 с апертурными отверстиями различных размеров, ограничивающими размеры входного зрачка оптической системы.
Фильтр 20 поглощает актиничный спектр излучения лампы 1 и используется при совмещении изображений фотошаблона 19 и подложки 8. В едином держателе с фильтром установлена прозрачная пластина 4, компенсирующая разницу оптического хода при удалении фильтра с оптической оси системы во время экспонирования. Проекционная система установки выполнена симметричной относительно ее вертикальной оси и включает сферические отражающие зеркала 10, 11 и 16, 17, а также оптические корректирующие элементы 9, 18 и 12, 14. Большая часть элементов проекционной системы установлена внутри герметизированного корпуса 15, заполненного гелием, что предотвращает загрязнение оптических элементов и облегчает температурный контроль.
Следует подчеркнуть, что в установках данного типа термостабилизация является весьма серьезной проблемой. Это объясняется тем, что даже небольшие колебания температуры отдельных элементов оптической !4 О ~г Рнс. 7.30. Схема проекционной установки со снвннрованнвм нзображеннн 204 системы могут привести на поле 100 ...125 мм к недопустимым искажениям изображения. В связи с этим осветитель установки непрерывно продувается охлажденным воздухом, затвор, установленный непосредственно под ртутной лампой, перекрывает ее тепловой ноток в соответствии с циклограммой работы установки.
Кроме того, детали, применяемые для юстировки элементов оптической системы, изготовлены из инвара, имеющего очень малый коэффициент термического расширения. Цикл работы установки включает выдачу очередной подложки из кассеты, ее транспортирование на воздушной подушке к позиции предварительной ориентации. После центрирования и ориентирования по базовому срезу подложка поворачивается и в вертикальном положении закрепляется на вакуумном столике каретки.
Далее проводится автофокусировка и автоматическое совмещение изображений фотошаблона и подложки. Экспонирование подложки осуществляется при ее перемещении (сканировании) совместно с фотошаблоном относительно кольцевой зоны-экспонирования. Для этого используется каретка с направляющими на воздушной подушке и линейный двигатель постоянного' тока с подвижной катушкой. За счет перемещения пары корректирующих элементов 12 и 14 вдоль оптической оси возможно изменение масштаба и увеличения проекционной системы. Это необходимо для компенсации линейных искажений топологических рисунков подложки или фотошаблона вдоль кольцевой зоны экспонирования. Для изменения масштаба в перпендикулярном направлении во время сканирования осуществляется непрерывное смешение подложки относительно фотошаблона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
