УСТРОЙСТВО для ОРИЕНТАЦИИ "ПОДЛОЖЕК Советский патент 1973 года по МПК H05K3/00 G03F9/00 

. 1

ИвобретбНие относится к обла.сти технологии изготовления микрос-хйм.

Известные а1вта.матиче1окие устройства для ориентации пластии полу1провадни.ка в процессе изготовления микросхем по установочным базам( например, по трем штифта м) не обеспечивают трабуемш точности, поэто:му прецизионная ориентация пластин .производится ручным апособам с использованием визуалыных сре1Д|СТ1в (микроакопов, проекторов) по рйперным 3iHaiKaiM.

Известно устройст1во для совмещения вручную топологии фотошаблона с топологией полу;ПрО1водни1ко1ВОЙ нластины, имеющей специальные реперные знаки глубокого травления, по сигнала|М рассогласования маюгоканального фотоэлектрического микроскопа. Но необходимость занесения зна,ко1В усложняет технологию производства ми1К1росхем.

Цель изобретения - обеспечение автоматической ориентации и повышение ее точности.

Цель достигнута тем, что трехканальный фатоэлектр.И ческий датчик снабжен Онтиче-ским фильтрам, а выход 1каж|дого из усилителей постоянного то1ка соединен с пьезокерамичеокой пластиной, в центре которой, перпенди1кулярно ее плоскости, установлен упор, взаимодействующий со столом.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Согласно существующей технологи-и изготовления на краю каж|дого модуля кремниевой пластины имеется реперный знз.к, образава1нный вытравливанием линии щифиной 5-20 мк в слое окиси кремния. Линви репер«ого знака образуют угол или /крест. Знак различим иа повер.Х|Ност.и Кремниевой пластсгны только за счет интерференции в окисном слое. За счет различия толщины QKIHCHOPO слоя на линиях реперного згнажа и поля при освещении пластины немонох|роматичеок1; Л1 светом наблюдается цветовой контраст. Изменением спектрального состава световых потоков, отраженных от знака и окружающего поля, достигается рассогласование фаз упомячгутых потоков, а следовательно, повыщен.ие контраста. Согласно изобретению трехканальный фотоэлактричеокий микроскоц снабжен о-птичеокиМ фильтром для рассогласования по фазе интерферирующих цотоков света, отраженны.к от образованных в процессе «згото1вления элементов микросхем реперного и окружающего его поля. Для обеспечения точности перемещения, кремниевой нластины координатный стол имеет прулс:ин|Ные напра1вляющие, исключающие статическое трение. Для устранения дискретности перемещения стола нр.именены иополиительные механизмы в виде биморфпых пьезокерамических пластин (дисков), центры которых контактируют с упорами координатиого стола.

На фиг. 1 noiKasHiHa схема устройства; на фиг. 2 - стол, имеющий перемещение по одному направлению.

Устройство аостолт из трехканального фотоэлектр1ичес кого датчика ), блока управления 2, иополнителвных мехапизмо в 3-5 и координатного стола 6. Верхияя пл:ита стола в предназначена для установки 1кремниавой пластины 7 :по упорам 8. На ловерхк.ости кремеиевой пластииы имеются реперные зпак,и 9 и 10. Трех1каналь1ный фотоэлектрический датчик / содержит два микроскопа 11 и 12. Микроскоп // Содержит объектош, условио поКаЗаН;НЬТЙ линзой 13, и фОТО:ПрИ9МНИ1КИ 14 и 15

и предназначен для определения величнпы п на.гграюления смещения реперного зиака 9 откос и тел вно оптической оси 16 по ,К00рдипата:.г К и У.

Микроакои 12 содержит объектвв, уславно показанный л кинзой 77, и фотаприемшж 18 и предназначен цля определения «смещения реперИОго знака 10 относительно оптической оси 19 то :коор|д1и«ате У. (микроско па 12 хара;ктер.язует угол поворота « кремяиевой пластииы, так как оптическая ось 16 микроскола 11 совпадает с осью вращения верхней плоакости стола 6. Сигналы фотоприемникоз 14, 15 1И 18 поступают на усилител.и-преобразователи 20, 21 и 22 1соответст|вйнно. Последние одина1ко1вы и -состоят из усилителей переменных сигналов -23, фазовых детекторов 24 и усилителей отостоянного тока 25. Усилителлпрео,бразо1ватели лредназиачены для лреобразО;ва НИЯ пере.мееного сигнала IB постоянный, усиления его до величины, поторая необходг;ма для обеспечения нужного иеремещеп;1Ч координатного стола 6 шоооляительными механизмами 3-5.

РГаполБителыные (механизмы 3 и 4 перемещают кородииатный стол -5 по ося.м X и У, а исполнительный (механизм 5- для его поворота вокруг ООН 16. Блок управления 2 содержит также логичеокую схему 26, 1которая задает последовательность работы канало в, проИ31во(дит анализ юитналав, и, в зависимости от его результатов, включает сигнализацию об окончании ориентации или наличии недопустимой ощибщи.

Координатный стол 6 предназначен для предварительной механической ориентации кремниевой пластины 7, Имеющ-ей |фас1ку по упораМ 8 с помощью (прижимного щтифта, не показанного на чертеже, и точного пре1мещения пластины по координатам X и У, а также углу а. На фиг. 2 показан один из .механизмов стола для перемещения пластины по коорди нате X. Верхняя плита (каретка) стола перемещается исполнительным 1мех.ави1эмом 4 по пружинным наиравляющизд 27. Нижняя плита 28 вместе с пружинными направляющими 27 и

верхней плитой стола перемещается по аналогичным 1пружи1н;ны1м направляющрв (не показанным на фиг. 2) но Моордипате У под де ;ствибм исполнительного мехаиизола 3.

Кронщтейны, к которым крепятся пружинные на1Пра1вляющие перемещения по координате У, в месте с исполнительным мехапизаюм 3 крепятся на поворотной |плите, которая /может поворачи1ваться на угол ±5 относитель-но основания исполнительным механизмом 5.

Исполнительные механизмы представляют собой бжморфные ньезокерамичбские пластины (на |фиг. 2 показана одята). Например, для перемещения по «оординате X, пьезокерамическая пластична 29 в форме тонкого диска укреплена на кронштейне 30, который через изолятор за.краплен на соат1ветст1Буюн ей плите. Под /действием выходного напряжения усилителей постоянного така 25, подводимых к лентогчной фольге, которая приклеена к Каждой из сторон пластины, центр пластины прогибается и тол;кает упор, соединенный с соответствующей плитой. Так на фиг. 2 показан упор 31, перемещающий (Верхнюю плиту стола 6 1вдоль координатц X. Обратное неремещен1ие |ПЛ|Ит обеспечивается пружина/ми направляющих (напрИ1мер, направляющих 27).

В осветительной части фотоэлектрического датчика / между ла.мпой и другпми сптпчесюими элементами установлен фильтр.

Работа устройст1ва аводится к следующему. Кре.мниевая пластина 7 прижимается специальным щтифтом к упорам 8, благодаря чему реперные знаки 9 и 10 попадают в поле зрения соответствующих каналов фотоэлектрического датчика /, на выходе кс-торого появляются сигналы .рассогласования ,по X, У и «. После включения блока управления 2 отрабатываются ощибки установки пла€ти1ны 7 сначала по каналам X и У, а зате/м по каналу «. Ориентированная пластина удер-живается до тех нор, пока не будет выключен блок управления 27.

Ошибка ориентации при испытании макета устройсива составила .менее 0,5 мк. В|ремя ориентации - меньше 1 сек.

Предмет и з о б р е т е .н и я

Устройство для ориентации подложек, например кремниевых, при изготовлении микрос.хем, содержащее координатный стол, трехканальный фотоэлектрический датчик и электрический блоК управления, содержащий усллители-преобразователи с фазавы ми детекторами и усилителя/ми постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автомагической ориентации и повышения ее точности, выход каждого из усилителей постоянно го т0|Ка соединен с пьезокерамической нластиной, в центре которой, перпендикулярно к ее плоскости, установлен упор, взаимодействующий со столом.