(495)510-98-15
Меню
Главная »  Производство комплектующих для высокотехнологичных процессов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

цах светоделительных кубиков 2 и 19, закрепленных на измерительном шаблоне 20. Объектив 24 проецирует изображения реперных знаков масок 3 и 18 на поверхность подложки 25, перемещающейся на индукторе 26 относительно статора 27 ЛШД. Отразившиеся от подложки лучи в обратном ходе образуют в фокальной плоскости объектива, т. е. в плоскости масок 3 и 18, автоколлимационное изображение их реперных знаков. Формирующие это изображение лучи отклоняются полупрозрачными гранями кубиков 2 и 19 на линзы 16 и 17, установленные на кубиках. Эти линзы строят уменьшенное изображение зрачка объектива 24 в плоскости фотоприемников 14 датчика совмещения 15.

Спектральный диапазон излучения, выделяемый диэлектрическими зеркалами 11, светофильтрами 9 и материалом масок 3 и 18, составляет 0,52 ...0,59 мкм.

Реперные знаки масок 3 и 18 выполнены в виде набора нерегулярно расположенных щелей в маскирующем покрытии, их изображение на подложке выглядит в виде светящихся полос. Реперные знаки подложки 28 аналогичны по форме и размерам знакам масок. Отличие их состоит в том, что они выполнены в виде полос, рассеивающих падающее на них излучение. Расстояние между штрихами реперных знаков на маске и на подложке выбрано таким, что при любом их взаимном положении, кроме одного точного, одновременно совпадают не более одного штриха. При точном совмещении происходит полное совпадение всех штрихов на подложке и маске. Поскольку знаки на подложке рассеивают излучение, момент совмещения знаков соответствует минимуму светового потока, попадающему через объектив 24 в фотоприемники 14. По сигналам фотоприемников координатно-измерительная система производит отсчет координаты знака на подложке.

После точной ориентации подложки и отсчета координат ее реперных знаков измерительный шаблон заменяется ПФО. Для этого каретка 22 с закрепленным на ней ПФО 21 и измерительным шаблоном 20 смещается на шариковых направляющих 23 вдоль оси Y. Привод каретки включает электродвигатель 8, червячный редуктор 7 и тяги 6. Крайние положения каретки задаются упорами, для точной ориентации измерительного шаблона и ПФО используются знаки базирования 29, положение которых контролируется датчиками базирования 1 и 30.

Система автофокусировки. Необходимость применения такой системы и требования к ней определяются оптическими свойствами объективов. Глубина резкости Az высокоразрешающих проекционных объективов определяется длиной волны ультрафиолетового излучения % и числовой апертурой объектива А: Az=V2A2.

Для типовых значений ,=0,436 мкм и А=0,25... 0,28 глубина резкости составляет Аг=2,8... 3,5 мкм. Неплоскостность полупро-200


Рис. 7.28. Система автофокусировки

водниковых подложек, особенно прошедших высокотемпературную обработку, значительно превышает эти значения. В связи с этим на 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-



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 10ХЮ 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 17 проецируются в плоскость фотоприемных площадок счетверенных фотодиодов 18 и 19. Увеличение линз 16 и 17 выбрано так, чтобы на каждой из двух светочувствительных площадок счетверенного фотодиода строилось изображение торца только одного свето-диода.

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 изображения лимба относительно плоскости штрихов растра и к ослаблению световых потоков, поступающих на площадки фотоприемника (рис. 7.28,6, в). Это происходит из-за частичного экранирования непрозрачными штрихами растров 14 и 15 лучей, строящих изображения прозрачных участков лимба 8. Смещение изображения штрихов лимба перпендикулярно оптической оси (рис. 7.28,д) приводит к увеличению све-

\£- -I тового потока на одну из площадок

J<N-S--tfryg фотоприемника и уменьшению по- - ~ тока на его вторую площадку. По-

этому 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, поступающих на площадки фотоприемников. При точной фокусировке световые потоки Рис. 7.29. Привод подъема стола модулируются синхронно и перемен-202


ные составляющие сигналов фотоприемников не имеют сдвига фаз. При расфокусировке возникает фазовый сдвиг между сигналами двух площадок 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 (при времени экспонирования 0,2 с,

шаге мультипликации 10 мм) ....... 60 пластин/ч

Размер минимального элемента.......1,2 мкм

Рабочее поле координатного стола...... 150X150 мм

Диаметр обрабатываемых пластин...... 76,102 мм

Рабочее поле модуля.......... 10X10 мм

Погрешность совмещения по координатам X и Y (2а) ±0,15 мкм

Погрешность расположения элементов по модулю, не

более.............. ±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 не 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 капиллярной 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



равномерности освещенности в пределах ±3%. Изображение щели тороидальным зеркалом 21, плоскими отклоняющими зеркалами 7, 5 и асферическим зеркалом 13 строится в плоскости фотошаблона 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 13 IZ

Рис. 7.30. Схема проекционной установки со сканированием изображения 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 поток 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 смещение подложки относительно фотошаблона.

В системе автофокусировки данной установки используются акустические ультразвуковые датчики 10 (рис. 7.31). Три таких датчика контролируют положение базовой поверхности 6, семь датчиков - рабочей поверхности подложки 1. Подложкодержа-тель включает гибкую пластину 2, опорная поверхность которой выполнена в виде пирамидальных выступов, а обратная поверх-ность в периферийной части соединена стержнями 3 с жесткой опорой 4. В свою очередь, опора 4 аналогичными стержнями 5 соединена с тремя мембранными сильфонными пневмоприводами 7, два из которых показаны на рис. 7.31. При изменении давления в пневмоприводах они через опору 4 перемещают пластину с подложкой на требуемое расстояние. Для устранения влияния локальных деформаций подложки могут также использоваться дополнительные пневмоприводы 8, закрепленные на опоре 4 и связанные с гибкой пластиной 2 стержнями 9.

Принцип действия ультразвуковых датчиков состоит в следующем. Через мультиплексор МП1, обеспечивающий работу нескольких параллельных каналов, на все передающие излучатели датчиков подаются ультразвуковые электрические импульсы частотой fT=450 кГц (на рис. 7.31 лишь один центральный датчик



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.