Устройство для контроля плоскостности поверхности изделий, преимущественно полупроводниковых пластин

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - возможность контроля пластин большого диаметра за счет уменьшения монохроматических аберраций (астигматизма ) . Контролируемую полупроводниковую пластину 12 размещают на предметном столике 4 и фиксируют ее.Включают лазер 1 и приводы вращения четьфехгранной призмы 5 и предметного столика 4. Излучение лазера 1 посредством расширителя 2 формируется в малорасходящийся световой пучок,поступающий на светоделитель 3, которьш расщепляет его на два световых пучка: опорный А и измерительный Б. С помощью призм 6 и 7 полного внутреннего отражения световые пучки А и Б направляются на соответствующие фокусирующие объективы 8 и 9, посредством которых эти пучки фокусируются: опорный А - в плоскости эталонного зеркала 10, а измерительный Б - в плоскости предметного столика 4. При вращении четырехгранной призмы 5 осуществляется сканирование поверхности контролируемой пластины 12 и эталонного зеркала 10 посредством измерительного и опорного пучков соответственно. Отразившись от контролируемой пластины 12 и эталонного зеркала 10, пучки возвращаются тем же путем к светоделителю 3 и взаимодействуют между собой. Результат взаимодействия - оптическая разность хода измерительного и опорного пучков - фиксируется фотоприемником, входящим в состав регистрирующего блока 11. 1 ил. а S сл 1C OS О О) 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 В 11/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3895580/24-28 (22) 17.05.85 (46) 30.09.86. Бюл. №- 36 (72) А.Н.Седов (53) 531.715.27(088.8) (56) Лазерный профилограф типа

LSF-500 "КАНОН" — Джи дзайре", т.20, № 2, Япония, 1981, с. 77-80.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1058875 кл. G 01 В 11/30,16,12.81. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛОСКО—

СТНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕНИО ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения возможность контроля пластин большого диаметра за счет уменьшения монохроматических аберраций (астигматизма). Контролируемую полупроводниковую пластину 12 размещают на предметном столике 4 и фиксируют ее.Включают лазер 1 и приводы вращения четырехгранной призмы 5 и предметного столика 4. Излучение лазера 1 посредством расширителя 2 формируется в малорасходящийся световой пучок,поступающий на светоделитель 3, который расщепляет его на два световых пучка: опорный А и измерительный Б. С помощью призм 6 и 7 полного внутреннего отражения световые пучки А и Б направляются на соответствующие фокусирующие объективы 8 и 9, посредством которых эти пучки фокусируются: опорный A — в плоскости эталонного зеркала 10, а измерительный Б — в плоскости предметного столика 4. При вращении четырехгранной призмы 5 осуществляется сканирование поверхности

„„Я0„„ 26О678 Л контролируемой пластины 12 и эталонного зеркала 10 посредством измерительного и опорного пучков соответственно. Отразившись от контролируемой пластины 12 и эталонного зеркала 10, пучки возвращаются тем me ггутем к светоделителю 3 и взаимодействуют между собой. Результат взаимодействия — оптическая разность хода измерительного и опорного пучков— фиксируется фотоприемником, входящим в состав регистрирующего блока 11.

1 ил.

1260678

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля плоскостности поверхности изделий, преимущественно полупроводниковых пластин. 5

Цель изобретения — контроль пластин большого диаметра за счет уменьшения монохроматических аберраций (астигматизма).

1О

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля плоскостности поверхности изделий, преимущественно полупроводниковых пластин.

Устройство содержит последова15 тельно расположенные лазер 1, расширитель 2 лазерного луча и светоделитель 3, делящий световой поток на две ветви: опорную и измерительную, предметный столик 4, установленный

20 с возможностью вращения вокруг оси, параллельной измерительной ветви, блок сканирования луча лазера, выполненный в виде четырехгранной приз25 мы 5, установленной с возможностью вращения относительно оси, параллельной плоскости предметного столика 4, две призмы 6 и 7, каждая из которых установлена в одной из ветвей, два фокусирующих объектива 8 и 9, каждый

30 из которых расположен за соответствующей призмой и оба ориентированы так, что их оптические оси перпендикулярны между собой, а точка их пересечения размещена на оси вращения четырехгранной призмы 5, эталонное зеркало 10, установленное в фокусе объектива 8 опорной ветви, и регистрирующий блок 11.

Предметный столик 4 размещен так, 40 что его плоскость находится в фокусе объектива 9 измерительной ветви.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемую полупроводниковую пластину 12 размещают на предметном столике 4 и фиксируют ее с помощью вакуумного прижима (не показан).

Включают лазер 1 и приводы (не показаны) вращения четырехгранной призмы 5 и предметного столика 4. Излучение лазера 1 посредством расширителя 2 формируется в малорасходящийся световой пучок, поступающий на светоделитель 3, который расщепляет его на два световых пучка: опорный

А и измерительный Б: С помощью призм

6 и 7 полного внутреннего отражения световые пучки А и Б направляются на соответствующие фокусирующие объективы 8 и 9, посредством которых эти пучки фокусируются: опорный A — в плоскости эталонного зеркала 10, а измерительный Б — в плоскости предметного столика 4.

При вращении четырехгранной призмы 5 осуществляется сканирование поверхности контролируемой пластины 12 и эталонного зеркала 10 посредством измерительного и опорного пучков соответственно. При этом четырехгранная призма 5 отклоняет (смещает) эти пучки от первоначального положения, совпадающего с оптической осью соответствующего объектива, на величину

+ h, зависящую от угла поворота призмы 5. Максимальное значение этой величины превышает половину радиуса контролируемой пластины 12. Вращение предметного столика 4 с угловой скоростью, в тридцать раз меньшей скорости вращения призмы 5, смещающей измерительный пучок на величину не менее радиуса пластины, обеспечивает сканирование поверхности контролируемой пластины 12 по спирали Архимеда.

Траектория сканирования контролируемой поверхности может меняться в зависимости от соотношения скоростей вращения призмы 5 и предмет%ого столика 4.

Отразившись от контролируемой пластины 12 и эталонного зеркала 10, опорный и измерительный пучки возвращаются тем же путем (в обратном направлении) к светоделителю 3 и взаимодействуют между собой, компенсируя при этом погрешности измерения, вызванные астигматизмом оптической системы. Результат взаимодействия — оптическая разность хода измерительного и опорного пучков— фиксируется. фотоприемником, входящим в состав регистрирующего блока 11 °

Поскольку рабочая поверхность пластины не идеальна, отраженный от нее измерительный гучок несет информацию о параметрах плоскостности контролируемой поверхности.

При сканировании меняются параметры опорного и измерительного пучков ! (освещенность, положение луча) . В регистрирующем блоке 11 осуществляется преобразование раэностно-оптического сигнала в П-образные импульсы; число которых пропорционально параметру

1260678

Составитель Л.Лобзова

Техред. Л.Олейник Корректор Л.Латай ее

Редактор Н.Горват

Заказ 5214/36 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 плоскостности. Считая (с учетом знака) число импульсов, вырабатываемых фотоприемником регистрирующего блока 11 при сканировании пластины 12 по спирали Архимеда, и привязывая каждый импульс к координатам пластины 12, определяют параметры плоскостности поверхности контролируемой пластины 12.

Формула изобретения

Устройство для контроля плоскостности поверхности изделий, преимущественно полупроводниковых пластин, 5 содержащее лазер, светоделитель, делящий световой поток на две ветви: опорную и измерительную, предметный столик, блок сканирования луча лазера, выполненный в виде четырехгран- 20 ной призмы, установленной с возможностью вращения относительно оси,параллельной плоскости предметного столика, и регистрирующий блок, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью контроля пластин больного диаметра, оно снабжено расширителем лазерного луча, установленным между лазером и светоделителем, двумя призмами полного внутреннего отражения, каждая иэ которых установлена в одной из ветвей, двумя фиксирующими объективами, каждый из которых расположен эа соответствующей призмой и оба ориентированы так, что их оптические оси перпендикулярны между собой, а точка их пересечения размещена на оси вращения четырехгранной призмы, эталонным зеркалом, установленным в. фокусе объектива опорной ветви, предметный столик установлен с возможностью вращения вокруг оси, параллельной измерительной ветви, и размещен так, что его плоскость находится в фокусе объектива этой ветви.