Установка контроля размеров элементов фотошаблонов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистии вских

Республик (>>) 569846 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено11 12.75 (21) 2300100/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.77,Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 20.09.77 (51) М. Кл.

Q 01 В 11/02

Государственный квинтет

Совете Мнннетров СССР оо делам нзооретеннй н открытей (53) УДК 531.715,27 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М, Новиков, А, Ю. Кононович, В, И. Чухлиб, И. И. Капелевич, А, П. Свидельский и А. И. Савиковский (73) Заявитель (54) УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ

ФОТОША ErflOHOB

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к установкам.для измерения координат и размеров элементов фотошаблонов в микроэлектронике.

Известна установка для контроля размеров элементов фотошаблонов, вь<полненная в виде компараторат содержащего фотоэлек трический микроскоп, установленный на кронштейне над столом и состоящим из од ного объектива и анализирующей щели, ска- lp пирующей с частотой 450 ra (1 .

Для визирования края элемента требует ся обязательное позиционирование стола иэ-за невысокой часТоты сканирования и, следовательно, крайне низтсой.скорости пере тк мещения стола с объектом (10-90 мкм/сек), что снижает производительность измерений.

Наиболее близка к изобретению установ ка для контроля размеров элементов фото шаблонов, содержащая станину, установлен- чо

O ную на трех литых опорах, координатный стол с датчиками отсчета линейных перемещений, механизмы привода, механизм ориентации фотошаблона и фотоэлектрическую систему, состоящую из визуального тубуса, щ проекционного и осветительного каналов и фотоприемного устройства (2). Визуальный тубус выполнен в виде микроскопа, закреппенного на кронштейне над координатным . столом. Осветительный канал размещен внутри станины.

Однако высокая погрешность измерений и за чувствтегельности к вибрациям, иэ-за повышенного нагрева осветительным каналом станины с координатным столом и измеряемого фотошаблона, а также иэ-за клиновидности фотошаблона и расфокусировки, обусловленной этой клиновидностью, и большие затраты времени на ориентирование фотсг. шаблона снижают точность и производитель» ность контроля, Предлагаемая установка отличается от известной тем, что,с целью повышения точности и производительности контроля, она снабжена держателем, расположенным над координатным столом, на одном конце котсорого установлено фотоприемное устройство, а на другом - окулярная головка визуального тубуса, кронштейном, расположенным под станиной и несущим осветительный кл569846 нал, гибким элементом, соединяющим осветительный канал с проекционным, а визуальный тубус выполнен в виде перископа и размещен под. станиной так, что его объектив является Общим с объективом проекционНОГО канала и находится HB ОднОЙ Оси с фотоприемным устройством.

На чертеже дана принципиальная схема установки контроля размеров элементов фотошаблона, Установка содержит станину 1, координатный стол 2, содержащий каретку 3 и 4, механизмы 5 привода, датчики 6 отсчета линейных перемещений с дифракционными решетками 7, механизм 8 ориентации, на который устанавливается фотошаблон 9 и фотоэлектрическую систему, состоящую из визуального тубуса 10, проекционного и осветительного каналов 11 и 12 и фотоприемного устройства 13.

Визуальный тубус 10 выполнен в виде перископа, размещен под станиной 1 и содержит окулярную головку 14, установленную на конце держателя 15, призму 16, оборачивающую систему 17, объектив 18, ахроматическую линзу 19, зеркало 20, объектив 21, ахроматическую линзу 22, светоделительные элементы 23 и 24.

Проекционный канал 11 состоит из анализирующей щели 25 и элементов, общих с визуальным тубусом 10 (объектива 21, ахроматической линзы 22, светоделптельного элемента 24), находящихся на Одной оси с фотоприемным устройством 1 3. Гибкий элемент 26 соединяет осветительный канал 12 с проекционным каналом 11. Осветительный канал 12 содержит зеркало

27, конденсор 28, источник 29 света и установлен на кронштейне 30, располс женном под станиной 1. Фотоприемное ус ройство 13 состоит из фотоприемника 31 и объектива 32 и установлено на конце держателя 15, расположенного над координатным столом 2.

Световой поток от источника 29 света проходят через копденсор 28, Отражается от зеркала 27 и попадает на анализирующую щель 25, которая через светоделитель. ный элемент 24 проецируется с помощью ахроматической линзы 22 и объектива 21 на плоскость рисунка фотошаблона 9. Изоб» ражение анализирующей щели 25 через фо.тошаблон 9 проецируется объективом 32 на фотоприемник 31 фотоприемного ycI ройства 13. При перемещении координатно-. 5

ro стола 2 элементы рисунка фотошаблона

9 перекрывают изображение анализирующей щели 25, что вызывает изменение фототока в фотоприемнике 31 от минимального значения до максимального. Момент среднего

Ф

4 значения фототока считается моментом визирования края эл ìåíòà. В момент среднего значения фототока срабатывает пороговое устройство (триггер шмидта) и переносит показания датчика б отсчета линеиных перемещений на табло индикации или в цифропечатающее устройство, фиксирующее результаты измерений (на чертеже не показано) .

Выполнение фотоэлектрической системы в виде проекционного канала 11, расположенного под станиной 1, и фотоприемного устройства 13, установленного в держателе 15 над координатным. столом 2, на од ной оси с объективом 21 проекционного канала 11 повышает точность измерений, так как источником 29 света осветительного канала 12 засвечивается площадь, равная площади изображения анализирующей щели

25 на фотошаблоне 9 (диаметр 1,5-2 мкм), что практически не вызывает нагрева фотъ» шаблона 9. Общий объектив 21 проекционного канала и визуального тубуса 10, выполненный в виде перископа, позволяет размещать фотошаблон 9 рисунком вниз к объективу 21, что повышает точность измерений благодаря отсутствию расфокусировки и смещения оси визирования иэ-за клиновидности фотошаблона 9. Фотоприемное устройство

1 3 не чувствительно к расфокусировке, т.к.. оно выполняет только функции сбора светового потока, прошедшего через фотошаблон 9 на фотоприемное окно фотоприемника 31, которое больше сечения направляемого на него светового потока.

Визуальный тубус 10 предназначен для визуального контроля ориентации фотошаблона 9 по углу у и длч вывода под объектив

21 проекционного канала 11 требуемого участка фотошаблона 9. Визуальный . тубус

10 выполнен в виде перископа с объективами 18 и 21, последний является и объективом проекционного канала 11, что- позI воляет контролировать ориентацию фотошаблона 9 по двум одинаковым элементам в разных модулях (рисунках) фотошаблона и значительно уменьшить затраты времени на ориентацию.

Размещение фотоприемного устройства 13 над координатным столом 2; в держателе 15, который одновременно является и держателем окулярной головки 14, существенно упрощает конструкцию установки.

Осветительный канал 12 размещен далеко от станины 1 на кронштейне 30 и практически не вызывает нагрева станины 1, что повышает точность измерения. С целью уменьшения влияния вибраций на точность измерений кронштейн 30 с осветительным каналом 12 закреплен на нижней поверхнос

569846, ти станины 1, а осветительный канал 12 соединен с проекционным каналом 11 гибким элементом 26, один конец которого закреплен на осветительном канале 12, а другой - на выступе с анализирующей щельгг1

25 проекционного канала 11, причем гибкий полый элемент 26 не передает вибрации осветительного канала 12 с кронштейном ЗО выступу с анализирующей щелью

25 проекционного канала 11.

Формула изобретения

Установка контроля размеров элементов фотошаблонов, содержащая станину, координатный стол с датчиками отсчета ли нейннх перемещений, механизмы привода, механизм ориентации фотошаблона и фотоэлектрическую систему, состоящую из ви-, зуального тубуса, проекционного и осветительного каналов и фотоприемного устройсч ва, отличающаяся тем, что,с целью повышения точности и контроля произ водительности труда, она снабжена держателем,расположенным над координатным столом, на одном конце которого установлено фото5 приемное устройство, а на другом - окуляр . ная головка визуального тубуса, кронштейном, расположенным под станиной и несущим осветительный канал, гибким элементом, соединяющим осветительный канал с проек19 ционным, а визуальный тубус выполнен в виде перископа и размещен под станиной так, что его объектив является общим с объективом проекционного канала и находится на одной оси с фотоприемным устройством.

k5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1„Компаратор 200 цифровой фирмы р 1„г. (ФРГ). Электронная промышле пгость

1971, ¹ 4, с. 105.

2. Установка для контроля фотошаблонов, MMM(OMS -П). Проспект фирмы 00 myus

Япония.

569846

7 д д У

17

1У

2б

Составитель Лоб зова

РедактоР В. Дибобес ТехРед Н. АндРейчУк КоРРектоРС, дядченко

Заказ 3278/31 Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал IIIIII "1!лтент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4