Фотоэлектрическое устройство для измерения прогиба полупроводниковых пластин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п»76932! (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.12.77 (21) 2562250/25-28 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51) М.Кл.з G 01 В 11/24

Государственный комитет

СССР (53) УДК 534.715.27 (088.8) fl0 делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 10.11.80 (72) Авторы изобретевия Н. П. Захаров, С. Н. Никифорова-Денисова и О. И. Бочкин (71) Заявитель

ЛТг, (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ")

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОГИБА

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, может быть использовано, в частности, для измерения прогибч полупроводниковых пластин, служащих подложками при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения прогиба полупроводниковых пластин, содержащее осветительную систему, модулятор, оптическую систему для передачи опорного и зондирующего пучков излучения, диафрагму для формирования зондирующего пучка, лекальную линейку, электронный блок и блок отображения информации (1).

Известно также фотоэлектрическое устройство для измерения прогиба .полупроводниковых пластин, содержащее оптический блок, включающий осветительную систему, лекальную линейку, приемный световяд и приемник излучения, электронный блок и блок отображения информации 12) Осветительная система данного устройства включает в себя лампу накаливания, фокусирующую линзу и гибкий световод, а блок отображения информации выполнен в виде показывающего или регистрирующего прибора, связанного через электронный блок с приемником излучения.

Недостатком известных устройств является невысокая производительность, которая обусловлена длительностью процесса измерения: для получения информации о величине прогиба необходямо механическое сканирование зондирующего, пучка по всему сечению контролируемой пластины.

Целью изобретения является повышение производительности измерения .

i0 Поставленная цель достигается тем, что осветительная система выполнена в виде ,рефлектора с вогнутой отражающей эллип-, тичеакой поверхностью и излучающих дйодов, тела свечения которых совмещены с

15 одной из фокальных линий рефлектора, лекальная линейка установлена неподвижно относительно рефлектора так, что ее ребро совмещено со второй фокальной линией рефлектора, а блок отображения информа20. ции выполнен в виде параллельно установленных газоразрядных индикаторов, электрически соединенных с приемником излучения посредством электронного блока.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уст25 ройство, общий вид на фиг. 2 — оптический блок.

Предлагаемое устройство содержит оптический блок 1, электронный блок 2 и блок 3, отображения информации. Оптический блок з0 1 включает осветительную систему в виде

769321 рефлектора 4 с вогнутой отражающей эллиптической поверхностью и излучающих диодов 5, лекальную линейку б, приемный световод 7, приемничек 8 излучения, усилитель-преобразователь и плату регулировочных резисторов (на чертеже не показаны). Электронный блок 2 включает шесть усилителей постоянного тока (УПТ), распределитель импульсов, формирователи импульсов, ключи излучающих диодов, генератор прямоугольного напряжения,,разряд,ный ключ, переключатель (на чертеже не показаны). Блок 3 отображения информации выполнен в виде параллельно установленных газоразрядных индикаторов 9 (шесть, штук), электрически соединенных с приемником 8 излучения посредством электронного блока 2, и двух, миниатюрных индикаторных ламп 10, задающих базовую линию, от которой производится отсчет прогибов. Излучающие диоды 5 разделены друг от друга экранами П и установлены таким образом, что их тела свечения совмещены с одной из фокальных линий рефлектора 4.

Лекальная линейка б установлена неподвижно относительно рефлектора, при этом ее ребро совмещено со второй;фокальной линией рефлектора 4. Для ориентации контролируемой пластины 12 при ее установке на ребро лекальной линейки б служит оправка i13.

Устройство работает следуюгцим ооразом.

- Контролируемую пластину 12 укладывают .в оправку 13, при этом пластина опирается на .ребро лекальной линейки б, При наличии прогиба у контролируемой пластины между ее поверхностью и ребром ле,кальной линейки образуется щель. С генеpaI gapa прямоугольного, напряжения электронного блока 2 через регулировочные резисторы блока il, соответствующий ключ излучающих диодов электронного блока 2 напряжение прямоугольной формы ультразвуковой частоты /„ поступает на один из .излучающих диодов.

t Каждый ключ по сигналу управления, поступающему с распределителя импульса электронного блока, последовательно подключает прямоугольное переменное напряжение с частотой f„K . соответствующему излучающему диоду 5. Каждый -из шести излучающих диодов. последовательно высвечивается — излучает поток, промодулированный с частотой f„.

Поток излучения от излучающих диодов

5 с помощью рефлектора 4ic вогнутой отра. жающей эллиптической поверхностью фокусируется в области ребра лекальной линейки б. Это достигается тем, что тела свечения излучающих диодов 5 совмещены с одной из фокальных линий рефлектора, а ребро лекальной линейки — с другой его фокальной линией. Вследствие,последовательного высвечивания излучающих диодов происходит электронное сканирование зондирующего пучка .вдоль щели, образуемой поверхностью контролируемой пластины 12

Ф ор м ул а изобретения

Фотоэлектрическое устройство для измерения проги|ба полупроводниковых пластин, содержащее оптический блок, включающий осветительную систему, лекальную линейку, приемный световод и приемник излучения, электронный блок и блок отображения ивформации, отличающееся тем, что, с

65 и ребром лекальной линейки б.

Поток излучения проходит через щель и с помощью приемного световода 7 направляется в приемник 8 излучения, вырабатывающий маломощный переменный электрический сигнал, амплитуда которого пропор-!

0 циональна величине проходящего через щель в,данный момент потомака излучения, а следовательно, и величине прогиба пластины в месте зондирования. Экраны 11 обеспечивают зондирование каждым из из15 лучающих диодов только своего участка, исключая засветку соседних участков зондирования. Переменный сигнал, выработанный приемником излучения, усиливается и преоб20 разуется с помощью усилителя-преобразо.вателя,-входящего в блок 1. С выхода усилителя-преобразователя сигнал передается через .разрядный ключ и переключатель электронного блока 2,на его УПТ, которые

25 вырабатывают ток соответствующей величины, непосредственно управляющие линейными газоразрядны|ми индикаторами 9. На входах каждого из УПТ предусмотрены ключевые схемы, обеспечивающие последозо вательное подключение УПТ с помощью управляющих сигналов, поступающих сформирователей импульсов электронного блока.

Ток, .вырабатываемый У!ПТ, вызывает свечение соответствующего индикатора. Вы35 сота светящегося столбика каждого из газо.разрядных индикаторов пропорциоHàëьна напряжению на входе соответствующего

У ПТ и, следовательно, величине прогиба пластины в месте зондирования.

40 В результате работы устройства на блоке 3 отображения информации возникает подобие диаграммы из светящихся столбиков газоразрядных индикаторов, отображающей форму прогиба контролир емой

45 пластины. Отсчет прогиба производят от базовой линии, образуемой индикаторными лампами 10, с помощью градуировочной шкалы (на чертеже не показано) .

Предложенное устройство опробовано в

50 лабораторных условиях: время измерения прогиба пластины кремния диаметром до

100 мм сокращается по сравнению с извест.ным устройспвом болеее, чем в 5 раз и составляет не более 5 — 10 с.

769321 повышения производительности изцелью повыше . а выполнена мерения, р, осветительная система ей в виде рефлектор а с вогнутои отражающ " их ской поверхностью и излучающ, диодов тела свечения которых с с однои из фокальных линий рефл линейка установлена неподвии(бHO OTHOCHTPJIbHO P ф ефлектора так, ч ро совмешено со втор й, " ин о" фокальной лин, е лектора, а блок отображения ин формае параллельно установции выполнен в виде аз ядных индикаторов, элекленных газоразр . элбкт ически соединенных р . ко. с п иемнико. электронного блока, чения посредством э

5 Источники информац ии п инятые во внимание пр и экспертизе: я техника», се1. Журнал «Электронная техн

2. Авторское свидетельство

М 2409831/28, кл. G 01 В 11/24, 10 по заявке в

197б.

769321

Составитель Л. Лобзова

Техред И. Пенчко

Редактор Г. Петрова

Корректор И. Осиновская

Тип. Харьк. фил. пред. сПатент»

Заказ 1230/1340 Изд. № 475 Тираж 810 Подписное

ЯПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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