Устройство для измерения площади

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii> 968609

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву)$1) М. Кл.з

0 01 В 11/28 (22) Заявлено 13.11.80(2t) 300283б/18-28 с присоединением заявки ¹-, Государственный комитет .

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 23.1082. Бюллетень № 39 ($3) УДК531.72 (088.8) Дата опубликования описания 23.10.82 (72) Авторы изобретения

М.А.Плышевский, Г.A.Èâàíîâ и IO.È.Áóðìèñòðoâ:

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при контроле полупроводниковых пластин.

Известно устройство для измере" ния площади, содержащие измеритель--и диск Нинкова для осуществления световой развертки f1 ).

Однако это устройство обладает невысокой точностью, обусловленной малым числом строк сканирования.

Нанболее. близким к изобретению является устройство для измерения площади, содержащее последовательно установленные источник света,диафрагму, узел сканирования и .фотоприемник, генератор счетных импульсов и счетчик импульсов, связанный с выходами фотоприемника и генератора импульсов.

В известном устройстве узел сканирования выполнен в виде конвейерной ленты и врацаюцегося барабана со щелью, оптически связанного с набором световодов (2).

Недостаток известного устройства— невысокая точность измерений (2,5Ъ) иэ-за ограниченного числа элементов разложения в строке.

Ц ель изобретения — повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что устройство для измерения площади полупроводниковых пластин, содержацее последовательно установленные источник света, диафрагму, узел сканирования и фотоприемник, генератор счетных импульсов и счетчик импульсов, связанный с выходами фотоприемника и генератора импульсов, снабжено фотоэлектрическим генератором управляющих импульсов, связанным со счетчиком импульсов, а узел сканиро-.

35 вания выполнен в виде двух кинематических связанных между собой соосно расположенных дисков, установленных . с возможностью врацения вокруг оси, в одном из дисков выполнены отверстия

2О размеценные .по,многовитковой спирали, в другом выполнена щель в виде одно.витковой спирали, расположенной напротив отверстий в первом диске, На фиг. 1 изображена оптико-кинематическая схема устройства; на фиг. 2 - схематический вид дисков; на фиг. 3 — структурная схема одного иэ вариантов выполнения электронной

ЗО части устройства.

968609

С (Н<

Формула изобретения

Устройство содержит источник 1 света, диафрагму 2, в плоскости которой. размещают контролируемый объект (не показан ), первый диск 3 с отверстиями 4, неподвижно закрепленный на оси электродвигателя 5, второй диск

6 со щелью 7, установленный на оси электродвигателя 5 с возможностью вращения вокруг нее и связанный с ней через редуктор, образованный шестернями 8-13 . По другую сторону дис- 10 ков 3 и 6 соосно с источником 1 света и диафрагмой 2 расположены конден сатор 12 и фотоприемник 13.

Фотоэлектрический генератор упавляющих импульсов содержит распооженные соосно дополнительный источник 14 света, отверстия 15 и

16, в дисках 3 и 6, соответственно и дополнительный фотоприемник. 17.

Отверстия 4 на диске 3 расположены по спирали, их координаты выражены уравнением где Ч„ — полярные координаты точек спирали, Ро — расстояние от центра диска

3 до центра апертурного поля ограничительной диафрагмы 2;

r — радиус апертурного поля 19 ограничительной диафрагмы 2 и — число витков спирали.

Осевая линия щели 7 на диске 6 представляет собой спираль, выполненную..согласно уравнению (1 ) при

1. Ширина Н щели 7 выбирается из условия где С вЂ” диаметр отверстия 4 в. диске 3.

Выходы фотоприемников 13 и 17 45 соединены с электронной схемой 18, содержащей пороговые устройства 20 и 21, к которым подключены соответственно выходы фотоприемников

13 и 17, схемы 22 и 23, генераторы

24 и 25 счетных и управляющих импульсов, счетчик 26 имнульсов,цифровой индикатор 27.

Устройство работает следующим образом.

Лучи от источника 1 освещают апертурное поле диафрагмы 2, в плоскости которой распологают контролируемый объект, например полупроводниковую пластину. Вращают диски 3 и 6. Свет, прошедший через отверстие

4 в щель 7, собирают конденсатором

12 на фотоприемник 13.

Электронная схема устройства состоит иэ измерительной и управляющей . частей. б5

Измерительная часть содержит генератор 24 счетных импульсов, фотоприемник 13, пороговое устройство 20, счетчик импульсов с цифровым индикатором 27.

Управляющая часть содержит фотоприемник 17, пороговое устройство 21, генератор 25 управляющих импульсов и схемы пропускания 22 и 23.

Измерительная часть схемы работает по принципу подсчета и суммирования числа импульсов, проходящих в счетчик 26 в .отрезки времени, в течение которых световой луч затеняется измеряемым объектом. Управляющая часть схемы разрешает прохождение счетных импульсов к счетчику 26 с момента с начала цикла сканирования и отключает счетчик 26 от генератора 24 счетных импульсов после завершения цикла сканирования.

Для исключения ошибки, связанной с изменением линейной скорости движения отверстий 4 на различных радиусах от оси вращения диска З,разность между радиусами, на которых расположены соседние отверстия, делают последовательно увеличивающейся по направлению к оси вращения диска 3. При этом соблюдают условие.R - d = coflst где Я вЂ” радиус, на котором располо.жено -е отверстие;

8; — разность между радиусами, на которых расположены .соседние отверстия.

Использование предлагаемого изобретения дает воэможность автоматизировать процесс измерения площадей полупроводниковых пластин с достижением погрешности измерения менее 1Ъ.

Устройство для измерения площади полупроводниковых пластин,. содержащее последовательно установленные источник света, диафрагму, узел сканирования и фотоприемник, генератор счетных импульсов и счетчик импульсов, связанный с выходами фотоприемника и генератора импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено фотоэлектрическим генератором управляющих импульсов, связанным со счетчиком импульсов, а узел сканирования выполнен в виде двух жинематически связанных между собой соосно расположенных дисков, установленных с воэможностью вращения вокруг общей оси, .в одном из дисков выполнены отверстия, размещенные по многовитковой спирали, в другом выполнена щель в виде одновитковой

968609 спирали, расположенной напротив отверстий в первом диске, Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Патент кл. 356-158

2. Патент кл. 42 с 13, CttlA М 2184160, 1939.

ФРГ Р 1249539, 1968 (прототип).

968609

Составитель С.Грачев

Редактор Г .Ус Техред Ж.Кастелевич Корректор M.ØàÐoøè

Заказ 8143/67 Тираж 614 Подписное аНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4