Устройство измерения геометрических параметров поверхности полупроводниковых пластин

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 01 В 11 24(53) 531,717 (08 (56) Зару бежн ая 1981, У 12, с. 58 Ф 26 В.И,ЧуГоман иб ектронн техника 1 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ .ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАЬЖТРОВ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН(57) Изобретение относится к измери-тельной технике и может использоваться для считывания формы поверхностиобъектов. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигаетсяпутем исключения погрешностей, связанных с температурным и временнымдрейфом конструкции устройства. Из 8014 О 98 лучение лазера 1 проходит фокусирующую систему 2, зеркала 3 и 4, отклоняется сканаторами 5 и 6, отражаетсяот зеркала 7 и, пройдя линзы 8 и 9,падает на полупроводниковую пластину11, закрепленную на вакуумном столике10. Отражаемый от объекта пучок проходит в обратном направлении черезлинзы 9 и 8, зеркало 7, сканаторы 6и 5 и, отразившись от зеркала 13 ипройдя линзу 14, делится светоделителем 15 на два. Разделенные пучки,пройдя каждый через цилиндрическиелинзы 16 и 18, попадают на координатно-чувствительные фотоприемники 17и 19 соответственно. Координаты положения пучков на поверхностях фотоприемников 17 и 19 однозначно определяют геометрические параметры поверхности. 1 ил.1409863 Из обре тен ие отн оси тся к измерительной технике и может использоваться для считывания Формы поверхностиобъектов, в частности полупроводниковых пластин,Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения погрешностей, связанных с температурными временным дрейфом конструкции устройства,На чертеже представлена оптичес -кая схема предложенного устройства,Устройство содержит лазер 1 и последовательно установленные по ходуизлучения фокусирующую систему 2,зеркала 3 и 4, два однокоординатных, сканатора 5 и 6, выполненных, напри,мер; в виде прозрачных многогранни., ков; зеркало 7, отрицательную сферическую линзу 8, конденсорную линзу9 и вакуумный столик 10 с закреп -ленной на нем полупроводниковой плас тиной 11, Передние фокусы линз 8 и9 совпадают, На вакуумном столике10 установлено калибровочное кольцо12, выполненное, например, в виде отражающего покрытия на поверхностивакуумного столика 10.По ходу отражаемого от объекта 11излучения последовательно расположе 30ны четвертое зеркало 13, положительная сферическая линза 14 и светоде-"литель 15, делящий излучение на двапучка. По ходу прошедшего светоделителя 15 пучка размещена цилиндрическая линза 16, в Фокусе которой установлен координатно в чувствительнфотоприемник 17, а по ходу отраженного от светоделителя 15 пучка расположена вторая цилиндрическая линза18 с установленным в ее фокусе вторымкоординатно-чувствительным фотоприемником 19.Задний Фокус линзы 14 совмещен сплоскостью вакуумного столика 10 сучетом влияния сканаторов 5 и б илинз 8 и 9. Цилиндрические линзы 16и 18 установлены параллельно осямсканаторов б и 5, соответственно. Осивращения сканаторов 5 и 6 перпендикулярны друг другу и параллельны плоскостям фотоприемников 19 и 17 соответственно,Устройство работает следующим образом. 55Излучение лазера 1 Формируется фокусирующей системой 2 в пучок, который направляется зеркалами 3 и 4 на сканаторы 5 и б. При вращении сканаторов 5 и б пучок смещается параллельно своей оптической оси. Такимобразом, на выходе сканатора б формируется развертка в плоскости, перпендикулярной оси распространенияпучка,Пройдя сканатор б,пучок попадаетна третье зеркало 7 и направляетсяим на отрицательную сферическую линзу 8 и далее на конденсорную линзу 9.На выходе линзы 9 пучок отклоняетсяот оптической оси, попадает либо наполупроводниковую пластину 11 либона калибровочное кольцо 12 и отражается от них, Отразившись от пластины, пучок проходит линзы 9 и 8,зеркало 7, сканаторы б и 5, отраженный пучок смещается к оси распространения падающего пучка, однако угловое смещение и накопленное за счетуглового смещения отклонение остаются и приводят к отклонению пучка отоптической оси линзы 14.Изменение формы поверхности пластины 11 приводит к изменению координат пучка в плоскости линзы 14. Таккак фокальная плоскость линзы 14совпадает с плоскостью столика 10,то после прохождения линзы 14 пучокраспространяется параллельно ее оптической оси и попадает на светоделитель 15, делящий пучок на два взаимноперпендикулярных пучка равной интенсивностиЦилиндрические линзы 16 и 18 фокусируют пучки на координатно-чувствительные Фотоприемники 17 и 19 соответственно. Положение пучков на поверхности фотоприемников 17 и 19 пропорционально первой производной отФункции, описывающей Форму поверхности пластины 11, На каждой строке пучок пробегает калибровочное кольцо12, положение пучка в этом случаеопределяет начало отсчета по координатам.Таким образом, компенсируютсяизменения направления пучка лазера1 при прогреве, температурный и временной дрейф конструкции в целомформула изобретения1. Устройство измерения геометри" ческих параметров поверхности полупроводниковых пластин, содержащее лазер, последовательно расположенные14098 Составитель А, Гордеев Техред М.Дидык Редактор М.Келемеш Корректор М. В асильев а Заказ 3472/37 Тираж 680 Подписн оеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 по ходу излучения два зеркала, одно- координатный сканатор, третье зеркало, конденсорную линзу, вакуумный столик предназначенный для креплеУ5 ния пластины, расположенные последовательно по ходу излучения, отражаемого от пластины, четвертое зеркало и координатно-чувствительный фотоприемник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено фокусирующей системой, установленной по ходу излучения за лазером, вторым однокоординатным сканатором, расположенным между вторым зеркалом и первым сканатором, отрицательной сферической линзой, размещенной перед конденсаторной линзой так, что их передние фокусы совпадают, калибровочным кольцом, расположенный на вакуумном столике, и устанавливаемыми последовательно по ходу отражаемого от пластины излучения за четвертым зеркалом положительной сФерической линзой, ориенти 63 4рованной так, что ее задний фокуссовпадает с плоскостью вакуумногостолика, светоделителя, делящим излучение на два пучка, двумя цилиндрическими линзами, расположеннымиза светоделителем в каждом из разделенных пучков, и вторым координатно-чувствительным фотоприемником,размещенным по ходу отраженного отсветоделителя пучка за цилиндрическойлинзой, а оба фотоприемника расположены в фокальных плоскостях соответствующих им цилиндрических линз, установленных параллельно осям сканаторов,2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что сканаторы выпол-енены в виде прозрачных многогранников.3, Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что калибровочноекольцо выполнено в виде отражающегопокрытия на поверхности вакуумногостолика