Установка контроля размеров элементов фотошаблонов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 20,09 Государственный кометеСовете Мнннстров СССРоо делам нэооретеннйн открытей К 531,715,27) Заявител 54) УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ФОТОША Б)ОНОВИзобретение 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 выполненная в виде компаратораь содержащего фотоэлек трический микроскоп, установленный на кронштейне над столом и состоящим из од- ного объектива и анализирующей щели, сы- И 1 пирующей с частотой 450 гц 11).Для визирования края элемента требуется обязательное позиционирование стола иэ-за невысокой частоты сканирования и следовательно крайне низкой, скорости пере И 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- щ ную на трех литых опорах, координатный стол с датчиками отсчета линейных перемещений, механизмы привода, механизм ориентации фотошаблона и фотоэлектрическуто систему, состояпгую из визуального тубуса, щ 2проекционного и осветительного каналов ифотоприемного устройства 12. Визуальныйтубус выполнен в виде микроскопа, закреппенного на кронштейне над координатнымстолом. Осветительный канал размещенвнутри станины.Однако высокая погрешность измеренийи за чувствигельности к вибрациям, иэ-заповышенного нагрева осветительным каналомстанины с координатным столом и измеряемого фотошаблона, а также иэ-за клиновюности фотошаблона й расфокусировки, обусловленной этой клиновидностью, и большиезатраты времени на ориентирование фотсгшаблона снижают точность и производительность контроля,Предлагаемая установка отличается отизвестной тем, что,с целью повышения точности и производительности контроля, онаснабжена держателем, расположенным надкоординатным столом, на одном конце котсрого установлено фотоприемное устройство,а нв другом - окулярная головка визуального тубуса, кронштейном, расположеннымпод станиной и несущим осветительный кд 569846нал, гибким элементом, соединяющим осветительный канал с проекционным, а визуальный тубУс выполнен в виде перископа иразмещен под.станиной так, что его объектив является общим с объективом проекционного канала и находится на ОднОЙ Оси сфотоприемным устройством.На чертеже дана принципиальная схемаустановки контроля размеров элементовфотошаблонв,Установка содержит станину 1, координатный стол 2, содержащий каретку 3 и 4,механизмы 5 привода, датчики 6 отсчеталинейных перемещений с дифракционнымирешетками 7, механизм 8 ориентации накоторый устанавливается фотошаблоп 9 ифотоэлектрическую систему, состоящую извизуального тубуса 10, проекционного иосветительного каналов 11 и 12 и фотоприемного устройства 13.Визуальный тубус 10 выполнен в видеперископа, размещен под станиной 1 и содержит окулярную головку 14, установленнуюна конце держателя 15, призму 16, оборачивающую систему 17, объектив 18, ахроматическую линзу 1 9, зеркало 20, объектив 21, ахроматическую линзу 22, светоделительные элементы 23 и 24,Проекционный канал 11 состоит из анализирующей щели 25 и элементов, общихс визуальным тубусом 10 (объектива 21,ахроматической линзы 22, светоделптельного элемента 24), находящихся на одной осис фотоприемным устройством 13. Гибкийэлемент 26 соединяет осветительный канал 12 с проекционным каналом 11, Осветительный канал 12 содержит зеркало27, конденсор 28, источник 29 светан установлен на кронштейне ЗО, расположеаном под станиной 1. Фотоприемное устройство 13 состоит нз фотоприемника 31и объектива 32 и установлено на концедержателя 15, расположенного над координатным столом 2,Световой поток от источника 29 светапроходит через конденсор 28, отражаетсяот зеркала 27 н попадает на анализирующую щель 2, которая через светоделительный элемент 24 проецируется с помощьюахроматической линзы 22 и объектива 21на плоскость рисунка фотошаблона 9. Изображение анализирующей щели 25 через фотошаблон 9 проецируется объективом 32на фотоприемник 31 фотоприемного усгройства 13. При перемещении координатно-., 5го стола 2 элементы рисунка фотошаблона9 перекрывают изображение анализирующейщели 25, что вызывает изменение фототокав фотоприемнике 31 от минимального значения до максимального, Момент среднего Фзначения фототока считается моментом визирования края элемента. 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 1 1, 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 размешать фотошаблон 9 рисунком вниз к объективу 21, что повышает точность измерений благодаря отсутствию расфокусировки и смещения оси визирования иэ-за клиновидпости 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 р 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 позволяет контролировать ориентацию фотошаблона 9 по двум одинаковым элементам в разных модулях (рисунках) фотошаблона и значительно уменьшить затраты временина 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 поверхнос569846, 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 шелиа 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 к э о б р е т е н и яУстановка контроля размеров элементов фотошаблонов, содержащая станину, координатный стол с датчиками отсчета ли нейннх перемещений, механизмы привода, механизм ориентации фотошаблона и фотоэлектрическую систему, состоящую иэ ви-, зуального тубуса, проекционного и осветительного каналов и фотоприемного устройся. ва, отличающаяся тем, что,с целью повышения точности и контроля производительности труда,она снабжена держателем,расположенным над координатным столом,на одном конце которого установлено фото приемное устройство, а на другом - окуляр.ная головка визуального тубуса, кронштейном, расположенным под станиной и несущимосветительный канал, гибким элементом,соединяющим осветительный канал с проек ционным, а визуальный тубус выполнен в видеперископа и размещен под станиной так,что его объектив является общим с объективом проекционного канала и находится наодной оси с фотоприемным устройством.3Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1 Компаратор 200 цифровой фирмы)е 1 (фРГ), Электронная промышленность 26 1971, М 4, с. 105.2. Установка для контроля фотошаблонов, МММ(ОМ 5 -П). Проспект фирмы "ОРизризЯпония, 5698467 д д 9Составитель Лоб зова Редактор В. Дибобес Техред Н. Андрейчук Корректор(:. Юдченко Заказ 3278/31 Тираж 907 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4