Установка контроля базового среза полупроводниковых пластин

(56) Заявка Япокл, Н 01 1 7/00,Заявка Япокл. Н 01 .21/66 ОГ ЛА л, %39едователь го машинольцев, И и Ю, П. Внии М 49 -1974,нии М 63 - , 1988. ский институт иостроенияС. Черных,оронцов12791,плительтин ного ния 50834,ки с овомт ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к технике полупроводникового производства и может быть использовано, в частности, для измерения длины и прямолинейности базового среза пластин.Известно устройство для контроля полупроводниковь 1 х пластин, содержащее механизм предварительной ориентации, транспортирующее устройство, механизм окончательной ориентации полупроводниковых пластин по базовому срезу, Механизм окончательной ориентации пластин содержит плоский упор, взаимодействующий с базовым срезом полупроводниковой пластины, прижимное устройство, выполненное в виде "плавающей" вилки, на концах которой установлены два ролика, взаимодействующие с пластиной.Пластину, предварительно сориентированную по транспортеру, перемещают в механизм окончательной ориентации,При воздействии прижимногоустройства на полупроводниковую пластину последняя прижимается одним из концов базового среза к плоскому упору. Возникающий при(54) УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ БАЗОВ СРЕЗА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ П СТИН(57) Сущность изобретения: на базовой те смонтированы устройства предвари ной и окончательной ориентации плас Устройство окончательной ориентации стин состоит из транспортера, подвиж упора, устройства линейного перемещ пластин и блока оптического контроля движный упор выполнен в виде план вырезом. 5 ил. атом крутящий момент заставляет пластину провернуться, и она становится прижатой базовым срезом к плоскому упору.Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает точности позиционирования пластины по базовому срезу, так как при взаимодействии базового среза пластины, имеющего, как правило, выпуклость, с плоским упоромпроисходит дополнительный разворот пла- Ц стины, что нарушает ориентацию. Это ска- й эывается на точности измерения. Кроме С 1 того, при превышении усилий в механизме "р ориентации выше допустимых возможны разрушения пластины.Из известных наиболее близким по технической сущности является установка визуального контроля подложек (2), содер- ф жащая загрузочное устройство, устройство предварительного совмещения. устройство окончательной ориентации, транспортирующие шнуры, вакуумный зажим, оптический блок измерения,В устройстве предварительного совмещения подложку ориентируют по баз у5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 ную присоску 31 (вакуумный зажим), закрепленную посредством плоскопараллельных пружин 32, разнесенных по высоте, кстойке 19 транспортера 4 и размещеннуюмежду его транспортирующими шнурами16. Под присоской 31 на плите 21 размещенвакуумный диафрагменный привод 33 с возможностью подъема присоски 31. Вакуумная присоска 31 снабжена двумявозвратными прукинами 34, Через отверстие с прямоугольным профилем в присоскеустановлен плоский упор 35, выполненныйв виде балки прямоугольного сечения и закрепленный на стойках 36.На высоте 3 - 4 мм от транспортера 4 заупором 5 на расстоянии 1,5 мм расположенана двух стойках 37 измерительная линейка38(см, фиг. 1,2, 3, 4) имеющая высокоточнуюпрямолинейную рабочую грань, котораяпри контроле базовог" среза пластины является отсчетной базой, Упор 5 и линейка 38выставля,ются параллельно и взаимно перпендикулярно транспортеру 4.Для обеспечения линейного перемещения вакуумной присоски 31 совместно с измерительной линейкой в направлении,перпендикулярном транспортирующимшнурам в процессе измерения, плита 21 сприсоской 31, измерительной линейкой 38и транспортером 4 расположена на подвижной каретке 39 через планки 40, Каретка 39посредством роликов 41 перемещается понаправляющим 42, установленным на базовой плите 1, от винтового привода, состоящего иэ электродвигателя 43, ходовоговинта 44, гайки 45, двух.пальцев 46, передающих усилие от гайки 45 на планки 47, закрепленные на каретке 39,Блок 7 оптический содеркит лазер, фокусирующий объектив, механизм созданиясканирующего лазерного луча при помощивращающейся призмы (на фиг. не показано). Плоскость сканирования луча перпендикулярна рабочей грани измерительнойлинейки 38, Под рабочей гранью измерительной линейки 38 ниже шнуров 16 транспортера 4 закреплен на кронштейне 48непоДвижно относительно базовой плиты 1фотоприемник 9 для приема лазерного луча.Установка контроля работает следующим образом,Транспортируемую полупроводниковую пластину 49 подают с загрузочного устройства (на фиг. не показано) на устройство2 предварительной ориентации, на которомтранспортер 10 перемещает ее до упоров12 механизма центрирования 11,Упоры 12останавливают гластину 49 и центрируютее относительно вакуумной присоски 13.Транспортер 10 останавливается упоры 12 отводятся, вакуумная присоска совместно с емкостным двухканальным дэт иком 14 посредством кронштейна 15 поднимается, отрывая пластину 49 с транспортера 10, подается вакуум, и пластина фиксируется нэ вакуумной присоске 13. Вращением пластины 49 на присоске 13 относительно сенсорной плоскости емкостного двухканального датчика 14 производят предварительную ориентацию пластины 49 по базовому срезу,Базовый срез пластины 49 после ориентации становится перпендикулярно транспортеру 10 погрешность ориентации порядка 1,8 О). Пластина 49 опускается на транспортер 10 и с плавным нарастаниемскорости движения переносится на устройство окончательной ориентации пластин. По транспортеру 4 пластина 49 с плавным замедлением скорости переносится к подвижному упору 5, Транспортирующие шкивы транспортера 4 получают движение от электродвигателя 22 через приводной шнур 23, взаимосвязанный с одним из шкивов 17, на которых расположены транспортирующие шнуры 16, Шкивы 17 вращаются на валах 18, установленных в стойках 19, 20. закрепленных нэ плите 21. Подвижный упор 5 от сработавшего электромагнита 27 через кронштейн 25, установленный на оси 26, переводится в поднятое положение, и его рабочая плоскость с вырезом оказывается над шнурами 16 транспортера 4. Пластина 49 краем базового среза упрется в упор 5 в точке А. Возникшие моменты вращения, воздействующие на пластину 49 от сил трения шнуров 16 о пластину 49 М 1=- Р 1 Н и М 2=Р 2 Ъ, вызовут вращение пластины относительно точки А по направлению:трелки М, так как М 1 М 2 из-за значительной разницы в расстояниях от направления сил до центра вращения (НЬ) при равенстве сил трвния (Р 1=Р 2) шнуров 16 о пластину 49. При этом возникшая сила трения в точке контакта (точка А) пластины 49 с упором 5 и вращающий пластину момент М вызовут появление силы И, стремящейся сдвинутьпластину в боковом направлении, Эти возникающие боковые усилия воспринимают легкие конические ролики 24, которые выполнены с воэмокностью проворота от небольших касательных усилий, что не создает препятствия провороту пластины 49 и прижиму ее базовым срезом к рабочей плоскости упора 5, При наличии выпуклости на базовом срезе пластина 49 ориенгируется строго параллельно упору 5, имеющему вырез на рабочей поверхности А по:кольку упор 5 выставляется параллельно рабочей грани измерительной линейки 38, то пластина 49 упором 5"окончательно ориентируетсябазовым срезом для контроля относительной измерительной линейки 38 (отсчетной базы),После этого электродвигатель 22 транспортера 4 отключается, включается вакуумный диафрагменный привод 33, который, преодолевая сопротивление возвратных пружин 34, поднимает вакуумную присоску 31. прижимая краем ее отверстия к упору 35. При этом пластина отрывается от транспортирующих шнуров и выводится на один уровень с измерительной линейкой, надежно удерживаясь на присоске, Таким образом образовалась безлюфтовая система пластина 49 -линейка 38. в которой базовый срез пластины установлен параллельно рабочей плоскости измерительной линейки с зазором, равным 1,5 мм. После это о электромагнит 27 обесточивается, и упор 5 опускается в нижнее положение под действием возвратной пружины 28. Лазерный луч направляют из оптического блока 7, который пересекает зазор между линейкой 38 и пластиной 49, захватывая часть линейки и часть пластины. Длина следа сканирующего лазерного луча составляет около 5 мм,Для получения довольо высокой точности измерения (погрешность 3-4 мкм) необходимо иметь малую величину зазора между линейкой и пластиной из-за дополнительной погрешности, вносимой неравномерностью скорости вращения призмы (обусловленной нелинейностью характеристики электродвигателя), В предложенном устройстве растровая система синхронизации из-за своей сложности отсутствует, Однако из-за конечности фокусировки диаметра лазерного луча (диаметр луча около 0,1 мм) значительное уменьшение зазора ведет к увеличению погрешности измерения. Эти условия накладывают необходимые требования к параллельности базовогосреза пластины относительно измерительной линейки,При перемещении пластины 49 и измерительной линейки 38 вдоль базового среза . под сканирующим лазерным лучом осуществляется измерение прямолинейности и длины базового среза пластины 49. Для этого включается электродвигатель 43 устройства 6 линейного перемещения пластин, его вращение передается на ходовой винт 44, а гайка 45, установленная на ходовом винте, передает линейное движение через пальцы 46 и планки 47 на каретку 39, котоРая перемещается по направляющим 42 посредством роликов 41. Каретка 39 перемещает установленную на ней плиту 21, на которой закреплены вакуумная присоска 31 с удер живаемой пластиной 49 и измерительная линейка 38,Фотоприемник 9 при его засветке и затемнении вырабатывает сигналы, соответствующие прохождению луча через края измерительной линейки 38 и пластины 49 (принцип известный). После этого каретка 39 возвращает пластину 49 в начальное положение, Э ВМ (на фиг. не показана) обрабатывает результат, вакуум отключается,присоска 31 возвратными пружинами 34 переводится в нижнее положение, пластина ложится на транспортер 4. Транспортер 4 включается, и пластина по команде с ЭВМразгружается в разгрузочное устройство (нафиг, не показано),Таким образом, предложенная конструкция установки позволяет точно ориентировать полупроводниковую пластину по базовому срезу, сохраняя параллельность базового среза пластины и измерительной линейки и постоянство зазора между ними,20 что сказывается на точности измерения Кроме того, конструкция установки позволя 25 ет осуществлять переналадку ее на пластины различного диаметра. Ф о р мул а и зоб ре те н ия Установка контроля базового среза поориентации с ориентирующим механизмом, вакуумным зажимом и кареткой., транспортирующие шнуры и блок оптического контроля, содержащий измеоительную линейку,35 .о т л и ч а ю щ а я с я тем. что, с целью повышения точности и прои водительности контроля, а также снижения механических нагрузок на пластины, ориентирующий механизм устройства. оконча"ельной ориентации дополнительно содержит подвижный плоский упор с вырезом расположенный .перпендикулярно транспортирующим шнурам и параллельно измерительной линейке,40 два конических ролика, установленных с внешней стороны транспортирующих шнуров, а вакуумный зажим и измерительная линейка установлены на каретке на двух плоскопараллельных пружинах с возможностью перемещения в направлейии, перпен 45 50 дикулярном транспортирующим шнурам,причем вакуумный зажим снабжен отверстием прямоугольного профиля, в котором жестко закреплен плоский упор, причем длина выреза плоского упора ориентирую щего механизма удовлетворяет условиюЗЧ 44/5а расстояние меж упором и роликами3= 05 0 -где-длина базового среза пластины; лупроводниковых .,ластин, содержащая ус 30 тройства предварительн,.й и окончательной1771006 Составитель А.Щитов Фигбактор Т.Иванова Техред М,Ыоргентал Корректор А,Козо Заказ 3745 Тираж Подписное 8 НИИПИ .Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Г