Устройство измерения геометрических параметров поверхности полупроводниковых пластин

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для считывания формы поверхности объектов. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается путем исключения погрешностей, связанных с температурным и временным дрейфом конструкции устройства. Из7 7 лучение лазера 1 проходит фокусирующую систему 2, зеркала 3 и 4, отклоняется сканаторами 5 и 6, отражается от зеркала 7 и, пройдя линзы 8 и 9, падает на полупроводниковую пластину 11, закрепленную на вакуумном столике 10. Отражаемый от объекта пучок проходит в обратном направлении через линзы 9 и 8, зеркало 7, сканаторы 6 и 5 Hj отразившись от зеркала 13 и прорщя линзу 14, делится светоделителем 15 на два. Разделенные пучки, пройдя каждьй через цилинд рические линзы 16 и 18, попадают на координатно-чувствительные фотоприемники 17 и 19 соответственно. Координаты поло- 3 жения пучков на поверхностях фотоприемников 17 и 19 однозначно опре- . f деляют геометрические параметры поверхности . 1 ЯП.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 14098

А1 (SII 4 G 01 В 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4148792/24 — 23 (22) 19.11.86 (46) 15.07.88. Вюл, N - 26 (72) К.N.Шестаков, В.И.Чухлиб, В.А.!Одицкий и Л.В. Гоман (53) 531.717 (088.8) (56) Зарубежная электронная техника.

1981, У 12, с. 58-60. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ .ГЕОМЕТРИ—

ЧЕСКИХ IIAPAMETPOB ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для считывания формы поверхности объектов. Цель изобретения — повышение точности измерения — достигается путем исключения погрешностей, связанных с температурным и временным дрейфом конструкции устройства. Излучение лазера 1 проходит фокусирующую систему 2, зеркала 3 и 4, отклоняется сканаторами 5 и 6, отражается от зеркала 7 и, пройдя линзы 8 и 9, падает на полупроводниковую пластину

11, закрепленную на вакуумном столике

10. Отражаемый от объекта пучок проходит в обратном направлении через линзы 9 и 8, зеркало 7, сканаторы 6 и 5 и, отразившись от зеркала 13 и пройдя линзу 14, делится светоделителем 15 на два. Разделенные пучки, пройдя каждый через цилиндрические линзы 16 и 18, попадают на координатно-чувствительные фотоприемники 17 и 19 соответственно. Координаты положения пучков на поверхностях фотоприемников 17 и 19 однозначно определяют геометрические параметры поверхности. 1 ил.

1409863

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для считывания формы поверхности объектов, в частности полупроводниковых пластин, Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения погрешностей, связанньгх с температурным и временным дрейфом конструкции устройства.

На чертеже представлена оптичес— кая схема предложенного устройства, Устройство содержит лазер 1 и последовательно установленные по ходу излучения фокусирующую систему 2, (,зеркала 3 и 4, два однокоординатных ; сканатора 5 и 6, выполненных, напри(, мер; в виде прозрачных многогранни., ков; зеркало 7, отрицательную сфери ческую линзу 8, конденсорную линзу

9 и вакуумный столик 10 с закреп—

: ленной на нем полупроводниковой плас тиной 11. Передние фокусы линз 8 и (9 совпадают. На вакуумном столике

10 установлено калибровочное кольцо (12, выполненное, например, в виде отражающего покрытия на поверхности вакуумного столика 10.

По ходу отражаемого от объекта 11 излучения последовательно расположе30 ны четвертое зеркало 13, положительная сферическая линза 14 и светоде-" литель 15, делящий излучение на два ( пучка. По ходу пр ошедше го с в е т оделителя 15 пучка размещена цилиндричес- 35 кая линза 16, в фокусе которой установлен координатно — чувствительный фотоприемник 17, а по ходу отраженного от светоделителя 15 пучка расположена вторая цилиндрическая линза

18 с установленным в ее фокусе вторым координатно-чувствительным фотоприемником 19.

Задний фокус линзы 14 совмещен с плоскостью вакуумного столика 10 с учетом влияния сканаторов 5 и б и линз 8 и 9. Цилиндрические линзы 16 и 18 установлены параллельно осям сканаторов б и 5. соответственно. Оси вращения сканаторов 5 и 6 перпенди- 50 кулярны друг другу и параллельны плоскостям фотоприемников 19 и 17 соответственно.

Устройство работает следующим образом. 55

Излучение 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. Таким образом, на выходе сканатора 6 формируется развертка в плоскости, перпендикулярной оси распространения пучка.

Пройдя сканатор б,пучок попадает на третье зеркало 7 и направляется им на отрицательную сферическую линзу 8 и далее на конденсорную линзу 9.

На выходе линзы 9 пучок отклоняется от оптической оси, попадает либо на полупроводниковую пластину 11 либо на 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 счет углового смещения отклонение остаются и приводят к отклонению пучка от оптической оси линзы 14.

Изменение формы поверхности пластины 11 приводит к изменению координат пучка в плоскости линзы 14. Так как фокальная плоскость линзы 14 совпадает с плоскостью столика 10, то после прохождения линзы 14 пучок распространяется параллельно ее оптической оси и попадает на светоделитель 15, делящий пучок на два взаимно перпендикулярных пучка равной интенсивности

Цилиндрические линзы 16 и 18 фокусируют пучки на координатно- увствительные фотоприемники 17 и 19 соответственно. Положение пучков на поверхности фотоприемников 17 и 19 пропорционально первой производной от функции, описывающей форму поверхности пластины 11. На каждой строке пучок пробегает калибровочное кольцо

12 положение пучка в этом случае определяет начало отсчета по координатам.

Таким образом, компенсируются изменения направления пучка лазера

1 при прогреве, температурный и временной дрейф конструкции в целом.. формула изобретения

1. Устройство измерения геометри" ческих параметров поверхности полупроводниковых пластин, содержащее лазер, последовательно расположенные

14098

Составитель А. Гордеев

Техред M.Äèäûê

Редактор И.Келемеш

Корректор М. Васильева

Заказ 3472/37

Тираж 680 Подписн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 по ходу излучения два зеркала, однокоординатный сканатор, третье зеркало, конденсорную линзу, вакуумный столик предназначенный для креплеУ

5 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, ориенти63 4 рованной так, что ее задний фокус совпадает с плоскостью вакуумного столика, светоделителя, делящим излучение на два пучка, двумя цилиндрическими линзами, расположенными за светоделителем в каждом из разделенных пучков, и вторым координатно-чувствительным фотоприемником, размещенным по ходу отраженного от светоделителя пучка за цилиндрической линзой, а о6а 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-е нены в виде прозрачных многогранников.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что калибровочное кольцо выполнено в виде отражающего покрытия на поверхности вакуумного столика °