Устройство для изготовления полупроводниковых приборов

 

Союз Соаетскик

Соцнаннстыческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ (á1) Дополнительное к авт. саид-ау (22) Заявлено 0 1079 (21) 2839321/18-21 (53)М. Кл. с присоединением заявки Но (23) Приоритет—

Н 01 1, 31/18

Госуяарственный комитет

ССС Р по ямам изобретений и открытий

Опубликовано 150981 бюллетень N9 34

Дата опубликования описания 150%81 (53) УДК 821,382 (088 ° 8) (72) Лвторы иэобретемия

Л.А.Гальперин и С.A.Áoðãàêoâ (71) Заявитель

° (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к электрон" ной технике, в частности к устрой ствам для изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению, преимущественно иммерсионных болометров.

Известно устройство для изготовления полупроводниковых приборов, содержащее станину, нагреватель линзы и нагреватель активного элемента, в котором активный элемент крепится к линзе с помощью легкоплавкой фазы (1).

Недостаток данного устройстваотсутствие контроля толщины иммерси- t5 онного слоя между линзой и чувствительным элементом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для изготовления полупровод- 20 никовых приборов, содержащее станину с закрепленными на ней предметным столом, соединенным с механизмом перемещения, нагревателем линзы, нагревателем активного элемента, мани- 25 пулятор, микроскоп и приборы контроля и поддержания температуры Г23 .

Однако данное устройство не обеспечивает контроль толщины промежуточного иммерсионного слоя между актив- Ю ным элементом и линзой, требуемой равномерности иммерсионного апоя и имеет низкую производительность изза необходимости охлаждения печи йосле каждого цикла для последующей ориентации активного элемента относительно оптической оси линзы, которую можно обеспечить только на холодной линзе,и,кроме того, отсутствует возможность управления толщиной указан- . ного слоя, Цель изобретения — повькаение выхода годных приборов путем получения заданной равномерной толщины иммерсионного слоя.

Цель достигается тем, что устройство для изготовления полупроводниковых приборов, содержащее станину с закрепленными на ней предметным столом, соединенным с механизмом перемещения, нагревателем линзы, нагревателем активного элемента, манипулятор, микроскоп и приборы контроля и поддержания температуры, снабжено блоком контроля иммерсионного слоя в процессе спекания, соединенным с линзой и нагревателем активного элемента, выполненным в виде стержня, контактная поверхность которого параллельна фокусной плоскос

864384 ти линзы, а нагреватель линзы расположен коаксиально нагревателю активного элемента и теплоизолирован от него, при этом питание нагревателей выполнено независимым.

Кроме того, устройство снабжено кольцевой замкнутой трубкой с отверстиями для подачи охлаждающего воздуха, расположенной соосно нагревателям, 1

На фиг. 1 представлено устройство общий вид; на фиг. 2 — фрагмент боло метра с активным элементом до спекания; на фиг. 3 — то же, э процессе спекания.

Устройство смонтировано на кронштейне 1 и содержит манипулятор 2, микроскоп 3 и нагревательную головку

4. Манипулятор 2 состоит иэ двух взаимно перпендикулярных кареток 5 и б, перемецаемых с помощью винтов 7. На верхней каретке 6 установлен поворотный диск 8, в центральное отверстие которого эапрессована втулка 9 из теплостойкого изоляционного материала (например, фторопласта) . Расточка втулки 9 служит для центрирования линзы 10 болометра. Нагревательная головка 4 содержит нагреватель линзы, выполненный в виде спирали 11, намотанной через слюдяную прокладку

12 на медный корпус 13. Температура нижней части корпуса 13 измеряется термопарой 14. Нагреватель чувствительного элемента состоит из спирали

15, внутри которой с небольшим зазором размещается полый стержень 16.

Тем донышка стержня измеряется термопарой 17. Стержень 16 центрируется двумя втулками 18, вставленными в центральные отверстия двух теплостойких шайб 19, изготовленных из кварцевого стекла, и может перемещаться э вертикальном направлении.

Корпус 13 и стержень 16 теплоизолированы друг от друга и от несущего их кронштейна 20 с помощью теплоизоляционных колец 21 и прокладок 22. Кронштейн 20 оканчивается шаровым хвостовиком, шарнирно закрепленными на вертикальной поворотной оси 23, что позволяет выставить донышко полого стержня 16 параллельно плоскости линзы 10. Нижняя плоскость донышка отполирована до высокой чистоты и служит нагревателем чувствительного элемента 24 и контактом при измерении толщины иммерсианнога слоя между чувствительным элементом 24 и линзой 10. Величина вертикального давления стержня 16 на чувствительный элемент 24 при спекании его с линзой регулируется грузом 25, который можно передвигать вдоль рычага 26, один конец которого может поворачиваться на оси 27, а другой — опирается на верхнюю плоскость стержня 16, Нагревательная головка 4 установлена соосно с оптической осью микроскопа 3 установленного времени, необходимого для разогрева линзы 10 и чувствительнога элемента 24 до температуры несколько ниже температуры размягчения стекла, на нагреватель подают дополнительное напряжение. Стержень 16 разогревается до температуры на 104О 15 С выше температуры размягчения стекла. Это тепло через активный элемент 24 передается на прилегающий к элементу слой стекла, которое размягчается и под действием груза 26

45 донышко стержня 16 вдавливает чувст10

ЗО

50 и может перемещаться B вертикальном и горизонтальном направлениях. С этой целью поворотная ась 23 закреп-, лена в подшипниках на вертикальной каретке 28, а сидящая на нижнем конце оси 23 вилка 29 охватывает рычаг

30 и опирается на регулировочный ,винт 31 на конце рычага 30. Рычаг

30 закреплен в шаровой опоре 32 и при его повороте в вертикальной плоскости нагревательная головка 4 поднимается или опускается, а при повороте рычага 30 в горизонтальном направлении вилка 29 отводит нагревательную головку 4 в сторону, Иммерсионная линза 10 опирается на контактный стержень, который соединен проводом с прибором 33, контролируюцим толщину слоя легкоплавкого стекла между активным элементом и линзой при спекании. Второй конец прибора подключен к стержню 16. Для охлаждения болометра после спекания предусмотрена кольцевая трубка 34 с отверстиями для подачи охлаждающего воздуха, расположенная соосно нагревательным спиралям

11 и 15. устройство работает следующим образом.

Нагревательную головку 4 отводят в сторону из поля зрения микроскопа 3. Линзу 10 с нанесенным на ее поверхность иммерсионным слоем из легкоплавкого стекла устанавливают в гнезде манипулятора 2 и перемецают в поле зрения микроскопа 3 до тех пор, пока реперные метки на плоскости линзы 10, определяющие ее оптическую ось, не соэместят с перекрестьем экрана микроскопа 3. Активный элемент 24 помещают на плоскость линзы 10 и, двигая его с помощью специальной кисточки на плоскости линзы, также ориентируют по перекрестью экрана микроскопа 3, обеспечивая точное совмещение с оптической осью линзы. Включают электропитание нагревательной головки 4 и устанавливают ее э рабочее положение с помощью рычага 30. При этом медный корпус 13 нагревательной голоэки 4 садится на металлический корпус линзы 10, а донышко стержня 16 опускается на чувствительный элемент 24 и прижимает его к плоскости линзы 10 с усилением, определяемым т рузом 25. По истечении

864384 вительный элемент 24 в иммерсионный слой и осуществляется спекание. Толщина иммерсионного слоя стекла контролируется и регулируется с помо щью прибора 33 (напрнмер, .терассметра) поскольку величина сопротивлен.. я элемента 24 при температуре спекания известна, прибор 33 с достаточной точностью позволяет контролировать сопротивление, а следовательно и толщину иммерсионного слоя стекла. 1Io достижении заданной величины сопротивления, которое определяет толщину слоя, прибор 33 отключает спирали 11 и 15 и включает подачу холодного воздуха в кольцевую трубку 34 для ограничения инерционного нагревания. Когда температура чувствительного элемента 24 станет на 10.15 С ниже температуры плавления легкоплавкого стекла, подачу воздуха выключают, а нагревательную головку 4 поднимают и отводят в сторону. Далее цикл повторяется, Формула изобретения

1. Устройство для изготовления полупроводниковых приборов, преиму. щественно приемников излучения, содержащее станину с закрепленными на ней предметным столом, соединенным с механизмом перемещения, нагревателем линзы, нагревателем активного элемента, манипулятор, микроскоп и приборы контроля и подцержания температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, повышения выхода годных приборов путем получения за.данной равномерной толщины иммерсионного слоя, оно снабжено блоком контроля иммерсионного слоя в процессе спекания, соединенным с линзой и чагревателем активного элемента, выполненным в виде стержня, контактная поверхность которого параллельно фокусной плоскости линзы, а нагреватель линзы расположен коаксиально нагревателю

15 активного элемента и теплоизолирован от него, при этом питание нагревателей выполнено независимым.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено щ кольцевой замкнутой трубкой с отверстиями для подачи охлаждающего воздуха, расположенной соосно нагревателям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции В 2296941, кл. H 01 L 35/34, 1978.

2. ТУ-Я2М2.335.020. Устройство для присоединения кристаллов с шариковыми выводами к подложкам микросхем модель ЭМ-431 (прототип).