Установка совмещения и экспонирования

                                   Устройство и работа установки.

1.В основе работы установки  лежит принцип совмещения изображений  на фотошаблоне и полупроводниковой пластине и переноса изображения с фотошаблона на пластину методами контактного экспонирования без зазора и экспонирование с зазором. 

2.На фотошаблоне имеются прозрачные  и непрозрачные элементы, которые  по специальным знакам совмещаются  с соответствующими элементами  на полупроводниковой пластине.

    На пластине нанесен  слой фоторезиста, который при  экспонировании через фотошаблон  меняет свои химические свойства  под прозрачными и непрозрачными элементами фотошаблона и благодаря этому обеспечивает проведение дальнейших технологических операций.

3. На плите шаблонодержателя  закреплены две рамки. В правую  рамку укладываемся шаблон, а в левую калибрующая пластина толщиной 10 мм. Поворотом рамок вводят в рабочую зону калибрующую пластину или фотошаблон, которые фиксируются на плите шаблонодержателя вакуумом.

4. Полупроводниковая пластина устанавливается  на рабочий столик, закрепленный на сферической поверхности и фиксируется вакуумом. Рабочий столик вместе с пластиной поднимается вверх механизмом вертикальных перемещений до упора в калибрующую пластину, в результате чего происходит выравнивание верхней плоскости полупроводниковой пластины относительно поверхности калибрующей пластины. Затем рабочий столик опускается на установленный зазор. Рамка с калибрующей пластиной на плите  шаблонодержателя отводится в сторону, на ее место устанавливается рамка с рабочим фотошаблоном.

5. Совмещение рисунков фотошаблона  и полупроводниковой пластины  производится манипулятором совмещения, наблюдение за процессом совмещения производится при помощи микроскопа.

6. По окончании совмещения микроскоп поворачивают, устанавливая на его место отклоняющее зеркало с конденсатором, и производят экспонирование от осветителя с лампой ДРКс-500.

   Контроль за временем  экспонирования осуществляется  дозатором световой энергии.

7. Внешнее управление работой  установки и информация о ее  состоянии осуществляется с помощью пульта управления. Перечень и назначение органов управления и средств и индикации, расположенных на пульте, даны в таблице.

  

№	Наименование	Назначение
1.	Клавиша  ЦИКЛ	Пуск цикла в рабочем режиме.
2.	Индикация ЦИКЛ	Индикация работы установки в цикле, в рабочем режиме.

3.	Клавиша МИКРОСКОП	Движение микроскопа вверх-вниз в  рабочем и наладочном режимах.
4.	Индикация МИКРОСКОП	Микроскоп внизу.
5.	Клавиша ЗАЗОР	Возврат с контакта на зазор совмещения (в рабочем  режиме).
6.	Индикация ЗАЗОР	Пластина и шаблон на зазоре совмещения; можно производить совмещение.
7.	Клавиша КОНТАКТ	Переход с зазора совмещения в контакт  или в зазор экспонирования (в  рабочем режиме).
8.	Индикация КОНТАКТ	Пластина и шаблон в контакте или на зазоре экспонирования.
9.	Клавиша ЭКСПОНИРОВАНИЕ	Пуск экспонирования (в рабочем  и наладочном режимах)
10.	Индикация ЭКСПОНИРОВАНИЕ	Идет экспонирование.
11.	Клавиша СБРОС	Прерыв цикла, возврат всех механизмов в исходное положение.
12.	Индикация СБРОС	Идет процесс сброса.
13.	Кнопка ЗАТВОР	При нажатии открывает затвор.
14.	Индикация ЗАТВОР	Индикация нажатого состояния кнопки ЗАТВОР.
15.	Кнопка ПРЕРЫВ ЦИКЛА	Прерыв цикла в любой его фазе; при отпускании кнопки цикл продолжается.
16.	Кнопка РАСФИКСАЦИЯ пластин.	Расфиксация пластины на рабочем столике.
17.	Индикация РАСФИКСАЦИИ пластин	Индикация нажатого состояния кнопки  РАСФИКСАЦИИ пластин.
18.	Индикация ВОДА, ВОЗДУХ, ЛАМПА	Сигнализация отсутствия в соответствующих  коммуникациях необходимого потока воды, давления воздуха и вакуума.
19.	Переключатель ЭКСПОНИРОВАНИЕ	Выбор режима: на зазоре или в контакте.
20.	Регулятор ЗАЗОР ЭКСПОНИРОВАНИЕ	Установка зазора для режима экспонирования на зазоре.
21.	Переключатель РЕЖИМ	Переключение режимов работы.

 

                                Устройство составных частей установки

1. Устройство совмещения и экспонирования предназначено для выполнения основных операций по совмещению и экспонированию и состоит из блока совмещения, на котором закреплен блок  экспонирования и контроля совмещения 2.
2. Блок совмещения (рис. 3) предназначен для выравнивания пластин по состоянию к фотошаблону,    образование рабочих зазоров совмещения между пластиной и фотошаблоном, получения надежного контакта пластины и фотошаблона обеспечения точных перемещений, как пластины, так и фотошаблона  в продольном и поперечном направлениях и по углу.
3. Манипулятор предназначен для обеспечения точных перемещений полупроводниковой пластины по оси Х и У в пределах + 3 мин и углу поворота 4 в пределах + 10⁰.
4. Шаблонодержатель предназначен для установки фотошаблона и перемещения его по оси Х, У, в пределах +3 мин и углу поворота 4 в пределах +4⁰. На плите шаблонодержателя  установлены две поворотные рамки с калибрующей пластиной и фотошаблоном.
5. Механизм вертикальных перемещений предназначен для обеспечения вертикальных перемещений полупроводниковой пластины.
6. Привод МВП предназначен для обеспечения работы механизма вертикальных перемещений и образования зазора между пластиной и фотошаблоном.

Настройка рабочего зазора между фотошаблоном и полупроводниковой  пластиной обеспечивается путем  регулировки потенциометра «Калибровка» ячейки управления расположенной в блоке управления.

7. Устройство прижима предназначено для (прижима) крепления полупроводниковых пластин на рабочем столе выравнивания пластины относительно фотошаблона, фиксации столика после выравнивания и создания вакуумной зоны при контактном экспонировании.
8. Блок экспонирования и контроля совмещения предназначен для контроля совмещения полупроводниковой  пластины с фотошаблоном и последующего ее экспонирования.
9. Микроскоп совмещения предназначен для контроля совмещения фотошаблона с   полупроводниковой пластиной.

Состав электрооборудования  установки совмещения и экспонирования:

1. Привод МВП грубый;
2. Привод МВП тонкий;
3. Механизм Зазора;
4. Панель пневмооборудования;
5. Датчик расхода воды;
6. Блок управления;
7. Блок экспонирования;
8. Фонарь;
9. Микроскоп совмещения;
10. Пульт управления;
11. Блок питания;
12. Блок поджига;
13. Блок питания лампы ДРКС-500.  

 

                                          

                                  

 

Режимы работы

Установка ЭМ-5026 работает в  двух режимах «Рабочий» и «Наладочный». Выбор режима работы проводится нажатием соответствующей кнопки на пульте управления.

     В исходном  состоянии рабочий столик опущен  вниз, блок экспонирования находится в промежуточном положении, микроскоп вверху, механизм вертикальных перемещений расфиксирован, затвор закрыт.

     Перед началом  рабочего режима полупроводниковая  пластина укладывается вручную  на столик и фиксируется вакуумом  с помощью ручки «ПЛ» блока  кранов. Калибрующая пластина, вставленная в рамку, устанавливается на плиту шаблонодержателя, фиксируя вакуумом с помощью ручки «Ш» блока кранов.

    Далее управление  установкой в рабочем режиме  осуществляется следующим образом:

- при нажатии клавиши  Цикл на пульте управления  происходит подъем рабочего столика до контакта с калибрующей пластиной

- операция выравнивания  происходит под действием пружины  привода МВП

- далее происходит опускание  рабочего столика (2-й этап) до  зазора совмещения, величина которого устанавливается потенциометром  на блоке совмещения, и загорается индикация клавиши ЗАЗОР.

- на этом этапе вместо  калибрующей пластины вводится  фотошаблон, поворачивается в рабочую зону блок экспонирования, и микроскоп при нажатии соответствующей клавиши на пульте управления опускается для совмещения полупроводниковой пластины с фотошаблоном.

    По окончании  операции совмещения цикл продолжается  нажатием клавиши КОНТАКТ. При этом должна погаснуть индикация клавиши ЗАЗОР и загореться индикация клавиши КОНТАКТ.

   Если на пульте  управления выбран режим экспонирования  в контакте, то при нажатии клавиши КОНТАКТ  пластина и шаблон приводятся в контакт, пространство под шаблоном герметизируется и соединяется с вакуумом, при этом центральная часть пластины расфиксируется на рабочем столике. Таким образом, достигается плотный контакт между пластиной и шаблоном.

     Если на  пульте управления выбран режим  Экспонирование на Зазоре, то  рычаг такого привода МВП переходит в положение, определяющее зазор экспонирования, величина которого (в микронах) задается потенциометром ЗАЗОР ЭКСПОНИРОВАНИЯ.

  При неудовлетворительном  совмещении пластины с шаблоном, нажатием клавиши ЗАЗОР можно  вернуться из контакта на зазор  совмещения. При этом индикация  клавиши ЗАЗОР загорается, КОНТАКТ гаснет.

   При удовлетворительном  совмещении в контакте цикл  продолжается нажатием клавиши  ЭКСПОНИРОВАНИЕ. При этом микроскоп  поднимается вверх и уводится  из рабочей зоны, блок экспонирования  фиксируется в положении экспонирования, открывается затвор и загорается индикация клавиши ЭКСПОНИРОВАНИЕ. После отработки заданной программным переключателем ЭКСПОЗИЦИЯ необходимой величины экспозиции затвор закрывается, индикация клавиши гаснет.

   При нажатии клавиши  СБРОС происходит пластины на  рабочем столике, возврат всех  механизмов в исходное положение.  В течение этого времени горит индикация клавиши СБРОС.

 

                      Подготовка к работе

1.Надеть исправную спецодежду: халат из химустойкой ткани.

2.Проверить наличие индивидуальных  средств защиты: напальчники, очки  защитные, резиновые перчатки.

3. Смазать руки защитным  кремом перед работой.

4. Привести в порядок  рабочее место: убрать лишние, мешающие работе предметы, инструмент, химическую посуду и технологическую  тару разместить в удобном  для работы порядке.

5. До включения оборудования  совмещения и экспонирования  путем внешнего осмотра убедиться в его исправности и безопасности, а именно:

- в наличии, целостности  и прочности подсоединения заземляющего  полупроводника

- в отсутствии повреждения  изоляции электрических проводников  и соединительной арматуры (вилок,  розеток, разъемов и др.)

- в наличии исправности  защитных приспособлений и ограждений

6. Включить вентиляцию, камеры  обеспылевания и микроклимата, убедиться  в их работе.

7. При работе с установкой  экспонирования проверить наличие  и действие водяного или воздушного  охлаждения источника излучения.

8. Включить оборудование  согласно требованиям технологического процесса и инструкциям по его эксплуатации.

9. В случае взрыва ртутных  ламп на операции экспонирования  или поломки термометров тщательно собрать ртуть в стеклянную или полиэтиленовую емкость и залить раствором хлорного железа для нейтрализации (200-250г на литр воды).

10. Не пользоваться стеклянной  тарой; неисправными кассетами  и тарой.

11. При работе с электроприборами  руки должны быть сухими.

12. При работе на установке  совмещения и экспонирования  следить за охлаждением источника  излучения, не открывать защитный  кожух источника излучения.

                                        *******************************

                        Характеристика лампы ДРКс-500:

Изготовитель: СССР; Мощность 500 Вт; Напряжение питания 190 В; Напряжение на лампе 60 -92 В; Номинальный ток лампы 7 А; Световой поток 18 клм; Длина дуги 4,0 – 4,6; Средний срок службы 250 часов; Наибольшая ширина лампы 45 мм; Диаметр колбы 32 мм.                                                                                                                               

1. Источник света обычно подбирается по спектральной характеристике и мощности, необходимо чтобы интенсивность света находилась в диапазоне 300 – 450 нм, мощность была порядка 100 – 500 Вт.
2. Оптическое устройство в узле контактного экспонирования предназначено для создания равномерного светового потока с параллельным пучком лучей в определенном диапазоне длин волн на всем поле экспонирования.
3. Механизм управления передачей светового потока – затвор, необходим для того, чтобы задавать нужное время экспонирования, которое зависит от чувствительности фоторезиста.
4. Лампа, конденсатор и затвор размещаются в едином блоке. Блок позволяет удобно размещать и правильно юстировать лампу относительно оптической оси кварцевого конденсатора, предохранять оператора и светочувствительные материалы от вредного воздействия ультрафиолетового излучения, а также возможных взрывов лампы.
5. Микроскоп – предназначен для визуального наблюдения и контроля качества совмещения. Основное требование к микроскопу состоит в том, что он должен обеспечивать четкое изображение двух совмещаемых структур, расположенных в различных параллельных плоскостях на некотором расстоянии друг от друга во время совмещения, а также во время контроля качества совмещения после прижима пластины к фотошаблону.