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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Identifikation eines Substrates, insbesondere eines Halbleiterwafers, mit mindestens einer Identifikationsmarkierung, die sich in vorgegebener Lage zu einer Positionsmarke an der Randzone des Substrates befindet. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren.
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In vielerlei Anwendungsfällen ist es erforderlich, ein Substrat wie beispielsweise einen Halbleiterwafer mit Hilfe einer auf dem Substrat befindlichen Markierung zu identifizieren. Diese Markierung wird bevorzugt in einem automatisierten Verfahren ausgelesen. Theoretisch ist es möglich, die gesamte Fläche des Substrates abzuscannen und die erfaßten Informationen auszulesen. Hierzu sind die erfaßten Informationen mit geeigneten Bildverarbeitungsverfahren zu bearbeiten, um zunächst die Markierung aufzufinden und dann deren Inhalt zu erkennen.
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In der Regel sind die Identifikationsmarkierungen im Vergleich zu der Größe des Substrates jedoch sehr klein. Mit der vorstehend erläuterten Vorgehensweise erhielte man eine große Anzahl nutzloser Informationen. Dies würde zu einem hohen Rechenaufwand führen, so dass verhältnismäßig viel Zeit benötigt würde, um ein Substrat zu identifizieren.
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Aus diesem Grunde wird bisher vor einem Lesen der Identifikationsmarkierung, deren Lage auf dem Substrat an sich bekannt ist, zunächst das Substrat einer Vorausrichtung unterworfen, die in der Literatur auch als „Prealigning” bezeichnet wird. So sind beispielsweise in der
US 5,870,488 A Prealigning-Verfahren beschrieben, bei denen ein zu identifizierendes Substrat zunächst in unzentrierter Lage auf einem Drehteller abgelegt wird. Durch ein anschließendes Drehen des Substrates wird dessen Exzentrizität in Bezug auf den Drehteller bestimmt und anschließend eine Lagekorrektur des Substrates auf dem Drehteller durch eine Verschiebung des Substrates vorgenommen, so daß hernach das Substrat zu dem Drehteller zentriert ist.
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Das
US-Patent 5,015,832 offenbart lediglich, dass ein Wafer auf einem Vacuum-Chuck aufgelegt wird und über diesen drehbar gehaltert ist. In dem Vacuum-Chuck ist in Bezug auf den Randbereich des Wafers eine Detektionseinrichtung vorgesehen, die aus einer Lichtquelle und einem Detektor besteht. Von der Lichtquelle wird Licht auf den Randbereich des Wafers gesandt und von der Detektonseinrichtung erfasst. Die Erfassungseinheit kann in Bezug auf den Randbereich des Wafers verschoben werden. Dadurch ist es möglich, dass während der Drehung des Wafers der Detektor einen Barcode auf dem Wafer erfasst und somit diesen in Zusammenarbeit mit einer Recheneinheit auswertet.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 1099 08 980 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Wafers. Hierzu wird eine Erfassungseinrichtung entsprechend in Bezug auf den Waferrand verfahren, damit mit der Erfassungseinrichtung eine Markierung am Rand des Wafers erfasst werden kann. In der Regel ist diese Markierung ein Notch. Die Markierung wird über ein entsprechendes Mustererkennungsverfahren ermittelt. Anhand der Lage der Markierung kann der Wafer entsprechend in einer Bearbeitungsstation und in einer Inspektionsstation ausgerichtet werden. Wie in der
US 5,870,488 A ausgeführt wird, ist diese Verfahrensweise, die beispielsweise aus der
US 5,238,354 A bekannt ist, aufgrund des dort benötigten zweistufigen Ausrichtungsverfahrens sehr aufwendig.
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Als Alternative hierzu wird in der
US 5,870,488 A vorgeschlagen, während des Zuführens des Substrates zu dem Drehteller dessen tatsächliche Lage zu erfassen und bereits bei einem nachfolgenden Ablegen auf den Drehteller eine Korrektur vorzunehmen. Dies hat zur Folge, daß das Substrat stets konzentrisch zu dem Teller abgelegt wird. Durch eine Drehung des Tellers kann die Winkellage des Substrates erfaßt werden, womit dann sämtliche Informationen abgeleitet werden können, die benötigt werden, um die Identifikationsmarkierung im Erfassungsbereich einer OCR-Kamera (OCR = optical character recognition) zu plazieren. Auch hier ist somit vor dem eigentlichen Identifikationsvorgang eine sehr genaue Positionierung des Substrates auf dem Drehteller erforderlich. Das in der
US 5,870,488 A vorgeschlagene Identifikationsverfahren erfordert folglich einen ersten Meßvorgang mit einem anschließenden Berechnungsschritt, ein darauf folgendes sehr genaues Ablegen des Substrates auf dem Drehteller, einen erneuten Meßvorgang mit einem anschließenden Berechnungsschritt und abschließend ein Anfahren der Markierung, die dann in bekannter Art und Weise ausgelesen wird.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren derart auszugestalten, dass eine Identifikationsmarkierung am Rand des Halbleiterwafers in seiner Gesamtheit mittels einer Aufnahme erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zur Identifikation eines Substrates, insbesondere eines Halbleiterwafers, mit mindestens einer Identifikationsmarkierung, die sich in vorgegebener Lage zu einer Positionsmarke an der Randzone des Substrates befindet, umfassend:
einen Drehteller zum Drehen eines darauf abgelegten Substrates um eine Drehachse,
eine Beleuchtungsquelle und eine Empfangseinrichtung zum Bewerten der Intensität des von der Beleuchtungsquelle ausgehenden Lichtes, wobei Beleuchtungsquelle und Empfangseinrichtung so angeordnet sind, daß die Randzone des Substrates bei Drehung die auf die Empfangseinrichtung treffende Lichtintensität beeinflusst,
eine Einrichtung zum Lesen der Identifikationsmarkierung mit einem Erfassungsbereich, der lediglich einen Teilbereich des auf dem Drehteller abgelegten Substrates erfasst, wobei die Position des Erfassungsbereichs relativ zur Drehachse veränderbar ist, und
eine Recheneinrichtung, die aus den während der Drehung ermittelten Intensitätsänderungen eine Stellgröße für einen Korrekturdrehwinkel um die Drehachse zur Ausrichtung der Identifikationsmarkierung in Bezug auf den Erfassungsbereich sowie eine Stellgröße für eine Korrekturbewegung zur Veränderung der Position des Erfassungsbereiches in Bezug auf die Drehachse bzw. in Bezug auf die Ist-Lage der Identifikationsmarkierung berechnet und an eine Stelleinrichtung ausgibt.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Identifikation entfällt die Notwendigkeit, das Substrat nach dem Ablegen auf dem Drehteller zur Drehachse auszurichten. Dadurch wird das jeder Bewegung des Substrates immanente Risiko einer Beschädigung bei der Handhabung des Substrates insgesamt verringert.
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Vor allem aber kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Identifikation die Identifikationsmarkierung eines nicht konzentrisch auf dem Drehteller abgelegten Substrates mit hoher Geschwindigkeit aufgefunden und ausgelesen werden, ohne dass hierzu die Lage des Substrates relativ zu dem Drehteller verändert werden müsste.
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Durch das gezielte Auffinden und Auslesen der Identifikationsmarkierung lässt sich überdies der Erfassungsbereich der Einrichtung zum Lesen sehr klein ausbilden, so dass die benötigte Zeit zur Auswertung der in dem Erfassungsbereich ausgelesenen Informationen sehr kurz ist.
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Zusammen mit dem eingesparten Positionierungsvorgang für das Substrat relativ zu dem Drehteller ergibt sich insgesamt eine sehr hohe Geschwindigkeit für einen gesamten Auslesevorgang einer Identifikationsmarkierung. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin erwähnenswert, dass die Einstellung des Korrekturwinkels wie auch das Verfahren des Erfassungsbereiches gleichzeitig vorgenommen werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Identifikation, die vorzugsweise in Verbindung mit bei der Herstellung von Halbleiterwafern verwendeten Vorrichtungen und Inspektionsgeräten eingesetzt wird, lassen sich hohe Durchsatzgeschwindigkeiten erzielen.
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Außerdem können mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Identifikation Substrate unterschiedlichen Durchmessers verarbeitet werden. Dies ist lediglich eine Frage der Dimensionierung des Verfahrbereiches zwischen dem Erfassungsbereich und der Drehachse.
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Die Relativbewegung zwischen dem Erfassungsbereich und der Drehachse wird vorzugsweise durch die Bewegbarkeit des Erfassungsbereiches realisiert.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zum Lesen an einem Schlitten angeordnet, der zur Drehachse hin und von dieser weg bewegt werden kann. Die Bewegung des Schlittens erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit des benötigten Korrekturweges für den Erfassungsbereich der Einrichtung zum Lesen.
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Letztere wird an die verwendeten Identifikationsmarkierungen angepasst. Diese bestehen zumeist aus Buchstaben, Ziffern und ähnlichen Zeichen, so dass es vorteilhaft ist, wenn die Einrichtung zum Lesen eine OCR-Einrichtung umfasst, mit der die Zeichen in der Markierung erkannt werden. Hiermit lassen sich bisweilen verwendete Binär-Codes ebenfalls auslesen und identifizieren.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Beleuchtungsquelle und die Empfangseinrichtung derart einander gegenüberliegend angeordnet, dass bei einer Drehung des Drehtellers die Randzone eines auf dem Drehteller abgelegten Substrates in den auf die Empfangseinrichtung gerichteten Strahl der Beleuchtungsquelle hineinragt. Auf diese Weise lassen sich die bei der Kennzeichnung von Halbleiterwafern üblichen Positionsmarken in Form einer kleinen Kerbe oder eines geradlinig abgeschnittenen Randsegmentes besonders einfach erfassen, da diese sich durch eine Veränderung in dem über dem Positionswinkel der Drehachse gemessenen Intensitätsverlauf deutlich bemerkbar machen.
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Die Empfangseinrichtung ist dabei vorzugsweise mit einer solchen Erstreckung in Radialrichtung in Bezug auf die Rotationsachse ausgebildet, dass bei den üblicherweise auftretenden Lageabweichungen des Substrates in Bezug auf die Drehachse der Rand des jeweiligen Substrates während einer Drehung zu einer Beeinflussung des empfangenen Lichtes führt.
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Insbesondere dann, wenn Substrate unterschiedlicher Größen bzw. Durchmesser identifiziert werden sollen, ist es vorteilhaft, die Empfangseinrichtung in Richtung auf die Drehachse und von dieser weg bewegbar auszubilden, so dass trotz Verwendung einer verhältnismäßig kleinen Empfangseinrichtung stets die aus der Lageabweichung resultierenden Schwankungen des Abstandes des Randes eines Substrates zu der Drehachse erfasst werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Empfangseinrichtung und die Beleuchtungsquelle an dem Schlitten der Einrichtung zum Lesen vorgesehen. Die Doppelfunktion des Schlittens, nämlich einerseits eine Verschiebung des Erfassungsbereiches der Einrichtung zum Lesen zu ermöglichen und andererseits die Beleuchtungsquelle und Empfangseinrichtung auf den Rand eines zu identifizierenden Substrates auszurichten, erlaubt es, den konstruktiven und apparativen Aufwand der Anordnung zur Identifikation bei gleichzeitig hoher Flexibilität derselben in Bezug auf unterschiedliche Substratgrößen gering zu halten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zum Lesen von mehreren, auf einander gegenüberliegenden Seiten des Substrates angebrachten Identifikationsmarkierungen ausgebildet. Damit ist die Anordnung zur Identifikation unabhängig davon, auf welcher Seite die Identifikationsmarkierung an einem Substrat angebracht ist. Insbesondere beim Einsatz der Anordnung zur Identifikation im Zusammenhang mit weiteren Vorrichtungen zur Behandlung der Substrate kann so ein Wenden der Substrate, mit dem zusätzlicher apparativer Aufwand sowie ein damit verbundenes Beschädigungsrisiko für die Substrate einherginge, vermieden werden.
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Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Identifikation eines Substrates, insbesondere eines Halbleiterwafers, mit mindestens einer Identifikationsmarkierung, die sich in vorgegebener Lage zu einer Positionsmarke an der Randzone des Substrates befindet, bei dem das Substrat um eine Drehsachse gedreht wird,
eine während der Drehung des Substrates durch dessen Randzone beeinflusste Lichtintensitätsänderung in Zuordnung zur Lage der Positionsmarke bewertet wird,
aus dem Verlauf der Intensitätsänderung die Ist-Lage der Identifikationsmarkierung bestimmt wird und daraus eine Stellgröße für einen Korrekturdrehwinkel um die Drehachse zur Ausrichtung der Identifikationsmarkierung in Bezug auf den Erfassungsbereich sowie eine Stellgröße für eine Korrekturbewegung zur Veränderung der Position des Erfassungsbereiches in Bezug auf die Drehachse bzw. in Bezug auf die Ist-Lage der Identifikationsmarkierung berechnet wird,
anhand dieser Stellgrößen die Ausrichtung des Erfassungsbereich relativ zur Ist-Lage der Identifikationsmarkierung vorgenommen wird und die
die Information der Identifikationsmarkierung ausgelesen und weiterverarbeitet wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein schnelles und einfaches Auslesen einer Identifikationsmarkierung an einem Substrat. Vorzugsweise wird dieses Verfahren mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Identifikation oder einer ihrer weiteren Ausgestaltungsformen eingesetzt.
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Bevorzugt wird dabei ein OCR-lesbarer Code ausgelesen. Die hierzu erforderlichen Algorithmen sind allgemein bekannt und bedürfen daher für den Fachmann keiner weitergehenden Erläuterung.
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Die Korrekturbewegung für den Erfassungsbereich relativ zu der Drehachse erfolgt bevorzugt durch eine ausschließliche Bewegung des Erfassungsbereiches. Für einen besonders einfachen Ausgleich der Lageabweichung wird eine translatorische Bewegung ausgeführt, die bevorzugt in einer einzigen Längsrichtung vorgenommen wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
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1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Anordnung zur Identifikation eines Substrates,
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2 eine räumliche Ansicht der Anordnung zur Identifikation aus 1, wobei ein Drehteller zum Halten des Substrates sowie dessen Antriebseinrichtung nicht dargestellt ist, und in
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3 eine Ansicht entsprechend 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Anordnung zur Identifikation von Substratenen.
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Das erste Ausführungsbeispiel in 1 und 2 zeigt eine Anordnung 1 zur Identifikation eines flächenhaften Substrates S, das eine kreisförmige Grundform besitzt. An dem Außenumfang des Substrates S ist eine Kerbe K ausgebildet, die als Positionsmarke dient. Die Lage der Kerbe K an dem Substrat S ist genau bekannt, so dass das Substrat S sowie auf diesem befindliche Strukturen mittels der Kerbe K zu einem beliebigen Koordinatensystem ausgerichtet werden können. Anstelle der Kerbe K können als Positionsmarke auch andere Formen vorgesehen sein, welche über eine geometrisch-charakteristische Randform an dem Substrat S einen Bezugspunkt definieren. So kann anstelle der Kerbe K beispielsweise auch ein geradlinig abgeflachter Randabschnitt oder eine definierte Unrundheit als Positionsmarke vorgesehen sein.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Substrat S ein Halbleiterwafer mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 300 mm. Jedoch ist die Identifikationsordnung auch zur Handhabung von Wafern mit kleineren oder größeren Durchmessern geeignet. Das Substrat S weist weiterhin eine Identifikationsmarkierung I auf, die eine individuelle Kennzeichnung des Substrates S darstellt. Diese Identifikationsmarkierung I ist in einem randnahen Bereich des Substrates S angeordnet und beansprucht lediglich einen geringfügigen Abschnitt der Fläche des Substrates S. Üblicherweise besteht die Identifikationsmarkierung I aus einer Buchstaben- und Ziffernkombination sowie gegebenenfalls weiteren Schriftzeichen.
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Diese Identifikationsmarkierung I soll nun in effizienter Weise mit der Anordnung 1 zur Identifikation gefunden und gelesen werden.
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Dazu weist die Anordnung 1 zur Identifikation einen Drehteller 2 auf, der von einer Antriebseinrichtung 3 um eine Drehachse A drehbar ist. Auf dem Drehteller 2 wird das zu identifizierende Substrat S abgelegt, wobei es auf eine exakt konzentrische Ausrichtung des Substrates S zu der Drehachse A nicht ankommt. Vielmehr kann eine Lageabweichung Ar zwischen der Drehachse A und einer Mittelachse M des Substrates S toleriert werden. Der Toleranzbereich erfasst dabei die bei einem grob zielgerichteten Ablegen des Substrates S auf dem Drehteller 2 üblicherweise auftretenden Lageabweichungen zwischen der Mittelachse M und der Drehachse A. Auf eine bestimmte Lage der Kerbe K kommt es beim Auflegen ebenfalls nicht an.
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Weiterhin umfasst die Anordnung 1 zur Identifikation eine Beleuchtungsquelle 4 sowie eine Empfangseinrichtung 5 zum Messen der Lichtintensität. Die Empfangseinrichtung 5 ist dabei so angeordnet, dass der Rand des auf dem Drehteller 2 abgelegten Substrates S bei einer Drehung des Drehtellers 2 um die Drehachse A das von der Empfangseinrichtung 5 erfasste Licht beeinflusst. Ist das Substrat S nicht koaxial zu der Drehachse A auf dem Drehteller 2 abgelegt, so wird an der Empfangseinrichtung 5 ein von dem Positionswinkel des Substrates S in Bezug auf die Drehachse A abhängiger, schwankender Intensitätsverlauf registriert.
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Bei einer vollständigen Umdrehung ergibt sich für den Intensitätsverlauf eine sinusförmige Kurve, deren Amplitude charakteristisch für die Lageabweichung des Substrates 2 in Bezug auf die Drehachse A ist. Bei einem Durchgang der Kerbe K zeigt der Intensitätsverlauf einen deutlichen Peak. Anhand dieses Peaks sowie der Amplitudendifferenz und beispielsweise der Lage der Amplitudenmaxima und -minima der sinusförmigen Schwingung lässt sich die Ist-Lage des Substrates S in Bezug auf ein Koordinatensystem des Drehtellers 2 rechnerisch bestimmen. Eine Verbesserung bei der exakten Bestimmung der Lage der Kerbe K erhält man durch Differenzbildung des gemessenen Intensitätsverlaufs mit einer die sinusförmige Grundschwingung im Bereich des Peaks fortsetzenden Approximationskurve.
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Ist die exakte Lage der Kerbe K des zu identifizierenden Substrates S bekannt, so lässt sich damit die Ist-Lage der Identifikationsmarkierung I mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Recheneinrichtung, beispielsweise einem Mikrocomputer, berechnen.
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Zum Auslesen wird die Identifikationsmarkierung I des Substrates S zumindest in die Nähe des Erfassungsbereiches E einer Einrichtung 6 zum Lesen gedreht. Dann wird, sofern nötig, die radiale Lageabweichung Δr des Substrates S durch eine entsprechende Verschiebung der Einrichtung 6 zum Lesen ausgeglichen. Die Einrichtung 6 zum Lesen ist hier als OCR-Leser ausgebildet, mit dem im Erfassungsbereich E der Einrichtung 6 zum Lesen befindliche Buchstaben, Ziffern und sonstige Schriftzeichen identifiziert werden können. Wie 1 zeigt, ist dieser Erfassungsbereich E im Verhältnis zu der Oberfläche des Substrates S sehr klein. Dadurch ist es möglich, die erfassten Bildinformationen sehr schnell auszuwerten. Der Erfassungsbereich E wird durch eine Beleuchtung 7 mit einer Blende definiert, die der Einrichtung 6 zum Lesen, hier einer Kamera 8 mit einem Objektiv 9, vorgeordnet ist.
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Zur Bewegung der Einrichtung 6 zum Lesen auf das Substrat S zu bzw. von diesem weg ist ein Schlitten 10 vorgesehen, der im wesentlichen radial zu der Drehachse A gleitend gelagert ist. Hierzu ist an einer Grundplatte 11 eine Führungsschiene 12 vorgesehen, an der der Schlitten 10 geradlinig geführt ist. Neben der Führungsschiene 12 ist an der Grundplatte 11 weiterhin eine Antriebseinrichtung für den Schlitten 10 vorgesehen, die beispielsweise einen Seiltrieb umfasst. Dazu ist an der Grundplatte 11 ein Antriebsmotor 13 angeflanscht, der eine Seilscheibe 14 antreibt. Das zugehörige Seil 15 ist an einer ebenfalls an der Grundplatte 11 gelagerten Umlenkrolle 16 umgelenkt. Weiterhin ist der Schlitten 10 mit dem Seil 15 gekoppelt. Anstelle des Seiltriebes können auch andere Antriebe verwendet werden.
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Der Schlitten 10 umfasst eine vertikale Säule 17. An dieser ist über einen dreheinstellbaren Haltearm 18 die Einrichtung 6 zum Lesen so befestigt, dass deren Erfassungsbereich E auf ein auf dem Drehteller 2 befindliches Substrat S fällt. In entsprechender Weise sind weiterhin auch die Beleuchtungsquelle 4 und die Empfangseinrichtung 5 an der Säule 17 des Schlittens 10 befestigt. Dabei sind die Beleuchtungsquelle 4 und die Empfangseinrichtung 5 zum Messen der Lichtintensität einander in Bezug auf ein Substrat S gegenüberliegend angeordnet, so dass der Lichtstrahl L der Beleuchtungsquelle 4 von dem Rand des Substrates S teilweise unterbrochen wird.
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Diese gemeinsame Anordnung der Beleuchtungsquelle 4 und der Empfangseinrichtung 5 und dem Schlitten 10 ermöglicht eine einfache Anpassung der Anordnung 1 zur Identifikation an Substrate S mit unterschiedlichen Durchmessern. Im Prinzip können mit der dargestellten Anordnung 1 zur Identifikation Substrate S unterschiedlichen Durchmessers in unmittelbarer Aufeinanderfolge identifiziert werden. Zur Einstellung auf den jeweiligen Durchmesser können ebenfalls die Beleuchtungsquelle 4 und die Empfangseinrichtung 5 genutzt werden, indem diese von einer maximal von der Drehachse A entfernten Position nach innen, d. h. auf das Substrat S zu verfahren werden, bis an der Empfangseinrichtung 5 eine Veränderung der Lichtintensität beobachtet wird.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in 3 dargestellt. Dieses entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass an dieser Stelle lediglich der Unterschied beschrieben wird. Gleiche Bauelemente sind in beiden Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei der in 3 dargestellten Baueinheit aus Grundplatte 11 und Schlitten 10 eine zweite Einrichtung 19 zum Lesen vorgesehen, mit der eine Identifikationsmarkierung 1 auf einer zweiten Seite des Substrates S gelesen werden kann. Die zweite Einrichtung 19 zum Lesenist entsprechend der ersten Einrichtung 6 zum Lesen ausgebildet und umfasst ebenso eine Beleuchtung 20, ein Objektiv 21 und eine Kamera 22 zum Erfassen OCR-lesbarer Informationen. Im dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die beiden Einrichtungen 6 und 19 zum Lesen in Bezug auf ein auf dem Drehteller 2 abgelegtes Substrat S einander gegenüberliegend angeordnet. Damit ist es möglich, Identifikationsmarkierungen auf beiden Seiten eines Substrates S auszulesen, ohne dieses wenden zu müssen.
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Im Folgenden soll nun kurz die Verfahrensweise zur Identifikation eines Substrates S erläutert werden, wozu auf das erste Ausführungsbeispiel Bezuggenommen wird.
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Zur Identifikation eines Substrates S wird dieses zunächst mit seiner Mittelachse M grob zentriert zu der Drehachse A auf dem Drehteller 2 abgelegt. Eine exakte Ausrichtung der Achsen A und M ist dabei jedoch nicht erforderlich. Auch die Lage der Kerbe K muss dabei nicht beachtet werden.
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Anschließend wird der Schlitten 10 so lange verfahren, bis der Rand des Substrates S in den Lichtstrahl L der Beleuchtungsquelle 4 hineinragt. Werden stets Substrate S gleichen Durchmessers untersucht, so wird diese Einstellung einmal vorgenommen.
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Der Drehteller 2 wird nun in Drehung versetzt. Während der Drehung wird an der Empfangseinrichtung 5 die Lichtintensität in Abhängigkeit des Positionswinkels des Drehtellers 2 gemessen. Aus dem für eine Umdrehung erhaltenem Intensitätsverlauf lässt sich nun die Ist-Lage des Substrates S auf dem Drehteller 2 genau bestimmen. So kann beispielsweise die Lageabweichung aus der Amplitudenschwankung der gemessenen Grundschwingung des Intensitätsverlaufes ermittelt werden. Aus dem Phasenwinkel gegenüber einem Bezugssystem des Drehtellers 2 kann überdies die Lage des Mittelpunktes M des Substrates S zu dem Ortskoordinatensystem des Drehtellers 2 berechnet werden. Eine Winkelabweichung des Substrates S in Bezug auf eine Soll-Lage auf dem Drehteller 2 wird mit Hilfe des durch die Kerbe K verursachten Intensitätspeaks berechnet.
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Da die Lage einer Identifikationsmarkierung I zu der Lage der Kerbe K an dem Substrat S bekannt ist, kann mit den dann bekannten Informationen die tatsächliche Lage der Identifikationsmarkierung I berechnet und gezielt mit dem Erfassungsbereich E der ersten Einrichtung 6 zum Lesen bzw. einer gegebenenfalls vorhandenen zweiten Einrichtung 19 zum Lesenin Überlappung gebracht werden. Eine Winkelabweichung wird dabei durch eine Drehung des Drehtellers 2 um die Achse A ausgeglichen.
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Die aus der Lageabweichung Δr resultierende Abweichung hingegen wird durch eine Verschiebung des Erfassungsbereiches E kompensiert, wozu der Schlitten in entsprechender Weise bewegt wird. Vorzugsweise erfolgt die Winkelkorrektur gleichzeitig mit der translatorischen Korrektur durch den Schlitten 10. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass auch sehr kleine Identifikationsmarkierungen I schnell aufgefunden werden können, ohne dass hierzu eine Relativbewegung zwischen dem Substrat und dem Drehteller 2 nötig wäre.
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Überdies kann aufgrund der genauen Ansteuerung der Identifikationsmarkierung 1 der Erfassungsbereich E sehr klein gewählt werden, wodurch wiederum der Berechnungsaufwand zur Auswertung der in dem Erfassungsbereich E gelesenen Informationen gering bleibt. Insgesamt lässt sich damit eine sehr hohe Identifikationsgeschwindigkeit verwirklichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung zur Identifikation
- 2
- Drehteller
- 3
- Antriebseinrichtung
- 4
- Beleuchtungsquelle
- 5
- Empfangseinrichtung
- 6
- Einrichtung zum Lesen
- 7
- Beleuchtung
- 8
- Kamera
- 9
- Objektiv
- 10
- Schlitten
- 11
- Grundplatte
- 12
- Führungsschiene
- 13
- Antriebsmotor
- 14
- Seilscheibe
- 15
- Seil
- 16
- Umlenkrolle
- 17
- Säule
- 18
- Haltearm
- 19
- zweite Einrichtung zum Lesen
- 20
- Beleuchtung
- 21
- Objektiv
- 22
- Kamera
- A
- Drehachse
- E
- Erfassungsbereich der Leseeinrichtung
- I
- Identifikationsmarkierung
- K
- Kerbe
- L
- Lichtstrahl
- M
- Mittelachse des Substrates
- S
- Substrat
- Δr
- Lageabweichung
