DE112020002646T5 - Kalibrierungsspannfutter für optische sondensysteme, optische sondensysteme mit den kalibrierungsspannfuttern und verfahren zur verwendung der optischen sondensysteme - Google Patents

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Abstract

Kalibrierungsspannfutter für optische Sondensysteme, optische Sondensysteme mit diesen Kalibrierungsspannfuttern und Verfahren zur Verwendung der optischen Sondensysteme. Das Kalibrierungsspannfutter umfasst einen Kalibrierungsspannfutterkörper, der eine Kalibrierungsspannfutterstützfläche definiert. Das Kalibrierungsspannfutter umfasst zudem mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur, die von dem Kalibrierungsspannfutterkörper gestützt ist. Die mindestens eine optische Kalibrierungstruktur umfasst eine horizontale Beobachtungsstruktur. Die horizontale Beobachtungsstruktur ist eingerichtet, um die Beobachtung eines horizontal beobachteten Bereichs in einer horizontalen Beobachtungsrichtung zu ermöglichen, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist. Die horizontale Beobachtungsstruktur ist zudem eingerichtet, um die Beobachtung des horizontal beobachteten Bereichs durch eine Abbildungsvorrichtung des optischen Sondensystems zu ermöglichen, die vertikal über der Kalibrierungsspannfutter-Stützfläche positioniert ist.

Description

  • Querverweise
  • Diese Anmeldung beansprucht Priorität für die US-Patentanmeldung Nr. 16/884,921 , die am 27. Mai 2020 eingereicht wurde, und für die provisorische US-Patentanmeldung Nr. 62/856,413 , die am 3. Juni 2019 eingereicht wurde und deren vollständige Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kalibrierungsspannfutter für optische Sondensysteme, optische Sondensysteme mit diesen Kalibrierungsspannfuttern und Verfahren zur Verwendung der optischen Sondensysteme.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Optische Sondensysteme können verwendet werden, um die Funktionalität, den Betrieb und/oder die Leistung einer optischen Vorrichtung zu sondieren, optisch zu sondieren, zu testen und/oder optisch zu testen. Dies kann das Richten eines oder mehrerer optischer Testsignale, die auf die optische Vorrichtung auftreffen, und/oder das Empfangen eines oder mehrerer optischer Ergebnissignale von der optischen Vorrichtung umfassen.
  • Im Allgemeinen kann es erwünscht sein, ein optisches Sondensystem vor, während und/oder nach dem Testen einer optischen Vorrichtung mit dem optischen Sondensystem zu kalibrieren. Daher besteht ein Bedarf an verbesserten Kalibrierungsspannfuttern für optische Sondensysteme, optische Sondensysteme mit den Kalibrierungsspannfuttern und/oder Verfahren zur Verwendung der optischen Sondensysteme.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Kalibrierungsspannfutter für optische Sondensysteme, optische Sondensysteme mit den Kalibrierungsspannfuttern und Verfahren zur Verwendung der optischen Sondensysteme. Die Kalibrierungsspannfutter umfassen einen Kalibrierungsspannfutterkörper, der eine Kalibrierungsspannfutterstützfläche definieren kann. Die Kalibrierungsspannfutter umfassen zudem mindestens eine optische Kalibrierungstruktur, die von dem Kalibrierungsspannfutterkörper gestützt sein kann. Die mindestens eine optische Kalibrierungstruktur kann eine horizontale Beobachtungsstruktur umfassen. Die horizontale Beobachtungsstruktur kann eingerichtet sein, um die Beobachtung eines horizontal beobachteten Bereichs in einer horizontalen Beobachtungsrichtung zu ermöglichen, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist. Die horizontale Beobachtungsstruktur kann zudem eingerichtet sein, um die Beobachtung des horizontal beobachteten Bereichs mittels einer Abbildungsvorrichtung des optischen Sondensystems zu ermöglichen, wobei eine solche Abbildungsvorrichtung vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche angeordnet ist.
  • Die optischen Sondensysteme umfassen ein Vorrichtungssubstratspannfutter, eine optische Sondenanordnung, eine Signalerzeugungs- und -analyseanordnung, eine Abbildungsvorrichtung und das Kalibrierungsspannfutter. Das Vorrichtungssubstratspannfutter kann eine Vorrichtungssubstratstützfläche definieren, die eingerichtet sein kann, um ein Vorrichtungssubstrat zu stützen, das eine Vielzahl von optischen Vorrichtungen umfasst. Die optische Sondenanordnung kann mindestens eine optische Sonde umfassen. Die Signalerzeugungs- und - analyseanordnung kann eingerichtet sein, um ein optisches Testsignal für die mindestens eine optische Sonde bereitzustellen und/oder ein optisches Ergebnissignal von der mindestens einen optischen Sonde zu empfangen. Die Abbildungsvorrichtung kann senkrecht über dem Vorrichtungssubstratspannfutter und dem Kalibrierungsspannfutter angeordnet sein.
  • Die Verfahren umfassen das Ausrichten von mindestens einer optischen Sonde und das Sammeln von Daten unter Verwendung der mindestens einen Sonde. Das Ausrichten kann das Ausrichten der mindestens einen optischen Sonde mit der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur des Kalibrierungsspannfutters umfassen. Das Sammeln von Daten kann das Sammeln von Daten unter Verwendung der mindestens einen optischen Sonde und unter Verwendung der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur umfassen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung von Beispielen eines optischen Sondensystems, das ein Kalibrierungsspannfutter umfassen und/oder verwenden, gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung von Beispielen eines Kalibrierungsspannfutters gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt eine weniger schematische Profilansicht von Beispielen eines Kalibrierungsspannfutters gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 4 zeigt eine Draufsicht auf das Kalibrierungsspannfutter der 3.
    • 5 zeigt eine Draufsicht mit Darstellung eines Abschnitts des Kalibrierungsspannfutters der 3 und 4.
    • 6 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts des Kalibrierungsspannfutters der 3 bis 5.
    • 7 zeigt eine Darstellung von Beispielen für ein Bild, das unter Verwendung einer horizontalen Beobachtungsstruktur eines Kalibrierungsspannfutters aufgenommen werden kann, gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 8 zeigt eine Darstellung eines Beispiels für einen Test, der unter Verwendung einer vertikalen Beobachtungsstruktur durchgeführt werden kann, gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 9 zeigt eine Darstellung eines Beispiels für einen weiteren Test, der unter Verwendung einer vertikalen Beobachtungsstruktur durchgeführt werden kann, gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 10 zeigt ein Beispiel für ein Bild, das während des in 9 dargestellten Tests aufgenommen werden kann.
    • 11 zeigt ein Beispiel für ein weiteres Bild, das während des in 9 dargestellten Tests aufgenommen werden kann.
    • 12 zeigt eine weitere Darstellung eines Beispiels für einen Test, der unter Verwendung einer vertikalen Beobachtungsstruktur durchgeführt werden kann, gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 13 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Kalibrierungsspannfutters der 3 und 4.
  • Detaillierte Beschreibung und beste Form der Erfindung
  • 1 bis 13 stellen gemäß der vorliegenden Erfindung Beispiele von Kalibrierungsspannfuttern 100, optischen Sonnensystemen 10 mit den Kalibrierungsspannfuttern 100 und/oder Verfahren zur Verwendung der optischen Sondensysteme bereit. Elemente, die einem ähnlichen oder zumindest im Wesentlichen ähnlichen Zweck dienen, sind in jeder der 1 bis 13 mit ähnlichen Nummern gekennzeichnet, und diese Elemente werden hierin nicht im Detail unter Bezugnahme auf jede der 1 bis 13 erörtert. In ähnlicher Weise können nicht alle Elemente in jeder der 1 bis 13 beschriftet sein, aber die ihnen zugeordneten Bezugszeichen können hierin aus Gründen der Konsistenz verwendet werden. Elemente, Komponenten und/oder Merkmale, die hierin unter Bezugnahme auf eine oder mehrere der 1 bis 13 erörtert werden, können in jeder der 1 bis 13 einbezogen und/oder verwendet werden, ohne dass dies vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abweicht.
  • Im Allgemeinen sind Elemente, die in einer bestimmten Ausführungsform umfassen sein sollten, mit durchgezogenen Linien dargestellt, während Elemente, die optional sind, mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Elemente, die mit durchgezogenen Linien dargestellt sind, können jedoch nicht unbedingt wesentlich und in manchen Ausführungsformen weggelassen sein, ohne dass dies den Umfang der vorliegenden Erfindung abweicht.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung von Beispielen für ein optisches Sondensystem 10, das ein Kalibrierungsspannfutter 100 umfassen und/oder verwenden kann, gemäß der vorliegenden Erfindung. Das optische Sondensystem 10 kann hierin zudem als ein Sondensystem 10 und/oder als ein System 10 bezeichnet werden. Das optische Sondensystem 10 umfasst ein Vorrichtungssubstratspannfutter 20, das eine Vorrichtungssubstratstützfläche 22 definiert. Die Vorrichtungssubstratstützfläche 22 ist zum Stützen eines Vorrichtungssubstrats 30 eingerichtet, das eine Vielzahl von optischen Vorrichtungen 32 umfassen kann.
  • Das optische Sondensystem 10 umfasst zudem eine optische Sondenanordnung 40. Die optische Sondenanordnung 40 umfasst mindestens eine optische Sonde 42. In manchen Beispielen und wie mit gestrichelten Linien in 1 dargestellt, kann das optische Sondensystem 10 eine Vielzahl von optischen Sondenanordnungen 40 umfassen und/oder eine bestimmte optische Sondenanordnung 40 eine Vielzahl von optischen Sonden 42 umfassen.
  • Wie mit gestrichelten Linien in 1 dargestellt kann die optische Sondenanordnung 40 einen Abschnitt einer Sondenanordnung 36 bilden, die zudem mindestens eine elektrische Sonde 38 umfasst. Die elektrischen Sonden 38, sofern vorhanden, können eingerichtet sein, um ein elektrisches Testsignal für die optischen Vorrichtungen 32 bereitzustellen und/oder ein elektrisches Ergebnissignal von den optischen Vorrichtungen zu empfangen.
  • Das optische Sondensystem 10 umfasst ferner eine Signalerzeugungs- und - analyseanordnung 50. Die Signalerzeugungs- und -analyseanordnung 50 ist eingerichtet, um ein optisches Testsignal 52 für mindestens eine optische Sondenanordnung 40 und/oder mindestens eine optische Sonde 42 davon bereitzustellen und/oder ein optisches Ergebnissignal 56 von mindestens einer optischen Sondenanordnung 40 und/oder mindestens einer optischen Sonde 42 davon zu empfangen. Zusätzlich oder alternativ kann die Signalerzeugungs- und - analyseanordnung 50 eingerichtet sein, um das elektrische Testsignal für die mindestens eine elektrische Sonde bereitzustellen und/oder das elektrische Ergebnissignal von der mindestens einen elektrischen Sonde zu empfangen.
  • So kann das optische Sondensystem 10 eingerichtet sein, um jeden geeigneten optischen und/oder elektrischen Test der optischen Vorrichtungen 32 durchzuführen. Als Beispiele können die Tests umfassen: Tests, die ein elektrisches Testsignal für die optischen Vorrichtungen bereitstellen und ein entsprechendes optisches Ergebnissignal von den optischen Vorrichtungen empfangen, Tests, die ein optisches Testsignal für die optischen Vorrichtungen bereitstellen und ein entsprechendes elektrisches Ergebnissignal von den optischen Vorrichtungen empfangen, Tests, die ein optisches Testsignal für die optischen Vorrichtungen bereitstellen und ein entsprechendes optisches Ergebnissignal von den optischen Vorrichtungen empfangen, und/oder Tests, die ein elektrisches Testsignal für die optischen Vorrichtungen bereitstellen und ein elektrisches Ergebnissignal von den optischen Vorrichtungen empfangen.
  • Das optische Sondensystem 10 umfasst zudem ein Kalibrierungsspannfutter 100 und eine Abbildungsvorrichtung 60. Die Abbildungsvorrichtung 60 kann vertikal über dem Vorrichtungssubstratspannfutter 20 und/oder dem Kalibrierungsspannfutter 100 angeordnet sein. Die Abbildungsvorrichtung 60 kann eingerichtet sein, um ein oder mehrere optische Bilder des Kalibrierungsspannfutters, des Vorrichtungssubstratspannfutters und/oder eines Bereichs aufzunehmen, der sich zwischen der Abbildungsvorrichtung und dem Kalibrierungsspannfutter und/oder dem Vorrichtungssubstratspannfutter erstreckt. Dies kann das Aufnehmen von optischen Bildern in einer Abwärts-, Aufwärts- und/oder horizontalen Beobachtungskonfiguration umfassen, während eine festgelegte relative Ausrichtung zwischen den diversen abgebildeten Komponenten des optischen Sondensystems beibehalten wird.
  • Das Vorrichtungssubstratspannfutter 20 kann jede geeignete Struktur umfassen, die eine Vorrichtungssubstratstützfläche 22 definiert und/oder das Vorrichtungssubstrat 30 stützen kann. Beispielsweise kann das Vorrichtungssubstratspannfutter 20 einen Spannfutterkörper 26 umfassen, der die Vorrichtungssubstratstützfläche bilden und/oder definieren kann.
  • In manchen Beispielen kann das Vorrichtungssubstratspannfutter 20 eine thermische Steuereinheit 24 umfassen. Die thermische Steuereinheit 24 kann eingerichtet sein, um eine Temperatur der Vorrichtungssubstratstützfläche 22 und/oder des Vorrichtungssubstrats 30 zu steuern und/oder zu regeln, wenn das Vorrichtungssubstrat von der Vorrichtungssubstratstützfläche gestützt ist. Beispiele für eine thermische Steuereinheit 24 umfassen eine Heizanordnung, eine Kühlanordnung und/oder eine Wärmeübertragungsanordnung, die eingerichtet ist, um thermische Energie mit einem temperaturgesteuerten Fluidstrom auszutauschen. Wenn das Vorrichtungssubstratspannfutter 20 eine thermische Steuereinheit 24 umfasst, kann das Vorrichtungssubstratspannfutter zudem hierin als ein thermisches Spannfutter 20 und/oder als ein temperaturgesteuertes Spannfutter 20 bezeichnet werden.
  • Das optische Sondensystem 10 kann eingerichtet sein, um eine operative Verschiebung und/oder Drehung des Vorrichtungssubstratspannfutters 20 relativ zu einer oder mehreren anderen Komponenten des optischen Sondensystems zuzulassen und/oder zu erleichtern. Dies kann auf jede geeignete Weise erreicht werden. Beispielsweise kann das optische Sondensystem 10 eine Verschiebungsstruktur 70 umfassen, beispielsweise in Form einer Vorrichtungssubstratspannfutter-Verschiebungsstruktur 72. Die Vorrichtungssubstratspannfutter-Verschiebungsstruktur 72 kann eingerichtet sein, um das Vorrichtungssubstratspannfutter 20 relativ zur optischen Sondenanordnung 40 und/oder relativ zur Abbildungsvorrichtung 60 zu verschieben und/oder zu drehen. Beispiele für eine Verschiebungsstruktur 70 und/oder eine Vorrichtungssubstratfutter-Verschiebungsstruktur 72 umfassen einen Aktuator, einen elektrischen Aktuator, einen Schrittmotor, einen piezoelektrischen Aktuator, eine Zahnstangen- und Zahnradanordnung, eine Kugelspindel- und Mutteranordnung, einen Linearaktuator, einen Linearmotor und/oder einen Drehaktuator.
  • In manchen Beispielen kann die Kalibrierungsspannvorrichtung 100 operativ an der Vorrichtungssubstratspannvorrichtung 20 befestigt und/oder eingerichtet sein, um sich mit der Vorrichtungssubstratspannvorrichtung zu bewegen. Dies kann eine direkte Befestigung am Vorrichtungssubstratspannfutter und/oder eine indirekte Befestigung am Vorrichtungssubstratspannfutter umfassen, beispielsweise mittels einer Vorrichtungssubstratspannfutter-Verschiebungsstruktur 72. In anderen Beispielen kann das Sondensystem 10 eine andere oder eine separate Verschiebungsstruktur 70 in Form einer Kalibrierungsspannfutter-Verschiebungsstruktur 78 umfassen. Die Kalibrierungssubstratspannfutter-Verschiebungsstruktur 78 kann, sofern vorhanden, eingerichtet sein, um das Kalibrierungsspannfutter 100 operativ relativ zum Vorrichtungssubstratspannfutter 20, relativ zur optischen Anordnung 40 und/oder relativ zur Abbildungsvorrichtung 60 zu verschieben und/oder zu drehen.
  • Die Verschiebungsstrukturen 70 können jede geeignete Struktur und/oder jeden geeigneten Aktuator umfassen und/oder sein. Die Verschiebungsstrukturen 70 können beispielsweise einen Linearaktuator, einen Drehaktuator, eine Zahnstangen- und Zahnradanordnung, eine Führungsspindel- und Mutteranordnung, einen mechanischen Aktuator, einen elektrischen Aktuator, einen Schrittmotor und/oder einen piezoelektrischen Aktuator umfassen.
  • Das Vorrichtungssubstrat 30 kann jede geeignete Struktur umfassen und/oder sein, die eine beliebige Anzahl von optischen Vorrichtungen 32 stützen und/oder umfassen kann. Beispiele für das Vorrichtungssubstrat 30 umfassen einen Halbleiterwafer, einen Siliziumwafer, einen Halbleiterwafer der Gruppe III-V und/oder einen Galliumarsenidwafer. Beispiele für optische Vorrichtungen 32 umfassen eine Vielzahl von optischen Silizium-Photonik-Vorrichtungen.
  • Die optische Sondenanordnung 40 kann jede geeignete Struktur umfassen, die mindestens eine optische Sonde 42 umfassen, stützen und/oder definieren kann. Wie bereits erwähnt, kann die optische Sondenanordnung 40 eine Vielzahl von optischen Sonden 42 umfassen, stützen und/oder definieren. Ein Beispiel für optische Sonden 42 umfasst eine optische Fasersonde, die eine Sondenfaser 48 umfassen und/oder durch diese definiert sein kann. In einem solchen Beispiel können die optischen Sonden 42 zudem eine Hülle und/oder ein Gehäuse 47 umfassen, die/das zumindest einen Abschnitt der Sondenfaser umgibt.
  • In manchen Beispielen können optische Sondenanordnungen 40 einen Abstandssensor 44 umfassen. Der Abstandssensor 44, sofern vorhanden, kann eingerichtet sein, um einen Abstand 46 zwischen der optischen Sonde 42 und dem Vorrichtungssubstrat 30 zu detektieren, zu bestimmen, zu schätzen und/oder zu berechnen. Beispiele für einen Abstandssensor 44 umfassen einen kapazitiven Abstandssensor, einen kapazitiven Verschiebungssensor, einen Wirbelstrom-Verschiebungssensor, einen Laser-Triangulationssensor, einen konfokalen Sensor und/oder einen Spektralinterferenz-Verschiebungssensor.
  • Das optische Sondensystem 10 kann eingerichtet sein, um eine operative Verschiebung und/oder Drehung der optischen Sondenanordnung 40 und/oder der optischen Sonde 42 davon relativ zu einer oder mehreren anderen Komponenten des optischen Sondensystems zuzulassen und/oder zu erleichtern. Dies kann auf jede geeignete Weise erreicht werden. Beispielsweise kann das optische Sondensystem 10 eine Verschiebungsstruktur 70 umfassen, beispielsweise in Form einer Verschiebungsstruktur 74 der optischen Sondenanordnung. Die Verschiebungsstruktur 74 der optischen Sondenanordnung kann eingerichtet sein, um die optische Sondenanordnung 40 und/oder die optische Sonde 42 relativ zum Vorrichtungssubstratspannfutter 20, relativ zur Abbildungsvorrichtung 60 und/oder relativ zum Kalibrierungsspannfutter 100 operativ zu verschieben und/oder zu drehen. Beispiele für die Verschiebungsstruktur 70 und/oder die Verschiebungsstruktur der optischen Sondenanordnung 74 sind hierin beschrieben.
  • Die Signalerzeugungs- und -analyseanordnung 50 kann jede geeignete Struktur umfassen, die ein optisches Testsignal 52 bereitstellen und/oder das optische Ergebnissignal 56 empfangen kann. Die Signalerzeugungs- und -analyseanordnung 50 kann beispielsweise eine Lichtquelle 54 umfassen, die eingerichtet sein kann, um ein optisches Testsignal 52 zu erzeugen. Beispiele für die Lichtquelle umfassen eine Laserlichtquelle und/oder einen Laser. Als weiteres Beispiel kann die Signalerzeugungs- und -analyseanordnung 50 einen Lichtdetektor 58 umfassen, der eingerichtet sein kann, um das optische Ergebnissignal 56 zu empfangen und/oder zu detektieren. Beispiele für Lichtdetektoren 58 umfassen einen optischen Leistungsmesser, einen Fotodetektor und/oder eine Fotodiode. In manchen Beispielen kann das Sondensystem 10 ein optisches Faserkabel 80 umfassen, das eingerichtet sein kann, um ein optisches Testsignal 52 und/oder ein optisches Ergebnissignal 56 zwischen der Signalerzeugungs- und -analyseanordnung und der optischen Sondenanordnung zu übertragen. In anderen Beispielen können eine oder mehrere Komponenten der Signalerzeugungs- und -analyseanordnung, beispielsweise die Lichtquelle 54 und/oder der Lichtdetektor 58, in die optische Sondenanordnung 40 integriert, mit ihr zusammengebaut und/oder operativ an ihr befestigt sein.
  • Die Abbildungsvorrichtung 60 kann jede geeignete Struktur umfassen, die vertikal über dem Vorrichtungssubstratspannfutter 20 positioniert sein kann, die vertikal über dem Kalibrierungsspannfutter 100 positioniert sein kann und/oder die eingerichtet sein kann, um die ein oder mehreren optischen Bilder aufzunehmen. Beispielsweise kann die Abbildungsvorrichtung 60 ein Mikroskop 60 umfassen und/oder ein solches sein, das eine Objektivlinse 64 umfassen kann. Als weiteres Beispiel kann die Abbildungsvorrichtung 60 eingerichtet sein, um ein optisches Bild oder Licht zu empfangen und eine elektronische Darstellung des optischen Bildes 86 zu erzeugen, wie dies mit, mittels und/oder unter Verwendung einer Kamera der Abbildungsvorrichtung erreicht werden kann, wobei Beispiele davon einen CCD-Bildsensor und/oder einen CMOS-Bildsensor umfassen. In manchen Beispielen kann das optische Sondensystem 10 ein Display 84 umfassen, das eingerichtet sein kann, um die elektronische Darstellung des optischen Bildes darzustellen.
  • Das optische Sondensystem 10 kann eingerichtet sein, um eine operative Verschiebung und/oder Drehung der Abbildungsvorrichtung 60 davon relativ zu einer oder mehreren anderen Komponenten des optischen Sondensystems zuzulassen und/oder zu erleichtern. Dies kann auf jede geeignete Weise erreicht werden. Beispielsweise kann das optische Sondensystem 10 eine Verschiebungsstruktur 70 umfassen, beispielsweise in Form einer Abbildungsvorrichtung-Verschiebungsstruktur 76. Die Abbildungsvorrichtung-Verschiebungsstruktur 76 kann eingerichtet sein, um die Abbildungsvorrichtung 60 operativ relativ zum Vorrichtungssubstratspannfutter 20, relativ zum Kalibrierungsspannfutter 100 und/oder relativ zur optischen Sondenanordnung 40 zu verschieben und/oder zu drehen. Beispiele für die Verschiebungsstruktur 70 und/oder die Abbildungsvorrichtung-Verschiebungsstruktur 76 sind hierin beschrieben.
  • In manchen Beispielen kann das optische Sondensystem 10 ein Gehäuse 90 umfassen, das ein geschlossenes Volumen 92 definieren kann. Das Gehäuse 90, sofern vorhanden, kann zur Aufnahme und/oder zum Aufbewahren einer oder mehrerer anderer Komponenten des optischen Sondensystems 10 eingerichtet sein, beispielsweise zur Abschirmung, optischen Abschirmung, elektromagnetischen Abschirmung, magnetischen Abschirmung, thermischen Abschirmung und/oder elektrischen Abschirmung der einen oder mehreren anderen Komponenten des optischen Sondensystems. Zusätzlich oder alternativ kann dem eingeschlossenen Volumen 92 ein Spülgas, z. B. eine saubere trockene Luftspülung, bereitgestellt sein, um einen niedrigen Taupunkt oder eine trockene Umgebung innerhalb des eingeschlossenen Volumens aufrechtzuerhalten und/oder um ein Zielfeuchtigkeitsniveau oder ein Zielhumiditätsniveau innerhalb des eingeschlossenen Volumens zu erhalten. Zum Beispiel kann zumindest die Vorrichtungssubstratstützfläche 22 des Vorrichtungssubstratspannfutters 20 innerhalb des eingeschlossenen Volumens positioniert sein, beispielsweise zur Abschirmung des Vorrichtungssubstrats 30, das an der Vorrichtungssubstratstützfläche positioniert sein kann.
  • Das Kalibrierungsspannfutter 100 umfasst einen Kalibrierungsspannfutterkörper 110, der eine Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 bilden und/oder definieren kann. Das Kalibrierungsspannfutter 100 umfasst zudem mindestens eine optische Kalibrierungstruktur 120, die von dem Kalibrierungsspannfutterkörper gestützt sein kann. Das Kalibrierungsspannfutter 100 kann relativ zum Vorrichtungssubstratspannfutter 20 positioniert sein, sodass die Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Vorrichtungssubstratstützfläche 22 angeordnet sein kann. In einem spezifischen Beispiel kann die Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 parallel zur Vorrichtungssubstratstützfläche 22 verlaufen und vertikal unterhalb der Vorrichtungssubstratstützfläche liegen.
  • 1 zeigt schematisch das Kalibrierungsspannfutter 100, das im Zusammenhang mit dem optischen Sondensystem 10 steht oder darin vorgesehen ist, während 2 eine detailliertere, aber immer noch schematische Darstellung von Beispielen für ein Kalibrierungsspannfutter 100 zeigt, gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 und 4 zeigen weniger schematische Ansichten von Beispielen eines Kalibrierungsspannfutters 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, während 5 und 6 und 13 weniger schematische Ansichten von Abschnitten und/oder Bereichen des Kalibrierungsspannfutters der 3 und 4 zeigen. 7 zeigt ein Beispiel für ein Bild, das unter Verwendung von Kalibrierungsspannfuttern 100 aufgenommen werden kann, und die 8 bis 12 stellen Beispiele für Tests bereit, die unter Verwendung von Kalibrierungsspannfuttern 100 durchgeführt werden können.
  • Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass jede Struktur, Funktion und/oder jedes Merkmal von optischen Sondensystemen 10 und/oder Kalibrierungsspannfuttern 100, die hierin unter Bezugnahme auf eine der 1 bis 13 dargestellt und/oder erörtert werden, in jede andere der 1 bis 13 einbezogen und/oder darin verwendet werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Anders ausgedrückt können die 2 bis 13 detailliertere Darstellungen des Kalibrierungsspannfutters 100 der 1 sein. Wie bereits erwähnt umfasst das Kalibrierungsspannfutter 100 den Kalibrierungsspannfutterkörper 110, die Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 und die optische Kalibrierungstruktur 120.
  • Die optische Kalibrierungstruktur 120 kann jede geeignete Struktur umfassen, die zur Durchführung jeglicher geeigneten Kalibrierung und/oder Quantifizierung von und/oder innerhalb des optischen Sondensystems 10 eingerichtet sein oder verwendet werden kann. Als Beispiel kann die optische Kalibrierungstruktur 120 eine horizontale Beobachtungsstruktur 130 umfassen und/oder sein. Die horizontale Beobachtungsstruktur 130 kann eingerichtet sein, um die Beobachtung eines horizontal beobachteten Bereichs 132 in einer horizontalen Beobachtungsrichtung 134 zu ermöglichen, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 sein kann. Dies kann die Beobachtung des horizontal beobachteten Bereichs in einer horizontalen Beobachtungsrichtung und mit, mittels und/oder unter Verwendung einer Abbildungsvorrichtung, zum Beispiel der Abbildungsvorrichtung 60 von 1, die vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 positioniert sein kann.
  • Der horizontal beobachtete Bereich 132 kann jeden geeigneten Bereich und/oder jede geeignete Struktur umfassen. Beispielsweise kann der horizontal beobachtete Bereich 132 eine optische Sonde, beispielsweise die optische Sonde 42 aus 1, eines optischen Sondensystems, beispielsweise das optische Sondensystem 10 aus 1, umfassen. Ein weiteres Beispiel ist, dass der horizontal beobachtete Bereich eine Kalibrierungssubstratkante 212 eines Kalibrierungssubstrats 210 umfassen kann, wie vielleicht am besten in den 6 und 7 dargestellt.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung von Beispielen einer Seitenansicht eines Abschnitts eines optischen Sondensystems 10, das ein Kalibrierungsspannfutter 100 mit einer optischen Kalibrierungsstruktur 120 in Form einer horizontalen Beobachtungsstruktur 130 umfasst, während 7 eine Darstellung von Beispielen eines Bildes zeigt, das unter Verwendung einer horizontalen Beobachtungsstruktur eines Kalibrierungsspannfutters aufgenommen werden kann. 6 kann hierin zusätzlich oder alternativ als eine schematische Querschnittsansicht des optischen Sondensystems 10 entlang der Linie 6-6 von 5 bezeichnet werden und/oder eine solche sein.
  • Wie in 6 und 7 dargestellt kann während des Betriebs des Sondensystems 10 eine optische Sonde 42 in der Nähe und/oder in unmittelbarer Nähe einer Kalibrierungssubstratkante 212 eines Kalibrierungssubstrats 210 ausgerichtet sein. Die Kalibrierungssubstratkante kann einen Übergang oder einen Übergangsbereich zwischen einer horizontalen Kalibrierungssubstratfläche 214 des Kalibrierungssubstrats 210 und einer vertikalen Kalibrierungssubstratfläche 216 des Kalibrierungssubstrats umfassen und/oder sein. Wie in 6 dargestellt, kann eine Abbildungsvorrichtung 60, die vertikal über einer Kalibrierungssubstratstützfläche 112 des Kalibrierungsspannfutters positioniert sein kann, verwendet werden, um ein Bild, beispielsweise das in 7 dargestellte Bild, der optischen Sonde 42 und/oder der Kalibrierungssubstratkante 212 entlang und/oder in einer horizontalen Beobachtungsrichtung 134 aufzunehmen. Anders ausgedrückt, kann die Abbildungsvorrichtung dazu verwendet werden, ein Bild eines horizontal beobachteten Bereichs 132 des Sondensystems 10 aufzunehmen.
  • Wie dargestellt kann das Sondensystem 10 und/oder das Kalibrierungsspannfutter 100 eine horizontale Beobachtungsstruktur 130 verwenden, sodass die Abbildungsvorrichtung 60, die auf eine Beobachtungsrichtung 66 gerichtet ist, die von der horizontalen Beobachtungsrichtung 134 abweicht, senkrecht zu ihr ist und/oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu ihr ist, den horizontal beobachteten Bereich 132 in der horizontalen Beobachtungsrichtung 134 beobachten kann. Dies kann mit jeder geeigneten Struktur erreicht werden, von denen Beispiele hierin offenbart werden.
  • Die horizontale Beobachtungsrichtung 134 kann parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur horizontalen Kalibrierungssubstratfläche 214 verlaufen. Als solches kann das durch die Konfiguration von 6 aufgenommene und in 7 dargestellte Bild einen scharfen und/oder klaren Übergang zwischen der Kalibrierungssubstratkante 212 und der optischen Sonde 42 bereitstellen, sodass eine genaue Beobachtung, Berechnung und/oder Kalibrierung eines Abstands 46 zwischen der optischen Sonde und einer Oberfläche, die sich unterhalb der optischen Sonde angeordnet ist, beispielsweise einer Oberfläche des Vorrichtungssubstrats 30 in dem in 1 dargestellten Beispiel und/oder der horizontalen Kalibrierungssubstratfläche 214 des Kalibrierungssubstrats in dem in den 6 und 7 dargestellten Beispiel zugelassen und/oder ermöglicht wird.
  • In manchen Beispielen und wie mit gestrichelten Linien in 1 und 6 dargestellt kann eine optische Sondenanordnung 40, die eine optische Sonde 42 umfasst, zudem einen Abstandssensor 44 umfassen. In diesen Beispielen kann der Abstandssensor 44 zudem verwendet werden, um einen Abstand 45 zwischen dem Abstandssensor und dem Vorrichtungssubstrat und/oder dem Kalibrierungssubstrat zu bestimmen, zu berechnen und/oder zu messen. In einer solchen Konfiguration kann der Abstand 45 mit dem Abstand 46 verglichen, korreliert und/oder kalibriert werden, der mittels des von der Abbildungsvorrichtung 60 aufgenommenen Bildes bestimmt wird, um beispielsweise eine genaue nachfolgende Bestimmung des Abstands 46 unter Verwendung von Messungen des Abstands 45, die vom Abstandssensor 44 erzeugt werden können, zuzulassen und/oder zu erleichtern.
  • In manchen Beispielen kann es wünschenswert sein, die optische Sonde 42 relativ zum Kalibrierungssubstrat 210 zu drehen, während ein konstanter oder zumindest ein im Wesentlichen konstanter Abstand 46 zwischen der optischen Sonde und dem Kalibrierungssubstrat erhalten bleibt. Eine solche Drehung kann beispielsweise unter Verwendung einer oder mehrerer Verschiebungsstrukturen 70 durchgeführt werden, die hierin näher erläutert werden.
  • In diesen Beispielen kann die Drehung der optischen Sonde dazu führen, dass sich der Abstand 45 zwischen dem Abstandssensor und dem Kalibrierungssubstrat ändert. Unter Verwendung der Abbildungsvorrichtung 60 und der horizontalen Beobachtungsstruktur 130 kann eine Korrelation zwischen dem Winkel der optischen Sonde relativ zum Kalibrierungssubstrat, dem Abstand 46, dem Abstand 45 und/oder einem Signal, das vom Abstandssensor 44 erzeugt wird, hergestellt werden. Eine solche Korrelation kann dann während des Testens von optischen Vorrichtungen, die an einem Vorrichtungssubstrat vorhanden sein können, verwendet werden, um den Abstand zwischen der optischen Sonde und dem Vorrichtungssubstrat aufgrund des von dem Abstandssensor erzeugten Signals und des Winkels der Sonde relativ zum Kalibrierungssubstrat genau zu erhalten und/oder vorherzusagen.
  • Wie in 6 gezeigt kann die optische Sonde 42 gedreht werden, um die Ausrichtung einer Unterseite 43 der optischen Sonde mit dem Kalibrierungssubstrat 210 und/oder mit einer optischen Vorrichtung zuzulassen und/oder zu erleichtern. Beispielsweise kann eine Ebene der Unterseite 43 mit einer Oberseite des Kalibriersubstrats 210 und/oder der optischen Vorrichtung ausgerichtet sein. Vor diesem Hintergrund kann die horizontale Beobachtungsstruktur 130 dazu verwendet werden, die Unterseite 43 und die Oberseite des Kalibrierungssubstrats und/oder der optischen Vorrichtung zu beobachten, um beispielsweise diese Ausrichtung zuzulassen und/oder zu erleichtern.
  • In manchen Beispielen kann die horizontale Kalibrierungssubstratfläche 214 des Kalibrierungssubstrats 210 eben oder zumindest im Wesentlichen eben sein. In anderen Beispielen und wie in 7 dargestellt, kann das Kalibrierungssubstrat 210 einen Graben 220 umfassen und/oder eine optische Vorrichtung 200 umfassen und/oder sein, die einen Graben 220 umfasst. In einer solchen Konfiguration kann die horizontale Beobachtungsstruktur 130 verwendet werden, um die optische Sonde 42 innerhalb des Grabens zu positionieren und/oder auszurichten. Eine solche Konfiguration kann ein optisches Testen der optischen Vorrichtung 200 innerhalb des Grabens 220 zulassen und/oder ermöglichen.
  • In manchen Beispielen kann die optische Sonde 42 mittels einer Bodenfläche des Grabens 220 mit der optischen Vorrichtung 200 verbunden sein. In solchen Beispielen kann die horizontale Beobachtungsstruktur 130 verwendet werden, um den Abstand 46, der hierin auch als vertikaler Abstand 46 bezeichnet werden kann, zwischen der optischen Sonde und der optischen Vorrichtung zu detektieren und/oder zu quantifizieren.
  • In manchen Beispielen kann die optische Sonde 42 mit der optischen Vorrichtung 200 mittels einer Kantenverbinung zwischen der optischen Sonde und einer vertikalen Oberfläche der optischen Vorrichtung innerhalb des Grabens verbunden sein. In solchen Beispielen kann die horizontale Beobachtungsstruktur 130 verwendet werden, um einen Abstand 223, der hierin auch als horizontaler Abstand 223 bezeichnet werden kann, zwischen der optischen Sonde und der optischen Vorrichtung zu detektieren und/oder zu quantifizieren. In manchen Beispielen kann die optische Vorrichtung an und/oder in der Nähe eines oberen Bereichs der vertikalen Oberfläche sein. Beispielsweise kann der Graben 220 100 Mikrometer tief sein, aber die optische Vorrichtung kann innerhalb von 10 Mikrometern oder weniger der oberen Oberfläche der optischen Vorrichtung liegen oder mit der optischen Vorrichtung verbunden sein.
  • Zurück zu 1 und wie bereits erwähnt, kann die thermische Steuereinheit 24 dazu verwendet werden, die Temperatur der Vorrichtungssubstratstützfläche 22 und/oder des Vorrichtungssubstrats 30 zu steuern und/oder zu regeln. Dies kann eine Temperaturregelung über einen Temperaturbereich von mehreren hundert Grad Celsius (°C) umfassen. Beispielsweise kann die Temperatur so geregelt werden, dass das optische Sondensystem 10 eine Vielzahl von Tests bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Testtemperaturen durchführen kann, die eine minimale und eine maximale Testtemperatur umfassen. Beispiele für die minimale Testtemperatur umfassen minimale Testtemperaturen von höchstens 25 °C, höchstens 20 °C, höchstens 10°C, höchstens 0 °C, höchstens -10°C, höchstens -20 °C, höchstens - 30 °C, höchstens -40 °C, höchstens -50 °C, höchstens -55 °C, höchstens -60 °C, höchstens -65 °C, höchstens -70 °C oder höchstens -75 °C. Beispiele für die maximale Testtemperatur umfassen maximale Testtemperaturen von mindestens 50 °C, mindestens 60 °C, mindestens 70 °C, mindestens 80 °C, mindestens 100 °C, mindestens 120 °C, mindestens 140 °C, mindestens 160 °C, mindestens 180 °C, mindestens 200 °C, mindestens 220 °C, mindestens 240 °C, mindestens 260 °C, mindestens 280 °C, mindestens 300 °C, mindestens 320 °C, mindestens 340 °C oder mindestens 360 °C.
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 1 und zudem auf 6 kann während dieser Temperaturregelung die thermische Ausdehnung und/oder Kontraktion der diversen Komponenten des optischen Sondensystems 10 und/oder der optischen Sondenanordnung 36 davon dazu führen, dass sich die relative Größe des Abstands 45, der zwischen dem Abstandssensor 44 und einer Oberfläche, über der der Abstandssensor positioniert ist, gemessen werden kann, und des Abstands 46, der zwischen der optischen Sonde 42 und der Oberfläche gemessen werden kann, ändert. Anders ausgedrückt, kann die Differenz zwischen dem Abstand 45 und dem Abstand 46 mit der Temperatur variieren. Diese Abstandsänderung kann zu Ungenauigkeiten im Wert des Abstands 46 führen, der mit dem Abstandssensor 44 detektiert, bestimmt, geschätzt und/oder berechnet werden kann.
  • Vor diesem Hintergrund können optische Sondensysteme 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eingerichtet sein, um diese Abstandsänderung mit der Temperatur zu berücksichtigen, zu quantifizieren und/oder zu kalibrieren, beispielsweise durch Beobachtung der optischen Sonde 42 und/oder des Abstandssensors 44 bei diversen Temperaturen unter Verwendung der horizontalen Beobachtungsstruktur 130. Diese Quantifizierung der Abstandsvariation kann eine genauere Bestimmung des Abstands 46 bei diversen Temperaturen mittels Messung des Abstands 45 mit dem Abstandssensor 44 in Kombination mit der Kenntnis der Abstandsvariation mit der Temperatur zulassen und/oder ermöglichen.
  • In manchen Beispielen und wie in 2 und 4 bis 6 dargestellt, kann das Kalibrierungssubstrat 210 einen ausgesparten Bereich 218 umfassen. Der ausgesparte Bereich 218 kann zudem als ein Einschluss 218, ein eingeschlossener Bereich 218, eine Vertiefung 218 und/oder ein vertiefter Bereich 218 bezeichnet werden. Der ausgesparte Bereich 218 kann hierin zusätzlich oder alternativ als ein Bereich des Kalibrierungssubstrats 210 bezeichnet werden, der geformt ist, um die Beobachtung einer Struktur, beispielsweise einer optischen Sonde, aus zwei senkrechten oder zumindest im Wesentlichen senkrechten Beobachtungsrichtungen 134 zuzulassen und/oder zu erleichtern. Die Struktur kann nicht vertikal über dem Kalibrierungssubstrat 210 und/oder im ausgesparten Bereich 218 angeordnet sein. Die Beobachtungsrichtungen 134 können sich über, senkrecht über oder direkt über dem Kalibrierungssubstrat 210 erstrecken. Zusätzlich oder alternativ können die Beobachtungsrichtungen 134 parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zum Kalibrierungssubstrat 210 verlaufen.
  • Der ausgesparte Bereich 218 kann, sofern vorhanden, die Ausrichtung der optischen Sonde 42 mit der Kalibrierungssubstratkante 212 zulassen und/oder ermöglichen, während der Abstandssensor 44 vertikal über dem Kalibrierungssubstrat 210 positioniert ist, wie in 6 dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann eine solche Konfiguration die Beobachtung der optischen Sonde 42 aus zwei unterschiedlichen oder orthogonalen Richtungen zulassen und/oder ermöglichen, die parallel zur horizontalen Kalibrierungssubstratfläche 214 verlaufen, wie hierin bereits ausführlicher erwähnt, während der Abstandssensor senkrecht über dem Kalibrierungssubstrat positioniert ist.
  • Wie bereits erwähnt kann die horizontale Beobachtungsrichtung 134 parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 verlaufen. Anders ausgedrückt und mit fortgesetzter Bezugnahme auf 6 kann die horizontale Beobachtungsrichtung 134 innerhalb eines Grenzwertes eines horizontalen Grenzblickwinkels 136 parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche liegen. Beispiele für den Grenzwert des horizontalen Grenzblickwinkel umfassen Winkel von mindestens 1 Grad, mindestens 2 Grad, mindestens 4 Grad, mindestens 6 Grad, mindestens 8 Grad, mindestens 10 Grad, höchstens 15 Grad, höchstens 10 Grad, höchstens 8 Grad, höchstens 6 Grad, höchstens 4 Grad, höchstens 2 Grad, höchstens 1 Grad, höchstens 0,5 Grad und/oder höchstens 0,1 Grad.
  • Die horizontale Beobachtungsstruktur 130 kann jede geeignete Struktur umfassen, die angepasst, konfiguriert, ausgestattet und/oder konstruiert werden kann, um die Beobachtung des horizontal beobachteten Bereichs 132 in der horizontalen Beobachtungsrichtung 134 durch und/oder mit der Abbildungsvorrichtung 60 zuzulassen und/oder zu erleichtern. Beispielsweise kann die horizontale Beobachtungsstruktur einen Spiegel 138 umfassen, der eine ebene Spiegelfläche 140 definiert.
  • Wie vielleicht am besten in 6 dargestellt kann sich die ebene Spiegelfläche 140 in einem Spiegelflächenwinkel 142 relativ zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 erstrecken. Der Spiegelflächenwinkel kann gewählt werden, um die Beobachtung des horizontal beobachteten Bereichs durch die Abbildungsvorrichtung zuzulassen und/oder zu erleichtern. Beispiele für den Spiegelflächenwinkel umfassen einen Schrägwinkel und/oder Winkel von mindestens 10 Grad, mindestens 15 Grad, mindestens 20 Grad, mindestens 25 Grad, mindestens 30 Grad, mindestens 35 Grad, mindestens 40 Grad, mindestens 41 Grad, mindestens 42 Grad, mindestens 43 Grad, mindestens 44 Grad, mindestens 45 Grad, höchstens 80 Grad, höchstens 75 Grad, höchstens 70 Grad, höchstens 65 Grad, höchstens 60 Grad, höchstens 55 Grad, höchstens 50 Grad, höchstens 49 Grad, höchstens 48 Grad, höchstens 47 Grad, höchstens 46 Grad und/oder höchstens 45 Grad. In einem spezifischen Beispiel kann der Spiegelflächenwinkel 142 45 Grad betragen oder zumindest im Wesentlichen gleich 45 Grad sein.
  • Das Kalibrierungsspannfutter 100 und/oder die horizontale Beobachtungsstruktur 130 davon kann eine horizontale Beleuchtungsanordnung 144 umfassen. Die horizontale Beleuchtungsanordnung kann eingerichtet sein, um den horizontal beobachteten Bereich 132 mit einem horizontalen Lichtstrahl 146 zu beleuchten, der entlang, zumindest teilweise entlang, parallel zu, zumindest im Wesentlichen parallel zu, in der horizontalen Beobachtungsrichtung 134 und/oder zumindest teilweise in der horizontalen Beobachtungsrichtung 134 ausgerichtet sein kann, wie in 2 und 4-6 dargestellt.
  • In manchen Beispielen kann die horizontale Beleuchtungsanordnung 144 eine horizontale Beleuchtungsanordnung-Lichtquelle 148 umfassen, die eingerichtet sein kann, um einen Beleuchtungslichtstrahl zu erzeugen, zu generieren und/oder zu emittieren, der den horizontalen Lichtstrahl definiert, wie in 2 und 6 dargestellt. Beispiele für die Lichtquelle der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfassen eine lichtemittierende Diode der horizontalen Beleuchtungsanordnung, ein optisches Faserkabel der horizontalen Beleuchtungsanordnung und/oder einen Lichtleiter.
  • In manchen Beispielen und wie vielleicht am besten in 6 mit gestrichelten Linien dargestellt kann die horizontale Beleuchtungsanordnung 144 oder die Lichtquelle 148 der horizontalen Beleuchtungsanordnung davon einen horizontalen Lichtstrahl 146 in der horizontalen Beobachtungsrichtung 134 und/oder parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 emittieren. In diesen Beispielen kann die Lichtquelle der horizontalen Beleuchtungsanordnung eingerichtet sein, um den horizontalen Lichtstrahl auf den Spiegel 138 zu richten und/oder auf diesen aufzutreffen, um beispielsweise jegliche Struktur(en) innerhalb des horizontal beobachteten Bereichs 132, beispielsweise die optische Sonde 42 und/oder die Kalibrierungssubstratkante 212, von hinten zu beleuchten. Zusätzlich oder alternativ kann die Lichtquelle 148 der horizontalen Beleuchtungsanordnung an einem Abschnitt des Kalibrierungsspannfutters 100 angeordnet sein, operativ befestigt sein und/oder einen Abschnitt des Kalibrierungsspannfutters 100 formen.
  • In manchen Beispielen kann die horizontale Beleuchtungsanordnung eine reflektierende Oberfläche 150 der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfassen. In diesen Beispielen und wie mit gestrichelten Linien in 6 dargestellt kann die horizontale Beleuchtungsanordnung eingerichtet sein, um den horizontalen Lichtstrahl zu führen, der auf die reflektierende Oberfläche 150 der horizontalen Beleuchtungsanordnung auftrifft, die den horizontalen Lichtstrahl in der horizontalen Beobachtungsrichtung und zum Spiegel 138 hin reflektiert und/oder auf diesen auftrifft, um beispielsweise die Struktur(en) innerhalb des horizontal beobachteten Bereichs von hinten zu beleuchten. Als ein spezifischeres Beispiel und wie in 6 dargestellt kann die horizontale Beleuchtungsanordnung 144 vertikal über dem Kalibrierungsspannfutter 100 positioniert sein und/oder in die Abbildungsvorrichtung 60 integriert sein. In einer solchen Konfiguration kann die horizontale Beleuchtungsanordnung 144 eingerichtet sein, um den horizontalen Lichtstrahl 146 vom Spiegel 138, dann von der reflektierenden Oberfläche 150 der horizontalen Beleuchtungsanordnung und dann vom Spiegel 138 zu reflektieren, sodass der horizontale Lichtstrahl zur Abbildungsvorrichtung 60 zurückkehrt.
  • Der Spiegel 138 kann, sofern vorhanden, jede geeignete Struktur umfassen und/oder sein, die eine ebene Spiegelfläche 140 definiert und/oder Licht reflektiert, beispielsweise einen horizontalen Lichtstrahl 146. Beispiele für Spiegel 138 umfassen eine reflektierende Oberfläche, eine Oberfläche, die mit einem reflektierenden Material beschichtet ist, und/oder eine Oberfläche eines Prismas.
  • Wie dargestellt kann sich die horizontale Beobachtungsstruktur 130 über oder vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 erstrecken. Anders ausgedrückt kann die horizontale Beobachtungsstruktur von der Kalibrierungsspannfutterstützfläche projizieren. Eine solche Konfiguration kann die Beobachtung eines horizontal beobachteten Bereichs 132 zulassen und/oder ermöglichen, der zudem vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche angeordnet ist.
  • Wie mit gestrichelten Linien in 2 und 6 dargestellt, kann die horizontale Beleuchtungsanordnung 144 einen Einstellmechanismus 152 der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfassen. Der Einstellmechanismus 152 der horizontalen Beleuchtungsanordnung kann, sofern vorhanden, eingerichtet sein, um eine Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche 150 der horizontalen Beleuchtungsanordnung selektiv einzustellen, um beispielsweise die Reflexion des horizontalen Lichtstrahls 146 von der reflektierenden Oberfläche der horizontalen Beleuchtungsanordnung und zurück zur Abbildungsvorrichtung 60 und/oder auf diese auftreffen zuzulassen und/oder zu erleichtern. Beispielsweise kann der Einstellmechanismus der horizontalen Beleuchtungsanordnung 152 eingerichtet sein, um die reflektierende Oberfläche 150 der horizontalen Beleuchtungsanordnung um eine Drehachse 154 zu drehen, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 ist, wie in 6 dargestellt. Diese Drehung um die Drehachse 154 wird durch die Bewegung der reflektierenden Oberfläche 150 der horizontalen Beleuchtungsanordnung zwischen der mit durchgezogenen Linien dargestellten Ausrichtung und der mit gestrichelten Linien dargestellten Ausrichtung angezeigt. Beispiele für den Einstellmechanismus 152 der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfassen einen manuell betätigten Einstellmechanismus, ein Mikrometer, eine Zahnstangen- und Zahnradanordnung, eine Kugelspindel- und Mutteranordnung, einen elektrischen Aktuator, einen piezoelektrischen Aktuator, einen Motor, einen Elektromotor, einen Schrittmotor und/oder einen Drehaktuator.
  • Der Einstellmechanismus 152 der horizontalen Beleuchtungsanordnung kann, sofern vorhanden, eingerichtet sein, um die reflektierende Oberfläche 150 der horizontalen Beleuchtungsanordnung um eine beliebige Drehachse 154 um einen beliebigen geeigneten Wert und/oder um einen beliebigen geeigneten Drehwinkel zu drehen. Beispiele für den Drehwinkel umfassen Winkel von mindestens 0,5 Grad, mindestens 1 Grad, mindestens 2 Grad, mindestens 4 Grad, mindestens 6 Grad, mindestens 8 Grad, höchstens 20 Grad, höchstens 15 Grad, höchstens 10 Grad, höchstens 8 Grad und/oder höchstens 6 Grad.
  • In manchen Beispielen und wie in den 2 bis 5 dargestellt kann das Kalibrierungsspannfutter 100 eine Vielzahl von horizontalen Beobachtungsstrukturen 130 umfassen, die mindestens eine erste horizontale Beobachtungsstruktur 1301 und eine zweite horizontale Beobachtungsstruktur 1302 umfassen. In diesen Beispielen kann die erste horizontale Beobachtungsstruktur 1301 eingerichtet sein, um die Beobachtung eines ersten horizontal beobachteten Bereichs 1321 in einer ersten horizontalen Beobachtungsrichtung 1341 zu ermöglichen. In ähnlicher Weise kann die zweite horizontale Beobachtungsstruktur 1302 eingerichtet sein, um die Beobachtung eines zweiten horizontal beobachteten Bereichs 1322 in einer zweiten horizontalen Beobachtungsrichtung 1342 zu ermöglichen.
  • Die zweite horizontale Beobachtungsrichtung 1342 kann parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 verlaufen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite horizontale Beobachtungsrichtung 1342 senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur ersten horizontalen Beobachtungsrichtung 1341 verlaufen. Ähnlich wie der erste horizontal beobachtete Bereich 1321 kann der zweite horizontal beobachtete Bereich 1322 die optische Sonde 42, eine andere optische Sonde 42, die Kalibrierungssubstratkante 212 und/oder eine andere Kalibrierungssubstratkante 212 umfassen.
  • Wie in den 2 bis 5 dargestellt und obwohl nicht erforderlich können die erste horizontale Beobachtungsstruktur 1301 und die zweite horizontale Beobachtungsstruktur 1302 unterschiedliche horizontal beobachtete Bereiche 132 eines gegebenen Kalibrierungssubstrats 210 beobachten und/oder das gegebene Kalibrierungssubstrat aus zwei unterschiedlichen, senkrechten oder zumindest im Wesentlichen senkrechten horizontalen Beobachtungsrichtungen 134 beobachten. Wie mit gestrichelten Linien in 2 und mit durchgezogenen Linien in den 3-5 dargestellt können Kalibrierungsspannfutter 100 eine Vielzahl von voneinander beabstandeten und/oder verschiedenen horizontalen Beobachtungsanordnungen 130 umfassen, von denen jede eingerichtet sein kann, um einen entsprechenden oder einen unterschiedlichen, horizontal beobachteten Bereich in einer entsprechenden oder unterschiedlichen horizontalen Beobachtungsrichtung zu beobachten. Dies kann die horizontale Beobachtung dieselbe oder unterschiedlicher Kalibrierungssubstrate 210 und/oder optischer Sonden 42 umfassen.
  • Ein weiteres Beispiel für eine optische Kalibrierungstruktur 120 umfasst eine vertikale Beobachtungsstruktur 160, wie in den 2 bis 4 und 8 bis 11 dargestellt. Wie bereits ausführlicher unter Bezugnahme auf 8 bis 11 erwähnt kann die vertikale Beobachtungsstruktur 160 eingerichtet sein, um die Beobachtung eines vertikal beobachteten Bereichs 162 in einer vertikalen Beobachtungsrichtung 164 zuzulassen und/oder zu erleichtern, die senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 ist und/oder von der Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 weg gerichtet sein kann.
  • Dies kann die Beobachtung des vertikal beobachteten Bereichs mittels, über und/oder unter Verwendung der Abbildungsvorrichtung 60 umfassen, die oberhalb oder vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche positioniert sein kann. Die vertikale Beobachtungsstruktur 160 kann eingerichtet sein, um die Beobachtung von vertikal beobachteten Bereichen 162 zu ermöglichen, die von der Abbildungsvorrichtung nicht direkt beobachtet werden können und/oder die Abbildungsvorrichtung sonst nicht beobachten kann. Beispiele für den vertikal beobachteten Bereich umfassen die optische Sonde 42, eine untere Oberfläche der optischen Sonde, eine optische Faser der optischen Sonde, eine Linse der optischen Faser der optischen Sonde, von der optischen Faser der optischen Sonde emittiertes Licht, eine Kante der optischen Sonde, eine elektrische Sonde 38, eine RF-Sonde, eine DC-Sonde und/oder eine mechanische Sonde des Sondensystems. Der vertikal beobachtete Bereich kann zusätzlich oder alternativ eine untere Oberfläche einer beliebigen Sonde umfassen, beispielsweise die elektrische Sonde, die RF-Sonde, die DC-Sonde und/oder die mechanische Sonde.
  • Die vertikale Beobachtungsstruktur 160 kann die Beobachtung des vertikal beobachteten Bereichs auf jede geeignete Weise ermöglichen. Beispielsweise kann die vertikale Beobachtungsstruktur eingerichtet sein, um mindestens eine oder sogar zwei Reflexionen zu verwenden, um die Beobachtung des vertikal beobachteten Bereichs zu ermöglichen.
  • Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die vertikale Beobachtungsrichtung 164 innerhalb eines Grenzwertes des vertikalen Beobachtungswinkels liegen kann, der senkrecht zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 ist. Anders ausgedrückt kann die vertikale Beobachtungsrichtung innerhalb des Grenzwertes des vertikalen Beobachtungswinkels liegen, der parallel zu einer normalen Oberflächenrichtung der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist. Beispiele für den Grenzwert des vertikalen Beobachtungswinkels umfassen Winkel von mindestens 1 Grad, mindestens 2 Grad, mindestens 4 Grad, mindestens 6 Grad, mindestens 8 Grad, mindestens 10 Grad, höchstens 15 Grad, höchstens 10 Grad, höchstens 8 Grad, höchstens 6 Grad, höchstens 4 Grad, höchstens 2 Grad, höchstens 1 Grad, höchstens 0,5 Grad und/oder höchstens 0,1 Grad.
  • Die vertikale Beobachtungsstruktur 160 kann jede geeignete Struktur umfassen. Die vertikale Beobachtungsstruktur kann beispielsweise ein Prisma, ein rechtwinkliges Prisma, eine Gradientenindexlinse, eine Gradientenindexlinse mit einer Faseranordnung und/oder ein Paar von Gradientenindexlinsen umfassen, die mit einer Faseranordnung verbunden sind. In einem spezifischen Beispiel und wie in den 8, 9 und 12 dargestellt kann die vertikale Beobachtungsstruktur 160 zumindest teilweise in den Kalibrierungsspannfutterkörper 110 eingebettet sein und/oder ein Prisma umfassen, das eine optisch reflektierende Oberfläche 168 oder sogar zwei optisch reflektierende Oberflächen 168 umfasst. Die vertikale Beobachtungsstruktur kann zusätzlich oder alternativ eine optisch durchlässige Oberfläche 169 umfassen.
  • Die vertikale Beobachtungsstruktur 160 kann in jeder geeigneten Weise verwendet werden. Wie in 8 dargestellt kann die vertikale Beobachtungsstruktur beispielsweise verwendet werden, um die Unterseite 43 der optischen Sonde 42 zu beobachten, beispielsweise um den Zustand und/oder die Sauberkeit der optischen Sonde zu quantifizieren und/oder zu beurteilen. In diesem Beispiel kann die Abbildungsvorrichtung 60 der Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 zugewandt sein; jedoch kann das von der Abbildungsvorrichtung aufgenommene Licht innerhalb der vertikalen Beobachtungsstruktur 160 reflektiert werden, sodass der vertikal beobachtete Bereich 162 die Unterseite 43 der optischen Sonde 42 umfasst. In dieser Konfiguration kann das Sondensystem 10 ein optisches Bild der Unterseite der optischen Sonde aufnehmen und/oder das optische Bild für einen Benutzer des Sondensystems anzeigen, beispielsweise mittels, über und/oder unter Verwendung des Displays 84 aus 1.
  • Wie in den 9 bis 11 dargestellt kann die vertikale Beobachtungsstruktur als ein anderer Beispiel verwendet werden, um sowohl die Unterseite 43 als auch eine Referenzstruktur 49 der optischen Sonde 42 zu beobachten. In diesem Beispiel kann die Abbildungsvorrichtung 60 verwendet werden, um ein Oben-Unten-Bild der Referenzstruktur 49 aufzunehmen. Ein Beispiel für ein solches Oben-Unten-Bild von oben nach unten ist in 10 dargestellt, wobei die Referenzstruktur 49 eine Ecke und/oder ein anderes Merkmal der optischen Sonde 42 umfasst, das von oben und/oder in der Beobachtungsrichtung 66 sichtbar ist. Dies kann die Einstellung einer Brennebenenposition der Abbildungsvorrichtung umfassen, sodass die Abbildungsvorrichtung das Oben-Unten-Bild der Referenzstruktur aufnimmt, wie in einer Beobachtungsrichtung 66 der Abbildungsvorrichtung beobachtet.
  • Darüber hinaus kann die Brennebenenposition der Abbildungsvorrichtung angepasst sein, sodass die Abbildungsvorrichtung zudem ein Oben-Unten-Bild der Unterseite 43 der optischen Sonde aufnimmt. Dies kann die Reflexion des Lichts innerhalb der vertikalen Beobachtungsstruktur 160 umfassen, sodass das Bild der Unterseite 43 in der vertikalen Beobachtungsrichtung 164 aufgenommen wird. Bei der Aufnahme des Oben-Unten-Bildes der Unterseite 43 kann eine Lichtquelle 54 Licht für eine Sondenfaser 48 der optischen Sonde bereitstellen. Ein Beispiel für das Oben-Unten-Bild ist in 11 dargestellt. Da die Sondenfaser 48 von der Lichtquelle 54 beleuchtet wird, kann die Position der Sondenfaser innerhalb der Unterseite 43 leicht bestimmt werden, und eine relative Ausrichtung zwischen der Sondenfaser 48 und der Referenzstruktur 49 kann ermittelt werden.
  • Dies kann die anschließende Ausrichtung zwischen der Sondenfaser 48 und einer optischen Vorrichtung allein mittels einer Draufsicht auf die optische Sonde zulassen und/oder ermöglichen. Anders ausgedrückt kann die oben beschriebene Prozedur oder das oben beschriebene Verfahren verwendet werden, um die Position der Sondenfaser und die Position der Referenzstruktur zu kalibrieren oder zu korrelieren, wodurch eine anschließende Ausrichtung zwischen der Sondenfaser und der optischen Vorrichtung ermöglicht wird, ohne dass eine vertikale Beobachtungsstruktur 160 erforderlich ist oder verwendet wird. Zusätzlich oder alternativ kann in einem optischen Sondensystem 10, das mehrere optische Sonden und/oder mehrere optische Kanäle umfasst und/oder verwendet, die Konfiguration der 9 bis 11 verwendet werden, um zu verifizieren, welcher optische Kanal mit einer vorgegebenen optischen Sonde verbunden ist.
  • In einer Variante der obigen Verfahren und unter fortgesetzter Bezugnahme auf 9 und 11 kann die vertikale Beobachtungsstruktur 160 verwendet werden, um ein optisches Bild in der vertikalen Beobachtungsrichtung 164 aufzunehmen, das sowohl die Sondenfaser 48 als auch einen Abstandssensor 44 der optischen Sondenanordnung umfasst. Dies kann die Kalibrierung und/oder Korrelation einer relativen Position zwischen der Sondenfaser und dem Abstandssensor während nachfolgender Sondierungsvorgänge zulassen und/oder ermöglichen, ohne dass die Unterseite 43 der Sonde 42 wiederholend beobachtet werden muss.
  • Ein weiteres Beispiel für eine optische Kalibrierungstruktur 120 umfasst eine Sondenausrichtungsstruktur 170. Wie in 12 dargestellt kann die Sondenausrichtungsstruktur 170 eingerichtet sein, um die relative Ausrichtung zwischen mindestens zwei optischen Sonden 42 des optischen Sondensystems 10 zu ermöglichen. Die Sondenausrichtungsstruktur 170 kann jede geeignete Struktur umfassen und/oder sein, die die Ausrichtung zwischen den Sonden zugelassen und/oder ermöglicht. Beispielsweise kann die Sondenausrichtungsstruktur 170 eine vertikale Beobachtungsstruktur 160 umfassen und/oder sein. Anders ausgedrückt kann dieselbe optische Kalibrierungstruktur 120 sowohl als vertikale Beobachtungsstruktur 160 als auch als Sondenausrichtungsstruktur 170 funktionieren. Als weiteres Beispiel und wie in 12 dargestellt kann die Sondenausrichtungsstruktur 170 ein Paar von Gradientenindex(GRIN)-Linsen 176 und einer optischen Faser 178 umfassen, die die GRIN-Linsen 176 miteinander verbindet.
  • Die Sondenausrichtungsstruktur 170 kann in jeder geeigneten Weise verwendet werden. Beispielsweise können, wie in 12 dargestellt, zwei optische Sonden 42 eingerichtet sein, um der Sondenausrichtungsstruktur zuzuwenden. In dieser Konfiguration kann eine emittierende optische Sonde 42 eingerichtet sein, um ein optisches Signal von einer Lichtquelle 54 zu empfangen und/oder ein emittiertes optisches Signal 174 zu emittieren, das hierin auch als optisches Testsignal 52 bezeichnet werden kann. Die Sondenausrichtungsstruktur 170 oder eine entsprechende GRIN-Linse der Sondenausrichtungsstruktur kann das emittierte optische Signal empfangen und das emittierte optische Signal auf eine detektierende optische Sonde 42 zum Auftreffen führen, beispielsweise mittels einer optischen Faser 178 und einer weiteren GRIN-Linse 176.
  • Das emittierte optische Signal, das von der detektierenden optischen Sonde empfangen wird, kann zudem hierin als ein optisches Ergebnissignal 56 bezeichnet werden. Die detektierende optische Sonde kann dann das emittierte optische Signal an einen Lichtdetektor 58 weiterleiten, der jede geeignete Eigenschaft des emittierten optischen Signals detektieren kann. In der oben beschriebenen Konfiguration kann die relative Ausrichtung zwischen den optischen Sonden 42 basierend auf der detektierten Eigenschaft des emittierten optischen Signals geändert und/oder angepasst sein, um einen gewünschten Grad der Ausrichtung zwischen den optischen Sonden zuzulassen und/oder zu erleichtern.
  • Zurück zu 2 kann die optische Kalibrierungstruktur 120 eine Kalibrierungsspannfutter-Lichtquelle 180 umfassen. Die Kalibrierungsspannfutter-Lichtquelle 180 kann, sofern vorhanden, eingerichtet sein, um einen Kalibrierungslichtstrahl 182 vom Kalibrierungsspannfutter 100 weg zu führen. Beispielsweise kann die Kalibrierungsspannfutter-Lichtquelle eingerichtet sein, um den Kalibrierungslichtstrahl in eine Kalibrierungslichtrichtung zu führen, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Beobachtungsrichtung 164 der vertikalen Beobachtungsstruktur 160, parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu einer normalen Oberflächenrichtung der Kalibrierungsspannfutter-Stützfläche 112 und/oder senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Kalibrierungsspannfutter-Stützfläche 112 sein kann.
  • Die Kalibrierungsspannfutter-Lichtquelle 180 kann jede geeignete Struktur umfassen. Beispielsweise kann die Lichtquelle des Kalibrierungsspannfutters einen Kalibrierungsspannfutter-Laser 186 umfassen und/oder sein. Beispiele für den Kalibrierungslichtstrahl umfassen einen Laserstrahl, einen monochromatischen Lichtstrahl und/oder einen polarisierten Lichtstrahl.
  • Beim Betrieb optischer Sondensysteme 10 kann die Kalibrierungsspannfutter-Lichtquelle 180 eingerichtet sein, um den Kalibrierungslichtstrahl 182 zu führen, der auf eine optische Sonde, beispielsweise die optische Sonde 42 von 1, des optischen Sondensystems auftrifft. Die optische Sonde kann auf die Lichtquelle des Kalibrierungsspannfutters ausgerichtet sein und mindestens eine Eigenschaft des von der optischen Sonde aufgenommenen Lichts kann bestimmt und/oder quantifiziert sein, beispielsweise mittels des Lichtdetektors 58 von 1.
  • Dieser Vorgang kann für eine Vielzahl von optischen Sonden 42 des optischen Sondensystems wiederholt werden, wodurch die Kalibrierung der Vielzahl von optischen Sonden ermöglicht wird. Anders ausgedrückt kann die Lichtquelle 180 des Kalibrierungsspannfutters verwendet werden, um einen bekannten, gut kontrollierten, konsistenten und/oder reproduzierbaren des Kalibrierungslichtstrahls 182 für jede Sonde der Vielzahl von Sonden bereitzustellen. In einer solchen Konfiguration kann das Sondensystem 10 Unterschiede und/oder Varianten in der mindestens einen Eigenschaft des von jeder optischen Sonde aufgenommenen Lichts verwenden, um Unterschiede in den Lichtaufnahmecharakteristiken und/oder -eigenschaften zwischen der Vielzahl der optischen Sonden zu kalibrieren und/oder zu quantifizieren.
  • Wie in den 2 bis 4 dargestellt kann die optische Kalibrierungstruktur 120 einen Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 umfassen. Der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190, sofern vorhanden, kann eingerichtet sein, um ein optisches Signal, beispielsweise Licht, das darauf auftrifft, zu detektieren und/oder um mindestens eine Eigenschaft des Lichts zu quantifizieren. Dies kann die Detektion des Lichts in einer Detektionsrichtung 192 umfassen, wie in 3 dargestellt. Die Detektionsrichtung 192 kann parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur vertikalen Beobachtungsrichtung 164 der vertikalen Beobachtungsstruktur 160 sein, parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu einer normalen Oberflächenrichtung der Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 sein und/oder senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche 112 sein.
  • Zusätzlich oder alternativ kann der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 eine lichtführende Struktur 196 umfassen, wie in 2 dargestellt. Die lichtführende Struktur 196 kann eingerichtet sein, um Licht, das auf die lichtführende Struktur auftrifft, zum Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 zu führen und/oder auf diesen aufzutreffen. Eine solche Konfiguration kann das Aufnehmen von Licht durch den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 zulassen und/oder ermöglichen, das ursprünglich in einem beliebigen geeigneten Winkel in Bezug auf die vertikale Beobachtungsrichtung 164 emittiert und/oder geführt wurde. Beispiele für eine lichtführende Struktur 196 umfassen jedes geeignete Prisma, jeden geeigneten Spiegel und/oder jede geeignete Linse.
  • Der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 kann jede geeignete Struktur umfassen. Beispielsweise kann der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor einen Kalibrierungsspannfutter-Fotodetektor, eine Kalibrierungsspannfutter-Fotodiode und/oder einen optischen Leistungsmesser umfassen und/oder sein.
  • Beim Betrieb des optischen Sondensystems 10 kann der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 eingerichtet sein, um das Licht von einer optischen Sonde, beispielsweise der optischen Sonde 42 in 1, des optischen Sondensystems zu empfangen. Die optische Sonde kann auf den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor ausgerichtet sein und mindestens eine Eigenschaft des von dem Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor aufgenommenen Lichts kann von dem Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor bestimmt und/oder quantifiziert werden.
  • Dieser Vorgang kann für eine Vielzahl von optischen Sonden 42 des optischen Sondensystems wiederholt werden, wodurch die Kalibrierung der Vielzahl von optischen Sonden ermöglicht wird. Anders ausgedrückt kann der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 als ein bekannter, gut kontrollierter, konsistenter und/oder einziger Detektor verwendet werden, der das Licht von jeder Sonde der Vielzahl von Sonden detektiert. In einer solchen Konfiguration kann das optische Sondensystem 10 Unterschiede und/oder Varianten in mindestens einer Eigenschaft des vom Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor aufgenommenen Lichts verwenden, um Unterschiede in den Lichtemissionseigenschaften und/oder - charakteristika zwischen der Vielzahl der optischen Sonden zu kalibrieren und/oder zu quantifizieren.
  • In manchen Beispielen kann das Kalibrierungsspannfutter 100 eine obstruktive Kalibrierungsstruktur 194 umfassen. Wie in 2 bis 4 dargestellt kann die obstruktive Kalibrierungsstruktur 194 mit dem Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 verbunden sein. Die obstruktive Kalibrierungsstruktur kann eingerichtet sein, um einen Abschnitt des optischen Signals, der auf den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor 190 geführt wird, selektiv zu obstruieren, sodass ein obstruierter Abschnitt des optischen Signals nicht auf den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor auftrifft. Wie hierin ausführlicher erwähnt, kann eine solche Konfiguration die Charakterisierung des optischen Signals zulassen und/oder ermöglichen. Beispiele für die obstruktive Kalibrierungsstruktur umfassen eine Messerschneidenkalibrierungsstruktur und/oder eine Nadelloch-Kalibrierungsstruktur. Ein weiteres Beispiel für eine obstruktive Kalibrierungsstruktur umfasst ein polarisationsempfindliches Gitter.
  • Wenn das Kalibrierungsspannfutter 100 eine obstruktive Kalibrierungsstruktur 194 in Form der Messerschneidenkalibrierungsstruktur umfasst, können die Messerschneidenkalibrierungsstruktur und der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor relativ zueinander positioniert sein, sodass sich der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor um einen äußeren Umfang der Messerschneidenkalibrierungsstruktur erstreckt und/oder sodass die Messerschneidenkalibrierungsstruktur das optische Signal daran hindert, auf einen Bereich des Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektors aufzutreffen, der innerhalb des äußeren Umfangs der Messerschneidenkalibrierungsstruktur angeordnet ist, und jedoch ermöglicht, dass das optische Signal auf einen Bereich des Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektors auftrifft, der sich um oder außerhalb des äußeren Umfangs der Messerschneidenkalibrierungsstruktur erstreckt. In einem solchen Beispiel kann die Messerschneidenkalibrierungsstruktur verhindern, dass Licht auf einen Bereich des Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektors 190 auftrifft, der durch das mit 194 bezeichnete Rechteck abgedeckt ist oder innerhalb desselben angeordnet ist, während ein Bereich des Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektors, der außerhalb des mit 194 bezeichneten Rechtecks angeordnet ist, das Licht empfangen kann.
  • In diesem Beispiel können durch Bewegung des optischen Signals über die Messerschneidenkalibrierungsstruktur unterschiedliche Abschnitte oder Fraktionen des optischen Signals auf den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor auftreffen. Eine solche Konfiguration kann die Charakterisierung einer oder mehrerer räumlicher Eigenschaften des optischen Signals zulassen und/oder ermöglichen.
  • Wenn das Kalibrierungsspannfutter 100 eine obstruktive Kalibrierungsstruktur 194 in Form der Nadelloch-Kalibrierungsstruktur umfasst, können die Nadelloch-Kalibrierungsstruktur und der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor relativ zueinander positioniert sein, sodass das optische Signal auf den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor mittels der Nadelloch-Kalibrierungsstruktur oder über ein Nadelloch der Nadelloch-Kalibrierungsstruktur auftrifft. In einem solchen Beispiel kann die Nadelloch-Kalibrierungsstruktur verhindern, dass Licht auf einen Bereich des Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektors 190 auftrifft, der außerhalb des mit 194 bezeichneten Rechtecks angeordnet ist, während ein Bereich des Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektors, der innerhalb des mit 194 bezeichneten Rechtecks angeordnet ist, das Licht empfangen kann.
  • In diesem Beispiel können durch Bewegung des optischen Signals über die Nadelloch-Kalibrierungsstruktur unterschiedliche Abschnitte oder Fraktionen des optischen Signals auf den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor mittels des Nadellochs auftreffen. Eine solche Konfiguration kann wiederum die Charakterisierung einer oder mehrerer räumlicher Eigenschaften des optischen Signals zulassen und/oder ermöglichen.
  • Wenn das Kalibrierungsspannfutter 100 eine obstruktive Kalibrierungsstruktur 194 in Form eines polarisationsempfindlichen Gitters umfasst, kann die optische Kalibrierungsstruktur verwendet werden, um einen Polarisationszustand des optischen Signals und/oder eine Änderung des Polarisationszustands des optischen Signals zu detektieren und/oder zu überwachen. Eine solche Konfiguration kann beispielsweise die Quantifizierung der Polarisationsdrift ermöglichen, und beispielsweise durch thermische und/oder umgebungsbedingte Veränderungen verursacht. Eine solche Polarisationsdrift kann eine Messdrift verursachen und/oder die Messleistung verringern. Vor diesem Hintergrund kann das polarisationsempfindliche Gitter verbesserte und/oder genauere Messungen zulassen und/oder ermöglichen, indem das optische Sondensystem 10 ermöglicht wird, die Polarisationsdrift zu detektieren, zu bewerten und/oder zu korrigieren.
  • Mit Bezug auf 2 bis 4 und 13 kann die optische Kalibrierungstruktur 120 eine optische Vorrichtung 200 umfassen. Beispiele für eine optische Vorrichtung 200 umfassen eine optisch aktive Struktur, einen singulären optischen Chip, eine Silizium-Photonik-Vorrichtung und/oder ein vom Benutzer bereitgestelltes Substrat. In einer solchen Konfiguration kann die optische Vorrichtung 200 eine oder mehrere bekannte optische Strukturen umfassen, die vom optischen Sondensystem 10 getestet und/oder zur Kalibrierung des optischen Sondensystems 10 verwendet werden können. Die optische Vorrichtung 200 kann, sofern vorhanden, an und/oder durch ein einziges Substrat gebildet und/oder definiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die optische Kalibrierungstruktur 120 eine Vielzahl von verschiedene optischen Vorrichtungen 200 umfassen, die durch separate und/oder verschiedene Substrate definiert sein können.
  • In manchen Beispielen kann das Kalibrierungsspannfutter 100 einen Werkzeughalter 230 umfassen, und die optische Vorrichtung 200, die eine vom Benutzer bereitgestellte optische Vorrichtung umfassen und/oder sein kann, kann operativ am Kalibrierungsspannfutter 100 befestigt und/oder im Werkzeughalter 230 positioniert sein. Der Werkzeughalter 230 kann zudem ein oder mehrere Referenzsubstrate 240 aufnehmen und/oder halten. Die Referenzsubstrate 240 können eingerichtet sein, um eine Referenzfläche für den Abstandssensor 44 bereitzustellen, wenn die optische Sondenanordnung 40 zum Testen, zum Bereitstellen eines optischen Signals an und/oder zum Empfangen eines optischen Signals von der optischen Vorrichtung 200 verwendet wird. Als Beispiel und wie vielleicht am besten in 13 dargestellt können die Referenzsubstrate 240 vertiefte Bereiche 242 umfassen. Das Vorhandensein der vertieften Bereiche 242 kann es ermöglichen, dass eine optische Sonde in der Nähe einer Kante 202 der optischen Vorrichtung 200 positioniert sein kann, sodass eine Kantenverbindung zwischen der optischen Sonde und der optischen Vorrichtung 200 möglich ist und/oder ermöglicht wird.
  • In manchen Beispielen kann der Werkzeughalter 230 zudem eine entsprechende horizontale Beobachtungsstruktur 130 umfassen oder mit dieser verbunden sein. Wie in den 3, 4 und 13 dargestellt kann der Werkzeughalter 230 beispielsweise ein Paar Spiegeln 138 und ein entsprechendes Paar von horizontalen Beleuchtungsanordnungen 144 umfassen und/oder damit verbunden sein, die verwendet werden können, um entsprechende horizontal beobachtete Bereiche zu beobachten und/oder abzubilden, wie hierin bereits ausführlicher erwähnt. Dies kann die Beobachtung der optischen Vorrichtung 200, der Referenzsubstrate 240 und/oder der optischen Sonden, die verwendet werden können, um mit der optischen Vorrichtung 200 zu interagieren und/oder sie zu testen, zulassen und/oder ermöglichen.
  • Optische Sondensysteme 10 und/oder Kalibrierungsspannfutter 100 können gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Anzahl von Weisen verwendet werden und/oder eine Anzahl von unterschiedlichen Verfahren durchführen, von denen Beispiele hierin offengelegt sind. Im Allgemeinen können Verfahren zum Betreiben, Verwenden und/oder Kalibrieren von Sondensystemen 10 das Ausrichten von mindestens einer optischen Sonde 42 mit mindestens einer optischen Kalibrierungstruktur 120 und das Sammeln von Daten unter Verwendung der mindestens einen optischen Sonde und/oder der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur umfassen. Das Sammeln von Daten kann das Bereitstellen eines optischen Testsignals 52 an die mindestens eine optische Kalibrierungstruktur mittels der mindestens einen Sonde umfassen. Das Sammeln von Daten kann zusätzlich oder alternativ das Empfangen eines optischen Ergebnissignals von der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur mittels der mindestens einen Sonde umfassen. Das Sammeln von Daten kann zusätzlich oder alternativ das Aufnehmen eines optischen Bildes unter Verwendung der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur umfassen. Das optische Bild kann die mindestens eine Sonde und/oder jede andere geeignete Struktur und/oder Komponente des optischen Sondensystems umfassen, von denen Beispiele hierin offengelegt sind.
  • In der vorliegenden Erfindung sind mehrere der darstellenden, nicht ausschließlichen Beispiele im Zusammenhang mit Verfahren zum Betrieb und/oder zur Verwendung von Sondensystemen und/oder Kalibrierungsspannfuttern erwähnt und/oder beschrieben. Sofern in der beiliegenden Beschreibung nicht spezifisch darauf hingewiesen wird, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Reihenfolge der in diesen Verfahren beschriebenen Schritte von der offengelegten Reihenfolge abweichen kann, was auch zwei oder mehr der Schritte in einer anderen Reihenfolge und/oder gleichzeitig umfasst. Es liegt zudem im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Schritte als Logik implementiert werden können, was auch als Implementierung der Schritte als Logik beschrieben werden kann. In mancher Anwendungen können die Schritte Ausdrücke und/oder Aktionen darstellen, die von funktional äquivalenten Schaltungen oder anderen logischen Vorrichtungen durchführbar sind. Die beschriebenen Verfahren und/oder Schritte davon können, müssen aber nicht, ausführbare Anweisungen darstellen, die einen Computer, einen Prozessor und/oder eine andere logische Vorrichtung veranlassen, zu reagieren, eine Aktion durchzuführen, Zustände zu ändern, eine Ausgabe oder Anzeige zu erzeugen und/oder Entscheidungen zu treffen.
  • Der Begriff „und/oder“, der zwischen einer ersten Einheit und einer zweiten Einheit steht, bezieht sich auf (1) die erste Einheit, (2) die zweite Einheit und (3) die erste Einheit und die zweite Einheit. Mehrere Einheiten, die mit „und/oder“ aufgeführt sind, sollten auf dieselbe Weise verstanden werden, d. h. „eine oder mehrere“ der so verbundenen Einheiten. Neben den spezifisch durch die „und/oder“-Klausel bezeichneten Einheiten können weitere Einheiten vorhanden sein, unabhängig davon, ob sie mit den spezifisch bezeichneten Einheiten verwandt oder nicht verwandt sind. So kann sich, als ein nicht beschränkendes Beispiel, ein Verweis auf „A und/oder B“, sofern in Verbindung mit einem offenen Ausdruck wie „umfassend“ verwendet, in einer Ausführungsform nur auf A beziehen (optional mit anderen Einheiten als B); in einer anderen Ausführungsform nur auf B (optional mit anderen Einheiten als A); in einer weiteren Ausführungsform sowohl auf A als auch auf B (optional mit anderen Einheiten). Diese Einheiten können sich auf Elemente, Aktionen, Strukturen, Schritte, Bedienungen, Werte und dergleichen beziehen.
  • Wie hierin verwendet, ist der Ausdruck „mindestens eine“ in Bezug auf eine Liste von einer oder mehreren Einheiten so zu verstehen, dass mindestens eine Einheit gemeint ist, die aus einer oder mehreren der Einheiten auf der Liste der Einheiten ausgewählt wird, aber nicht notwendigerweise mindestens eine von jeder und jeweiliger Einheit umfasst, die spezifisch auf der Liste der Einheiten aufgeführt ist, und keine Kombinationen von Einheiten auf der Liste der Einheiten ausschließt. Diese Definition lässt zudem zu, dass neben den spezifisch auf der Liste der Einheiten aufgeführten Einheiten, auf die sich der Ausdruck „mindestens eine“ bezieht, die Einheiten optional vorhanden sein können, unabhängig davon, ob diese Einheiten mit den spezifisch aufgeführten Einheiten relevant sind oder nicht. So kann sich, als nicht beschränkendes Beispiel, „mindestens einer von A und B“ (oder, äquivalent, „mindestens einer von A oder B“ oder, äquivalent, „mindestens einer von A und/oder B“) in einer Ausführungsform auf mindestens einen, optional einschließlich mehr als einen, A beziehen, ohne dass B vorhanden ist (und optional sind andere Einheiten als B vorhanden); in einer anderen Ausführungsform auf mindestens ein, optional mehr als ein, B beziehen, ohne dass A vorhanden ist (und optional sind andere Einheiten als A vorhanden); in einer weiteren Ausführungsform auf mindestens ein, optional mehr als ein, A und mindestens ein, optional mehr als ein, B beziehen (und optional sind andere Einheiten vorhanden). Mit anderen Worten, sind die Ausdrücke „mindestens eine“, „eine oder mehrere“ und „und/oder“ unbestimmte Ausdrücke, die in dem Betrieb sowohl konjunktiv als auch disjunktiv sind. Zum Beispiel kann jeder der Ausdrücke „mindestens eines von A, B und C“, „mindestens eines von A, B oder C“, „ein oder mehrere von A, B und C“, „ein oder mehrere von A, B oder C“ und „A, B und/oder C“ A allein, B allein, C allein, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen, A, B und C zusammen und optional jede der oben beschriebenen Einheiten in Kombination mit mindestens einer anderen Einheit bedeuten.
  • Für den Fall, dass Patente, Patentanmeldungen oder andere Referenzen durch Verweis hierin einbezogen werden und (1) einen Begriff in einer Weise definieren, die mit dem nicht einbezogenen Abschnitt der vorliegenden Erfindung oder einer der anderen einbezogenen Referenzen unvereinbar ist und/oder (2) in anderer Weise unvereinbar ist, ist der nicht einbezogene Abschnitt der vorliegenden Erfindung maßgebend und ist der Begriff oder die darin einbezogene Erfindung nur in Bezug auf die Referenz maßgebend, in der der Begriff definiert ist und/oder die einbezogene Erfindung ursprünglich vorhanden war.
  • Die hierin verwendeten Begriffe „angepasst“ und „konfiguriert“ bedeuten, dass das Element, die Komponente oder ein anderer Gegenstand eingerichtet und/oder dazu bestimmt ist, eine bestimmte Funktion auszuführen. Daher sollte die Verwendung der Begriffe „angepasst“ und „eingerichtet“ nicht ausgelegt werden, dass ein bestimmtes Element, eine bestimmte Komponente oder ein anderer Gegenstand einfach „in der Lage“ ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, sondern dass das Element, die Komponente und/oder der andere Gegenstand spezifisch für die Ausführung der Funktion ausgewählt, erzeugt, implementiert, verwendet, programmiert und/oder eingerichtet wird. Es liegt zudem im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass Elemente, Komponenten und/oder andere genannte Gegenstände, die als zur Ausführung einer bestimmten Funktion geeignet beschrieben werden, zusätzlich oder alternativ als zur Ausführung dieser Funktion eingerichtet beschrieben werden können und umgekehrt.
  • Wie hierin verwendet, soll der Ausdruck „zum Beispiel“, der Ausdruck „als ein Beispiel“ und/oder einfach der Ausdruck „Beispiel“, wenn in Bezug auf eine oder mehrere Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, vermitteln, dass die beschriebene Komponente, das beschriebene Merkmal, das beschriebene Detail, die beschriebene Struktur, die beschriebene Ausführungsform und/oder das beschriebene Verfahren ein anschauliches, nicht ausschließliches Beispiel für Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Die beschriebene Komponente, das beschriebene Merkmal, das beschriebene Detail, die beschriebene Struktur, die beschriebene Ausführungsform und/oder das beschriebene Verfahren ist daher nicht als einschränkend, erforderlich oder ausschließlich/ausführlich zu verstehen; und andere Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren, einschließlich strukturell und/oder funktionell ähnlicher und/oder äquivalenter Komponenten, Merkmale, Details, Strukturen, Ausführungsformen und/oder Verfahren, fallen zudem in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
  • Wie hierin verwendet kann „mindestens wesentlich“ beim Ändern eines Grades oder Verhältnisses nicht nur den aufgeführten „wesentlichen“ Grad oder das Verhältnis umfassen, sondern zudem das gesamte Ausmaß des aufgeführten Grades oder Verhältnisses. Ein wesentlicher Anteil eines aufgeführten Grades oder Verhältnisses kann mindestens 75 % des aufgeführten Grades oder Verhältnisses umfassen. Beispielsweise umfasst ein Objekt, das zumindest im Wesentlichen aus einem Material besteht, Objekte, bei denen mindestens 75 % der Objekte aus dem Material gebildet sind, und umfasst zudem Objekte, die vollständig aus dem Material gebildet sind. Als weiteres Beispiel umfasst eine erste Länge, die zumindest im Wesentlichen so lang ist wie eine zweite Länge, erste Längen, die innerhalb von 75 % der zweiten Länge liegen, und umfasst zudem erste Längen, die genauso lang sind wie die zweite Länge. Als weiteres Beispiel umfassen Elemente, die zumindest im Wesentlichen parallel sind, Elemente, die sich in Richtungen erstrecken, die um bis zu 22,5° abweichen, und zudem Elemente, die parallel sind.
  • Anschauliche, nicht ausschließliche Beispiele für Kalibrierungsspannfutter, Sondensysteme und Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden in den folgenden aufgezählten Absätzen vorgestellt. Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass ein einzelner Schritt eines hierin aufgeführten Verfahrens, auch in den folgenden aufgezählten Absätzen, zusätzlich oder alternativ als „Schritt zur“ Durchführung der aufgeführten Aktion bezeichnet werden kann.
  • A1. Kalibrierungsspannfutter für ein optisches Sondensystem, wobei das Kalibrierungsspannfutter umfasst:
    • einen Kalibrierungsspannfutterkörper, der eine Kalibrierungsspannfutterstützfläche definiert; und
    • mindestens eine optische Kalibrierungstruktur, die von dem Kalibrierungsspannfutterkörper gestützt ist.
  • A2. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A1, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine horizontale Beobachtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um die Beobachtung eines horizontal beobachteten Bereichs in einer horizontalen Beobachtungsrichtung zu ermöglichen, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist.
  • A3. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A2, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur eingerichtet ist, um die Beobachtung des horizontal beobachteten Bereichs über eine Abbildungsvorrichtung des optischen Sondensystems zu ermöglichen, die vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche positioniert ist.
  • A4. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 und A3, wobei der horizontal beobachtete Bereich eine optische Sonde des optischen Sondensystems umfasst.
  • A5. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 bis A4, wobei der horizontal beobachtete Bereich eine Kalibrierungssubstratkante eines Kalibrierungssubstrats des Kalibrierungsspannfutters umfasst.
  • A6. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A5, wobei die Kalibrierungssubstratkante einen Übergang zwischen einer horizontalen Kalibrierungssubstratfläche des Kalibrierungssubstrats, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist, und einer vertikalen Kalibrierungssubstratfläche des Kalibrierungssubstrats, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist, definiert.
  • A7. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 bis A6, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur eingerichtet ist, um die Bestimmung des Abstands zwischen einer/der optischen Sonde und einer/der Kalibrierungssubstratkante zu ermöglichen.
  • A8. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A7, wobei das Kalibrierungsspannfutter das Kalibrierungssubstrat umfasst.
  • A9. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A8, wobei das Kalibrierungsspannfutter einen ausgesparten Bereich umfasst, der optional eingerichtet ist, um die Ausrichtung der optischen Sonde in der Nähe der Kalibrierungssubstratkante zu ermöglichen und zudem die Ausrichtung eines Abstandssensors des optischen Sondensystems vertikal über der horizontalen Kalibrierungssubstratoberfläche zu ermöglichen.
  • A10. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 bis A9, wobei die horizontale Beobachtungsrichtung innerhalb eines Grenzwertes eines horizontalen Beobachtungswinkels parallel zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche angeordnet ist, wobei der Grenzwert des horizontalen Beobachtungswinkels optional mindestens einer der folgenden Werte ist:
    1. (i) mindestens 1 Grad, mindestens 2 Grad, mindestens 4 Grad, mindestens 6 Grad, mindestens 8 Grad oder mindestens 10 Grad; und
    2. (ii) höchstens 15 Grad, höchstens 10 Grad, höchstens 8 Grad, höchstens 6 Grad, höchstens 4 Grad, höchstens 2 Grad, höchstens 1 Grad, höchstens 0,5 Grad oder höchstens 0,1 Grad.
  • A11. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 bis A10, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur einen Spiegel umfasst, der eine ebene Spiegelfläche definiert, die sich in einem Spiegelflächenwinkel relativ zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche erstreckt.
  • A12. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A11, wobei der Spiegelflächenwinkel mindestens einer der folgenden ist:
    1. (i) ein schräger Winkel;
    2. (ii) mindestens 10 Grad, mindestens 15 Grad, mindestens 20 Grad, mindestens 25 Grad, mindestens 30 Grad, mindestens 35 Grad, mindestens 40 Grad, mindestens 41 Grad, mindestens 42 Grad, mindestens 43 Grad, mindestens 44 Grad oder mindestens 45 Grad; und
    3. (iii) höchstens 80 Grad, höchstens 75 Grad, höchstens 70 Grad, höchstens 65 Grad, höchstens 60 Grad, höchstens 55 Grad, höchstens 50 Grad, höchstens 49 Grad, höchstens 48 Grad, höchstens 47 Grad, höchstens 46 Grad oder höchstens 45 Grad.
  • A13. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 bis A12, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur eine horizontale Beleuchtungsanordnung umfasst, die eingerichtet ist, um den horizontal beobachteten Bereich mit einem horizontalen Lichtstrahl zu beleuchten, der zumindest teilweise entlang der horizontalen Beobachtungsrichtung geführt wird, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung optional eingerichtet ist, um den horizontal beobachteten Bereich von hinten zu beleuchten.
  • A14. Kalibrierungsspannfutter des Absatzes A13, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung eine Lichtquelle der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfasst, wobei die Lichtquelle der horizontalen Beleuchtungsanordnung optional mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
    1. (i) mindestens eine lichtemittierende Diode der horizontalen Beleuchtungsanordnung;
    2. (ii) mindestens ein optisches Faserkabel der horizontalen Beleuchtungsanordnung; und
    3. (iii) mindestens einen Lichtleiter der horizontalen Beleuchtungsanordnung.
  • A15. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A13 bis A14, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung eine reflektierende Oberfläche der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfasst.
  • A15.1 Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A15, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung einen Einstellmechanismus der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfasst, der eingerichtet ist, um eine Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche der horizontalen Beleuchtungsanordnung selektiv einzustellen.
  • A15.2 Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A15.1, wobei der Einstellmechanismus der horizontalen Beleuchtungsanordnung eingerichtet ist, um die reflektierende Oberfläche der horizontalen Beleuchtungsanordnung um eine Drehachse zu drehen.
  • A16. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A13 und A14, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung eingerichtet ist, um mindestens einen der folgenden Schritte durchzuführen:
    1. (i) Führen des horizontalen Lichtstrahls in Richtung des Spiegels;
    2. (ii) Emittieren des horizontalen Lichtstrahls zumindest teilweise entlang der horizontalen Beobachtungsrichtung; und
    3. (iii) Reflektieren des horizontalen Lichtstrahls zumindest teilweise entlang der horizontalen Beobachtungsrichtung.
  • A17. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 bis A16, wobei sich die horizontale Beobachtungsstruktur vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche erstreckt.
  • A18. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A2 bis A17, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur eine erste horizontale Beobachtungsstruktur ist, wobei der horizontal beobachtete Bereich ein erster horizontal beobachteter Bereich ist, wobei die horizontale Beobachtungsrichtung eine erste horizontale Beobachtungsrichtung ist, und wobei ferner die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine zweite horizontale Beobachtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um die Beobachtung eines zweiten horizontal beobachteten Bereichs in einer zweiten horizontalen Beobachtungsrichtung zu ermöglichen, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist.
  • A19. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A18, wobei die zweite horizontale Beobachtungsrichtung senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten horizontalen Beobachtungsrichtung ist.
  • A20. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A18 und A19, wobei der zweite horizontal beobachtete Bereich mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
    1. (i) eine/die optische Sonde des optischen Sondensystems;
    2. (ii) eine/die Kalibrierungssubstratkante eines/des Kalibrierungssubstrats; und
    3. (iii) eine weitere Kalibrierungssubstratkante des Kalibrierungssubstrats.
  • A21. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1 bis A20, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine vertikale Beobachtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um die Beobachtung eines vertikal beobachteten Bereichs in einer vertikalen Beobachtungsrichtung zu ermöglichen, die senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist.
  • A22. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A21, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur eingerichtet ist, um die Beobachtung des vertikal beobachteten Bereichs über eine/der Abbildungsvorrichtung des optischen Sondensystems zu ermöglichen, die vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche positioniert ist.
  • A23. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A21 und A22, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur eingerichtet ist, um mindestens eine Reflexion und optional mindestens zwei Reflexionen zu verwenden, um die Beobachtung des vertikal beobachteten Bereichs zu ermöglichen.
  • A24. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A21 bis A23, wobei der vertikal beobachtete Bereich eine/der optische Sonde des optischen Sondensystems umfasst, wobei der vertikal beobachtete Bereich optional mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
    1. (i) eine untere Oberfläche der optischen Sonde;
    2. (ii) eine optische Faser der optischen Sonde;
    3. (iii) eine Linse der optischen Faser der optischen Sonde;
    4. (iv) Licht, das von der optischen Faser der optischen Sonde emittiert ist;
    5. (v) eine Kante der optischen Sonde;
    6. (vi) eine elektrische Sonde;
    7. (vii) eine RF-Sonde;
    8. (viii) eine DC-Sonde;
    9. (ix) eine mechanische Sonde; und
    10. (x) eine untere Oberfläche einer Sonde.
  • A25. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A21 bis A24, wobei die vertikale Beobachtungsrichtung innerhalb eines Grenzwertes des vertikalen Beobachtungswinkels senkrecht zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist, wobei der Grenzwert des vertikalen Beobachtungswinkels optional mindestens einer der folgenden Werte ist:
    1. (i) mindestens 1 Grad, mindestens 2 Grad, mindestens 4 Grad, mindestens 6 Grad, mindestens 8 Grad oder mindestens 10 Grad; und
    2. (ii) höchstens 15 Grad, höchstens 10 Grad, höchstens 8 Grad, höchstens 6 Grad, höchstens 4 Grad, höchstens 2 Grad, höchstens 1 Grad, höchstens 0,5 Grad oder höchstens 0,1 Grad.
  • A26. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A21 bis A25, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
    1. (i) ein Prisma;
    2. (ii) einem rechtwinkligen Prisma; und
    3. (iii) eine Gradientenindexlinse mit Faseranordnung.
  • A27. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A21 bis A26, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur zumindest teilweise in den Kalibrierungsspannfutterkörper eingebettet ist.
  • A28. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A21 bis A27, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur mindestens eine optisch reflektierende Oberfläche, optional mindestens zwei optisch reflektierende Oberflächen und ferner optional mindestens zwei optisch reflektierende Oberflächen und eine optisch durchlässige Oberfläche umfasst.
  • A29. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1 bis A28, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine Sondenausrichtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um eine relative Ausrichtung zwischen mindestens zwei optischen Sonden des optischen Sondensystems zu ermöglichen.
  • A30. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1 bis A28, wobei die optische Kalibrierungsstruktur eine/die vertikale Beobachtungsstruktur umfasst und optional ist.
  • A31. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A30, wobei eine vertikal reflektierende Struktur sowohl die Sondenausrichtungsstruktur als auch eine/die vertikale Beobachtungsstruktur definiert.
  • A32. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A30 bis A31, wobei die mindestens zwei optischen Sonden der optischen Sondenanordnung der Sondenausrichtungsstruktur zuwendet, und wobei ferner die Sondenausrichtungsstruktur eingerichtet ist, um ein emittiertes optisches Signal von einer emittierenden optischen Sonde der mindestens zwei optischen Sonden zu empfangen und das emittierte optische Signal zum Auftreffen auf eine detektierende optische Sonde der mindestens zwei optischen Sonden zu führen.
  • A33. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1 bis A32, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine Kalibrierungsspannfutter-Lichtquelle umfasst, die eingerichtet ist, um einen Kalibrierungslichtstrahl von dem Kalibrierungsspannfutter weg zu führen.
  • A34. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A33, wobei die Lichtquelle des Kalibrierungsspannfutters eingerichtet ist, den Kalibrierungslichtstrahl in eine Kalibrierungslichtrichtung zu führen, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer/der vertikalen Beobachtungsrichtung ist.
  • A35. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A33 und A34, wobei die Lichtquelle des Kalibrierungsspannfutters einen Kalibrierungsspannfutterlaser umfasst.
  • A36. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A33 bis A35, wobei der Kalibrierungslichtstrahl mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
    1. (i) einen Laserstrahl;
    2. (ii) einen monochromatischen Lichtstrahl; und
    3. (iii) einen polarisierten Lichtstrahl.
  • A37. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A33 bis A36, wobei die Kalibrierungsspannfutter-Lichtquelle eingerichtet ist, um den Kalibrierungslichtstrahl zum Auftreffen auf eine/der optischen Sonde des optischen Sondensystems zu führen.
  • A38. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1 bis A37, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur einen Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor umfasst, der eingerichtet ist, um darauf aufgetroffenes Licht zu detektieren.
  • A39. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A38, wobei der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor eingerichtet ist, um das Licht in einer Detektionsrichtung zu detektieren, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Beobachtungsrichtung ist.
  • A40. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A38 und A39, wobei der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor einen Kalibrierungsspannfutter-Fotodetektor, eine Kalibrierungsspannfutter-Fotodiode und/oder einen optischen Leistungsmesser umfasst.
  • A41. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A38 bis A40, wobei der Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor eingerichtet ist, um das Licht von einer/der optischen Sonde des optischen Sondensystems zu empfangen.
  • A41.1 Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A38 bis A41, wobei das Kalibrierungsspannfutter ferner eine obstruktive Kalibrierungsstruktur umfasst, die mit dem Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor verbunden ist, wobei die obstruktive Kalibrierungsstruktur optional eingerichtet ist, um einen Abschnitt eines optischen Signals, das auf den Kalibrierungsspannfutter-Lichtdetektor geführt wird, selektiv zu obstruieren, um optional die Charakterisierung des optischen Signals zu ermöglichen.
  • A41.2 Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A41.1, wobei die obstruktive Kalibrierungsstruktur eine Messerschneidenkalibrierungsstruktur und/oder eine Nadelloch-Kalibrierungsstruktur umfasst.
  • A42. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1 bis A41.2, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur mindestens eines der folgenden Elemente umfasst:
    1. (i) eine optisch aktive Struktur;
    2. (ii) eine optische Vorrichtung; und
    3. (iii) einen vereinzelten optischen Chip.
  • A43. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1 bis A42, wobei das Kalibrierungsspannfutter ferner einen Werkzeughalter umfasst, der eingerichtet ist, eine optische Vorrichtung aufzunehmen.
  • A44. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A43, wobei der Werkzeughalter ferner ein Referenzsubstrat umfasst.
  • A45. Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A43 und A44, wobei der Werkzeughalter ferner eine entsprechende horizontale Beobachtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um einen entsprechenden horizontal beobachteten Bereich zu beobachten, der eine optische Vorrichtung und/oder ein/das Referenzsubstrat umfasst.
  • A46. Kalibrierungsspannfutter nach Absatz A45, wobei die entsprechende horizontale Beobachtungsstruktur jegliche geeignete Struktur und/oder Komponente einer der horizontalen Beobachtungsstrukturen aus einem der Absätze A2-A20 umfasst.
  • B1. Optisches Sondensystem, umfassend:
    • ein Vorrichtungssubstratspannfutter, das eine Vorrichtungssubstratstützfläche definiert, die eingerichtet ist, um ein Vorrichtungssubstrat zu stützen, das eine Vielzahl von optischen Vorrichtungen umfasst;
    • eine optische Sondenanordnung, die mindestens eine optische Sonde umfasst;
    • eine Signalerzeugungs- und -analyseanordnung, die eingerichtet ist, um zumindest ein optisches Testsignal für die mindestens eine optische Sonde bereitzustellen und ein optisches Ergebnissignal von der mindestens einen optischen Sonde zu empfangen;
    • das Kalibrierungsspannfutter nach einem der Absätze A1-A46, und
    • eine Abbildungsvorrichtung, die vertikal über dem Vorrichtungssubstratspannfutter und dem Kalibrierungsspannfutter positioniert ist.
  • B2. Optisches Sondensystem nach Absatz B1, wobei das Vorrichtungssubstratspannfutter eine thermische Steuereinheit umfasst, die eingerichtet ist, um eine Temperatur des Vorrichtungssubstrats zu regulieren.
  • B3. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 und B2, wobei das optische Sondensystem ferner eine Vorrichtungssubstratspannfutter-Verschiebungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um mindestens eines der folgenden Schritte auszuführen:
    1. (i) operatives Verschieben des Vorrichtungssubstratspannfutters relativ zu der optischen Sondenanordnung;
    2. (ii) operatives Drehen des Vorrichtungssubstratspannfutters relativ zu der optischen Sondenanordnung;
    3. (iii) operatives Verschieben des Vorrichtungssubstratspannfutters relativ zu der Abbildungsvorrichtung; und
    4. (iv) operatives Drehen des Vorrichtungssubstratspannfutters relativ zu der Abbildungsvorrichtung.
  • B4. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B3, wobei das Kalibrierungsspannfutter operativ an dem Vorrichtungssubstratspannfutter angeordnet und eingerichtet ist, um sich mit diesem zu bewegen.
  • B5. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B4, wobei das Vorrichtungssubstrat einen Halbleiterwafer umfasst und wobei das optische Sondensystem optional den Halbleiterwafer umfasst.
  • B6. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B5, wobei die Mehrzahl optischer Vorrichtungen eine Mehrzahl optischer Silizium-Photonik-Vorrichtungen umfasst.
  • B7. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B6, wobei die mindestens eine optische Sonde eine optische Fasersonde umfasst.
  • B8. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B7, wobei die optische Sondenanordnung eine Mehrzahl von optischen Sonden umfasst.
  • B9. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B8, wobei die optische Sondenanordnung ferner einen Abstandssensor umfasst, der eingerichtet ist, um einen Abstand zwischen der mindestens einen optischen Sonde und dem Vorrichtungssubstrat zu bestimmen, sofern das optische Sondensystem verwendet wird, um mindestens eine optische Vorrichtung des Vorrichtungssubstrats optisch zu testen.
  • B10. Optisches Sondensystem nach Absatz B9, wobei der Abstandssensor einen kapazitiven Abstandssensor, einen kapazitiven Verschiebungssensor, einen Wirbelstrom-Verschiebungssensor, einen Lasertriangulationssensor, einen konfokalen Sensor und/oder einen Spektralinterferenz-Verschiebungssensor umfasst.
  • B11. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B10, wobei das optische Sondensystem ferner eine Verschiebungsstruktur der optischen Sondenanordnung umfasst, die eingerichtet ist, um mindestens einen der folgenden Schritte auszuführen:
    1. (i) operatives Verschieben der optischen Sondenanordnung relativ zu dem Vorrichtungssubstratspannfutter;
    2. (ii) operatives Drehen der optischen Sondenanordnung relativ zu dem Vorrichtungssubstratspannfutter;
    3. (iii) operatives Verschieben der optischen Sondenanordnung relativ zu dem Kalibrierungsspannfutter;
    4. (iv) operatives Drehen der optischen Sondenanordnung relativ zu dem Kalibrierungsspannfutter;
    5. (v) operatives Verschieben der optischen Sondenanordnung relativ zu der Abbildungsvorrichtung; und
    6. (vi) operatives Drehen der optischen Sondenanordnung relativ zur Abbildungsvorrichtung.
  • B12. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B11, wobei die Signalerzeugungs- und -analyseanordnung eine Lichtquelle umfasst, die zur Erzeugung des optischen Testsignals eingerichtet ist.
  • B13. Optisches Sondensystem nach Absatz B12, wobei die Lichtquelle eine Laserlichtquelle umfasst.
  • B14. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B12 und B13, wobei die Signalerzeugungs- und -analyseanordnung einen Lichtdetektor umfasst, der zum Detektieren des optischen Ergebnissignals eingerichtet ist.
  • B 15. Optisches Sondensystem nach Absatz B 14, wobei der Lichtdetektor einen Fotodetektor und/oder eine Fotodiode umfasst.
  • B 16. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B 15, wobei das optische Sondensystem ferner ein optisches Faserkabel umfasst, das eingerichtet ist, das optische Testsignal und/oder das optische Ergebnissignal zwischen der Signalerzeugungs- und -analyseanordnung und der optischen Sondenanordnung zu übertragen.
  • B17. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B17, wobei die Abbildungsvorrichtung ein Mikroskop umfasst.
  • B18. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B17, wobei die Abbildungsvorrichtung eine Objektivlinse umfasst.
  • B19. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B18, wobei die Abbildungsvorrichtung eingerichtet ist, ein optisches Bild zu empfangen und eine elektronische Darstellung des optischen Bildes zu erzeugen.
  • B20. Optisches Sondensystem nach Absatz B19, wobei das optische Sondensystem ferner eine Anzeige umfasst, die eingerichtet ist, um die elektronische Darstellung des optischen Bildes für einen Benutzer des optischen Sondensystems anzuzeigen.
  • B21. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1 bis B20, wobei das optische Sondensystem ferner eine Abbildungsvorrichtung-Verschiebungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um mindestens einen der folgenden Schritte auszuführen:
    1. (i) operatives Verschieben der Abbildungsvorrichtung relativ zu dem Vorrichtungssubstratspannfutter;
    2. (ii) operatives Drehen der Abbildungsvorrichtung relativ zu dem Vorrichtungssubstratspannfutter;
    3. (iii) operatives Verschieben der Abbildungsvorrichtung relativ zu dem Kalibrierungsspannfutter;
    4. (iv) operatives Drehen der Abbildungsvorrichtung relativ zu dem Kalibrierungsspannfutter;
    5. (v) operatives Verschieben der Abbildungsvorrichtung relativ zu der optischen Sondenanordnung; und
    6. (vi) operatives Drehen der Abbildungsvorrichtung relativ zur optischen Sondenanordnung.
  • B22. Optisches Sondensystem nach einem der Absätze B1-B21, wobei das optische Sondensystem ferner ein Gehäuse umfasst, das ein umschlossenes Volumen definiert, wobei zumindest die Vorrichtungssubstratstützfläche des Vorrichtungssubstratspannfutters innerhalb des umschlossenen Volumens positioniert ist.
  • C1. Verfahren zur Verwendung des optischen Sondensystems nach einem der Absätze B1 bis B22, wobei das Verfahren umfasst:
    • Ausrichten der mindestens einen optischen Sonde auf die mindestens eine optische Kalibrierungstruktur; und
    • das Sammeln von Daten unter Verwendung der mindestens einen optischen Sonde und unter Verwendung der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur.
  • C2. Verfahren nach Absatz C1, wobei das Sammeln von Daten mindestens einen der folgenden Schritte umfasst:
    1. (i) Bereitstellen des optischen Testsignals an die mindestens eine optische Kalibrierungstruktur mittels der mindestens einen Sonde;
    2. (ii) Empfangen des optischen Ergebnissignals von der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur mittels der mindestens einen Sonde; und
    3. (iii) Aufnehmen eines optischen Bildes der mindestens einen Sonde unter Verwendung der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das Kalibrierungsspannfutter, die Sondensysteme und die Verfahren, die hierin offenbart werden, sind in der Industrie für optische Vorrichtungen und Halbleiterherstellung und -prüfung anwendbar.
  • Es wird davon ausgegangen, dass die oben beschriebene Offenbarung eine Vielzahl verschiedener Erfindungen mit unabhängigem Nutzen umfasst. Obwohl jede dieser Erfindungen in ihrer bevorzugten Form offenbart wurde, sind die spezifischen Ausführungsformen davon, wie hierin offenbart und dargestellt, nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen, da zahlreiche Varianten möglich sind. Der Gegenstand der Erfindungen umfasst alle neuen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der diversen hierin offenbarten Elemente, Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften. Wenn in den Ansprüchen „ein“ oder „ein erstes“ Element oder ein äquivalentes Element davon aufgeführt ist, sind diese Ansprüche so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich noch ausgeschlossen sind.
  • Es wird davon ausgegangen, dass die folgenden Ansprüche insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen aufzeigen, die zu einer der offenbarten Erfindungen führen und neu und nicht naheliegend sind. Erfindungen, die in anderen Kombinationen und Unterkombinationen von Merkmalen, Funktionen, Elementen und/oder Eigenschaften verkörpert sind, können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche geänderte oder neue Ansprüche, unabhängig davon, ob sie auf eine andere Erfindung oder auf dieselbe Erfindung gerichtet sind, ob sie unterschiedlich, breiter, enger oder gleich im Vergleich mit dem Umfang der ursprünglichen Ansprüche sind, gelten zudem als vom Gegenstand der Erfindungen der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 16/884921 [0001]
    • US 62/856413 [0001]

Claims (27)

  1. Kalibrierungsspannfutter für ein optisches Sondensystem, wobei das Kalibrierungsspannfutter umfasst: einen Kalibrierungsspannfutterkörper, der eine Kalibrierungsspannfutterstützfläche definiert; und mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur, die von dem Kalibrierungsspannfutterkörper gestützt ist, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine horizontale Beobachtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um die Beobachtung eines horizontal beobachteten Bereichs in einer horizontalen Beobachtungsrichtung, die zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist, mittels einer Abbildungsvorrichtung des optischen Sondensystems zu ermöglichen, die vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche angeordnet ist.
  2. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei das Kalibrierungsspannfutter ein Kalibrierungssubstrat umfasst, und wobei der horizontal beobachtete Bereich eine Kalibrierungssubstratkante des Kalibrierungssubstrats umfasst.
  3. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 2, wobei die Kalibrierungssubstratkante einen Übergang zwischen einer horizontalen Kalibrierungssubstratfläche des Kalibrierungssubstrats, die zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche liegt, und einer vertikalen Kalibrierungssubstratfläche des Kalibrierungssubstrats, die zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche liegt, definiert.
  4. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 3, wobei das Kalibrierungssubstrat einen ausgesparten Bereich umfasst, der eingerichtet ist, um eine Ausrichtung einer optischen Sonde des optischen Sondensystems in der Nähe der Kalibrierungssubstratkante zu ermöglichen und auch eine Ausrichtung eines Abstandssensors des optischen Sondensystems vertikal über der horizontalen Kalibrierungssubstratfläche zu ermöglichen.
  5. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur einen Spiegel umfasst, der eine ebene Spiegelfläche definiert, die sich in einem schrägen Spiegelflächenwinkel relativ zur Kalibrierungsspannfutterstützfläche erstreckt.
  6. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur eine horizontale Beleuchtungsanordnung umfasst, die eingerichtet ist, um den horizontal beobachteten Bereich mit einem horizontalen Lichtstrahl zu beleuchten, der zumindest teilweise entlang der horizontalen Beobachtungsrichtung gerichtet ist.
  7. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 6, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung eingerichtet ist, um den horizontal beobachteten Bereich von hinten zu beleuchten.
  8. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 6, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung eine Lichtquelle der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfasst, die zum Erzeugen eines Beleuchtungslichtstrahls eingerichtet ist.
  9. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 8, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung eine reflektierende Oberfläche der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfasst, die eingerichtet ist, den Beleuchtungslichtstrahl zu reflektieren, um den horizontal beobachteten Bereich von hinten zu beleuchten.
  10. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 9, wobei die horizontale Beleuchtungsanordnung einen Einstellmechanismus der horizontalen Beleuchtungsanordnung umfasst, der eingerichtet ist, um eine Ausrichtung der reflektierenden Oberfläche der horizontalen Beleuchtungsanordnung selektiv einzustellen.
  11. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei sich die horizontale Beobachtungsstruktur vertikal über die Kalibrierungsspannfutterstützfläche erstreckt.
  12. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei die horizontale Beobachtungsstruktur eine erste horizontale Beobachtungsstruktur ist, wobei der horizontal beobachtete Bereich ein erster horizontal beobachteter Bereich ist, wobei die horizontale Beobachtungsrichtung eine erste horizontale Beobachtungsrichtung ist, und wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine zweite horizontale Beobachtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um die Beobachtung eines zweiten horizontal beobachteten Bereichs in einer zweiten horizontalen Beobachtungsrichtung zu ermöglichen, die parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist.
  13. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 12, wobei die zweite horizontale Beobachtungsrichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der ersten horizontalen Beobachtungsrichtung ist.
  14. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine vertikale Beobachtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um die Beobachtung eines vertikal beobachteten Bereichs in einer vertikalen Beobachtungsrichtung, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Kalibrierungsspannfutterstützfläche ist, mittels einer Abbildungsvorrichtung des optischen Sondensystems zu ermöglichen, die vertikal über der Kalibrierungsspannfutterstützfläche angeordnet ist.
  15. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 14, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur zum Verwenden von mindestens einer Reflexion eingerichtet ist, um die Beobachtung des vertikal beobachteten Bereichs zu ermöglichen.
  16. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 14, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: (i) ein Prisma; (ii) ein rechtwinkliges Prisma; und (iii) eine Gradientenindexlinse mit Faseranordnung.
  17. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 14, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur zumindest teilweise in dem Kalibrierungsspannfutterkörper eingebettet ist.
  18. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 14, wobei die vertikale Beobachtungsstruktur mindestens eine optisch reflektierende Oberfläche umfasst.
  19. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur eine Sondenausrichtungsstruktur umfasst, die eingerichtet ist, um eine relative Ausrichtung zwischen mindestens zwei optischen Sonden des optischen Sondensystems zu ermöglichen.
  20. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine optische Kalibrierungsstruktur einen Lichtdetektor des Kalibrierungsspannfutters umfasst, der eingerichtet ist, um darauf einfallendes Licht zu detektieren.
  21. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 20, wobei der Lichtdetektor des Kalibrierungsspannfutters eingerichtet ist, um das Licht aus einer Detektionsrichtung zu detektieren, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Beobachtungsrichtung der Abbildungsvorrichtung ist.
  22. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 20, wobei der Lichtdetektor des Kalibrierungsspannfutters mindestens ein Element aus einem Fotodetektor des Kalibrierungsspannfutters, einer Fotodiode des Kalibrierungsspannfutters und einem optischen Leistungsmesser umfasst.
  23. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 20, wobei das Kalibrierungsspannfutter ferner eine obstruktive Kalibrierungsstruktur umfasst, die mit dem Lichtdetektor des Kalibrierungsspannfutters verbunden ist, und wobei die obstruktive Kalibrierungsstruktur eingerichtet ist, um selektiv einen Abschnitt eines optischen Signals, das auf den Lichtdetektor des Kalibrierungsspannfutters gerichtet ist, zu obstruieren.
  24. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 23, wobei die obstruktive Kalibrierungsstruktur eine Messerschneidenkalibrierungsstruktur und/oder eine Lochblendenkalibrierungsstruktur umfasst.
  25. Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, wobei das Kalibrierungsspannfutter ferner einen Werkzeughalter umfasst, der zur Aufnahme einer optischen Vorrichtung eingerichtet ist.
  26. Optisches Sondensystem, umfassend: ein Vorrichtungssubstratspannfutter, das eine Vorrichtungssubstratstützfläche definiert, die eingerichtet ist, um ein Vorrichtungssubstrat zu stützen, das eine Vielzahl von optischen Vorrichtungen umfasst; eine optische Sondenanordnung, die mindestens eine optische Sonde umfasst; eine Signalerzeugungs- und -analyseanordnung, die eingerichtet ist, um ein optisches Testsignal an die mindestens eine optische Sonde bereitzustellen und/oder ein optisches Ergebnissignal von der mindestens einen optischen Sonde zu empfangen; das Kalibrierungsspannfutter nach Anspruch 1, und die Abbildungsvorrichtung, die vertikal über dem Vorrichtungssubstratspannfutter und dem Kalibrierungsspannfutter angeordnet ist.
  27. Verfahren zur Verwendung des optischen Sondensystems nach Anspruch 26, wobei das Verfahren umfasst: Ausrichten der mindestens einen optischen Sonde mit der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur; und Sammeln von Daten unter Verwendung der mindestens einen optischen Sonde und unter Verwenden der mindestens einen optischen Kalibrierungstruktur.
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