DE19540103A1 - Behandlungs- und/oder Prüfvorrichtung mit einem in seiner Ebene verschiebbaren Aufnahmetisch und wenigstens einer zum Aufnahmetisch geführten Leitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Behandlungs- und/oder Prüfvor­ richtung für mittels Prüf- oder Arbeitswerkzeugen zu behan­ delnde und/oder zu prüfende Gegenstände, insbesondere Halb­ leiter-Wafer, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung wird in erster Linie bei sog. Wafer-Probern (DE 41 09 908 C2) angewandt bei denen es sich um Vorrichtungen für die Prüfung von Halbleiter-Wafern handelt, die innerhalb des Wafer-Probers auf einem in x-y-Koordinaten definiert verschiebbaren Aufnahmetisch befestigt werden, worauf von oben durch eine Öffnung im Gehäuse Sonden eingeführt werden, die zur Prüfung der elektrischen Werte der Wafer mit diesen in definierten Kontakt treten. Bevor die Prüfsonden auf die Wafer abgesenkt werden, müssen diese durch entsprechende Verschiebung des Aufnahmetisches in x- und/oder y-Richtung in eine vorgegebene Position gebracht werden.

Damit die Halbleiter-Wafer auch bei hohen und niedrigen Temperaturen auf ihre elektrischen Eigenschaften hin überprüft werden können, werden dem Aufnahmetisch über geeignete biegsame Leitungen Heiz- und/oder Kältefluide zugeführt, wodurch z. B. möglich ist, die Halbleiter-Wafer bei so niedrigen Temperaturen wie -55°C oder bei erhöhten Temperaturen von beispielsweise +125°C auf ihre Eigenschaften hin zu überprüfen.

Ein besondere Problem bei derartigen Wafer-Probern besteht darin, daß die Leitungen vom beweglichen Aufnahmetisch zu einem festen Anschluß am Gehäuse geführt werden müssen, so daß bei Verschiebebewegungen des Aufnahmetisches auch die Leitung(en) in entsprechender Bewegung ist bzw. sind. Man hat schon versucht, diese Bewegungen durch eine geschwungene Leitungsverlegung zu beherrschen, was jedoch auf kleine Verschiebewege beschränkt ist und im übrigen einen hohen Aufwand für eine geeignete Halterung der Leitungen erfordert.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Behandlungs- und/oder Prüfvorrichtung, insbesondere einen Wafer-Prober der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei welcher bzw. welchem die Leitung(en) bei beliebigen Verschiebungen des Aufnahmetisches stets die gleiche, vorzugsweise relativ geringe Zugspannung aufweisen und so den Aufnahmetisch in definierter Weise belasten, so daß die zum Teil im µ-Bereich stattfindenden Bewegungen des Aufnahmetisches nicht beeinträchtigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 vorgesehen.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß zwischen dem Aufnahmetisch und dem am Gehäuse vorgesehenen festen Anschluß der Leitung(en) ein variabler Leitungsspeicher vorgesehen ist, dessen Ausbildung so ist, daß das am Aufnahmetisch befestigte Leitungsende zwanglos allen Bewegungen des Aufnahmetisches folgen kann, ohne daß sich dessen Belastung durch die Leitung(en) wesentlich verändert und die Linearspannung innerhalb der Leitung wesentlich verändert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hauptsächlich für die Beherrschung kleiner veränderlicher Längen zwischen Aufnahmetisch und festem Anschluß bestimmt, wie man sie dem Anspruch 2 entnimmt.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch die Ansprüche 3 und 4 definiert. Wesentlich hierbei ist, daß die Leitungsspeicherrolle einen solchen Durchmesser aufweist, daß der gesamte erforderliche Leitungsvorrat auf weniger als einem vollen Umfang der Rolle untergebracht werden kann.

Besonders bevorzugt ist jedoch die Ausführungsform nach Anspruch 5, weil hierbei die Leitungsspeicherrolle(en) lediglich einen solchen Durchmesser aufweisen müssen, daß die darum herumgelegte Leitung bzw. die darum herumgelegten Leitungen keine zu starke Krümmung erfahren.

Die gespeicherte Leitungslänge hängt dagegen lediglich vom Verschiebeweg der Leitungsspeicherrolle(n) ab.

Von besonderer Bedeutung ist es, wie die konstante Zugkraft in der Leitung bzw. den Leitungen erzeugt wird.

Eine besonders einfache Ausführungsform ist durch Anspruch 7 gekennzeichnet.

Die gespeicherte Leitungslänge kann jedoch vervielfacht, insbesondere verdoppelt werden, wenn man nach Anspruch 8 vorgeht.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn nach den Ansprüchen 9 bis 11 für den Fall eines Ausfalls der Haupt-Linearantriebsanord­ nung(en) eine automatisch wirksame Hilfs-Linearantriebsan­ ordnung wirksam wird, die nach Möglichkeit von äußeren Energiequellen unabhängig sein soll. In erster Linie eignet sich hierfür beispielsweise eine mechanische Druck- oder eine Gasfeder.

Baulich bevorzugte Weiterbildungen entnimmt man den Ansprüchen 12 und 13.

Während nach dem erfindungsgemäßen Grundprinzip ohne weiteres eine einzige Leitung zum Aufnahmetisch geführt werden kann, ist es doch bevorzugt, wenn gemäß Anspruch 14 mehrere, insbesondere zwei flexible Leitungen parallel geführt werden, wozu die Leitungsspeicher- und Umlenkrollen als Mehrfach- insbesondere Doppelrollen ausgebildet sind.

Damit die flexiblen Leitungen weitgehend für ihren eigentlichen Zweck, insbesondere der Fluidführung, ausgebildet sein können, ist es besonders bevorzugt, wenn nach Anspruch 15 im wesentlichen parallel zu der Leitung bzw. den Leitungen ein Zugseil geführt wird, welches so lang ausgebildet ist, daß es im wesentlichen die auf den Aufnahmetisch ausgeübten Zugkräfte aufnimmt, während die Leitungen weitgehend von Zugkräften entlastet sind. Eine bevorzugte symmetrische Anordnung des Zugseiles ist durch Anspruch 16 definiert.

Während die Leitungen grundsätzlich auch zur Zuführung bzw. Abführung von elektrischen Strömen oder elektronischen Signalen dienen können, ist es nach Anspruch 17 doch bevorzugt, wenn sie für die Zu- und/oder Abführung von Heiz- oder Kältefluiden dienen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn etwaige elektrische oder elektronische Leitungen innerhalb von Schläuchen verlegt sind, die der Führung der Heiz- oder Kältefluide dienen.

Vorteilhafte bauliche Ausgestaltung der Erfindung entnimmt man den Ansprüchen 18 und 19.

Um die Leitung(en) auch von Biegebeanspruchungen im Bereich des Aufnahmetisches weitgehend zu entlasten, ist die Ausführungsform nach Anspruch 20 zweckmäßig. Bevorzugt ist ein das Leitungsende tragendes Endstück auf einem vertikalen Stift drehbar und nach oben abziehbar abgeordnet.

Befestigt man die Gehäuse gemäß Anspruch 21 aneinander, so kann nach Lösen des Endes der Leitung(en) vom Aufnahmetisch das Längenausgleichsgehäuse problemlos vom Hauptgehäuse weggeschwenkt und beispielsweise zum Austausch der Leitungen zu einem geeigneten Ort transportiert werden. Nach Austausch der Leitungen kann das Gehäuse dann problemlos wieder am Wafer-Prober angebracht werden.

Diese Ausführungsform eignet sich auch besonders dazu, nachträglich an bereits bestehenden Wafer-Probern angebracht zu werden, um den erforderlichen Leitungs-Längenausgleich zu gewährleisten.

Sofern die Leitung(en) beispielsweise eine Temperatur von -55°C aufweisendes Kältefluid führen, soll nach Anspruch 22 vorgegangen werden, um eine Vereisung der Leitungen und ihrer Träger im Längenausgleichsgehäuse zu verhindern.

Die Konstanthaltung der Kraft geschieht zweckmäßig nach Anspruch 23.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschreiben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Längen-Ausgleichsvor­ richtung für einen Wafer-Prober,

Fig. 2 eine Rückansicht des Gegenstandes der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des Gegenstandes der Fig. 1 und zwar um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn, um die Hochachse der Fig. 1 verdreht,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht analog Fig. 1 einer vereinfachten Ausführungsform und

Fig. 5 eine entsprechende Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform.

Nach Fig. 3 ist in einem quaderförmigen Gehäuse 16 eines Wafer-Probers ein Aufnahmetisch 12 mit horizontaler ebener Oberfläche angeordnet, auf dem ein zu prüfender Wafer 11 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Ansaugen mittels Vakuums befestigt ist. Durch nicht dargestellte Antriebs­ mittel kann der Aufnahmetisch 12 in x-y-Richtung definiert verschoben werden und zwar mit einer Genauigkeit im µ-Bereich. Auf diese Weise kann der Wafer 11 relativ zu von oben eingeführten und in Fig. 3 nur schematisch angedeuteten Sonden 13 positioniert werden. Mittels der Sonden 13 werden die elektrischen Eigenschaften der Wafer bestimmt.

Am Aufnahmetisch 12 bzw. dessen Halterung ist das Ende 14′ einer flexiblen Leitung 14 derart befestigt, daß das Leitungsende 14′ bzw. dessen Halterung eine geringfügige Schwenkbewegung um eine vertikale Achse 35 ausführen kann. Bevorzugt soll das Leitungsende 14′ auch nach oben von der vertikalen Schwenkachse 35 abziehbar sein. Die Leitung 14 kann ein Heiz- oder Kühlfluid zum Aufnahmetisch 12 fördern, indem sie als Schlauch, insbesondere Stahlschlauch ausgebildet ist.

In dem Schlauch können auch zusätzlich elektrische Kabel derart verlegt sein, daß außerdem noch das Heiz- oder Kühlfluid passieren kann.

Die Leitung 14 erstreckt sich vom Aufnahmetisch 12 zu einer in der Rückwand 34′ vorgesehenen Durchlaßöffnung 33′, an die eine Durchlaßöffnung 33 in der Rückwand 34 eines Längenausgleichsgehäuses 32 angrenzt. Die ebenen Wände 34, 34′ der Gehäuse 16, 32 verlaufen parallel zueinander und liegen bevorzugt aneinander.

Mittels Scharnieren 36 (Fig. 2, 3) ist das Gehäuse 32 um eine vertikale Achse vom Gehäuse 16 des Wafer-Probers wegschwenkbar. Eine auf der den Scharnieren gegenüberlie­ genden Seite angeordnete lösbare Haltevorrichtung 37 gewährleistet während des Betriebes eine einwandfreie Verbindung der beiden Gehäuse 16, 32, die jedoch zum Wegschwenken des Gehäuses 32 gelöst werden kann.

Innerhalb des Längenausgleichsgehäuses 32 gelangt die Leitung 14 nach den Fig. 1 bis 3 auf eine mit vertikaler Drehachse 41 angeordnete Umlenkrolle 23, die auf ihrem Umfang eine Aufnahmerille 42 aufweist und die Leitung 14 um 90° zu einer vertikal angeordneten Leitungsspeicherrolle 17′ umlenkt, welche auf ihren Umfang ebenfalls eine Aufnahmerille 42 besitzt, die an die Außenabmessungen der Leitung 14 angepaßt ist.

Die Drehachse 43 der Leitungsspeicherrolle 17 steht senkrecht auf der ebenen Rückwand 34 des Längenausgleichs­ gehäuses 32. Die Drehachse 43 befindet sich auf einem im wesentlichen vertikal angeordneten Lenker 31, der in einem deutlichen Abstand unterhalb der Drehachse 43 um eine parallel zur Drehachse 43 verlaufende Schwenkachse 44 schwenkbar an einer gestellfesten Lenkerbasis 40 angelenkt ist.

Die Leitung 14 ist um etwa 180° um die Leitungsspeicherrolle 17′ herumgeführt und erstreckt sich dann im wesentlichen geradlinig zu einer weiteren Leitungsspeicherrolle 17′′, die im Abstand und parallel zur ersten Leitungsspeicherrolle 17′ an einem Lenker 31′ um eine Drehachse 43′ drehbar angebracht ist.

Die zweite Leitungsspeicherrolle 17′′ ist gegenüber der ersten Leitungsspeicherrolle 17′ nach unten versetzt. Der sie am Gestell befestigende Lenker 31′ erstreckt sich im wesentlichen senkrecht nach oben und ist in deutlichem Abstand von der Drehachse 43′ über eine Schwenkachse 44′ an einer oberen Lenkerbasis 40′ gestellfest angelenkt.

Um die zweite Leitungsspeicherrolle 17′′ ist die Leitung 14 ebenfalls um etwa 180° nach unten herumgelegt, um sich schon dort im wesentlichen geradlinig zu einem festen Anschluß 15 an der Wand des Gehäuses 32 zu erstrecken.

Die beiden Lenker 31, 31′ sind jeweils durch eine nur strichpunktiert angedeutete Kolbenstange 25, 25′ von jeweils einer eigenen und nur als Testkästchen angedeuteten Kolben-Zylinderanordnung 24, 24′ mit einer konstanten Kraft K beaufschlagt. Gehäusefeste Anschläge 45, 45′ begrenzen die durch die Kolbenstangen 25, 25′ bedingten Bewegungen der Lenker 31, 31′ in Seilspannrichtung sicherheitshalber. An den Lenkern 31, 31′ sind außerdem Druckfedern 26, 26′ angeordnet, die im Falle der Entspannung die Lenker 31, 31′ in Leitungsspannrichtung beaufschlagen. Normalerweise sind die Druckfeder 26, 26′ jedoch über die Kolbenstange 27, 27′ einer Kolben-Zylinderanordnung 28, 28′ in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise derart zusammengedrückt, daß ihr Beaufschlagungswiderlager 46, 46′ einen solchen Abstand vom Lenker 31, 31′ aufweist, daß bei allen im normalen Betrieb vorkommenden Schwenkbewegungen 31, 31′ die Beaufschlagungs­ widerlager 46, 46′ nicht berührt werden.

Die Kolben-Zylinderanordnungen 24, 24′, 28, 28′ sind über gestrichelt wiedergegebene Pneumatikleitungen 47 mit einem Druckluftverteiler 29 strömungsmäßig verbunden, welcher über eine Druckluftleitung 48 mit einem Druckluftanschluß 49 am Gehäuse 32 verbunden ist.

Erfindungsgemäß verläuft parallel zur flexiblen Leitung 14, die als Kunststoff- oder Stahlschlauch ausgebildet sein kann, ein nur strichpunktiert angedeutetes Draht-Zugseil 30, welches in nicht dargestellten geeigneten kleineren Rillen am Umfang der Rollen 23, 17′, 17′′ geführt ist und nach Fig. 3 bei 50 am Aufnahmetisch 12 bzw. dessen Halterung befestigt ist.

Die Länge bzw. Spannung des Zugseils 30 ist so gewählt, daß die auf die Leitungsspeicherrollen 17′, 17′′ ausgeübten konstanten Kräfte K weitgehend vom Zugseil 30 aufgenommen werden, so daß die Leitung 14 nur geführt, aber kaum mit einer Zugspannung beaufschlagt wird.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:

Sofern keine Druckluft am Verteiler 29 und damit an den Kolben-Zylinderanordnungen 24, 24′, 28, 28′ anliegt, wird über die Kolbenstangen 25, 25′ keine Kraft auf die Lenker 31, 31′ übertragen. Statt dessen sind jedoch die beiden Druckfedern 26, 26′ entspannt und legen sich mit ihren Widerlagern 46, 46′ in der aus Fig. 1 in gestrichelten Linien ersichtlichen Weise an die doppelt vorhandenen Lenker 31, 31′ an, wodurch eine Spannkraft auf das Zugseil 30 bzw. in geringfügigem Maße auf die Leitung 14 ausgeübt wird, welche ausreicht, damit sowohl die Leitung 14 als auch das Zugseil 30 in den zugeordneten Aufnahmerillen (42) gehalten werden. Diese Position ist z. B. für den Transport des Längenausgleichsgehäuses 32 wichtig, aber auch für den Fall eines plötzlichen Ausfalls der Druckluft im Betrieb.

Sobald über die Leitung 48 und den Verteiler 29 Druckluft an die Kolben-Zylinderanordnungen 24, 24′, 28, 28′ angelegt wird, ziehen die Kolbenstangen 27, 27′ die Federwiderlager 46, 46′ unter Zusammendrückung der Druckfeder 26, 26′ von den Lenkern 31, 31′ weg, worauf diese jetzt nur noch von der konstanten Spannkraft K der Kolben-Zylinderanordnungen 24, 24′ beaufschlagt werden.

Da die Lenker 31, 31′ vergleichsweise lang sind und die Kraft K im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Lenker 31, 31′ wirkt, ist die durch die Kraft K bewirkte Verschiebung der Leitungsspeicherrollen 17′, 17′′ im wesentlichen geradlinig. Mit anderen Worten ist die Krümmung der entsprechenden Bewegung vergleichsweise gering, so daß von einer im wesentlichen geradlinigen Bewegung der Leitungsspeicherrollen 17′, 17′′ gesprochen werden kann. Demgegenüber ist die Umlenkrolle 23 fest im Gehäuse angeordnet.

Sobald nun der Aufnahmetisch 12 insbesondere in y-Richtung bewegt wird, wird das Seil 14 mit seinem Ende 14′ entspre­ chend bewegt, wobei die Umlenkrolle 23 in der einen oder anderen Richtung gedreht wird und die beiden Leitungsspei­ cherrollen 17′, 17′′ aufeinander zu- bzw. voneinander wegbewegt werden. Entscheidend ist, daß dabei die am Zugseil 30 und insbesondere an der Leitung 14 wirkende Zugkraft im wesentlichen gleich bleibt.

Fällt jetzt plötzlich der Druck in der Leitung 48 aus, so schnappen die Druckfedern 26, 26′ in ihre in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Beaufschlagungsstellung und halten das Zugseil 30 und die Leitung 14 in den Aufnahmerillen 42 der Rollen 17′, 17′′, 23.

Für den Fall, daß die Leitung 14 ausgewechselt werden soll, was von Zeit zu Zeit erforderlich ist, werden das Leitungsende 14′ vom Aufnahmetisch 12 und die Haltevorrichtung 37 gelöst, wodurch das Längenausgleichsgehäuse 32 um das Scharnier 36 geschwenkt und durch Lösung vom Scharnier 36 vom Gehäuse 16 abgenommen werden kann.

Nach den Fig. 1 und 3 mündet im oberen Bereich des Längen­ ausgleichsgehäuses 32 eine Trockenluftleitung 38, die über einen Filter 39 Trockenluft in das Innere des Längenaus­ gleichsgehäuses 32 einzublasen gestattet. Hierdurch wird eine Vereisung der Leitung 14 und der mit ihm in Verbindung tretenden Bauteile vermieden, sofern die Leitung 14 ein beispielsweise eine Temperatur von -55°C aufweisendes Kältemittel führt.

Wie in den Fig. 1 und 3 gestrichelt angedeutet ist, können die Seilspeicherrollen und die Umlenkrolle auch als Doppelrollen 17′′′, 17′′′′ bzw. 23′ mit Aufnahmerillen 42, 42′ ausgebildet sein, wobei zwei Leitungen 14 im wesentlichen parallel zueinander mit Längenausgleich verlegt werden können. In diesem Fall ist das ebenfalls vorhandene Zugseil 30 zweckmäßigerweise zwischen den beiden Umfangs-Aufnahmerillen 42, 42′ in entsprechend kleineren Aufnahmerillen der Seilspeicherrollen 17′′′, 17′′′′ bzw. der Umlenkrolle 23′ geführt.

In den folgenden Figuren bezeichnen gleiche Bezugszahlen entsprechende Bauteile wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3.

Nach Fig. 4 ist im Längenausgleichsgehäuse 32 außer der Umlenkrolle 23 lediglich eine einzige Seilspeicherrolle 17′ vorgesehen, um die die Leitung 14 und das Zugseil 30 um 180° herumgelegt ist, um dann unmittelbar zum festen Anschluß 15 am Gehäuse 32 zu führen.

Mittels der Anordnung nach Fig. 4 kann bei gleicher Verschiebung bzw. Verschwenkung der Seilspeicherrolle 17′ nur der halbe Längenausgleich wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 geschaffen werden, was aber in manchen Fällen ausreichen wird.

Wichtig bei allen bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist, daß die Kraft K zumindest bei der Mittelstellung der Lenker 31, 31′ im wesentlichen die gleiche Richtung hat wie die Achse der Leitung 14 bzw. des Zugseiles 30 an den tangentialen Ein- bzw. Auslaufstellen 21, 21′, 22, 22′ der Leitung 14 und des Zugseils 30 an den Leitungsspeicherrollen 17′, 17′′.

Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist lediglich eine Seilspeicherrolle 17 vorgesehen, welche jedoch gegenüber den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 4 einen deutlich größeren Durchmesser aufweist. Von der Umlenkrolle 23 sind die Leitung 14 und das Zugseil 30 ein Stück um die Leitungs­ speicherrolle 17 herumgewickelt und bei 18 an dieser befestigt. Nach der Befestigungsstelle 18 verläuft die Leitung 14 dann in einem nicht unter Spannung stehenden gekrümmten Stück 14′′′, zu dem vorzugsweise auf der Drehachse 19 vorgesehenen festen Anschluß 15. Durch eine schematisch angedeutete Drehmomenterzeugungsvorrichtung 20 wird die Seilspeicherrolle 17 mit einem konstanten Drehmoment in Aufwickelrichtung beaufschlagt, wodurch eine konstante Zugkraft in erster Linie im Zugseil 30 und im geringen Maße auch in der Leitung 14 erzeugt wird.

Der Drehwinkel der Seilspeicherrolle 17 ist auf einem Winkel von etwa 300° beschränkt. Die - ausgehend von der größten Seilauszugslänge - maximale Drehung der Seilspeicherrolle 17 ist in Fig. 5 gestrichelt angedeutet.

Die größte Auszugslänge der Leitung 14 ist beim Ausführungs­ beispiel nach Fig. 5 dann erreicht, wenn sich die Befesti­ gungsstelle 18 etwa oberhalb der Drehachse 19 befindet. Die größte Einzugslänge ist erzielt, wenn die gestrichelte Position der Befestigungsstelle 18 erreicht ist.

Die konstante Zugkraft Z an der Leitung 14 bzw. den Leitungen wird am zweckmäßigsten dadurch erzielt, daß beispielsweise an der Kolben-Zylinderanordnung 24, 24′ die Ist-Kraft gemessen und mit einer Sollkraft Z verglichen wird, worauf der Druck in der Kolben-Zylinderanordnung 24, 24′ so eingeregelt wird, daß die Ist-Kraft gleich der Sollkraft wird. Mit anderen Worten ist ein Kraft-Regelkreis vorgesehen.

Bezugszeichenliste

11 Gegenstand (Halbleiter-Wafer)
12 Aufnahmetisch
13 Prüf- oder Arbeitswerkzeug (Sonde)
14 Leitung
14′ Leitungsende
14′′ Leitungsstück
14′′′ ungespanntes Leitungsstück
15 fester Anschluß
16 Gehäuse des Wafer-Probers
17 Leitungsspeicherrolle
17′ Leitungsspeicherrolle
17′′ Leitungsspeicherrolle
17′′′ Doppelrolle
17′′′′ Doppelrolle
18 Befestigungsstelle
19 Drehachse
20 Drehmomenterzeugungsvorrichtung
21 tangentiale Einlaufstelle
21′ tangentiale Einlaufstelle
22 tangentiale Auslaufstelle
22′ tangentiale Auslaufstelle
23 Umlenkrolle
23′ Doppelrolle
24 Kolben-Zylinderanordnung
24′ Kolben-Zylinderanordnung
25 Kolbenstange
25′ Kolbenstange
26 Druckfeder
26′ Druckfeder
27 Kolbenstange
27′ Kolbenstange
28 Kolben-Zylinderanordnung
28′ Kolben-Zylinderanordnung
29 Druckluftverteiler
30 Zugseil
31 Lenker
31′ Lenker
32 Längenausgleichsgehäuse
33 Durchlaßöffnung
33′ Durchlaßöffnung
34 ebene Wand
34′ ebene Wand
35 vertikale Schwenkachse
36 Scharnier
37 lösbare Haltevorrichtung
38 Trockenluftleitung
39 Filter
40 Lenkerbasis
40′ Lenkerbasis
41 vertikale Drehachse
45 Anschlag
45′ Anschlag
46 Beaufschlagungswiderlager
46′ Beaufschlagungswiderlager
47 pneumatische Leitung
48 Druckluftleitung
49 Druckluftanschluß
50 Befestigungsstelle

Claims (23)

1. Behandlungs- und/oder Prüfvorrichtung für mittels Prüf- oder Arbeitswerkzeugen (13) zu behandelnde und/oder zu prüfende Gegenstände (11) insbesondere Halbleiter-Wafer, mit einem in einem vorzugsweise von oben zugänglichen Gehäuse (16) untergebrachten Aufnahmetisch (12) mit vorzugsweise horizontaler Tischebene, welcher in wenigstens einer Dimension, vorzugsweise jedoch in zwei Richtungen (x, y) parallel zu seiner Ebene verschiebbar ist, und zwar vorzugsweise zu dem Zweck, unterschied­ liche Stellen der Gegenstände in einer vorgegebenen Weise relativ zu einem oder mehreren fest angeordneten Prüf- oder Arbeitswerkzeugen (13) zu positionieren, und mit wenigstens einer mit einem Ende am Aufnahmetisch (12) befestigten flexiblen Leitung (14), welche in einer die Verschiebebewegungen des Aufnahmetisches (12) ausgleichenden Weise zu einem gehäusefesten Anschluß (15) geführt ist, dadurch gekennzeichnet daß zwischen dem Aufnahmetisch und dem festen Anschluß (15) wenigstens eine Leitungsspeicherrolle (17, 17′, 17′′) vorgesehen ist, welche ein den Verschiebebewegun­ gen des Leitungsendes (14′) entsprechendes Leitungsstück (14′′) in gespannter Form aufnimmt bzw. führt und auf den Aufnahmetisch (12) eine zumindest weitgehend konstante, definierte Zugkraft (Z) ausübt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Verschiebebewegungen des Leitungsendes (14′) entsprechende Leitungsstück (14′′) eine Länge von 20 bis 150 cm, insbesondere 30 bis 80 cm und vorzugsweise etwa 60 cm hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (14) an der Leitungsspeicherrolle (17) befestigt ist bzw. sind und um weniger als eine Umdrehung, vorzugsweise um einen Winkel von 210° bis 330° vorzugsweise 250° bis 290° und insbesondere etwa 270° auf die Leitungsspeicherrolle aufwickelbar ist bzw. sind, wozu die Leitungsspeicherrolle (17) durch eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung (20) mit einem konstanten Drehmoment in Aufwickelrichtung beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (14) von der Befestigungsstelle (18) an der Leitungsspeicherrolle (17) über ein ungespanntes Stück (14′′′) zum festen Anschluß (15) geführt ist bzw. sind, der vorzugsweise auf der Drehachse (19) der Leitungsspeicherrolle (17) liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (14) um größenordnungsgemäßig 180° um die Leitungsspeicherrolle (17′, 17′′) herumgelegt ist bzw. sind und die Leitungsspeicherrolle (17′, 17′′) zumindest im wesentlichen senkrecht zu den tangentialen Ein- und Auslaufstellen (21, 21′; 22, 22′) der Leitungen (14) verschiebbar gelagert und in Spannrichtung der Leitungen (14) mit einer zumindest im wesentlichen konstanten Kraft (K) beaufschlagt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Kraft durch eine elektrische, hydraulische oder vorzugsweise pneumatische Linearantriebsordnung, insbesondere eine Kolben-Zylinderanordnung (24) erzeugt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Leitungsspeicherrolle (17′) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise zwei Leitungsspeicherrollen (17′, 17′′) in einem den erforderlichen Schiebebereich gewährleistenden Abstand voneinander vorgesehen sind, um die die Leitung(en) (14) jeweils entgegengesetzt herumgelegt sind und welche jeweils durch eine eigene Linearantriebsordnung (24) beaufschlagt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare(n) Leitungsspeicherrolle(n) (17′, 17′′) zusätzlich jeweils eine Hilfs-Linearantriebsvor­ richtung (26) in Spannrichtung der Leitung(en) (14) mit einer nicht unbedingt konstanten Kraft beaufschlagbar sind, welche normalerweise jeweils antriebsmäßig von der zugeordneten Leitungsspeicherrollen (17′, 17′′) getrennt ist, jedoch bei Ausfall der Haupt-Linearantriebsordnung (24) automatisch zugeschaltet wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hilfs-Linearantriebsordnung eine Druckfeder (26) ist, die normalerweise von der Beaufschlagung der zugeordneten Leitungsspeicherrolle (17′, 17′′) durch einen Rückzugs-Linearantrieb (28) zurückgezogen ist, der bei Ausfall der Haupt-Linearantriebsordnung (24) automa­ tisch abgeschaltet wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Haupt-Linearantriebsordnung als auch der Rückzugs-Linearantrieb von der gleichen Quelle, z. B. einem gemeinsamen Druckverteiler (29) gespeiste hydrau­ lische oder vorzugsweise pneumatische Kolben-Zylinderan­ ordnungen (24 bzw. 28) sind, welche bei Druckbeaufschla­ gung die Leitungsspeicherrollen (17′, 17′′) in Spann­ richtung belasten bzw. die Hilfs-Linearantriebsordnung (26) in die unwirksame Stellung verschieben.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsspeicherrollen (17, 17′, 17′′) in einer vertikalen Ebene angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehebenen der Leitungsspeicherrollen (17, 17′, 17′′) im wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Leitung(en) (14) in den Aufnahmetisch (12) aufnehmenden Gehäuse (16) stehen und vor der bzw. der ersten Leitungsspeicherrolle (17, 17′, 17′′) eine Umlenkrolle (23) mit vertikaler Achse angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitungsspeicherrolle (17, 17′, 17′′) und ggf. Umlenkrolle (23) als Mehrfach-, insbesondere Doppelrolle (17′′′, 17′′′′ bzw. 23′) ausgebildet ist, welche jeweils in Axialrichtung nebeneinander mehrere, insbesondere zwei Leitungen führen.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im wesentlichen parallel zu der bzw. den Leitungen (14) ein Zugseil (30), insbesondere ein Drahtseil über die Rollen (17, 17′, 17′′, 17′′′, 17′′′′; 23, 23′) geführt ist, welches am Aufnahmetisch (12) bzw. nahe dem festen Anschluß (15) in einem solchen Spannungszustand befestigt ist, daß die von der Drehmomenterzeugungsvorrichtung (20) bzw. der bzw. den Haupt-Linearantriebsordnungen (24) ausgeübten Spannkräfte zumindest im wesentlichen von dem Zugseil (30) aufgenommen werden und die Leitung(en) (14) zumindest weitgehend von Zugkräften entlastet sind, aber noch sicher von den Rollen (17, 17′, 17′′, 17′′′, 17′′′′; 23, 23′) geführt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Doppel-Seilspeicherrollen (17′′′, 17′′′′) bzw. Doppel-Umlenkrollen (23′) das Zugseil (30) zwischen den Rillen für die Leitungen (14) in entsprechend kleiner ausgeführten Rillen geführt ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung(en) (14) durch Ausbildung als Schlauch zur Zuführung eines Heiz- oder Kältefluides zum Aufnahmetisch (12) dient bzw. dienen, wobei vorzugsweise auch noch ein oder mehrere elektrische Kabel im Schlauch verlegt sind.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (17, 17′, 17′′, 17′′′, 17′′′′; 23, 23′) und ihre Halterungen (31, 31′; 40, 40′) sowie die Antriebsmittel (24, 25, 26, 27, 28) in einem vorzugswei­ se flachen quaderförmigen Längenausgleichsgehäuse (32) untergebracht sind, welches zum den Aufnahmetisch (12) aufnehmenden Gehäuse (16) eine Durchlaßöffnung (33) für das bzw. die Leitung(en) (14) und ggf. das Zugseil (30) aufweist, die einer komplementären Durchlaßöffnung (33′) in den Aufnahmetisch (12) aufnehmenden Gehäuse (16) gegenüberliegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuse (16, 32) eine die Durchlaßöffnungen (33, 33′) enthaltende ebene Seite (34, 34′) aufweisen, wobei die beiden Seiten (34, 34′) aneinanderliegen.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung(en) (14) sowie ggf. das Zugseil (30) am oder nahe dem Aufnahmetisch (12) lösbar und vorzugsweise auch um eine vertikale Achse (35) schwenkbar befestigt ist bzw. sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20 dadurch gekennzeichnet, daß das Längenausgleichsgehäuse (32) an dem Aufnahme­ tisch (12) aufnehmenden Gehäuse (16) wegschwenkbar befestigt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei der mindestens eine Leitung (14) ein Kältefluid führt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Längenausgleichsgehäuse (32) vorzugsweise über einen Filter (39) eine Trockenluftleitung (38) mündet.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Kraft (Z) durch einen Regelkreis aufrechterhalten wird, der die Ist-Kraft mit einer vorzugsweise einstellbaren Sollkraft vergleicht.