DE19948190B4 - Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmässigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, bspw. von einer Kittschicht - Google Patents

Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmässigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, bspw. von einer Kittschicht Download PDF

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Abstract

Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, beispielsweise von einer Kittschicht, unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einer CCD-Kamera im Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle (1) diffuses Licht erzeugt, das in einem Anstellwinkel (6) von 10 Grad bis 40 Grad auf die ebene und transparente Oberfläche (3) des Gegenstandes gerichtet ist, und wobei der Gegenstand auf einem Träger (7) angeordnet ist, der auf seiner Oberfläche Bildstrukturen (8) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, beispielsweise von einer Kittschicht zur planen Auflage von Silizium-Wafern, unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einer CCD-Kamera im Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit.
  • Aus der US 59 53 115 A ist eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur optischen Modulation des Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit bekannt, wobei die Lichtquelle diffuses Licht erzeugt, das in einem Anstellwinkel von 34° bis 55° auf die ebene und transparente Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist, wobei der Gegenstand auf einem Träger angeordnet ist.
  • Ebenso bekannt ist aus der US 46 29 319 A eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auch auf ebenen Oberflächen von Gegenständen unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einer CCD-Kamera im Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle diffuses Licht erzeugt, das in einem Anstellwinkel von beispielsweise einem Bereich 30° oder weniger auf die ebene Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist.
  • Eine weitere Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einem Mikroskop in einem Bereich ausfallenden Lichtes ist aus US 49 91 967 A bekannt. Dabei erzeugt die Lichtquelle diffuses Licht, das in einem Anstellwinkel von 15° bis 30° auf die ebene und transparente Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist.
  • JP 10-185829 A beschreibt eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einer CCD-Kamera in einem Bereich c ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle diffuses Licht erzeugt, das in einem Einfallwinkel größer als der Grenzwinkel für Totalreflexion, also in einem Anstellwinkel kleiner als der entsprechende Grenzanstellwinkel auf die ebene und transparente Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist, wobei der Gegenstand auf einem Träger angeordnet ist.
  • DE 41 21 464 A1 zeigt eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und spiegelnden Oberflächen von Gegenständen unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur Intensitätsmodulation des Lichtes und einer CCD-Kamera im Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle diffuses Licht erzeugt, das in einem Anstellwinkel auf ebene und spiegelnde Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist.
  • DE 195 09 345 A1 beschreibt eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen unter Verwendung einer Lichtquelle und mit CCD-Kameras, die den Bereich des ausfallenden Lichtes aufnehmen, zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle diffuses Licht erzeugt, das in einem Anstellwinkel von 20° bis 50° auf die ebene und transparente Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist, wobei der Gegenstand auf einem Träger angeordnet ist.
  • DE 36 26 724 A1 zeigt eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, beispielsweise von scheibenförmigen Substraten aus Glas, unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einem Detektor in einem Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle diffuses Licht erzeugt, das in einem Anstellwinkel von 12° bis 25° auf ebene und transparente Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist, wobei der Gegenstand auf einem Träger angeordnet ist.
  • DE 37 28 210 A1 zeigt eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur Modulation des Lichtes und einem Photoempfängerarray im Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle Licht erzeugt, das in einem Einfallswinkel auf ebene und transparente Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist.
  • Aus der DE 38 13 662 A1 ist letztlich ein Oberflächenprüfgerät mit einer Lichtquelle zur Bestrahlung einer unebenen Oberfläche eines zu prüfenden Gegenstandes bekannt, wobei im ausfallenden Licht ein photoelektrischer Umwandlungssensor zum Aufnehmen der unebenen Oberfläche des Gegenstandes und zum Erzeugen eines Videosignales (CCD-Kamera) davon angeordnet ist, und sich vor der Lichtquelle eine optische Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes befindet. Weiterhin sind Lichtaufteilungseinrichtungen zur Aufteilung des durch die optische Maske hindurchgehenden Lichtes in zwei Richtungen und Lichtreflexionseinrichtungen zur entsprechenden Reflexion von Licht in die beiden Richtungen und für die darauf reflektierten Lichter notwendig, um die unebene Oberfläche des Gegenstandes derart zu bestrahlen, dass eine irreguläre Lichtreflexion an der unebenen Oberfläche im wesentlichen gleichförmig wird. Mit dem Oberflächenprüfgerät ist es nicht möglich, Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, beispielsweise einer Kittschicht, zu ermitteln.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, beispielsweise von einer Kittschicht, unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einer CCD-Kamera im Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, zu entwickeln.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die räumliche Intensitätsmodulation des diffusen Lichtes dadurch erzeugt wird, dass als optische Maske auf der Lichtquelle ein Muster aus lichtundurchlässigen Streifen angebracht ist. Besonders vorteilhaft ist es, dass der reflektierende Träger eine Aluminiumplatte ist und die Kittschicht trocken oder feucht ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt als 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen.
  • 1 zeigt eine fest stationierte Lichtquelle 1 zur Erzeugung eines kontinuierlichen und diffusen Lichtes, z. B. eine homogene Kaltlichtquelle. Die einfallenden Lichtstrahlen 2 fallen nach ihrer Reflexion auf einer ebenen transparenten Oberfläche 3 eines Gegenstandes, beispielsweise einer feuchten oder trockenen Kittschicht, als ausfallender Lichtstrahl 4 auf einen ebenfalls fest stationierten Bildaufnehmer 5 im optisch sichtbaren Spektralbereich. Dieser Bildaufnehmer 5 ist meistens eine CCD-Kamera, von der der ausfallende Lichtstrahl 4 weiter verarbeitet wird und einer Auswerteeinheit, die im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt ist, zugeführt wird, um die Oberfläche 3 auf Unregelmäßigkeiten zu überprüfen. Der Anstellwinkel 6 zwischen optischer Achse des Bildaufnehmers 5 zur Oberfläche 3, also der Winkel, in dem das Licht auf die ebene und transparente Oberfläche 3 des Gegenstandes gerichtet ist, liegt im Bereich zwischen 10 Grad bis 40 Grad. Die Kittschicht mit ihrer ebenen und transparenten Oberfläche 3, ist auf einem Träger 7 aufgebracht, der an seiner Oberfläche Bildstrukturen 8 aufweist. Dieser Träger 7 ist beispielsweise eine Aluminium-Platte, auf der die auf Unregelmäßigkeiten zu prüfende Kittschicht mit ihrer ebenen transparenten Oberfläche 3 aufgebracht ist.
  • Dadurch, dass der Anstellwinkel 6 zwischen 10 Grad und 40 Grad liegt, werden die auf dem Träger 7 gelegenen Bildstrukturen 8 infolge eines höheren Betrages des Brechungskoeffizienten beim Übergang von Luft zur ebenen und transparenten Oberfläche 3 vollständig unsichtbar, das heißt, sie haben keinen Einfluss auf das Auswerteergebnis.
  • Um vorhandene Unregelmäßigkeiten auf der ebenen und transparenten Oberfläche 3, und nur diese, sichtbar zu machen, ist auf der Lichtquelle 1 eine optische Maske 10 zur räumlichen Intensitätsmodulation des diffusen Lichtes angebracht. Dazu können auf der Lichtquelle 1 lichtundurchlässige Streifen dienen. Unregelmäßigkeiten auf den ebenen transparenten Oberflächen 3 können beispielsweise Kittnasen oder Luftblasen 9 auf der Kittschicht sein. Die Anordnung kommt bei der Bearbeitung von Silizium-Wafern zum Einsatz, die auf der ebenen transparenten Oberfläche plan aufliegen müssen, um die geforderte Qualität in der Bearbeitung zu erzielen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtquelle
    2
    Lichtstrahlen
    3
    Oberfläche
    4
    Lichtstrahl
    5
    Bildaufnehmer
    6
    Anstellwinkel
    7
    Träger
    8
    Bildstrukturen
    9
    Luftblasen
    10
    Maske

Claims (5)

  1. Anordnung zur Charakterisierung von Unregelmäßigkeiten auf ebenen und transparenten Oberflächen von Gegenständen, beispielsweise von einer Kittschicht, unter Verwendung einer Lichtquelle mit einer optischen Maske zur räumlichen Intensitätsmodulation des Lichtes und einer CCD-Kamera im Bereich des ausfallenden Lichtes zum Erfassen der Daten für eine Auswerteeinheit, wobei die Lichtquelle (1) diffuses Licht erzeugt, das in einem Anstellwinkel (6) von 10 Grad bis 40 Grad auf die ebene und transparente Oberfläche (3) des Gegenstandes gerichtet ist, und wobei der Gegenstand auf einem Träger (7) angeordnet ist, der auf seiner Oberfläche Bildstrukturen (8) aufweist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Intensitätsmodulation des diffusen Lichtes dadurch erzeugt wird, dass als optische Maske (10) auf der Lichtquelle (1) ein Muster aus lichtundurchlässigen Streifen angebracht ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) eine Aluminiumplatte ist.
  4. Verwendung einer Anordnung nach Anspruch 1 zur Charakterisierung der Oberflächen von trockenen Kittschichten.
  5. Verwendung einer Anordnung nach Anspruch 1 zur Charakterisierung der Oberflächen von feuchten Kittschichten.
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