DE2224102A1

DE2224102A1 - Positionierungseinrichtung fuer die dem trimmen eines elektronischen schaltkreises auf einem substrat dienende schneideinrichtung relativ zu dem substrat und verfahren zur positionsbestimmung von auf der oberflaeche eines substrats angeordneten elektronischen schaltkreiselemente

Info

Publication number: DE2224102A1
Application number: DE2224102A
Authority: DE
Inventors: William B Kiss; Graham A Neathway; Paul S Wilker
Original assignee: Microsystems International Ltd
Current assignee: Microsystems International Ltd
Priority date: 1971-09-03
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1973-03-08
Also published as: CA905015A; FR2151831A5; NL7207674A; GB1319045A; JPS524013B2; JPS4833344A

Description

Microsystems International Limited Montreal 101, Quebec (Canada)

800 Dorchester Blvd., ¥.

Positionierungsainrichtung für d-ie dem Trimmen eines elektronischen Schaltkreises auf einem Substrat dienende Schneideinrichtung relativ zu dem Substrat und Verfahren zur Positionsbestimmung von auf der Oberfläche eines Substrats angeordneten elektronischen Schaltkreiselementen.

Die Erfindung betrifft eine Positionsierungseinrichtung für die dem Trimmen eines elektronischen Schaltkreises auf einem Substrat dienende Schneideinrichtung, wie insbesondere einen Laserstrahl, relativ zu dem Substrat. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung der Position von auf der Oberfläche eines Sub·= strats angeordneten elektronischen Schaltkreiselementen»

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Das Trimmen von filmartig auf ein Substrat aufgebrachten elektronischen Schaltkreisen mittels eines Laserstrahls ist allgemein bekannt» Die dabei existenten Schwierigkeiten sind in der Ausrichtung des Laserstrahls relativ zu den zu trimmenden Schaltkreisen zu erblicken. Im allgemeinen ging man bislang.so vor, daß der Laserstrahl auf zwei Fadenkreuze zentral zu einem optischen Weg ausgerichtet wurde, wobei die Fadenkreuze weiterhin mit einer vorbestimmten Position an jedem der Schaltkreise ausgerichtet wurden«Bei Anwendung dieser Technik auf eine Massenfertigung solcher Schaltkreise wurde dabei das Fadenkreuz zu Beginn eines Fertigungsablaufes mit dem Laserstrahl ausgerichtet, und bei jedem neuen Fertigungsablauf mußte das Fadenkreuz wiederholt mit vorbestimmten Positionen an den folgenden Schaltkreisen ausgerichtet werden.

Diese Technik ist erkennbar darin nachteilig, daß während eines jeden Fertigungsablaufes die einmal g -wählte Ausrichtung durch unvermeidbar© Vibrationen der einzelnen Einrichturigselement©, wie insbesondere der zur Verwendung kommenden Reflexionsspiegel des Lasergerätes und weiterer optischer Geräte₉ gestört wird. Die Fertigung ~von Ausschußware ist die Folg®, weil sich dabei nicht vermeiden läßt, daß eine Triismung aer Schaltkreise an unerwünschten Stellen -vorgenommen wird. Es muß weiterhin als Nachteil esapfundsn werden, bei jedem neuen Fertigungsablauf eine neue Ausrichtung vorzunehmen, weil dadurch die Fertigungskosten Beträchtlich erhöht werden, indem jedes iieue Ausrichten zeit- und arbeitsaufwendig ist. Oft aeigr. sich jedoch, die Notwendigkeit, eine neue Ausrichtung !«ir verschiedenen Einrichtungselemente vorzunehmen, ". ;iä di -;■■ fertigung von Ausschußware zu verhindern«

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Mit der bekannten Technik lassen sich wegen der Problematik des Ausrichtens für die Trimmung elektronischer Schaltkreise nur Genauigkeiten von mehreren lOOOstel-Zoll erreichen. Der Erfindung wurde deshalb die Aufgabe zugrundegelegt, die Ausrichtung des Laserstrahls oder einer anderen, äquivalenten Schneideinrichtung auf die zu trimmenden elektronischen Schaltkreiselemente eines Substrats zu vereinfachen,bei gleichzeitiger Erreichung eines verbesserten Genauigkeitsgrades·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch, eine Positionierungseinrichtung der eingangs genannten Art, die gekennzeichnet ist durch wenigstens ein auf dem Substrat in einem bekannten Abstand von dem elektronischen Schaltkreis angebrachtes Widerstandsband, eine Meßeinrichtung zum Messen dessen Widerstands, wenn sich dieser beim progressiven Einschneiden des Widerstandsbandes mittels der Schneideinrichtung entlang einer vorgegebenen Schnittlinie progressiv erhöht, und eine von den gemessenen Widerstandswerten abhängige Registriereinrichtung für die relative Lage der Schneideinrichtung und des Substrats. Vorzugsweise sind zwei Widerstandsbänder auf der Oberfläche des Substrats angeordnet, deren sich beim jeweiligen Einschneiden progressiv erhöhender Widerstand kontinuierlich gemessen wird, so daß bei Überschreitung eines vorbestimmten Wertes registrierte Koodinatenpunkte für die relative Lage der Schneideinrichtung und des Substrats erhalten werden, die als Bezugspunkte für das anschließende Trimmen der elektronischen Schaltkreiselemente dienen.

Es wurde gefunden, daß sich mittels einer solchen Positionierungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung

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bzw. mittels des daraus ableitbaren Verfahrens zur Positionsbestimmung für die Ausrichtung des Laserstrahls eine Genauigkeit von etwa einem halben lOOOstel-Zoll oder etwa der Hälfte des Durchmessers des Laserstrahls erreichen J.äßt. Dieser Genauigkeitsgrad ist unabhängig von der Schichtstärke und/oder der Beschaffenheit zu trimmender Schaltkreise, die folglich dünner oder dicker sein können und deren Aufbringen auf das Substrat keine Rolle spielt. Wenngleich die vorliegende Erfindung vorzugsweise für einen Laserstrahl als Schneideinrichtung vorgesehen ist, soll darauf keine Einschränkung ausgesprochen sein, d.h. die Erfindung ist auch auf andere Schneideinrichtungen anwendbar mittels welcher es möglich ist, elektronische Schaltkreise zu trimmen. Als weitere Schneideinrichtungen kommen deshalb allgemein solche mit einem hohem Auflösungsvermögen in Betracht·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert!. Es zeigt:

Figur 1 in Draufsicht ein teilweise eingeschnittenes Widerstandsband zur Auflage auf ein Substrat,

Figur 2 in vergrößertem Maßstab den Einschnitt des Widerstandsbandes gemäß Figur 1,

Figur 3 in grafischer Darstellung den Wider-

standswert des Widerstandsbandes in Abhängigkeit von der wachsenden Größe des Einschnittes,

Figur k in Draufsicht zwei Widerstandsbänder zur Auflage auf die Oberfläche eines

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Substrats für die Anzeige oder Ortung von zwei Koordinatenwerten,

Figur 5 in vergrößertem Maßstab eine der Figur entsprechende Draufsicht auf eine demgegenüber abgewandelte Anordnung, und

Figur 6 in Draufsicht ein Substrat mit mehreren seiner Oberfläche zugeordneten Anordnungen von Widerstandsbändern und das Blockdiagramm der angeschlossenen Positionierungseinrichtung, wobei Figur 6a den auf das Substrat ausgerichteten Laserstrahl verdeutlicht.

In Figur 1 ist ein Widerstandsband oder -streifen 1 gezeigt, welches bzw. welcher zur haftenden Anordnung an der Oberfläche eines nicht gezeigten Substrats vorgesehen ist. An den beiden Enden des Widerstandsbandes 1 ist je ein Kontaktklotz oder -polster 2 in ohmschen Kontakt mit dem Widerstandsband angeordnet. Das Widerstandsband kann über den einen oder über beide Kontaktklötze hinaus bis zu einem weiteren, auf der Oberfläche des Substrats angeordneten Stromkreis verlängert sein. Es kann auch, wie später näher erläutert, mit einem weiteren Widerstandsband verbunden sein.

Neben dem Widerstandsband und oberhalb des Substrats ist eine Einrichtung zum Beschneiden des Widerstandsbandes angeordnet. Durch nicht dargestellte Mittel isst eine Relativbewegung dieser Schneidsinrichtung und des Widsrstandsbandes möglich, derart, daß das Widerstamdsband progressiv von seiner einen Längskante har zu seiner anderon Längs»

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kante hin mit einem Einschnitt versehen vrird. Der Widerstandswert des Widerstandsbandes wird dabei auf einen unendlichen Wert erhöht* In Figur 1 ist die relative Bewegung der Schneideinrichtung zu dem Widerstandsband mit einem Pfeil verdeutlicht, und bei der angedeuteten Schnitttiefe des Einschnittes 3 ist für den Widerstandswert des Widerstandsbandes davon auszugehen, daß er im Vergleich zu demjenigen des ungeschnittenen Widerstandsbandes eine beträchtliche Erhöhung erfahren hat·

Im Rahmen des Anwendungsgebietes der vorliegenden Erfindung besteht das Widerstandsband vorzugsweise aus aufgesprühtem Tantal einer Stärke zwischen etwa 500 und 10.000 Angström, die jedoch nicht unbedingt einzuhalten ist· Die für das aus aufgesprühtem Tantal bestehenden Widerstandsband gewählte Stärke bestimmt sich vorzugsweise nach der Starke des restlichen Stromkreises auf der Oberfläche des Substrats, da für alle Widerstandsbänder nur ein Sprühvorgang erwünscht ist. Die Stärke bemißt eich weiterhin nach dem Schneidvermogen der Schneideinrichtung. Ein stärkeres Widerstandsband erfordert einen intensiveren Laserstrahl.

Bei dem Substrat kann es sich um ein beliebiges, dünnes Filmsubstrat handeln, beispielsweise hergestellt aus" Beryllium oder Aluminium. Eine zur Anwendung geeignete Schneideinrichtung ist beispielsweise vorbeschrieben in der Literatur "Operation of the Continously Pumped, RepötitivelyyQ Switched, YALG ND Laser¹', IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-3, No. 10, Oktober I967, '■/erfasser R.G. Smith und M.F, Galvin.

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Weiterhin eignet sich eine Schneideinrichtung hohen Auflösungsvermögens, die unter dem Einfluß einer Funkenentladung eine dünne Schonerosion liefert. Eine solche Schneideinrichtung ist beschrieben in der Literatur "High Precision Spark Machining", PhilipssTechnical Review, Vol. 6-7, Seiten 195-208, Verfasser C. Van Osenbrugger.

Die Abmessungen des Widerstandsbandes 1 in der Anordnung gemäß Figur 1 betragen etwa 20/1000 Zoll ί 10/1000 Zoll in der Länge und etwa 3/1000 Zoll in der Breite. Das Widerstandsband sollte zwischen seinen beiden Kontakt· klotzen 2 einen Widerstandswert von etwa 500 0hm haben.

Die Figur 2 zeigt in stark vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf das Widerstandsband 1 in der Nähe des Einschnittes 3* Da der zum Einschneiden des Widerstandsbandes benutzte Laserstrahl eine pulsierende Wirkung besitzt, ist davon auszugehen, daß die Ränder des Einschnittes in der aus Figur 2 ersichtlichen Weise mit einer Reihe von scharfkantigen Ausnehmungen versehen ist. Für die Darstellung der Figur 2 ist davon auszugehen, daß das Einschneiden des Widerstandsbandes in einer Tiefe des Einschnittes 3 abgestoppt wurde, die einem Abstand von nur einem weiteren Schneidschritt bis zu der gegenüberliegenden Kante des Bandes 1 entspricht.

In Figur 3 ist der Widerstandswert des Bandes 1 in Abhängigkeit von der in Richtung des Pfeiles X gemäß Figur 2 wachsenden Tiefe des Einschnittes 3 grafisch dargestellt. Der Widerstand ist gemessen zwischen den beiden

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Kontaktklötzen 2. Es zeigt sich, daß der Widerstandswert eine stufenweise Erhöhung erfährt, wobei jede Stufe dem nach den aufeinanderfolgenden Schneidschritten jeweils verbleibenden Widerstandswert entspricht· Vor dem allerletzten Schneidschritt, der also das Widerstandsband durchtrennen würde, liegt noch ein endlicher Widerstandswert zwischen den beiden Kontaktklötzen 2 vor, der im Vergleich zu dem Ausgangswert jedoch sehr hoch ist« 1st der letzte, das Band 1 durchtrennende Schneidschritt ausgeführt, dann erhöht sich der Widerstand plötzlich auf einen unendlichen Wert* Durch Abtastung dieser plötzlichen Erhöhung des Widerstandes auf einen unendlichen Wert kann folglich die Position des letzten Schneidschrittes an dem Widerstandsband registriert werden, wodurch sich unter Einbeziehung einer gewiesen Toleranz eine sehr genaue Wiedergabe der Position der zuletzt an dem Widerstandsband erzeugten Schneidkante ergibt. Diese zuletzt an dem Widerstandsband erzeugte Schneidkante bildet den einen Koordinatenpunkt auf der Oberfläche des Substrate.

Da die Punktgröße des Laserstrahls etwa l/lOOO Zoll im Durchmesser mißt, ergibt sich ein Genauigkeitsgrad von etwa - ein halb lOOOstel Zoll für die Registrierung· Dieser Genauigkeitsgrad ist damit nicht abhängig von der Optik des Laserstrahls und auch nicht von der mittels eines Fadenkreuzes erreichbaren Ausrichtung.

Die Kontaktklötze 2 sind in bekannter Weise an eine Brückenschaltung angeschlossen, deren Ausgang mit einem Schwellspannungsdetektor Verbindung hat. Diese Kombination bildet einen Widerstand-Schwellwertdetektor. Die Erfassung eines Überwertes des Widerstandes in der Größenordnung

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von beispielsweise 50.000 Ohm liefert ein logisches Ausgangssignal, welches als relative Position der Antriebsmotoren für den Laserstrahl oder das Substrat registriert werden kann. Alternativ kann dieses Ausgangssignal auch dazu verwendet werden, einen Positionszähler zu stoppen, der mit dem Arbeitsbeginn der Antriebsmotoren zur Positionierung des Laserstrahls oder des Substrats seine Zählung beginnt. Einrichtungen dieser Art sind in der Technik allgemein bekannt, so daß auf ihre nähere Beschreibung hier verzichtet werden kann.

Die Figur 4 zeigt in Draufsicht eine Anordnung mit zwei Widerstandsbändern zur genauen Bestimmung von zwei Koordinatenpunkten entlang von zwei Geraden_f Das eine Widerstandsband 1 ist gleichartig wie vorbeschrieben zwischen zwei Kontaktklötzen 2 angeordnet, an welche auch das zweite Widerstandsband 4 angeschlossen ist. Die· ses zweite Widerstandsband 4 ist entlang eines Abschnittes quer zu dem Widerstandsband 1 ausgerichtet und an diesem quer ausgerichteten Abschnitt wird das Einschneiden dieses zweiten Widerstandsbandes 4 vorgenommen.

Der Widerstandswert des zweiten Widerstandsbandes sollte größer sein als der vorerwähnte Überwert des mittels des Widerstandsbandes'1 erfaßten Widerstandes. Ist der Widerstand des Widerstandsbandes 1 im Rahmen einer praktischen Ausführungsform mit etwa 500 0hm gewählt, dann sollte der Widerstand des zweiten Widsrstandsbandes 4 wenigstens etwa 2000 0hm, vorzugsweise 5000 0hm und mehr, betragen, um ein Erfassen von Überwerten in der Größenordnung beispielsweise 4000 0hm mittels des Widerstandsbandes 1 zu ermöglichen.

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Beim Einschneiden der beiden Widerstandsbänder 1 und 4 wird in der Praxis etwa wie folgt vorgegangen. Die Laser· stahl-Schneideinrichtung wird anfangs links von dem Widerstandsband 1 zur Anordnung gebracht und zwar innerhalb der durch den Pfeil X angedeuteten Grenzen zwischen dem einen Kontaktklotz 2 und dem abgestuften Abschnitt des zweiten Widerstandsbandes 4. Der Laserstrahl wird dann in Richtung des gestrichelten Pfeiles geführt, so daß in dem Widerstandsband 1 ein progressiv wachsender Einschnitt erzeugt wird. Bei den aufeinanderfolgenden Schneidschritten wird jeweils der Widerstand des Widerstandsbandes 1 zwischen den beiden Kontaktklötzen 2 gemessen, wobei von einer allmählichen Erhöhung desselben auf einen unendlichen Wert auszugehen ist. Diese Erhöhung des zwischen den Kontaktklötzen gemessenen Widerstandes wird von dem vorerwähnten Überwert-Detektor erfaßt, der auf einen Überwert von beispielsweise 4000 Ohm und damit auf das etwa 8-fache des Ausgangswertes des Miderstandsbandes 1 ausgelegt ist» Ist dieser Wert erreicht, dann kann der Laserstrahl, falls erwünscht, automatisch unterbrochen und entlang seiner augenblicklichen Bewegungsrichtung in den Bereich bewegt werden, dessen Grenzen in Figur⁷!4 durch den Pfeil Y angedeutet sind. Ist der Laserstrahl unterbrochen worden, dann wird er innerhalb dieses Bereichs wieder zugeschaltet, so daß er anschließend in Richtung auf den abgestuften Abschnitt des Widerstandsbandes 4 bewegt werden kann und in diesem gleichartig einen Einschnitt erzeugt. Währerad sich der Laserstrahl in das Widers tandsband 4 ©inschneidet, erhöht sich der zwischen den Kontaktklötzen 2 gemessene Widerstand von einem Wert von beispielsweise 5000 Ohm auf einen wesentlich höheren Wert. Bei einem vorbestimmten Überwert von beispielsweise 50.000 0hm, der also an dem Widerstandsband 4 dann abgenommen wird, wenn der sich in dieses Band einschneidende Laserstrahl an einer Stelle befindet, an welcher

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nur noch ein Schneidschritt zur vollständigen Durchtrennung des Bandes k erforderlich wäre, nimmt dann auch hier ein Überwert-Detektor eine Registrierung des. Koordinatenpunktes der zuletzt erzeugten Schneidkante vor. Der Laserstrahl kann dann automatisch unterbrochen werden und gleichfalls automatisch kann dann dessen Relativbewegung abgestoppt werden.

Es lassen sich also mit dieser Anordnung entlang zweier senkrecht zueinander verlaufender Geraden zwei Koordinatenpositionen erfassen, von welchen zwei Koordinatenachsen und ein Ursprung ableitbar sind, ausgehend von welchen sich ein auf der Oberfläche des Substrats ausgelegter Schaltkreis mittels des Laserstrahls trennen läßt. Der Abstand der einzelnen Elemente dieses Schaltkreises von den beiden Widerstandsbändern ist bekannt .

Die Figur 5 zeigt in Draufsicht eine abgewandelte Anordnung von zwei Widerstandsbändern 1 und 4, von welchen das Widerstandsband 1 an zwei Kontaktklötze 2 und das Widerstandsband k an den einen dieser beiden Kontaktklötze 2 und an einen dritten Kontaktklotz 2* angeschlossen ist. Das Widerstandsband k erstreckt sich quer zu dem-Widerstandsband 1. Auch bei dieser Anordnung wird wieder zunächst das Widerstandsband 1 unter Verwendung eines anfänglich in dem Bereich mit den durch den Pfeil X angedeuteten Grenzen angeordneten Laserstrahls mit einem Einschnitt versehen werden und anschließend das Widerstandeband k. Die Bewegungerichtungen des Laserstrahls eind auch hier wieder mit gestrichelten Pfeilen ange-

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* deutet. Sowohl im Falle des Widerstandsbandes 1 wie auch im Falle des Widerstandsbandes k wird jeweils der Koordinatenpunkt'der zuletzt erzeugten Schneidkante festgehalten, also jeweils der Schneidkante, die vor dem eine Erhöhung des Widerstandes des jeweiligen Bandes auf einen unendlichen Wert auslösenden letzten Schneidschritt vorliegt. Die mittels dieser Anordnung registrierten Koordinatenpunkte definieren auch hier den Ausgangspunkt für das Trimmen eines weiteren Schaltkreises mittels Laserstrahl.

Die Figur 6 zeigt in Draufsicht ein Substrat 5» an dessen Oberfläche eine Anzahl von Elementen 6 anhaftet, die einen zu trimmenden Schaltkreis bilden·- In der linken unteren Ecke des Substrats 5 ist ein Widerstandsband anhaftend angeordnet, das an zwei Kontaktklötze 2 ohmisch angeschlossen ist. Ein zweites Widerstandsband 4 ist an dem Substrat 5 anhaftend angeordnet zwischen dem einen dieser beiden Kontaktklötze 2 und einem dritten Kontaktklotz 2*. Der Abstand zwischen den Elementen 6 des zu trimmenden Schaltkreises und diesen beiden Widerstandsbändern 1 und 4 wird als bekannt vorausgesetzt. Die Anordnung der Widerstandsbänder 1 und 4 entspricht erkennbar der in Figur 4 gezeigten und vorbeschriebenen Anordnung.

Mit den Kontaktklötzen 2, Z* werden vorübergehend Kontakttaster 7 unter Druck in einen ohmischen Kontakt gebracht. Wenn später ein nächster Schaltkreis getrimmt wird, dann wird der Anpressdruck der Taster aufgehoben, so daß dann das Substrat 5 durch ein zweites Substrat ersetzt werden kann. An die Kontakttaster 7 ist über

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eine Schaltmatrix 8 ein Widerstand-Überwertdetektor 9 angeschlossen. Der Ausgang dieses Detektors 9 ist an einen Zähler und ein Register für die X-Koordinatenwerte, an einen Zähler und an ein Register für die Y-Koordinatenwerte und an einen Motorsteuerkreis 10 angeschlossen* Der Ausgang dieses Steuerkreises 10 ist an einen in der X-Koordinatenrichtung wirkenden Antriebsmotor 11 und an einen in der Y-Koordinatenrichtung wirkenden Antriebsmotor 12 angeschlossen, welche die Horizontalbewegung entweder einer Unterlage für das Substrat oder den Laserstrahl steuern.

Antriebs- und Steuermechanismen einschließlich der dazugehörigen Steuerkreise für Laserstrahlen sind in der Technik allgemein bekannt, so daß auf eine nähere Beschreibung hier verzichtet werden kann. Verwiesen wird auf die US-Patentschriften 3 55I 057 und 3 kk8 280. Es sei hier lediglich festgehalten, daß bevorzugt der Laserstrahl und nicht die Unterlage bewegt wird, auf welcher das Substrat angeordnet wird, weil aus der Bewegung dieser Unterlage beträchtlich mehr Schwingungen auftreten als aus der Bewegung des Laserstrahls.

In Figur 6A sind in einer Seitenansicht schematisch die Teile gezeigt, aus welchen sich die Laserstrahl-Schneideinrichtung zusammensetzt ο Der von einem Lasergerät 12· erzeugte Lichtstrahl I3 ist extrem eng bzw. schmal und intensiv. Er wird durch einen Spiegel Ik gegen das Substrat 5 reflektiert, das auf einer Unterlage unbeweglich gehalten wird. Der Spiegel Ik wird durch die Motoren 11 und 12 über nicht dargestellte Antriebsmittel vor- und zurückbewegt und außerdem geschwenkt,

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so daß der Laserstrahl IJ entlang eines gewünschten Weges auf der Oberfläche des Substrats bewegt wird. Da der Laserstrahl sehr intensiv ist, wird ein auf der Oberfläche des Substrats angeordneter, dünner Schaltkreis verdampft und folglich überall dort geschnitten bzw. getrimmt, wo der Laserstrahl hingelenkt wird. Die Stellen des Substrats, wohin der Laserstrahl nicht hingelenkt wird, bleiben im wesentlichen unbeeinflußt .

Für die Anordnung gemäß Figur 6 ist nun davon auszugehen, daß der Laserstrahl 13 zunächst an der linken Seite des Widerstandsbandes 1 innerhalb des Bereichs X positioniert wird. Er wird dann so bewegt, daß er sich in der beschriebenen Weise in das Widerstandsband 1 einschneidet, wobei dessen Widerstand zwischen den beiden Kontaktklötzen 2 über die Kontakttaster 7 und die Schalt· matrix 8 durch den Überwert-Detektor 9 fortlaufend gemessen wird. Der Überwert-Detektor 9 registriert die Position des Laserstrahls,in welcher der augenblicklich gemessene Widerstandswert eine plötzliche Erhöhung auf einen unendlichen Wert erfährt. Diese Registrierung kann in einfachster Weise dadurch erfolgen, daß die aufeinanderfolgenden Positionen des Laserstrahls 13· welcher durch den Spiegel 14 unter Mitwirkung des Steuerkreises für dessen Antriebemotoren gelenkt wird, durch einen Zähler gezählt werden, der en diesen Steuerkreis angeschlossen ist.

Ist die vorerwähnte Registrierung eines ersten Koordinatenpunktes erfolgt, dann wird die Bewegung des Laserstrahls in seiner augenblicklichen Bewegungsrichtung gestoppt und der Laserstrahl wird dann statt des·

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sen in Richtung des angestuften Abschnittes des zweiten Widerstandsbandes 4 bewegt. Für die Schaltmatrix 8 ist dabei davon auszugehen, daß diese die Verbindung zwischen den beiden Kontakttastern 7 und dem Detektor 9 unterbricht und statt dessen den Detektor an die beiden Kontakttaster 7 und 7¹ anschließt, die mit den beiden Kontaktklötzen 2 und 2* des Widerstandsbandes 4 in ohmischer Berührung stehen.

Durch das Abtasten der zuletzt an dem Widerstandsband 1 erzeugten Schneidkante und das unmittelbar anschließende Bewegen des Laserstrahls 13 abwärts zu dem Widerstandsband 4 hin erfolgt eine automatische Ausrichtung des Laserstrahls innerhalb des Bereichs Y, aus welchem der Laserstrahl anschließend zum Einschneiden , des Widerstandsbandes 4 herausbewegt wird.

Die Gewinnung des Laserstrahls zwischen den beiden Widerstandsbändern 1 und 4 und sein anschließendes Einschneiden in das Widerstandsband 4 wird durch den Steuerkreis 10 gesteuert. Die Registrierung der einen zweiten Koordinatenpunkt ergebenden Position der in dem Widerstandsband 4 vor dem plötzlichen Anstieg von dessen Widerstand auf einen unendlichen Wert zuletzt erzeugten Schneidkante erfolgt in analoger Art und Weise wie vorstehendmfür das Widerstandsband 1 beschrieben.

Die für die Einschnitte an den beiden Widerstandsbändern 1 und 4 registrierten Koordinatenpunkte ergeben damit ein Bezugssystem für die Elemente 6 des Schalt-

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kreises, welcher auf das Substrat 5 aufgebracht ist. Da der Abstand dieser Elemente 6 von den Widerstandsbändern 1 und 4 bekannt ist, ist eine weitere Ausrichtung des Laserstrahls nicht erforderlich, da dieser jetzt Bezugsgrößen besitzt. Der Schaltkreis kann folglich anschließend sehr genau getrimmt werden.

In der rechten unteren Ecke des Substrats 5 ist noch ein drittes Widerstandsband l6 angeordnet, welches quer zu dem Widerstandsband 1 ausgerichtet ist. Auch dieses Widerstandsband l6 ist zwischen zwei Kontaktklötzen I? angeordnet.

Der Widerstandswert dieses dritten Widerstandsbandes l6, das anstelle des Widerstandsbandes k oder zusätzlich zu diesem vorgesehen ist, kann überwacht werden, während das Substrat 5 oder alternativ der Laserstrahl 13 gedreht wird relativ zu einem Punkt in der linken unteren Ecke des Substrats. Wird eine solche Drehung des Substrats 5 vorgenommen, dann wird vorzugsweise als Drehachse der Nullpunkt des Koordinatenkreuzes gewählt, auf dessen Koordinatenachsen die mittels der Widerstandsbänder 1 und k festgestellten Koordinatenpunkte liegen. Ist das Widerstandsband l6 anstelle des Widerstandsbandes k vorgesehen, letzteres also nicht vorhanden, dann sollte die Drehachse in den Kreuzungspunkt der Längskanten der Widerstandsbänder 1 und l6 gelegt werden. Durch die Verwendung eines solchen dritten Widerstandsbandes l6 kann für die weitere Trimmung der Schaltkreiselemente 6 jeder Drehflüchtungsfehler in der Ebene der Unterlage 15 vollständig ausgeschaltet werden, in welchem Zusammenhang allerdings davon auszugehen ist,

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daß diese Ausrichtung nur in Einzelfällen von Wichtigkeit ist.

Aus Vorstehendem ist für den Fachmann erkennbar, daß das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung nicht begrenzt ist auf Schaltkreise, die als dünne Schicht auf ein Substrat aufgebracht sind, vielmehr auf jede andere Art von Schaltkreisen angewendet werden kann, die strukturell voneinander abhängig sind und sich mittels einer Schneideinrichtung hohen Auflösungsvermögen schneiden lassen.

Wenngleich vorstehend als bevorzugtes Anwendungsgebiet Tantal als Trägermaterial für die Widerstandsbänder angeführt ist, welches einen Widerstand in der Größenordnung zwischen 100 und 150 Ohm je Quadratzoll besitzt, sollte nicht unberücksichtigt bleiben, daß es mittels eines Laserstrahls möglich ist, auch wesentlich dickere Filmschichten mit Widerstandswerten bis zu 1 Megohm je Quadratzoll zu schneiden. Zur Erzielung verbesserter Toleranzen werden jedoch Schichten mit niedrigeren Widerstandswerten bevorzugt, da höhere Widerstandswerte durch Überwert-Detektoren wesentlich näher an die von diesen erfaßten unendlichen Widerstandswerte herangeführt werden als vergleichsweise niedrigere Widerstandswerte. Zur Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall können natürlich die Breiten der Widerstandsbänder unterschiedlich gewählt werden. Auch die Breite des Laserstrahls kann als veränderliche Größe betrachtet werden, ebenso wie die Widerstandswerte der Widerstandsbänder und weiterer Einzelheiten der beschriebenen Anordnung zur Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten.

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Ansprüche

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Claims

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ANSPRÜCHE

1.1 Positionierungseinrichtung für die dem Trimmen ^S eines elektronischen Schaltkreises auf einem Substrat dienende Schneideinrichtung, wie insbesondere einen Laserstrahl, relativ zu dem Substrat, gekennzeichnet durch wenigstens ein auf dem Substrat in einem bekannten Abstand von dem elektronischen Schaltkreis angebrachtes Widerstandsband, eine Meßeinrichtung zum Messen dessen Widerstands, wenn sich dieser beim progressiven Einschneiden des Widerstandsbandes mittels der Schneideinrichtung entlang einer vorgegebenen Schnittlinie progressiv erhöht und eine von den gemessenen Widerstandswerten abhängige Registriereinrichtung für die Bestimmung der relativen Lage der Schneideinrichtung zum Substrat«

2* Positionierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsband ein auf die Substratoberfläche aufgestäubter Tantalfilm ist, der in ohmischem Kontakt mit zwei Kontaktklötzen gehalten ist, zwischen denen der Widerstand des Widerstandebandes gemessen wird.

3· Positionierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit den beiden Kontaktklötzen ein zweites

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Widerstandsband in ohmischem Kontakt gehalten ist, das einen sich quer zu dem einen Widerstandsband
erstreckenden Abschnitt aufweist, entlang von welchem eine zweite Schnittlinie für die Schneideinrichtung vorgegeben ist, die sich quer zu der für
das eine Widerstandsband vorgegebenen Schnittlinie erstreckt und daß der Widerstand des ungeschnittenen zweiten Widerstandsbandes höher ist als derjenige des ersten Widerstandsbandes.

km Positionierungseinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des ungeschnittenen zweiten Widerstandsbandes mehr ale doppelt so groß ist als derjenige des
ersten Widerstandsbandes.

5* Positionierungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung auf eine
zweite an sie angeschlossene Registriereinrichtung umschaltbar ist, die eine von den an dem zweiten
Widerstandsband gemessenen, sich bei dessen progressivem Einschneiden mittels der Schneideinrichtung
progressiv erhöhenden Widerstandswerten abhängigen Registrierung der relativen Lage der Schneideinrichtung und des Substrats vornimmt.

6. Positionierungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Überwertschaltung umfaßt, die bei Erfassung eines vorgegebenen Über-

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wertes die an die Meßeinrichtung angeschlossene Registriereinrichtung betätigt.

7· PositioniLerungseinrichtung mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß quer zu dem einen Widerstandsband wenigstens ein weiteres Widerstandsband zwischen zwei an eine Meßeinrichtung zum Messen von dessen Widerstand angeschlossenen Kontaktklötzen angeordnet ist, für welche eine quer zu der für das eine Widerstandsband vorgegebenen Schnittlinie verlaufende Schnittlinie für die Schneideinrichtung vorgegeben ist, und daß die Meßeinrichtung an eine von den an dem zweiten Widerstandsband gemessenen Widerstandswerten abhängige Registriereinrichtung für die relative Lage der Schneideinrichtung und des Substrats angeschlossen ist.

8. Positionierungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» gekennzeichnet durch eine Bewegungseinrichtung für die Schneideinrichtung relativ zu dem ortsfest angeordneten Substrat.

9· Positionierungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Registriereinrichtung(en) an eine Steuerrichtung für die Schneideinrichtung angeschlossen ist bzw. sind, welche den für das eine Widerstandsband bzw. die für die beiden Widerstandsbänder registrierten Relativpunkte zu dem Substrat als - Bezugspunkte für das Trimmen des auf-

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dem Substrat angeordneten elektronischen Schaltkreises wählt·

10. Verfahren zur Bestimmung der Position von auf der Oberfläche eines Substrats angeordneten elektronischen Schaltkreiselementen, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß auf der Oberfläche des Substrats ein Widerstandsband in einem vorbekannten Abstand zu den elektronischen Schaltkreiselementen angeordnet wird, daß der Widerstand dieses Widerstandsbandes kontinuierlich gemessen wird, daß das Widerstandsband entlang einer quer zu der Meßlinie verlaufenden und diese schneidenden Linie progressiv eingeschnitten wird, und daß der Punkt des Wideretandabandee registriert wird, an welchem dessen Widerstand einen vorbestimmten Wert übersteigt.

11· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand eines zweiten, quer zu dem einen Widerstandsband auf der Oberfläche des Substrats angeordneten Widerstandsbandes kontinuierlich gemessen wird, daß dieses zweite Widerstandsband entlang einer quer zu seiner Meßlinie verlaufenden und diese schneidenden Linie progressiv eingeschnitten wird, und daß der Punkt des zweiten Widerstandsbandes registriert wird, an welchem dessen Widerstand einen vorbestimmten Wert übersteigt·

- 22 -

309810/0596

6O7O/o8/Gg/gn - 22 - 8. Mai 1972

22241Q2

12· Verfahren nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden für die beiden Widerstandsbänder registrierten Positionswerte als Bezugspunkte für die Positionsbestimmung der auf der Oberfläche des Substrats angeordneten elektronischen Schaltkreiselemente gewählt werden.

309810/0598

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