DE2262921A1

DE2262921A1 - Abtastvorrichtung

Info

Publication number: DE2262921A1
Application number: DE19722262921
Authority: DE
Inventors: Rolf Jaeger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-12-22
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1974-06-27

Description

"Abtastvorrichtung" Die Erfindung betrifft eine Abtastvorrichtung für die Bearbeitung oder Überprüfung der begrenzten Oberfläche eines Gegenstandes, insbesondere einen Kantenabtaster für eine llalbleiterscheibe.
Zur Messung der Halbleiterbauelemente von Halbleiterscheiben wurden bisher Meßspitzen verwendet, die auf die Kontakte eines einzelnen Bauelementes aufgesetzt wurden. Nach der Messung eines Bauelementes werden die Spitzen abgehoben und auf die Kontakte des nachfolgenden Bauelementes aufgesetzt. Für den Transport der Meßspitzen oder Trägerkörper für die Halbleiterscheibe ist daher eine Vorschubrichtung erforderlich. Es müssen Mittel vorgesehen sein, die die Vorschubrichtung dann umkehren, wenn die Meßspitzen über den Scheibenrand hinaus transportiert werden. Zur Abtastung des Scheibenrandes wurden bei den bisher bekannten Vorrichtungen, die vielfach als tlWaferprobertl bezeichnet werden, nur eine auf den höhenunterschied mechanische ansprechende Einrichtung benutzt. Solche Einrichtungen sind relativ kompliziert und bedürfen einer aufwendigen Justierung.
Neuerdings werden die Halbleiterbauelemente auf einer Haltleiterscheibe auch mit hilfe von sog. tlEfeßspinnen abgetastet. Diese Meßspinnen bestehen aus einem Kunststoffkörper, der in seinem zentralen Teil mit einer Aussparung versehen ist. Auf der Oberfläche des unststoffkörpers verlaufen metallische Leiterbahnen, die über die Aussparung ragen. Die Kontakte jedes lialbleiterbauelementes werden nun mit den Enden dieser Kontaktierungsstreifen bei der Messung des Halbleiterbauelementes in Verbindung gebracht. Bei derartigen Meßvorrichtungen kann ein mechanischer Kantenabtaster nur schwer eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtastvorrichtung anzugeben, die den Scheibenrand nicht mechanisch abtastet, einfach gebaut ist und den neuen Meßvorrichtungen angepasst ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Abtastvorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dan ein Licht aussendendes Halbleiterbauelement an Lichtwellenleiter angeschlossen ist, die in einem über die Oberfläche des Gegenstandes beweglich angeordneten Teil enden, und daß von diesem Teil weitere Lichtwellenleiter, die für die Übermittlung des an der Oberfläche reflektierten Lichts vorgesehen sind, zu einem lichtempfindlichen Halbleiterbauelement führen, das Teil einer elektrische oder mechanische Vorgänge auslösenden Schaltung ist.
Die er£indungsgcmäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Scheibe mit Hilfe eines Lichtstrahles abgetastet wird, so daß auf mechanisch bewegte Teile weitgehend verzichtet werden kann. Das das Ende der Lichtwellenleiter umfassende Teil kann vorteilhafterweise in den Isolierstoffkörper der I?MeßspinnenI? eingesetzt werden, so daß die Bewegung der Kontaktteile mit der Bewegung des Kantenabtasters direkt gekoppelt ist.
Der Lichtsender besteht vorzugsweise aus einer Leuchtdiode, während als Lichtempfänger beispielsweise ein Phototransistor verwendet wird.
Um Fehlmessungen durch die Beleuchtung der Bauelemente auf der Scheibe zu vermeiden, kann der Lichtsender'bereits vor Beginn der Messung getastet eingeschaltet werden, da die Abfrage der Abtastvorrichtung ohnehin vor dem Beginn der Messung erfolgt.
Die Abtastvorriciitung und ihre weitere vorteilhafte Aussestaltung wird anhand der Figuren 1 und 2 noch näher erläutert.
In der Figur 1 ist eine Leuchtdiode 1 dargestellt, die den Lichtsender bildet. An diese Leuchtdiode ist ein Lichtleiterkabel 2 angeschlossen. In diesem Kabel 2 verlaufen beispielsweise 4 Lichtwellenleiter, die in ein umfassendes Kabel 3 münden. In diesem Kabel 3 sind die Lichtwellenleiter beispielsweise gemäß der Darstellung in Figur 2 angeordnet.
Bei der Anordnung nach der Figur 2 umgeben acht Wellenleiter einen weiteren Lichtwellenleiter kreisringförmig. Vier im Kreisring angeordnete Lichtwellenleiter 4 sind beispielsweise die lichtzuführenden Leiter, wobei jeweils zwischen zwei dieser Leitcr ein für die Aufnahme des reflektierten Lichtes vorgesehener Leiter 5 angeordnet ist. Auch der Innenleiter 5a ist für die Aufnahme des reflektierten Lichtes vorgesehen. Die Anordnung nach der Figur 2 ergibt eine optimale Reflexionslichtstärke. Die einzelnen Lichtwellenleiter haben einen Durchmesser von beispielsweise 0,25 mm.
Das Lichtleiterkabel 3 mündet nach der Figur 1 in eine nach unten offene Einsteckhülse 6, die wiederum in den Kunststoffkörper der Meßspirnie eingesetzt werden kann und zusammen mit diesem Kunststoffkörper über die Halbleiteroberfläche bewegt wird. Die IIalbleiterscheibe ist in der Figur 1 mit oder Ziffer 7 bezeichnet. Sie liegt auf einem Trägerkörper 8 auf. Die das an der Scheibe reflektierte Licht aufnehmenden Liclitwellenleiter 5 und 5a (Figur 2) werden an'der Schaltung aus dem gemeinsamen-Kabel 3 ausgeleitet und in der Anschlußleitung 9 einem lichtempfindlichen Halbleiterbauelement 10 zugeführt.
Das lichtempfindliche Haibleiterbauelement besteht beispielsweise aus einem Phototransistor 1Q, der mit einem Emitterwiderstand R1 versehen ist. Der Emitter des Transistors ist an die Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors 11 angeschlossen, der zusammen mit einem Lastwiderstand R2 zwischen die Pole einer Versorgungsspannungsquelle geschaltet ist.
Solange die Einsteckhülse 6 mit den Lichtwellenleitern über der Halbleiteroberfläche angeordnet ist, wird relativ viel Licht an dieser Oberfläche reflektiert und durch die Lichtwellenleitel 5 und 5a zum Phototransistor 10 übertragen. Die Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors 10 ist daher relativ niederohmig, so daß die am Widerstand R1 abfallende Spannung ausreicht, um den nachgeschalteten Feldeffekttransistor durchzusteuern. An der Ausgangselektrode 12 fällt dann nur eine geringe Spannung ab, Wenn sich dagegen die Einsteckhülse mit den Lichtwellenleitern über die llalbleiterscheibe hinaus bewegt, wird am Trägerkörper 8 wesentlich weniger Licht reflektiert, so daß der Phototransistor 10 gesperrt oder weniger stark durchSesteuert wird. Dadurch sinkt die Spannung am Widerstand R1 ab, die hun nicht mehr ausreicht, um den nachgeschalteten Feldeffekttransistor 1.
durchzuschalten. Somit steigt auch die Spannung an der Anschlußelektrode 12 stärl;er an. Dic Spannungsänderung wird auf eine nachgeschaltete logische Schaltung gegeben, durch die die Bewegungsvorschubric}ltung der Meßspinne umgekehrt und ull eine Elementzeile vcrsetzt wird. Auf diese Weise wird eine Reihe von llalbleiterbauelementen nach der andercn auf der Halbleiterscheibe abgetastet und durchgemessen. Die Empfindlichkeit der Schaltung kann durch Änderung des Widerstandes R1 variiert werden. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß der Reflexionskörper bzw.
die die Lichtwellenleiter enthaltende Einsteckhülse 6 sehr klein ist, so daß sie leicht in die Kontakt- bzw. Meßvorrichtung (Meßspinne) eingebaut werden kann. Beiteinem vorteilhaften Ausführungsbeispiel beträgt der Durchiiesser der Einsteckhülse 1,5 mm.

Claims

P a t e n t a n s P r ü c h e

1) Abtastvorrichtung für die Bearbeitung oder Überprüfung der begrenzten Oberfläche eines Gegenstandes, insbesondere Kantenabtaster für eine lialbleiterscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Licht aussendendes Halbleiterbauelement an Lichtwellenleiter angeschlossen ist, die in einem über der Oberfläche des Gegenstandes beweglich angeordneten Teil enden, und daß von diesem Teil weitere Lichtwellenleiter, die für die Übermittlung des an der Oberfläche reflektierten Lichts vorgesehen sind, zu einem lichtempfindlichen Halbleiterbauelement führen, das Teil einer elektrische oder mechanische Vorgänge auslösenden Schaltung ist.

2) Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender eine Leuchtdiode und der Lichtempfänger ein Phototransistor ist.

3) Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lichtwellenleiter in einem Lichtleitkabel zusammengefasst sind.

4) Abtastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kabel 8 Lichtwellenleiter einen weiteren Lichtwellenleiter kreisringförmig umgeben, und daß von den acht äußeren Lichtwellenleitern vier Licht zuführende Wellenleiter sind, wobei zwischen jeweils zwei Licht zuführenden Wellenleitern ein die Reflexion übertragender Lichtwellen~ leiter angeordnet ist.

5) Abtastvorrichtung nach Anspruch l, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Änderung der Bewegungseinrichtung eines die Halbleiterscheibe abtastenden Meßkopfes bei Überschreitung des Scheibenrandes durch den Meßkopf.

6) Abtastvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter in einer Hülse enden, die in den die Halbleiterscheibe abtastenden Meßkopf eingesetzt ist.

7) Abtastvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phototransistor einen nachgeschal-, teten Feldeffekttransistor steuert, wobei die Ansprechschwelle der Schaltung durch den Emitterwiderstand des Phototransistors einstellbar ist Leerseite