WO2011054779A1 - Messsystem und verfahren zur überprüfung eines werkstücks, insbesondere eines halbleitersubstrats - Google Patents

Messsystem und verfahren zur überprüfung eines werkstücks, insbesondere eines halbleitersubstrats Download PDF

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WO2011054779A1
WO2011054779A1 PCT/EP2010/066569 EP2010066569W WO2011054779A1 WO 2011054779 A1 WO2011054779 A1 WO 2011054779A1 EP 2010066569 W EP2010066569 W EP 2010066569W WO 2011054779 A1 WO2011054779 A1 WO 2011054779A1
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WO
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measuring system
transmitter
receiver
workpiece
electromagnetic waves
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PCT/EP2010/066569
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Stephan Korbmacher
Carsten Frage
Michael Thurm
Original Assignee
Di-Soric Industrie-Electronic Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
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    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a measuring system for checking a workpiece for at least one specific predetermined quality feature according to the preamble of claim 1 and a method for checking a workpiece for at least one specific predetermined quality feature according to claim 27.
  • optical measuring systems are preferably used which irradiate the workpiece to be checked with an electromagnetic wave to determine whether specified nominal parameters have been complied with or whether the workpiece complies with the quality characteristics defined.
  • plate-shaped semiconductor substrates such as so-called wafers
  • wafers checked by means of automatic measuring systems, whether they are present within the processing process in a certain thickness, in a certain number of pieces and / or intact.
  • wafers this is also referred to as the separation of wafers.
  • the separation of wafers occur due to the nature of the semiconductor substrates and the sometimes unfavorable environmental conditions errors that can lead to several (at least two) plate-shaped semiconductor substrates adhere to each other and so-called double layers arise.
  • Measuring systems for detecting such double layers and fragments on plate-shaped semiconductor substrates such as, for example, silicon wafers (Si wafers), are already known from the prior art.
  • optical sensors in the form of through-beam sensors are used in an optical measuring system. Based on the energetic evaluation of optical transmission, such a measuring system recognizes whether a predetermined quality feature, that is to say, for example, the presence of only one single layer of a plate-shaped semiconductor substrate, is fulfilled here. If a permissible maximum value for the material thickness of the workpiece to be checked, in this case a semiconductor substrate, is exceeded continuously and / or within a certain range, the electromagnetic wave strikes with too little energy content or not at all at the receiver. Such a measuring system thus provides z. B. on the basis of the energy content, the semiconductor substrate radiating and impinging on a receiver electromagnetic waves, whether the material thickness exceeds a permissible maximum value.
  • measuring systems with ultrasonic sensors in the form of ultrasonic barriers consisting of at least one transmitter and one receiver which recognize double layers in the case of plate-shaped semiconductor substrates in the principle of full transmission.
  • the evaluation is usually energetic and therefore leads to the same problems due to an allowable tolerance in the material thickness of the workpiece to be tested, as already explained above.
  • the object of the present invention is to provide an inexpensive measuring system of the type mentioned at the outset which reliably detects the presence of a specific predetermined quality feature on a workpiece and avoids the disadvantages associated with an energetic evaluation of a received electromagnetic wave.
  • Such a measuring system for checking a workpiece for at least one certain predetermined quality feature comprises at least one transmitter emitting electromagnetic waves at a predetermined transmission frequency, a receiver for receiving electromagnetic waves, which is spaced from the transmitter so that the workpiece to be checked between the Transmitter and the receiver in the measuring system can be introduced, and one with the Receiver coupled evaluation on.
  • the evaluation unit evaluates in dependence on received by the receiver electromagnetic waves, whether the workpiece to be tested has a certain predetermined quality feature, wherein the electromagnetic waves generated by the transmitter are adapted to propagate through the workpiece to the receiver.
  • the electromagnetic waves thus received by the receiver after the irradiation of the workpiece are accordingly checked by the evaluation unit to determine whether or not the desired quality feature is present on the workpiece to be checked.
  • the evaluation unit according to the invention performs a comparison of the (received) frequency of the electromagnetic waves received by the receiver with the (transmission) frequency of the electromagnetic waves emitted by the transmitter. Consequently, the measuring system according to the invention does not operate on the basis of an energetic evaluation of the received electromagnetic waves, but exclusively uses the frequencies of the emitted and received electromagnetic waves to decide whether a given predetermined quality feature is present on the workpiece.
  • the evaluation unit advantageously has an evaluation logic for checking whether a reception frequency matches the transmission frequency.
  • the evaluation unit for this purpose has a phase-locked loop which, according to the English technical term, is also referred to as "phase-locked loop" or "PLL" for short.
  • PLL phase-locked loop
  • About such a phase-locked loop or a corresponding PLL stage in the evaluation unit, which is coupled to the receiver can be determined in a simple manner and functionally reliable, whether a reception frequency of the electromagnetic waves received by the receiver coincides with the transmission frequency of the transmitter.
  • the transmission frequency of the transmitter is fed into the evaluation or is stored in this fixed adjustable. On the basis of the frequency comparison, it can then be reliably detected whether the electromagnetic waves were able to penetrate the workpiece to be checked without interference.
  • the evaluation unit preferably generates a control signal if it is determined that the reception frequency and the transmission frequency coincide.
  • This automatic generation of a control signal by means of the phase locked loop or the PLL stage in the evaluation unit has the advantage that for the definition of a safe control signal or switching point no hysteresis is needed. Either the frequency of the electromagnetic wave (s) of the transmitter is detected at the receiver or not.
  • the generation of a control signal and therefore a switching point does not need to be adapted in detail to the material thickness or thickness of the semiconductor substrate. Accordingly, larger tolerances in the material thickness or thickness can be absorbed since no energetic consideration of the received electromagnetic wave (s) is performed.
  • the evaluation logic of the evaluation unit is only set up and provided to automatically determine, when the electromagnetic wave received by the receiver, whether the reception frequency of these electromagnetic waves coincides with the transmission frequency of the electromagnetic waves emitted by the transmitter.
  • the evaluation unit then preferably generates a control signal which only indicates the presence of a specific desired quality feature, such as a maximum thickness of the workpiece to be checked, if the reception frequency and transmission frequency coincide.
  • a measuring system is preferably designed and provided to determine whether a workpiece has a permissible material thickness throughout and / or in a specific section of the workpiece.
  • the electromagnetic waves emitted by the transmitter are adjusted for this purpose so that they can propagate to the receiver only through such a section of the workpiece which does not exceed a predetermined maximum material thickness.
  • the measuring system consequently checks a workpiece introduced completely between the transmitter and the receiver and / or guided past the transmitter and the receiver as to whether this workpiece exceeds a predetermined, permissible maximum material thickness at least in one region.
  • the semiconductor substrate When checking a plate-shaped semiconductor substrate, such maximum permissible material thickness, which is considered permissible, can still be reliably transmitted the semiconductor substrate would be possible with the electromagnetic waves radiated by the transmitter, for example by the superposition of several (at least two) plate-shaped semiconductor substrates on each other or the adhesion of individual fragments of a damaged semiconductor substrate to the semiconductor substrate to be tested. Consequently, if the evaluation unit of the measuring system can not receive any electromagnetic wave (s) in such a case and thus does not detect a reception frequency matching the transmission frequency, a control signal remains off and the evaluation unit reports an error on the semiconductor substrate to be checked. Within a process chain, it can thus be determined with certainty by means of such a measuring system according to the invention whether, for example, there is actually a single silicon wafer without fragments attached to it.
  • the measuring system is used in an existing plant for processing the workpiece, so that offers an embodiment of the measuring system in the form of a retrofittable module.
  • An inventive measuring system can thus be retrofitted, for example, in a wafer as workpieces processing plant. Signals generated by the evaluation unit, such as a control signal for determining the presence of the desired quality feature, can then be transmitted to a higher-level control unit of the system.
  • a measuring system according to the invention is preferably designed such that the workpiece can be guided past the transmitter and the receiver.
  • Such a measuring system thus allows, for example, that the workpiece is guided through the measuring system via a transport device between the transmitter and the receiver.
  • the semiconductor substrate could accordingly be passed through the measuring system between the transmitter and the receiver in such a way that the receiver and the transmitter are located on mutually opposite sides of the plate-shaped semiconductor substrate.
  • a plate-shaped semiconductor substrate is irradiated substantially transversely to its transport direction by the measuring system with electromagnetic waves of the transmitter.
  • electromagnetic waves of the transmitter strike the semiconductor substrate substantially perpendicular to a flat upper or lower side.
  • the measuring system operates with infrared radiation which is emitted or emitted by the transmitter through a workpiece to be examined to the receiver.
  • the measuring system preferably has high-power light barriers consisting of at least one transmitter and one receiver which emit or receive infrared radiation.
  • These high-power light barriers can be designed in particular as fork or angle light barriers.
  • these In order to install the light barriers optimally (from the side) on an existing drive section of a plant processing the workpiece, these preferably have different fork widths and leg lengths, depending on the application.
  • transmitter-receiver unit a design of a unit of transmitter and receiver (transmitter-receiver unit) as a disposable system is conceivable, can be used in the transmitter and receiver with axial and radial radiation axis. These are particularly suitable for mounting transducers and receivers within the drive section of a wafer-processing system from above or below with respect to the transport direction of the wafers within the system.
  • the measuring system can be set up and provided to determine whether a workpiece is located in a permissible predetermined position within the measuring system.
  • at least one transmitter and one receiver are arranged so that, depending on the electromagnetic waves received at this receiver, the evaluation unit can evaluate whether the workpiece deviates from a position considered permissible. This plays a role in particular in the review of semiconductor substrates, which may be slightly twisted or slip during the introduction into the measuring system.
  • a beam path of the electromagnetic waves from a transmitter to a receiver is set, for example, so that the workpiece only with at least one Section projects into this, if the workpiece is not in the predetermined position.
  • the measuring system usually defines a measuring space in which the workpiece can be introduced for checking and at least partially protrude into the (optical) components of the measuring system.
  • a transmitter of a high-power light barrier with its housing may be at least partially disposed within an outwardly sealed space of the measuring system or a system receiving the measuring system, in which the transport and the inspection of the workpiece, in particular a semiconductor substrate done.
  • the surfaces of such components, in particular housing or optical surfaces are here preferably wedge-shaped or arched or rounded, so that coarse dirt on it can not easily adhere.
  • the transmitter is located, for example, above the workpiece to be inspected and radiates vertically down to a tilted by 45 ° plate, which serves as a reflector means and directs the electromagnetic waves to a side-mounted receiver.
  • the reflector means is thus arranged so that the reflector means can deflect electromagnetic waves emitted by the transmitter towards the receiver, which have previously spread through the workpiece to the reflector means.
  • a reflector means may be implemented, for example, as a conventional mirror or triple mirror.
  • a reflector means may be made of any IR radiation-reflecting material.
  • the reflector means is made of the same material as a plate-shaped semiconductor substrate, which is to be checked with the measuring system for a specific quality feature.
  • fragments of the semiconductor substrate, for example a silicon wafer, dropped onto the reflector means would impair the functioning of a reflector means only slightly, in the case of a silicon wafer corresponding to, for example, a silicon reflector.
  • free-blowing devices can be provided on the (optical) components of the measuring system, which can be activated as required or failure-controlled in order to eliminate contamination on an (optical) component.
  • a plurality of transmitters and receivers in a development of a measuring system according to the invention. So can In particular, in the case of plate-shaped half-conductor substrates, it is not possible to detect double layers and only locally occurring fragments or fragments with only a punctual measurement with a single transmitter-receiver unit.
  • a plurality of transmitters are lined up or arranged one behind the other in order to be able to carry out a check over the entire width of a workpiece or over the entire width of a transport path traveled by the workpiece within the measuring system.
  • preferably high-power light barriers are strung together transversely to the transport direction of a semiconductor substrate by an embodiment of the measuring system according to the invention in order to be able to detect such fragments up to a size of a few square millimeters on a plate-shaped semiconductor substrate.
  • a plurality of transmitters are arranged one behind the other in such a way that at least the respective electromagnetic waves emitted by transmitters adjacent to each other are superimposed.
  • the total transmission capacity of the workpiece can be increased.
  • comparatively very thick semiconductor substrates in a single layer can thus be reliably irradiated without significantly increasing the performance of individual transmitters for this purpose.
  • the transmitters are activated one after the other with a time delay, and the associated receivers can thus only receive electromagnetic waves transmitted one after the other, it is also possible to use a single, comparatively simple evaluation unit for all receivers.
  • a multiplexer within the measuring system is preferably used, which successively controls the transmitter coupled to it, so that only one selected transmitter or only certain selected transmitters emit electromagnetic waves.
  • those transmitters are triggered or actively switched together, which are so far spatially separated from each other that a reciprocal influence of their associated receivers is safely excluded.
  • the other transmitters which are also combined in groups, are then activated.
  • a measuring system can consequently be set up to activate one after the other and / or simultaneously for the emission of electromagnetic waves.
  • it may be provided to operate the individual transmitters and receivers in each case or in groups with different frequencies of electromagnetic waves.
  • the evaluation unit of one or more receivers (which are sufficiently spaced apart from each other) is thus fixed at a specific (first) transmission or reception frequency, while the same or another evaluation unit for another or several further receivers is at a (second) frequency different from the first frequency is fixed.
  • a transmitter emitting electromagnetic waves at the first (transmit) frequency can not contribute to triggering a control signal on a receiver not assigned to it which is tuned to the second (transmit) frequency of another transmitter.
  • a light curtain is thus created, through which the workpiece to be checked, in particular continuously, can be guided.
  • at least one of the plurality of transmitters and a receiver associated with this transmitter are arranged and provided for detecting the introduction of a workpiece into the measuring system.
  • a transmitter and a receiver are used to detect a workpiece introduced into the measuring system.
  • such a transmitter transmits electromagnetic waves having a lower power than the other transmitters for checking a quality characteristic, so that electromagnetic waves emitted by this transmitter do not penetrate the workpiece to be checked in any case.
  • Such a transmitter for detecting a workpiece introduced into the measuring system is preferably arranged in a space-saving manner within a row of several transmitters.
  • a transmission power of one or more transmitters is adjustable and / or automatically adjustable.
  • it may be provided to predetermine the transmission power by potentiometric adjustment on the measuring system or to set this via an external potentiometer which can be connected to the measuring system via a control line.
  • an adjustment of the transmission power via an integrated digital potentiometer may be possible.
  • the setting of a transmission power can also be effected digitally and, in particular, via a higher-order control unit, which is further coupled to, for example, a system processing the workpiece.
  • a light barrier with transmitter and receiver has these in such an embodiment via additional inputs for the (control) signals to be transmitted to them by the external control unit.
  • adaptive control makes it possible, in particular, to automatically determine a transmission power of the transmitter via a measuring system, in which electromagnetic waves emitted by the transmitter propagate through a workpiece to the receiver.
  • the measuring system can be set up and provided to determine, by an initial variation of the (reference) workpiece or several workpieces, by automatic variation of the transmission power, at which transmission power a transmission of the introduced workpiece takes place with the emitted electromagnetic waves and at a receiver is still electromagnetic Waves of the same frequency arrive.
  • a measuring system for example, automatically recognize that for subsequent inspections of workpieces, the transmission power of a transmitter compared to a previous series of measurements should be permanently increased or decreased. This is particularly advantageous for the examination of plate-shaped semiconductor substrates such as wafers, since batches of semiconductor substrates of different thicknesses regularly have to be checked for the presence of a specific quality feature in the plants that process or process them.
  • a transmission power for a subsequent second series of measurements with wafers of greater thickness eg 400 ⁇ m must be increased Surveying a single wafer safely. Otherwise, without increasing the transmission power, the measuring system would still detect a double layer even in the presence of a desired individual (thicker) wafer, since its thickness is greater than two layers of the previously tested (thinner) wafers.
  • the measuring system can now be switched to an adaptive setting mode before the first introduction of a new batch of thicker wafers or generally a workpiece with changed parameters to be checked, in which the measuring system based on the measurement on a single (reference) wafer or reference workpiece transmission power determines, in the emitted by the transmitter electromagnetic waves through the wafer or the Pass workpiece through to the receiver. This is done by means of a gradual and / or continuous change of the transmission power of the transmitter.
  • a new transmission power is determined based on a plurality of successively inserted into the measuring system wafer or workpieces, so that any tolerances can be taken into account in their dimensions.
  • the setting of a transmission power can also be implemented manually, so that a user of the measuring system determines and stores, for example, by stepwise or continuous increase or decrease of the transmission power that value at which a particular workpiece or a specific Type of workpiece is safely irradiated and detected at the receiver of the evaluation unit electromagnetic waves with the transmission frequency.
  • a control unit for the measuring system may be provided in a development in particular for the fact that different predetermined transmission powers can be stored here. This can be used for checking changing but previously known workpiece batches, eg. B. wafer with a thickness of 150 ⁇ on the one hand and with a thickness of 400 ⁇ on the other hand, be used on deposited values for each functionally reliable transmission power.
  • An embodiment of a measuring system according to the invention can be used in particular in a dry area or a wet area within a wafer production. Since special requirements for the resistance of the materials used in this area have to be fulfilled, especially when used in a wet area of wafer production, the components of the measuring system used, in particular the transmitter and the receiver, are preferably provided with a coating.
  • Parylene or Teflon coatings can be used to prevent the penetration of water or other cleaning fluids into the sensitive components of the measuring system.
  • Other options include in particular materials such as stainless steel (V4A), polypropylene (PP), polycarbonates (PC) and similar plastics and metals, which are very resistant to corrosion, acid, alkali and surfactants the components used against deionized water be advantageous.
  • Another aspect of the present invention is a measuring method in which the presence of a predetermined quality characteristic of a workpiece to be inspected, such as a semiconductor substrate, is obtained by comparing a transmission frequency of an electromagnetic wave emitted by a transmitter with a reception frequency of a received electromagnetic waves from a receiver is determined, wherein the electromagnetic wave is adapted to propagate from the transmitter through the workpiece to the receiver.
  • a method for checking a workpiece for at least one specific predetermined quality feature accordingly has the following steps:
  • phase locked loop Due to the preferred use of a phase locked loop (“PLL”), only a match of the transmitted and received frequencies will result in the determination of the desired quality feature, such as a maximum material thickness deemed acceptable - strength, is present at the testable solid workpiece.
  • PLL phase locked loop
  • Embodiment variants of a measuring system according to the invention each with a transmitter and a receiver;
  • FIGS. 2A-2B schematically show two further embodiment variants in a perspective view, in which a plurality of transmitters and receivers are arranged next to each other;
  • FIGS. 3A-3B show an embodiment variant with a reflector means for deflecting emitted electromagnetic waves to a receiver
  • FIG. 4 schematically shows three different embodiments for transmitters and / or receivers of a measuring system according to the invention
  • FIGS. 5A-5B schematically show an embodiment with different ones, respectively
  • FIG. 1 A shows a perspective view schematically of essential parts of an embodiment of a measuring system according to the invention.
  • This comprises a transmitter unit 1 which is shown in the form of a rod in FIG. 1A and has a transmitter S for transmission electromagnetic waves W.
  • These electromagnetic waves W are preferably infrared radiation (IR radiation).
  • the electromagnetic waves W emitted by the transmitter S or the transmitter unit 1 are emitted by the transmitter S in the direction of a receiver E, which is arranged in a receiver unit 2 likewise shown in the form of a rod.
  • the receiver unit 2 and thus the receiver E are the transmitter unit 1 with the transmitter S opposite, so that the transmitter S and the receiver E are spaced apart and define a measuring space M between them.
  • a workpiece to be checked P ⁇ is introduced.
  • the workpiece P 1 to be checked is a plate-shaped semiconductor substrate, such as a so-called wafer.
  • the presence of a specific quality feature on the workpiece P ⁇ is checked. This involves determining whether the workpiece Pi inserted between the transmitter S and the receiver E does not exceed a permissible material thickness.
  • the emitted from the transmitter S electromagnetic waves W are set so that they can propagate through the plate-shaped workpiece Pi through to the receiver E of the receiver unit 2, if a material thickness or material thickness a of the workpiece Pi is in a range considered permissible. If electromagnetic waves W emitted by the transmitter S can thus be detected at the receiver E, it is to be evaluated via an evaluation unit A coupled to the receiver E or the receiver unit 2 as to whether the desired or permissible material thickness has not been exceeded.
  • the evaluation unit A has an evaluation logic with a phase-locked loop, a so-called "phase-locked loop" or a PLL-stage
  • the electromagnetic waves W received by the receiver E are compared with a transmission frequency of the electromagnetic waves W emitted by the transmitter S. If the material thickness a of the workpiece Pi does not exceed the permissible material thickness, the electromagnetic waves W emitted by the transmitter S pass through the transmitter shaft S almost unaffected Workpiece Pi through to the receiver E.
  • the evaluation unit A PLL stage the reception frequency is compared with the stored in the evaluation unit A or fed into the evaluation unit A transmission frequency of the transmitter S emitted electromagnetic waves W.
  • the phase locked loop in the evaluation unit A automatically generates a control signal when it is determined that the reception frequency and the transmission frequency coincide, that is, an electromagnetic wave W has hit the receiver E.
  • the emitted from the transmitter S electromagnetic waves W are designed such that they can only safely penetrate a workpiece to be checked P ⁇ , provided that the material thickness a in an allowable tolerance range by a nominal value moves (for example, +/- 30 ⁇ at a nominal value for the material thickness of 150 ⁇ m for a wafer as the workpiece P 1 to be checked, it can be checked quickly and efficiently with the measuring system shown whether there is a single layer of a plate-shaped workpiece P 1 If an evaluation is made as to whether, for example, a received light intensity or intensity is within a permissible tolerance range, it must not be performed by the evaluation unit A. On the other hand, the reliably operating frequency comparison in a PLL stage of the evaluation unit A can be performed quickly and fully automatically Atized without hysteresis for the generation of a control signal to be evaluated whether the desired material thickness of the workpiece Pi is present.
  • the generation of a control signal and therefore a switching point does not need to be adapted in detail to the material thickness or thickness of the semiconductor substrate. Accordingly, larger tolerances in the material thickness or thickness can be absorbed. Nevertheless, it is also ensured that a so-called double layer, that is, the superimposition of several (at least two) workpieces P and P 2 is detected without further notice.
  • FIG. 1 A a measurement situation is illustrated, in which two such superposed plate-shaped workpieces Pi and P were introduced into the measuring space m 2.
  • the electromagnetic waves W emitted by the transmitter S strike the surface of the transmitter S in a test area D a workpiece P 2 . Since the two superimposed, identical workpieces Pi and P 2 together have a material thickness or thickness b, which is therefore almost twice as large as the material thickness a of a single workpiece Pi, the electromagnetic waves W emitted by the transmitter S are not able to do so penetrate both layers or both workpieces Pi and P 2 .
  • the evaluation unit A does not generate a control signal, with the compliance of the prescribed quality feature is confirmed.
  • the measuring system thus recognizes that in the case of the workpiece currently being inspected, which has been introduced into the measuring space M, the stored nominal parameters can never be complied with, ie at least one certain predetermined quality feature is not present. Instead of an affirmative control signal, the evaluation unit A could then correspondingly generate an error signal and transmit it to a higher-order control unit and / or to a display element, such as a display.
  • FIG. 1 A further schematically shows an electronic control unit C, which is coupled to the transmitter unit 1 and, if appropriate, is also connected to the evaluation unit A via a control line shown dashed in FIG. 1A.
  • a transmission power of the transmitter S is preferably set and / or regulated via the control unit C. It is thus possible to adapt the transmission power of the transmitter S to the dimensions of the workpieces Pi to be checked and, for example, to increase the transmission power if workpieces with a significantly larger nominal size for the material thickness a are to be checked.
  • control unit C for this purpose, a potentiometer, in particular a digital potentiometer, via which the transmission power of the transmitter S can be varied stepwise and / or continuously.
  • the measuring system can be adapted manually or automatically to different workpieces Pi to be checked.
  • a transmission power of the transmitter S can be increased if workpieces are to be checked whose material thickness will be (considerably) greater than the material thickness a of the last checked workpiece Pi.
  • different batches of wafers are examined, each differing in the nominal dimensions of the wafer. If a batch of wafers with an approximate material thickness of 400 ⁇ m is to be checked after checking several individual wafers with a material thickness a of approximately 150 ⁇ m, the transmission power of the transmitter S is simply increased by means of the control unit C.
  • the control unit C adjusts the transmission power of the transmitter S adaptively on the basis of one or more reference measurements.
  • a minimum radiation power are detected, in which the receiver E first receives electromagnetic waves W and the Evaluation unit A generates a control signal, since reception frequency and transmission frequency of the electromagnetic waves W match.
  • several individual reference workpieces Pi are preferably introduced into the measuring system.
  • a transmission power of the transmitter S is then set, in which all reference workpieces Pi are safely irradiated and at the receiver E electromagnetic waves W could be detected with a reception frequency corresponding to the transmission frequency emitted by the transmitter S electromagnetic waves W.
  • the workpieces P are preferably passed along a transport direction T through the measuring system and the transmitter S and E receiver.
  • the control unit C is set up and provided to operate the measuring system in two different operating modes.
  • This is preferably a setting mode, in which, in particular, as explained above, the transmission power of the transmitter S to be used is set to the workpieces to be checked, and a checking mode in which the measuring system determines the transmission power based on the transmission power determined in the setting mode Checking workpieces.
  • FIG. 1B illustrates two different variants for a transmitter-receiver unit 3 or 3 ', in each of which a transmitter S and a receiver E are accommodated in a common housing.
  • the transmitter-receiver unit 3 is designed as a fork light barrier, which emits electromagnetic waves in the form of IR radiation from the transmitter S to the receiver E and in which an evaluation unit A is integrated with a phase locked loop.
  • the transmitter-receiver unit 3 ' is designed as an angular light barrier, which also works with IR radiation and in which an evaluation unit with phase-locked loop is integrated.
  • an evaluation unit A may each be formed separately from the transmitter-receiver units 3, 3 ', which is then coupled to the transmitter-receiver units 3, 3'.
  • Both light barriers of Figure 1 B preferably have at least one (additional) signal input, via which they are to be coupled to a control unit C.
  • this control unit C then preferably has a (digital) potentiometer in order to be able to vary the transmission power of a transmitter S or several transmitters S. Since the use of a single transmitter-receiver combination only a substantially punctual verification of a workpiece Pi in the test area D is possible, it is preferred in a development of a measuring system according to the invention according to Figures 2A and 2B, a plurality of transmitters S1 (FIG 2A) or S1 and S2 (FIG. 2B) and a plurality of receivers E1 or E1 and E2 assigned to them.
  • the individual transmitters S1, S2 are arranged one behind the other in a common transmitter unit 1 * or 1 ** , while the receivers E1, E2 are accommodated in a receiver unit 2 * or 2 ** opposite the transmitter unit 1 * , 1 ** .
  • a radiation or light curtain extending transversely to the transport direction T can thus be defined by the transmitters S1, S1 and S2 arranged in line with the electromagnetic waves W1, W2 emitted by the transmitters S1, S2.
  • a workpiece Pi to be checked can now be removed piece by piece by this radiation or light curtain are passed to make a section of a large-scale verification of the workpiece Pi.
  • adhering individual loose fragments F1, F2, F3 can be detected, which increase a permissible material thickness a of the workpiece Pi locally such that an electromagnetic wave W1 no longer reaches the associated receiver E1.
  • the individual transmitters S1 and receiver E1 are operated separately from one another in order in particular to be able to exclude any possible interference of individual adjacent transmitters S1.
  • a transmitter S1 is first activated with a time delay to an adjacent transmitter S1, only one associated receiver E1 can always receive the emitted electromagnetic waves W1.
  • all transmitters S1 are preferably connected to a control unit C according to FIG. 1A, which has a multiplexer and successively activates the transmitter S1 coupled to it.
  • a control unit C according to FIG. 1A, which has a multiplexer and successively activates the transmitter S1 coupled to it.
  • only one selected transmitter S1 transmits or only certain selected transmitters S1 transmit electromagnetic waves W1.
  • transmitters S1 In order not to allow too long time delays until all individually provided transmitters S1 have been activated, it may also be advantageous in this context to combine a plurality of transmitters S1 into simultaneously controllable groups. In each case, those transmitters S1 are triggered or actively switched together, which are so far spatially separated from each other that a mutual influence of their associated receiver E1 is safely excluded. Following this, the further transmitters S1, which are also combined in groups, are then activated.
  • the embodiment of Figure 2A includes seven successively arranged transmitter S1 from "one" to "seven".
  • two of these transmitters S1 could be grouped together in a group which can be controlled jointly by a multiplexer: "one" and “four", “two” and “five” and “three” and “six".
  • the workpiece "P7" to be inspected is checked not only in sections for the presence of a quality feature, but also in a plurality of spatially separated individual sections simultaneously.
  • the evaluation unit A of a receiver E1 or more (mutually spaced apart) receiver E1 is thus set to a specific (first) transmission or reception frequency, while the same or another evaluation unit A for one or more further receivers E1 to one to the first frequency different (second) frequency is fixed.
  • a transmitter S1 which emits electromagnetic waves W1 at the first (transmission) frequency, can not contribute to the triggering of a control signal at a receiver E1 which is not assigned to it, which responds to the second (transmission) frequency of another transmitter S1 is set.
  • transmitters S1 and S2 are housed in a common transmitter unit 1 ** in the embodiment of Figure 2B.
  • the transmitters S1 define the radiation curtain in an analogous manner to the embodiment of FIG.
  • the combination of transmitter S2 and receiver E2 is used to detect a workpiece Pi.
  • the transmitter S2 is part of the series of juxtaposed transmitter S1, the transmitter However, S2 radiates an electromagnetic wave W2 with a lower transmission power than the electromagnetic waves W1 emitted by the transmitters S1.
  • the radiant power of the electromagnetic wave W2 is lower or electromagnetic waves W2 are weaker, so that electromagnetic waves W2 emitted by the transmitter S2 are in no way transmitted through the electromagnetic wave W2 Workpiece P ⁇ can propagate through to the receiver E2.
  • the absence of reception of electromagnetic waves W2 at the receiver E2 is detected immediately.
  • This failure of electromagnetic waves W2 at the receiver E2 evaluates the evaluation unit A immediately as the introduction of a workpiece Pi in the measuring system or in the measuring space M between the transmitter unit 1 ** and receiver unit 2 ** .
  • the weaker emitting transmitter S2 By the weaker emitting transmitter S2, it is thus possible, for example, to easily detect the number of workpieces Pi successively guided through the measuring system.
  • a functionally different transmitter S2 By integrating such a functionally different transmitter S2 in a single transmitter unit 1 ** and thus in a single housing, in which several transmitters S1 are housed for checking a workpiece Pi, such a measuring system can be performed in spite of an expanded functionality comparatively space-saving.
  • the measuring system can be set up and provided to determine whether a workpiece Pi is located in a permissible predetermined position within the measuring system.
  • at least one transmitter S1, S2 and a receiver E1, E2 are arranged so that, depending on the received at this receiver E1, E2 electromagnetic waves W1, W2 of the evaluation unit A, whether the workpiece P ⁇ of a than permissible position deviates. This plays a role in particular in the review of semiconductor substrates, which may be slightly twisted or slip during the introduction into the measuring system.
  • a transmitter S1, S2 provided for this purpose is preferably arranged laterally within the measuring system in such a way that the electromagnetic waves S1, S2 emitted by it do not strike the workpiece Pi when it is located within a position within the measuring system which is considered permissible.
  • This transmitter is thus preferably designed in analogy to the transmitter S2 and radiates electromagnetic waves W2 with lower power in comparison to the transmitters S1 for checking the material thickness a of the workpiece Pi. This can be concluded, for example, by the interruption of the incident on an associated receiver IR radiation that is a portion of the workpiece Pi between this transmitter and this receiver.
  • the evaluation unit A thus automatically generates an (error) signal as soon as the reception of electromagnetic waves at this receiver is interrupted.
  • Such an extension of the measuring system is used, for example, for a tracking control of a workpiece to be passed through the measuring system
  • a plurality of additional transmitter-receiver combinations or units are provided in which the beam path of the electromagnetic waves traverses areas within the measuring system in which there are no sections of the workpiece Pi, when the workpiece Pi is in a proper position and position within the measuring system or is passed through the measuring system in a predetermined position. If no electromagnetic waves with the transmission frequency (more) are detected by the evaluation unit A at one or more of the intended receivers, it can be assumed that the workpiece P 1 is "out of position".
  • a plurality of different transmitters S1, S2 and receivers E1, E2 can accordingly be used, which serve different functions. While some transmitters S1 ensure the verification that the workpiece to be checked P 1; z. B. a wafer, does not exceed an allowable material thickness, the presence of the workpiece Pi is detected by further transmitter S2 and again checks on additional transmitter S2 that the workpiece Pi is positioned as intended by the measuring system in its implementation.
  • FIGS. 3A and 3B A further variant for a measuring system according to the invention is schematically illustrated in side view in FIGS. 3A and 3B.
  • electromagnetic waves W3 which were emitted by the transmitter S of the transmitter unit 1, deflected by a reflector means R by an angle ⁇ and passed to the receiver E of the receiver unit 2.
  • the reflector means R is substantially formed as a mirror which is inclined to the propagation direction of coming from the transmitter S electromagnetic waves W3 by 45 °. Accordingly, the electromagnetic waves W3 are deflected by the reflector means R substantially at an angle ⁇ of 90 ° to the receiver E.
  • the transmitter unit 1 with the transmitter S is still located above the reflector means R, so that a portion of the beam path l 2 of the electromagnetic waves W3 from the transmitter S to the reflector means R is substantially straight down.
  • a further section of the beam path Ii extends from the reflector means R to the laterally arranged receiver E substantially perpendicular to the preceding section of the beam path l 2 .
  • electromagnetic waves W3 emitted by the transmitter S propagate through a workpiece Pi having an allowable material thickness to the reflector means R, from where they are deflected to the receiver E, thereby once again the workpiece P-, penetrate.
  • An advantage of the arrangement of transmitter S, reflector means R and receiver E realized thereby is the minimization of the risk that any contamination on the (optical) surfaces of said components of the measuring system will affect the measurements to be carried out.
  • loose fragments or fragments F1, F2, F3 of fractured or damaged workpieces Pi, P 2 can not easily come to rest on the transmitter S and the receiver E.
  • the transmitter unit 1 with the transmitter S is located above one verifying workpiece Pi, so that larger fragments or fragments F1, F2, F3 would already fall due to the gravity acting on them regularly from the transmitter S.
  • the reflector means R is produced from the same semiconductor substrate as the workpiece Pi to be checked. In this way, fragments F1, F2, F3 of a damaged workpiece Pi, P 2 or of a semiconductor substrate hardly affect the reflectivity of the reflector means R.
  • FIG. 4 schematically illustrates three design possibilities of optical surfaces ⁇ ', O “and O'” of receivers E, E “, E '” or transmitters S', S “, S '” to be used.
  • the optical surfaces ⁇ ', O “and O'” in each case represent the sensitive (sensor) regions of the respective receiver or transmitter, via which electromagnetic waves W, W1, W2, W3 are emitted or received.
  • FIGS. 5A and 5B illustrate that the propagation direction of electromagnetic waves W from a transmitter S need not necessarily coincide with a (longitudinal) extension direction X of the transmitter unit 1 or the receiver unit 2 according to FIGS. 1A and 5A, respectively. Rather, instead of such, axial beam exit shown there, the electromagnetic waves W a radial beam exit be realized according to the figure 5B, in which of the transmitter S a transmitter unit 1 'electromagnetic waves W transversely to a longitudinal direction X of the transmitter unit 1' in the direction of the receiver E of a receiver unit 2 'are emitted.
  • transmitter units 1 *, 1 ** and receiver units 2 *, 2 ** may be provided in a measuring system, so that a workpiece P1 to be checked has to pass through several radiation or light curtains generated in succession in order to indicate the presence of a specific quality feature to be checked.
  • transmitters S1 and S1 and S2 of the embodiments according to Figures 2A and 2B and comparable arrangements of multiple transmitters it may be advantageous if the electromagnetic waves of adjacent transmitter S1, S2 selectively overlap, so as to the radiopacity of a workpiece Pi increase. For this the individual transmitters are synchronized.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Messsystem zur Überprüfung eines Werkstücks (P1) auf wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal, mit wenigstens einem Sender (S, S1, S2, S', S", S'"), der elektromagnetische Wellen (W, W1, W2, W3) mit einer vorgegebenen Sendefrequenz aussendet, einem Empfänger (E, E1, E2, E', E", E'") zum Empfangen elektromagnetischer Wellen (W, W1, W2, W3), der zu dem Sender (S, S1, S2, S', S", S'") derart beabstandet ist, dass das zu überprüfende Werkstück (P1) zwischen dem Sender (S, S1, S2, S', S", S'") und dem Empfänger (E, E1, E2, E', E", E'") in das Messsystem einbringbar ist, einer mit dem Empfänger (E, E1, E2, E', E", E'") gekoppelten Auswerteeinheit (A), die in Abhängigkeit von durch den Empfänger (E, E1, E2, E', E", E'") empfangenen elektromagnetischen Wellen (W, W1, W2, W3) bewertet, ob das zu überprüfende Werkstück (P1) ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal aufweist, wobei die von dem Sender erzeugten elektromagnetischen Wellen (W, W1) dazu geeignet sind, sich durch das Werkstück (P1) hindurch zu dem Empfänger (E, E1, E', E", E'") auszubreiten. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit (A) dazu ausgebildet und vorgesehen ist, das Vorliegen eines vorgegebenen Qualitätsmerkmals des zwischen dem Sender (S, S1, S2, S', S", S'") und dem Empfänger (E, E1, E2, E', E", E'") eingebrachten Werkstücks (P1) durch einen Vergleich der Sendefrequenz der von dem Sender (S, S1, S2, S', S", S'") ausgesandten elektromagnetischen Wellen (W, W1, W2, W3) mit einer Empfangsfrequenz der von dem Empfänger (E, E1, E2, E', E", E'") empfangenen elektromagnetischen Wellen (W, W1, W2, W3) festzustellen.

Description

Messsystem und Verfahren zur Überprüfung eines Werkstücks, insbesondere eines Halbleitersubstrats
Beschreibung
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Messsystem zur Überprüfung eines Werkstücks auf wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zur Überprüfung eines Werkstücks auf wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal gemäß Anspruch 27.
Bei der Verarbeitung von Werkstücken in einer Prozesskette muss generell sichergestellt werden, dass diese bestimmte vorgegebene Nennparameter aufweisen, bevor sie zur Weiterverarbeitung freigegeben werden können. Nur so kann eine sichere Prozessführung gewährleistet werden. Gerade bei automatisierten Prozessen muss eine Überprüfung, ob die vorgegebenen Nennparameter eingehalten wurden beziehungsweise sind, schnell und vorzugsweise berührungslos realisiert werden.
Insbesondere bei besonders hochwertigen und/oder filigranen Werkstücken, bei denen Abweichungen in beispielsweise in der Materialdicke oder den äußeren Abmessungen im Bereich weniger 100 Mikrometer (100μηι) als unerwünscht gelten, werden bevorzugt optische Messsysteme eingesetzt, die das zu überprüfende Werkstück mit einer elektromagnetischen Welle durchstrahlen, um festzustellen, ob vorgegebene Nennparameter eingehalten wurden beziehungsweise das Werkstück die damit definierten Qualitätsmerkmale einhält.
So werden beispielsweise bei der Herstellung und/oder Verarbeitung von plattenförmig ausgebildeten Halbleitersubstraten, wie sogenannten Wafern, mittels automatischer Messsysteme überprüft, ob diese innerhalb des Verarbeitungsprozesses in einer bestimmten Materialstärke, in einer bestimmten Stückzahl und/oder unversehrt vorliegen. So besteht an verschiedenen Stellen einer Prozesskette bei der Verarbeitung von derartigen plattenförmigen Halbleitersubstraten beispielsweise die Notwendigkeit, dass ausschließlich eine einzelne Halbleitersubstratplatte aus einem Los beziehungsweise Stapel mehrerer Halbleitersubstratplatten weiter verarbeitet wird. Im Zusammenhang mit Wafern spricht man hier auch von der Vereinzelung von Wafern. Hierbei treten jedoch aufgrund der Beschaffenheit der Halbleitersubstrate und der zum Teil auch unvorteilhaften Umgebungsbedingungen Fehler auf, die dazu führen können, dass mehrere (mindestens zwei) plattenförmige Halbleitersubstrate aneinander haften und sogenannte Doppellagen entstehen.
Weiterhin kann es vorkommen, dass bei der Verarbeitung eines derartigen Werkstückes einzelne plattenförmige Halbleitersubstrate beschädigt werden und lose Bruchstücke beziehungsweise Fragmente aus ihnen heraus gelöst werden. Derartige Fragmente kommen nun unter Umständen auf oder an einem anderen plattenförmigen Halbleitersubstrat zum liegen und können im Laufe einer Prozesskette an anderer Stelle, wie zum Beispiel bei einer nachfolgenden Beschichtung des Halbleitersubstrats, zu Problemen führen.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Messsysteme zur Erkennung solcher Doppellagen und von Fragmenten auf plattenförmigen Halbleitersubstraten, wie zum Beispiel Siliziumwafern (Si-Wafern), bekannt.
In einer Variante werden optische Sensoren in der Form von Einweglichtschranken in einem optischen Messsystem eingesetzt. Basierend auf der energetischen Auswertung optischer Durchstrahlung erkennt ein solches Messsystem, ob ein vorgegebenes Qualitätsmerkmal, das heißt hier zum Beispiel das Vorliegen ausschließlich einer einzigen Lage eines plattenförmigen Halbleitersubstrates, erfüllt ist. Ist ein zulässiger Maximalwert für die Materialdicke des zu überprüfenden Werkstückes, hier eines Halbleitersubstrates, durchgängig und/oder in einem bestimmten Bereich überschritten, trifft die elektromagnetische Welle mit einem zu kleinen Energieinhalt oder überhaupt nicht am Empfänger auf. Ein derartiges Messsystem stellt also z. B. anhand des Energieinhalts das Halbleitersubstrat durchstrahlender und auf einen Empfänger auftreffender elektromagnetischer Wellen fest, ob die Materialdicke einen zulässigen Maximalwert überschreitet. Da bei einer unzulässigen Materialdicke davon ausgegangen werden muss, dass entweder eine weitere Lage des Halbleitersubstrates oder zumindest ein Fragment vorliegt, soll hiermit sichergestellt werden, dass einem nachfolgenden Verarbeitungsprozess ausschließlich eine einzelne Lage eines plattenförmigen Halbleitersubstrats zugeführt wird. Da sich aber die Materialdicke eines Halbleitersubstrates, also zum Beispiel eine Waferdicke, üblicherweise innerhalb gewisser Toleranzen bewegt, muss bei der optischen Erkennung eine Hysterese vorgesehen werden. Nur so kann bei der energetischen Auswertung der empfangenen elektromagnetischen Welle beziehungsweise der empfangenen Strahlung sichergestellt werden, dass zulässige Materialdicken noch sicher erkannt werden. Hierbei muss folglich überprüft werden, ob eine Energie der empfangenen Strahlung noch innerhalb eines als zulässig erachteten Intervalls liegt, wodurch eine Auswertelogik des Messsystems komplexer ausgestaltet werden muss. Oft reicht zudem auch eine Hysterese, auch wenn sie einstellbar ausgeführt ist, nicht aus, um sichere Ein- und Ausschaltpunkte beziehungsweise Kontrollsignale zu liefern.
Weiterhin sind Messsysteme mit Ultraschallsensoren in der Form von Ultraschallschranken bestehend aus wenigstens einem Sender und einem Empfänger bekannt, die Doppellagen bei plattenförmigen Halbleitersubstraten im Durchschallungsprinzip erkennen. Auch hier geschieht die Auswertung üblicherweise energetisch und führt daher zu denselben Problemen aufgrund einer zugelassenen Toleranz in der Materialdicke des zu überprüfenden Werkstückes, wie sie bereits zuvor erläutert wurden.
Eine weitere Möglichkeit zur Überprüfung von plattenförmigen Halbleitersubstraten sind Zeilenkameras mit einer leistungsstarken Beleuchtung. Derartige Messsysteme sind allerdings sehr groß und äu ßerst kostenintensiv.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein möglichst preiswertes Messsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, das das Vorliegen eines bestimmten vorgegebenen Qualitätsmerkmals an einem Werkstück sicher erkennt und die im Zusammenhang mit einer energetischen Auswertung einer empfangenen elektromagnetischen Welle auftretenden Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Messsystem des Anspruchs 1 gelöst.
Ein solches Messsystem zur Überprüfung eines Werkstückes auf wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal weist erfindungsgemäß wenigstens einen Sender, der elektromagnetische Wellen mit einer vorgegebenen Sendefrequenz aussendet, einen Empfänger zum Empfangen elektromagnetischer Wellen, der zu dem Sender derart beabstandet ist, dass das zu überprüfende Werkstück zwischen dem Sender und dem Empfänger in das Messsystem einbringbar ist, und eine mit dem Empfänger gekoppelte Auswerteeinheit auf. Die Auswerteeinheit bewertet in Abhängigkeit von durch den Empfänger empfangenen elektromagnetischen Wellen, ob das zu überprüfende Werkstück ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal aufweist, wobei die von dem Sender erzeugten elektromagnetischen Wellen dazu geeignet sind, sich durch das Werkstück hindurch zu dem Empfänger auszubreiten. Die folglich nach der Durchstrahlung des Werkstückes von dem Empfänger empfangenen elektromagnetischen Wellen werden von der Auswerteeinheit demgemäß dahin gehend überprüft, ob das gewünschte Qualitätsmerkmal an dem zu überprüfenden Werkstück vorliegt oder nicht. Hierfür wird von der Auswerteeinheit erfindungsgemäß ein Vergleich der (Empfangs-)Frequenz der von dem Empfänger empfangenen elektromagnetischen Wellen mit der (Sende-)Frequenz der von dem Sender ausgesandten elektromagnetischen Wellen durchgeführt. Das erfindungsgemäße Messsystem arbeitet folglich nicht auf Basis einer energetischen Auswertung der empfangenen elektromagnetischen Wellen, sondern zieht ausschließlich die Frequenzen der ausgesandten und der empfangenen elektromagnetischen Wellen heran, um zu entscheiden, ob ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal an dem Werkstück vorliegt.
Vorteilhafterweise weist die Auswerteeinheit hierfür eine Auswertelogik auf, anhand derer überprüft wird, ob eine Empfangsfrequenz mit der Sendefrequenz übereinstimmt. In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Auswerteeinheit hierfür einen Phasenregelkreis auf, der gemäß des englischen Fachbegriffes auch als„Phase-Iocked loop" beziehungsweise kurz„PLL" bezeichnet wird. Über einen solchen Phasenregelkreis beziehungsweise eine entsprechende PLL-Stufe in der Auswerteeinheit, die mit dem Empfänger gekoppelt ist, kann in einfacher Weise und funktionssicher festgestellt werden, ob eine Empfangsfrequenz der von dem Empfänger empfangenen elektromagnetischen Wellen mit der Sendefrequenz des Senders übereinstimmt. Hierfür wird die Sendefrequenz des Senders in die Auswerteeinheit gespeist oder ist in dieser fest einstellbar hinterlegt. Auf Basis des Frequenzvergleichs kann dann sicher detektiert werden, ob die elektromagnetischen Wellen das zu überprüfende Werkstück störungsfrei durchstrahlen konnten.
Die Auswerteeinheit generiert dementsprechend bevorzugt ein Kontrollsignal, wenn festgestellt wird, dass die Empfangsfrequenz und die Sendefrequenz übereinstimmen. Diese automatische Generierung eines Kontrollsignals mittels des Phasenregelkreises beziehungsweise der PLL-Stufe in der Auswerteeinheit hat den Vorteil, dass für die Definition eines sicheren Kontrollsignals beziehungsweise Schaltpunktes keine Hysterese benötigt wird. Entweder wird die Frequenz der elektromagnetischen Welle(n) des Senders an dem Empfänger detektiert oder nicht.
Gerade bei der Überprüfung von plattenförmigen Halbleitersubstraten, wie zum Beispiel sogenannten Wafern, muss somit die Generierung eines Kontrollsignals und daher ein Schaltpunkt nicht im Detail an die Materialsstärke beziehungsweise -dicke des Halbleitersubstrates angepasst werden. Es können dementsprechend größere Toleranzen in der Materialstärke beziehungsweise -dicke aufgefangen werden, da keine energetische Betrachtung der empfangenen elektromagnetischen Welle(n) durchgeführt wird.
Vielmehr ist die Auswertelogik der Auswerteeinheit in einem Ausführungsbeispiel nur dazu eingerichtet und vorgesehen, bei durch den Empfänger empfangener elektromagnetischer Welle automatisch festzustellen, ob die Empfangsfrequenz dieser elektromagnetischen Wellen mit der Sendefrequenz der von dem Sender ausgesandten elektromagnetischen Wellen übereinstimmt. Die Auswerteeinheit generiert dann vorzugsweise nur bei einer Übereinstimmung von Empfangsfrequenz und Sendefrequenz automatisch ein Kontrollsignal, das das Vorliegen eines bestimmten gewünschten Qualitätsmerkmals, wie zum Beispiel eine nicht überschrittene Maximaldicke des zu überprüfenden Werkstückes, mitteilt.
Wie bereits oben ausgeführt, ist ein erfindungsgemäßes Messsystem vorzugsweise dazu eingerichtet und vorgesehen, festzustellen, ob ein Werkstück durchgängig und/oder in einem bestimmten Abschnitt des Werkstückes eine zulässige Materialdicke aufweist. Die von dem Sender ausgesandten elektromagnetischen Wellen werden hierfür derart eingestellt, dass sie sich bis zu dem Empfänger nur durch einen solchen Abschnitt des Werkstückes hindurch ausbreiten können, der eine vorgegebene maximale Materialdicke nicht überschreitet. Das Messsystem überprüft folglich ein komplett zwischen dem Sender und dem Empfänger eingebrachtes und/oder an dem Sender und dem Empfänger vorbei geführtes Werkstück dahingehend, ob dieses Werkstück zumindest in einem Bereich eine vorgegebene, zulässige maximale Materialstärke überschreitet. Bei der Überprüfung eines plattenförmigen Halbleitersubstrates kann eine solche als zulässig erachtete maximale Materialstärke, bei der noch eine sichere Durchstrahlung des Halbleitersubstrates mit der von dem Sender ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen möglich wäre, beispielsweise durch das Aufeinanderliegen mehrerer (mindestens zweier) plattenförmiger Halbleitersubstrate aufeinander oder das Haften einzelner Fragmente eines beschädigten Halbleitersubstrates an dem zu überprüfenden Halbleitersubstrat überschritten sein. Kann folglich die Auswerteeinheit des Messsystems in einem solchen Fall keine elektromagnetische Welle(n) empfangen und damit keine mit der Sendefrequenz übereinstimmende Empfangsfrequenz feststellen, bleibt ein Kontrollsignal aus und die Auswerteinheit meldet einen Fehler an dem zu überprüfenden Halbleitersubstrat. Innerhalb einer Prozesskette kann somit mittels eines solchen erfindungsgemäßen Messsystems sicher festgestellt werden, ob zum Beispiel tatsächlich ein einzelner Siliziumwafer ohne daran anhaftende Fragmente vorliegt.
Bevorzugt wird das Messsystem in einer bereits bestehenden Anlage zur Verarbeitung des Werkstückes eingesetzt, sodass sich eine Ausführung des Messsystems in der Form eines nachträglich einbaubaren Moduls anbietet. Ein erfindungsgemäßes Messsystem kann somit beispielsweise in eine Wafer als Werkstücke verarbeitende Anlage nachträglich eingebaut werden. Von der Auswerteeinheit generierte Signale, wie zum Beispiel ein Kontrollsignal für die Feststellung des Vorliegens des gewünschten Qualitätsmerkmals, kann dann an eine übergeordnete Steuereinheit der Anlage übermittelbar sein.
Da gerade innerhalb automatisierter Verarbeitungsprozesse ein festes Werkstück zur Überprüfung nicht lange ruhend vorgehalten werden soll, um eine Prozess- oder Verarbeitungsrate der Anlage nicht erheblich zu reduzieren, ist ein erfindungsgemäßes Messsystem bevorzugt so ausgestaltet, dass das Werkstück an dem Sender und dem Empfänger vorbeiführbar ist.
Ein solches Messsystem gestattet somit beispielsweise, dass das Werkstück über eine Transportvorrichtung zwischen dem Sender und dem Empfänger durch das Messsystem hindurch geführt wird. Insbesondere bei einem plattenförmigen Halbleitersubstrat als Werkstück wäre das Halbleitersubstrat dementsprechend zwischen dem Sender und dem Empfänger derart durch das Messsystem hindurchführbar, dass sich der Empfänger und der Sender während der Überprüfung aufeinander gegenüberliegenden Seiten des plattenförmigen Halbleitersubstrates befinden. Auf diese Weise wird ein plattenförmiges Halbleitersubstrat im Wesentlichen quer zu seiner Transportrichtung durch das Messsystem mit elektromagnetischen Wellen des Senders bestrahlt. Bei einer zulässigen Dicke des Halbleitersubstrats erreichen dabei von einem Sender ausgesandte beziehungsweise emittierte elektromagnetische Wellen den auf der gegenüberliegenden Seite des Halbleitersubstrats angeordneten Empfänger. Folglich treffen hierbei elektromagnetische Wellen des Senders im Wesentlichen senkrecht zu einer flächigen Ober- beziehungsweise Unterseite auf das Halbleitersubstrat.
In einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet das Messsystem mit Infrarotstrahlung, die von dem Sender durch ein zu überprüfendes Werkstück hindurch zu dem Empfänger ausgesandt beziehungsweise abgestrahlt wird.
Vorzugsweise weist das Messsystem Hochleistungslichtschranken bestehend aus mindestens einem Sender und einem Empfänger auf, die Infrarotstrahlung aussenden beziehungsweise empfangen. Diese Hochleistungslichtschranken können insbesondere als Gabel- oder Winkellichtschranken ausgeführt sein. Um die Lichtschranken optimal (von der Seite) an eine bestehende Antriebssektion einer das Werkstück verarbeitenden Anlage anzubringen, weisen diese je nach Anwendungsfall vorzugsweise unterschiedliche Gabelweiten und Schenkellängen auf.
Ebenso ist eine Bauform einer Einheit aus Sender und Empfänger (Sender-Empfänger- Einheit) als Einwegsystem denkbar, bei dem Sender und Empfänger mit axialer und radialer Strahlungsachse Verwendung finden können. Diese eignen sich insbesondere um Sender und Empfänger innerhalb der Antriebssektion einer Wafer verarbeitenden Anlage von oben oder unten bezogen auf die Transportrichtung der Wafer innerhalb der Anlage zu montieren.
Weiterhin kann das Messsystem dazu eingerichtet und vorgesehen sein, festzustellen, ob sich ein Werkstück in einer als zulässig vorgegebenen Lage innerhalb des Messsystems befindet. Hierfür sind wenigstens ein Sender und ein Empfänger so angeordnet, dass in Abhängigkeit von dem an diesem Empfänger empfangenen elektromagnetischen Wellen von der Auswerteeinheit bewertet werden kann, ob das Werkstück von einer als zulässig erachteten Position abweicht. Dies spielt insbesondere bei der Überprüfung von Halbleitersubstraten eine Rolle, die bei der Einbringung in das Messsystem unter Umständen leicht verdreht werden beziehungsweise verrutschen. Um sicher detektieren zu können, dass sich das zu überprüfende Werkstück außer Position befindet, ist ein Strahlengang der elektromagnetischen Wellen von einem Sender zu einem Empfänger beispielsweise so eingestellt, dass das Werkstück nur dann mit wenigstens einem Abschnitt in diesen hineinragt, wenn sich das Werkstück nicht in der vorgegebenen Lage befindet. Dies erlaubt eine einfache Kontrolle der bestimmungsgemäßen Position und/oder Lage des in das Messsystem eingebrachten Werkstücks. So werden z. B. von der Auswerteeinheit an dem Empfänger zunächst ungestört (dauerhaft) elektromagnetische Wellen mit der Sendefrequenz festgestellt. Diese elektromagnetischen Wellen sind aber nicht geeignet, ein Werkstück, wie z. B. einen Wafer, zu durchstrahlen, sodass von der Auswerteeinheit automatisch ein Fehlersignal generiert werden kann, sobald der Empfang elektromagnetischer Wellen unterbrochen wird.
Um einen dauerhaft fehlerfreien Betrieb des Messsystems ohne häufige Wartung gewährleisten zu können, sind in dem Messsystem verwendete optische Komponenten vorteilhaft so ausgestaltet, dass sich daran nicht ohne Weiteres Verschmutzungen oder Verunreinigungen ablagern können. So definiert das Messsystem üblicherweise einen Messraum, in den das Werkstück zur Überprüfung einbringbar ist und in den (optische) Komponenten des Messsystems wenigstens teilweise hineinragen. So kann beispielsweise ein Sender einer Hochleistungslichtschranke mit seinem Gehäuse zumindest teilweise innerhalb eines nach außen abgedichteten Raumes des Messsystems oder einer das Messsystem aufnehmenden Anlage angeordnet sein, in dem der Transport und die Überprüfung des Werkstückes, insbesondere eines Halbleitersubstrats, erfolgen. Die Oberflächen solcher Komponenten, insbesondere Gehäuse- oder Optikoberflächen, werden hier bevorzugt keilförmig oder gewölbt beziehungsweise abgerundet ausgeführt, sodass gröbere Verschmutzungen daran nicht ohne Weiteres haften bleiben können. Dies ist insbesondere vorteilhaft in Bezug auf von einem beschädigten Werkstück gelöste Bruchstücke beziehungsweise Fragmente, die derart nicht ohne Weiteres an einem Gehäuse oder einer optischen Oberfläche einer Komponente des Messsystems liegen und/oder haften bleiben können. In diesem Zusammenhang wird es auch als vorteilhaft erachtet, wenn von dem Sender ausgesandte elektromagnetische Wellen nicht auf geradem Wege zu dem Empfänger geleitet werden, sondern über einen geeigneten Reflektor beziehungsweise ein geeignetes Reflektormittel umgelenkt werden. In dieser speziellen Anordnung befindet sich der Sender beispielsweise oberhalb des zu überprüfenden Werkstückes und strahlt senkrecht nach unten auf eine um 45° geneigt Platte, die als Reflektormittel dient und die elektromagnetische Wellen zu einem seitlich angebrachten Empfänger leitet. Hierbei ist das Reflektormittel folglich derart angeordnet, dass das Reflektormittel von dem Sender ausgesandte elektromagnetische Wellen in Richtung des Empfängers umlenken kann, die sich zuvor durch das Werkstück hindurch bis zu dem Reflektormittel ausgebreitet haben.
Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass weder auf dem Sender noch auf dem Empfänger Fragmente liegen bleiben können. Fragmente, die wiederum auf das Reflektormittel fallen, legen sich zwar auf dessen Oberfläche ab, verhindern aber bis zu einem gewissen Grad nicht die Reflektion.
Selbstverständlich ist auch die Umlenkung der von dem Sender ausgesandten elektromagnetischen Wellen über ein Reflektormittel z. B. in Abhängigkeit vom Einsatzort des Messsystems um einen von 45° verschiedenen Winkel möglich. Ein Reflektormittel kann beispielsweise als herkömmlicher Spiegel oder Tripelspiegel ausgeführt sein. Beim Einsatz von durch den Sender ausgesandter Infrarot-Strahlung (IR-Strahlung) kann ein Reflektormittel aus einem beliebigen IR-Strahlung reflektierenden Material hergestellt sein. In einer besonderen Ausführungsvariante ist das Reflektormittel aus demselben Material hergestellt wie ein plattenförmiges Halbleitersubstrat, das mit dem Messsystem auf ein bestimmtes Qualitätsmerkmal hin zu überprüfen ist. Auf das Reflektormittel heruntergefallene Fragmente des Halbleitersubstrates, zum Beispiel eines Siliziumwafers, würden dementsprechend die Funktionsweise eines Reflektormittels, bei einem Siliziumwafer dementsprechend zum Beispiel eines Siliziumreflektors, nur in geringer Weise beeinträchtigen.
Alternativ oder ergänzend können selbstverständlich Freiblaseinrichtungen an den (optischen) Komponenten des Messsystems vorgesehen werden, die bedarfs- oder ausfallgesteuert aktivierbar sind, um eine Verunreinigung an einer (optischen) Komponente zu beseitigen.
Da mit einem einzigen Sender und einem einzigen Empfänger bei größeren Werkstücken üblicherweise nur punktuelle Messungen beziehungsweise Überprüfungen möglich sind, wird es als besonders vorteilhaft erachtet, eine Mehrzahl von Sendern und Empfängern in einer Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Messsystems vorzusehen. So können insbesondere bei plattenförmigen Halbeleitersubstraten Doppellagen und nur lokal auftretende Fragmente beziehungsweise Bruchstücke mit nur einer punktuellen Messung mit einer einzigen Sender-Empfänger-Einheit nicht sicher detektiert werden. Vorzugsweise sind mehrere Sender aneinandergereiht beziehungsweise hintereinander angeordnet, um über die gesamte Breite eines Werkstückes beziehungsweise über die Gesamtbreite einer von dem Werkstück innerhalb des Messsystems zurückgelegten Transportstrecke eine Überprüfung durchführen zu können. So sind vorzugsweise Hochleistungslichtschranken quer zur Transportrichtung eines Halbleitersubstrates durch eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante des Messsystems aneinandergereiht, um derart Fragmente bis zu einer Größe von wenigen Quadratmillimetern auf einem plattenförmigen Halbleitersubstrat detektieren zu können.
Vorzugsweise sind mehrere Sender derart hintereinander angeordnet, dass sich wenigstens die jeweils von zu einander benachbarten Sendern ausgesandten elektromagnetischen Wellen überlagern. Indem dann weiterhin die Sendefrequenzen der einzelnen Sender synchronisiert sind, kann die Gesamtdurchstrahlungsfähigkeit des Werkstückes gesteigert werden. Gerade bei dem Einsatz eines erfindungsgemäßen Messsystems zur Überprüfung von Halbleitersubstraten können damit auch vergleichsweise sehr dicke Halbleitersubstrate in einer einzelnen Lage sicher durchstrahlt werden, ohne hierfür die Leistung einzelner Sender erheblich zu steigern.
Alternativ hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die einzelnen Sender und Empfänger separat voneinander zu betreiben, um insbesondere eine eventuelle störende Beeinflussung einzelner benachbarter Sender auszuschließen. Indem beispielsweise die Sender mit zeitlicher Verzögerung nacheinander aktiv geschaltet werden und die zugeordneten Empfänger somit jeweils nur nacheinander ausgesandte elektromagnetische Wellen empfangen können, ist zudem die Verwendung einer einzigen, vergleichsweise einfach aufgebauten Auswerteeinheit für alle Empfänger möglich. Hierbei wird vorzugsweise ein Multiplexer innerhalb des Messsystems eingesetzt, der nacheinander die mit ihm gekoppelten Sender ansteuert, sodass jeweils nur ein ausgewählter Sender oder nur bestimmte ausgewählte Sender elektromagnetischen Wellen aussenden. Um keine allzu großen zeitlichen Verzögerungen zu gestatten, bis alle vorgesehenen Sender einzeln aktiviert wurden, kann es in diesem Zusammenhang auch von Vorteil sein, mehrere Sender in gleichzeitig ansteuerbare Gruppen zusammenzufassen. Zwar sind chronologische Aktivierungen und Deaktivierungen aller Sender beziehungsweise Empfänger nacheinander elektronisch durchaus schnell zu realisieren. Jedoch können die auftretenden Schaltzeiten bei einer Vielzahl von Sendern unter Umständen so groß werden, dass eine Schadstelle eines an den Sendern vorbeigeführten Werkstücks (z. B. in Form eines Fragments auf dem Werkstück) nicht erkannt wird. Der entsprechende Sender wird unter Umständen erst aktiviert, wenn der Bereich des Werkstückes mit der Schadstelle den Sender bereits vollständig passiert hat. Hier ist eine Zusammenfassung eines Teils der vorgesehenen Sender in gemeinsam ansteuerbare Gruppen von Vorteil.
Dabei werden jeweils diejenigen Sender gemeinsam getriggert bzw. aktiv geschaltet, die soweit räumlich voneinander beabstandet sind, dass eine wechselseitige Beeinflussung der ihnen zugeordneten Empfänger sicher ausgeschlossen ist. Im Anschluss daran werden dann die weiteren ebenfalls jeweils in Gruppen zusammengefassten Sender aktiv geschaltet.
Ein erfindungsgemäßes Messsystem kann folglich dazu eingerichtet sein, nacheinander und/oder gleichzeitig zur Aussendung elektromagnetischer Wellen zu aktivieren. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, die einzelnen Sender und Empfänger jeweils oder gruppenweise mit unterschiedlichen Frequenzen von elektromagnetischen Wellen zu betreiben. Die Auswerteeinheit eines Empfängers oder mehrerer (voneinander ausreichend beabstandeter) Empfänger ist folglich auf eine bestimmte (erste) Sende- beziehungsweise Empfangsfrequenz festgelegt, während dieselbe oder eine andere Auswerteeinheit für einen weiteren oder mehrere weitere Empfänger auf eine zu der ersten Frequenz unterschiedliche (zweite) Frequenz festgelegt ist. Auf diese Weise kann ein Sender, der mit der ersten (Sende-)Frequenz elektromagnetische Wellen abstrahlt, nicht zu einer Auslösung eines Kontrollsignals an einem ihm nicht zugeordneten Empfänger beitragen, der auf die zweite (Sende-)Frequenz eines anderen Senders eingestellt ist.
Durch die Aneinanderreihung mehrere Sender beziehungsweise Sender-Empfänger- Einheiten, wird folglich ein Lichtvorhang geschaffen, durch den hindurch das zu überprüfende Werkstück, insbesondere kontinuierlich, geführt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens einer der Mehrzahl der Sender und ein diesem Sender zugeordneter Empfänger dazu eingerichtet und vorgesehen, die Einbringung eines Werkstücks in das Messsystem festzustellen. Mit anderen Worten werden ein Sender und ein Empfänger dazu genutzt, ein in das Messsystem eingebrachtes Werkstück zu detektieren. Ein solcher Sender sendet dementsprechend in einer bevorzugen Ausführungsform elektromagnetische Wellen mit geringerer Leistung als die übrigen Sender zur Überprüfung eines Qualitätsmerkmals aus, sodass von diesem Sender ausgesandte elektromagnetische Wellen das zu überprüfende Werkstück in keinem Fall durchstrahlen. So kann bei einer Unterbrechung des Empfangs von elektromagnetischen Wellen an dem zugeordneten Empfänger automatisch auf das Vorliegen eines Werkstücks innerhalb des Messsystems geschlossen werden.
Bevorzugt ist ein solcher Sender zur Detektion eines in das Messsystem eingebrachten Werkstücks platzsparend innerhalb einer Reihe mehrerer Sender angeordnet.
Zusätzlich zu einer Überprüfung eines Werkstücks ist es durch die Einbettung wenigstens eines Senders zur Detektion eines in das Messsystem eingebrachten Werkstücks somit in einfacher Weise möglich, die Anzahl der nacheinander mit einem erfindungsgemäßen Messsystem überprüften Werkstücke zu ermitteln. Auch kann in der Auswerteeinheit oder einer zugeordneten Steuereinheit bewertet und abrufbar gespeichert sein, zu welchem Zeitpunkt welche überprüften Werkstücke das gewünschte beziehungsweise erforderliche Qualitätsmerkmal (nicht) aufwiesen. Hierdurch kann z. B. analysiert werden, ob festgestellte Fehler an den Werkstücken zu einem bestimmten Zeitpunkt gehäuft auftraten und somit einer gemeinsamen Ursache zuzuordnen sind.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Sendeleistung eines oder mehrere Sender einstellbar und/oder automatisch regelbar ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, die Sendeleistung durch potentiometrische Einstellung an dem Messsystem vorzugeben oder diese über ein externes Potentiometer einzustellen, das über eine Steuerleitung mit dem Messsystem verbindbar ist.
Alternativ oder ergänzend kann eine Einstellung der Sendeleistung über ein integriertes Digitalpotentiometer möglich sein. Derart kann die Einstellung einer Sendeleistung auch digital und insbesondere über eine übergeordnete Steuereinheit erfolgen, die des Weiteren zum Beispiel mit einer das Werkstück verarbeitenden Anlage gekoppelt ist. Bei der Verwendung einer Lichtschranke mit Sender und Empfänger verfügt diese in einem solchen Ausführungsbeispiel über zusätzliche Eingänge für die durch die externe Steuereinheit an sie zu übertragenden (Steuer-)Signale. Durch eine adaptive Regelung wird es in diesem Zusammenhang insbesondere möglich, über ein Messsystem automatisch eine Sendeleistung des Senders zu ermitteln, bei der sich von dem Sender ausgesandte elektromagnetische Wellen durch ein Werkstück hindurch zu dem Empfänger ausbreiten. Das Messsystem kann hierbei dazu eingerichtet und vorgesehen sein, bei einer erstmaligen Einbringung eines (Referenz-) Werkstücks oder mehrerer Werkstücke durch automatische Variation der Sendeleistung festzustellen, bei welcher Sendeleistung eine Durchstrahlung des eingebrachten Werkstücks mit den ausgesandten elektromagnetischen Wellen erfolgt und an einem Empfänger noch elektromagnetische Wellen der gleichen Frequenz ankommen. Durch eine solche Funktionalität kann ein Messsystem beispielsweise selbsttätig erkennen, dass für nachfolgende Überprüfungen von Werkstücken die Sendeleistung eines Senders gegenüber einer vorangegangenen Messreihe dauerhaft erhöht oder erniedrigt werden sollte. Dies ist insbesondere für die Überprüfung von plattenförmigen Halbleitersubstraten wie Wafern von Vorteil, da in den diese ver- beziehungsweise bearbeitenden Anlagen regelmäßig Chargen von Halbleitersubstraten unterschiedlicher Dicke auf das Vorliegen eines bestimmten Qualitätsmerkmals überprüft werden müssen. Wurden beispielsweise in einer ersten Messreihe Wafer mit einer vergleichsweise kleinen Dicke (z. B. 150μηι) auf das Vorliegen eines einzelnen Wafers überprüft, muss eine Sendeleistung für eine nachfolgende zweite Messreihe mit Wafern größerer Dicke (z. B. 400μηι) erhöht werden, um einen einzelnen Wafer noch sicher durchstrahlen zu können. Ohne Erhöhung der Sendeleistung würde das Messsystem ansonsten auch beim Vorliegen eines gewünschten einzelnen (dickeren) Wafer noch eine Doppellage detektieren, da dessen Dicke größer ist als zwei Lagen der zuvor geprüften (dünneren) Wafer.
Das Messsystem kann nun vor der ersten Einbringung einer neuen Charge dickerer Wafer beziehungsweise allgemein eines Werkstücks mit geänderten zu überprüfenden Parametern in einen adaptiven Einstellungsmodus geschaltet werden, in dem das Messsystem anhand der Messung an einem einzelnen (Referenz-) Wafer beziehungsweise Referenz-Werkstück die Sendeleistung ermittelt, bei der von dem Sender ausgesandte elektromagnetische Wellen durch den Wafer beziehungsweise das Werkstück hindurch zu dem Empfänger gelangen. Dies geschieht anhand einer schrittweisen und/oder kontinuierlichen Änderung der Sendeleistung des Senders.
Vorzugsweise wird anhand einer Mehrzahl von nacheinander in das Messsystem eingebrachter Wafer beziehungsweise Werkstücke eine neue Sendeleistung ermittelt, sodass auch etwaige Toleranzen in deren Abmaßen berücksichtigt werden können.
Alternativ oder ergänzend zu einer derartigen weiter automatisierten Arbeitsweise eines Messsystems kann die Einstellung einer Sendeleistung auch manuell realisierbar sein, sodass ein Benutzer des Messsystems beispielsweise durch schrittweise oder kontinuierliche Erhöhung beziehungsweise Verringerung der Sendeleistung denjenigen Wert feststellt und speichert, bei dem ein bestimmtes Werkstück beziehungsweise ein bestimmter Typ eines Werkstücks sicher durchstrahlt wird und am Empfänger von der Auswerteeinheit elektromagnetische Wellen mit der Sendefrequenz detektiert werden.
Eine Steuereinheit für das Messsystem kann in einer Weiterbildung insbesondere dazu vorgesehen sein, dass hierin unterschiedliche vorgegebene Sendeleistungen speicherbar sind. Damit kann für die Überprüfung wechselnder aber vorbekannter Werkstück- Chargen, z. B. Wafer mit einer Dicke von 150μηι einerseits und mit einer Dicker von 400μηι andererseits, auf hinterlegte Werte für eine jeweils funktionssichere Sendeleistung zurückgegriffen werden.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messsystems kann insbesondere in einem Trockenbereich oder einem Nassbereich innerhalb einer Waferproduktion eingesetzt werden. Da insbesondere bei einem Einsatz in einem Nassbereich der Waferproduktion spezielle Anforderungen an die Beständigkeit der in diesem Bereich eingesetzten Werkstoffe erfüllt sein müssen, werden die eingesetzten Komponenten des Messsystems, insbesondere der Sender und der Empfänger, bevorzugt mit einer Beschichtung versehen. Hier können Parylene oder Teflonbeschichtungen verwendet sein, um das Eindringen von Wasser oder anderen Reinigungsflüssigkeiten in die sensiblen Komponenten des Messsystems zu verhindern. Weitere Möglichkeiten sind insbesondere Werkstoffe wie nichtrostender („rostfreier") Stahl (V4A), Polypropylen (PP), Polycarbonate (PC) und ähnliche Kunststoffe und Metalle, die sehr korrosions-, säure-, laugen- und tensidbeständig sind. Auch kann eine Beständigkeit der verwendeten Komponenten gegen deionisiertes Wasser vorteilhaft sein. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren, bei dem das Vorhandensein beziehungsweise Vorliegen eines vorgegebenen Qualitätsmerkmals eines zu überprüfenden Werkstückes, wie zum Beispiel eines Halbleitersubstrates, durch einen Vergleich einer Sendefrequenz von einem Sender ausgesandter elektromagnetischer Wellen mit einer Empfangsfrequenz von einem Empfänger empfangener elektromagnetischer Wellen festgestellt wird, wobei die elektromagnetische Welle dazu geeignet ist, sich von dem Sender durch das Werkstück hindurch zu dem Empfänger auszubreiten. Ein solches Verfahren zur Überprüfung eines Werkstücks auf wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal weist demnach die folgenden Schritte auf:
Erzeugen und Aussenden elektromagnetischer Wellen mit einer vorgegebenen Sendefrequenz, wobei die erzeugten elektromagnetischen Wellen dazu geeignet sind, sich durch ein zu prüfendes Werkstück hindurch zu wenigstens einem
Empfänger auszubreiten,
Empfangen der elektromagnetischen Wellen, die sich durch das Werkstück hindurch ausgebreitet haben, durch den wenigstens einen Empfänger und
Vergleich der Sendefrequenz der ausgesandten elektromagnetischen Wellen mit einer Empfangsfrequenz der von dem Empfänger empfangenen elektromagnetischen Wellen, um festzustellen, ob ein vorgegebenes Qualitätsmerkmal an dem zu überprüfenden Werkstück vorliegt.
Durch die bevorzugte Verwendung eines Phasenregelkreises (englischer Fachterminus „Phase-Iocked loop", kurz„PLL") führt nur eine Übereinstimmung der gesendeten und der empfangenen Frequenz zu der Feststellung, dass das gewünschte Qualitätsmerkmal, wie zum Beispiel eine als zulässig eingestufte maximale Materialdicke beziehungsweise - stärke, an dem zu überprüfenden festen Werkstück vorliegt.
Da über einen solchen Phasenregelkreis in einer mit dem Empfänger gekoppelten Auswerteeinheit nur die Übereinstimmung der empfangenen Frequenz mit der ebenfalls in die Auswerteeinheit eingespeisten Sendefrequenz des Senders zu einer automatischen Generierung eines Kontrollsignals führt, kann mit einem derartigen Messverfahren beziehungsweise einem nach diesem Messverfahren arbeitenden Messsystem das Vorliegen des gewünschten, zu überprüfenden Qualitätsmerkmals sicher festgestellt werden, ohne das hierfür die an dem Empfänger empfangenen elektromagnetischen Wellen energetisch, das heißt hinsichtlich der an dem Empfänger messbaren Leistung, ausgewertet werden müssten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Die dabei zuvor und im Folgenden angeführten vorteilhaften Ausgestaltungen des Messsystems sind in analoger Weise auch als vorteilhafte Ausgestaltungen eines Verfahrens zur Messung, ob an einem zu überprüfenden Werkstück ein bestimmtes Qualitätsmerkmal vorliegt, anzuwenden und umgekehrt.
Es zeigen:
Figuren 1 A - 1 B in perspektivischer Ansicht schematische Darstellungen von
Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Messsystems mit jeweils einem Sender und einem Empfänger;
Figuren 2A - 2B zwei weitere Ausführungsvarianten in perspektivischer Ansicht schematisch dargestellt, bei denen jeweils mehrere Sender und Empfänger nebeneinander angeordnet sind;
Figuren 3A - 3B eine Ausführungsvariante mit einem Reflektormittel zur Umlenkung ausgesandter elektromagnetischer Wellen zu einem Empfänger;
Figur 4 schematisch drei unterschiedliche Ausführungsformen für Sender und/oder Empfänger eines erfindungsgemäßen Messsystems;
Figuren 5A - 5B schematisch jeweils eine Ausführungsform mit unterschiedlicher
Ausbildung des Senders und Empfängers in einer Senderbeziehungsweise Empfängereinheit.
Die Figur 1 A zeigt in perspektivischer Ansicht schematisch wesentliche Teile einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messsystems. Dieses umfasst eine in der Figur 1 A stabförmig dargestellte Sendereinheit 1 mit einem Sender S zur Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen W. Bei diesen elektromagnetischen Wellen W handelt es sich bevorzugt um Infrarot-Strahlung (IR-Strahlung).
Die von dem Sender S beziehungsweise der Sendereinheit 1 ausgesandten elektromagnetischen Wellen W werden von dem Sender S in Richtung eines Empfängers E abgestrahlt, der in einer ebenfalls stabförmig dargestellten Empfängereinheit 2 angeordnet ist. Die Empfängereinheit 2 und damit der Empfänger E liegen der Sendereinheit 1 mit dem Sender S gegenüber, sodass der Sender S und der Empfänger E zueinander beabstandet sind und zwischen sich einen Messraum M definieren.
In diesen Messraum M ist ein zu überprüfendes Werkstück P^ eingebracht. In einer bevorzugten Ausführungsvariante handelt sich bei dem zu überprüfenden Werkstück P^ um ein plattenförmiges Halbleitersubstrat, wie zum Beispiel einen sogenannten Wafer. Mit der gezeigten Anordnung aus Sender S und Empfänger E wird das Vorliegen eines bestimmten Qualitätsmerkmals an dem Werkstück P^ überprüft. Hierbei geht es darum, festzustellen, ob das zwischen dem Sender S und dem Empfänger E eingebrachte Werkstück Pi eine zulässige Materialdicke nicht überschreitet.
Hierfür sind die von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W derart eingestellt, dass sie sich durch das plattenförmige Werkstück Pi hindurch zu dem Empfänger E der Empfängereinheit 2 ausbreiten können, sofern eine Materialstärke beziehungsweise Materialdicke a des Werkstückes Pi in einem als zulässig erachteten Bereich liegt. Können somit an dem Empfänger E von dem Sender S ausgesandte elektromagnetische Wellen W festgestellt werden, ist über eine mit dem Empfänger E beziehungsweise der Empfängereinheit 2 gekoppelte Auswerteeinheit A zu bewerten, ob die gewünschte beziehungsweise zulässige Materialdicke nicht überschritten wurde.
Um hierbei keine aufwendige energetische Auswertung der empfangenen elektromagnetischen Wellen W vornehmen zu müssen, weist die Auswerteeinheit A eine Auswertelogik mit einem Phasenregelkreis, eine sogenannte „Phase-Iocked loop" beziehungsweise eine PLL-Stufe auf. Diese ist in der Lage, eine Empfangsfrequenz der von dem Empfänger E empfangenen elektromagnetischen Wellen W mit einer Sendefrequenz der von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W zu vergleichen. Übersteigt die Materialdicke a des Werkstückes Pi die als zulässig erachtete Materialdicke nicht, gelangen die von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W nahezu unbeeinflusst durch das Werkstück Pi hindurch zu dem Empfänger E. Durch die in der Auswerteeinheit A vorgesehene PLL-Stufe wird die Empfangsfrequenz mit der in der Auswerteeinheit A hinterlegten oder in die Auswerteeinheit A eingespeisten Sendefrequenz der von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W gegenübergestellt. Der Phasenregelkreis in der Auswerteeinheit A generiert automatisch ein Kontrollsignal, wenn festgestellt wird, dass die Empfangsfrequenz und die Sendefrequenz übereinstimmen, also eine elektromagnetische Welle W an dem Empfänger E aufgetroffen ist.
In dem die von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W derart ausgelegt sind, dass sie ein zu überprüfendes Werkstück P^ nur sicher durchdringen können, sofern sich dessen Materialdicke a in einem zulässigen Toleranzbereich um einen Nennwert bewegt (zum Beispiel +/- 30 μηι bei einem Nennwert für die Materialdicke von 150 μηι für einen Wafer als zu überprüfendes Werkstück P^, kann mit dem gezeigten Messsystem schnell und effizient überprüft werden, ob eine einzelne Lage eines plattenförmigen Werkstückes P^ vorliegt. Eine energetische Betrachtung der empfangenen elektromagnetischen Wellen W, das heißt eine Auswertung, ob sich beispielsweise eine empfangene Lichtstärke beziehungsweise -Intensität innerhalb eines als zulässig erachteten Toleranzbereichs befindet, muss von der Auswerteeinheit A nicht vorgenommen werden. Durch den zuverlässig arbeitenden Frequenzvergleich in einer PLL-Stufe der Auswerteeinheit A kann demgegenüber schnell und vollautomatisiert ohne Hinterlegung einer Hysterese für die Generierung eines Kontrollsignals bewertet werden, ob die gewünschte Materialdicke des Werkstückes Pi vorliegt.
Gerade bei der Überprüfung von plattenförmigen Halbleitersubstraten, wie zum Beispiel sogenannten Wafern, muss somit die Generierung eines Kontrollsignals und daher ein Schaltpunkt nicht im Detail an die Materialstärke beziehungsweise -dicke des Halbleitersubstrates angepasst werden. Es können dementsprechend größere Toleranzen in der Materialstärke beziehungsweise -dicke aufgefangen werden. Dennoch ist gleichfalls sichergestellt, dass eine sogenannte Doppellage, das heißt, das Aufeinanderliegen mehrerer (mindestens zweier) Werkstücke P und P2 ohne Weiteres detektiert wird.
In der Figur 1 A ist eine Messsituation veranschaulicht, bei der zwei solche aufeinanderliegende plattenförmige Werkstücke Pi und P2 in den Messraum M eingebracht wurden. Die von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W treffen in einem Prüfbereich D auf die dem Sender S zugewandte Oberfläche des einen Werkstückes P2. Da die beiden aufeinanderliegenden, gleichartigen Werkstücke Pi und P2 zusammen eine Materialstärke beziehungsweise -dicke b aufweisen, die folglich nahezu doppelt so groß ist wie die Materialdicke a eines einzelnen Werkstückes Pi , sind die von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W nicht in der Lage beide Lagen beziehungsweise beide Werkstücke Pi und P2 zu durchdringen. An dem Empfänger E treffen somit keine elektromagnetischen Wellen W auf und die Auswerteeinheit A generiert kein Kontrollsignal, mit dem die Einhaltung des vorgeschriebenen Qualitätsmerkmals bestätigt wird. Das Messsystem erkennt somit, dass bei dem aktuell zu überprüfenden in den Messraum M eingebrachten Werkstück die hinterlegten Nennparameter in keinem Fall eingehalten sein können, also wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal nicht vorliegt. Anstelle eines bestätigenden Kontrollsignals könnte von der Auswerteeinheit A nun dementsprechend ein Fehlersignal generiert und an eine übergeordnete Steuereinheit und/oder an ein Anzeigenelement, wie zum Beispiel ein Display, übermittelt werden.
In der Figur 1 A ist weiterhin eine elektronische Steuereinheit C schematisch dargestellt, die mit der Sendereinheit 1 gekoppelt ist und gegebenenfalls über eine in der Figur 1 A gestrichelt dargestellte Steuerleitung auch mit der Auswerteeinheit A in Verbindung steht. Über die Steuereinheit C wird vorzugsweise eine Sendeleistung des Senders S eingestellt und/oder geregelt. So ist es möglich, die Sendeleistung des Senders S an die Abmaße der zu überprüfenden Werkstücke Pi anzupassen und beispielsweise die Sendeleistung zu erhöhen, wenn Werkstücke mit einem deutlich größeren Nennmaß für die Materialdicke a überprüft werden sollen.
Vorzugsweise weist die Steuereinheit C hierfür ein Potentiometer, insbesondere ein Digitalpotentiometer auf, über das die Sendeleistung des Senders S schrittweise und/oder kontinuierlich variiert werden kann.
Über die Anpassung der Sendeleistung des Senders S kann das Messsystem manuell oder automatisch an unterschiedliche zu überprüfende Werkstücke Pi angepasst werden. Dies bedeutet insbesondere, dass beispielsweise eine Sendeleistung des Senders S erhöht werden kann, wenn Werkstücke zu überprüfen sind, deren Materialdicke jeweils (erheblich) größer sein wird als die Materialdicke a des zuletzt überprüften Werkstücks Pi . So können ohne Veränderung der Anordnung innerhalb des Messsystems zum Beispiel unterschiedliche Chargen von Wafern untersucht werden, die sich jeweils hinsichtlich der Nennmaße der Wafer unterscheiden. Soll nach der Überprüfung mehrerer einzelner Wafer mit einer Materialdicke a von ungefähr 150 μηι eine Charge von Wafern mit einer ungefähren Materialdicke von 400 μηι überprüft werden, wird hierzu einfach über die Steuereinheit C die Sendeleistung des Senders S erhöht.
Für eine weitere Automatisierung des Messsystems kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit C die Sendeleistung des Senders S adaptiv aufgrund einer oder mehrerer Referenzmessungen selbsttätig einstellt. Hierzu kann beispielsweise an einem einzelnen (Referenz-) Werkstück Pi , das zwischen Sender S und Empfänger E angeordnet wurde, durch schrittweise oder kontinuierliche Erhöhung der Sendeleistung des Senders S eine Mindeststrahlungsleistung festgestellt werden, bei der der Empfänger E erstmalig elektromagnetische Wellen W empfängt und die Auswerteinheit A ein Kontrollsignal generiert, da Empfangsfrequenz und Sendefrequenz der elektromagnetischen Wellen W übereinstimmen. Um die Streuung einzelner realer Materialdicken einer zu überprüfenden Charge von Werkstücken Pi bei einer solchen Festlegung der Sendeleistung für den Sender S zu berücksichtigen, werden vorzugsweise mehrere einzelne Referenz-Werkstücke Pi in das Messsystem eingebracht. Anhand dieser Referenzwerkstücke Pi wird dann eine Sendeleistung des Senders S eingestellt, bei der alle Referenzwerkstücke Pi sicher durchstrahlt werden und an dem Empfänger E elektromagnetische Wellen W mit einer Empfangsfrequenz festgestellt werden konnten, die der Sendefrequenz der von dem Sender S ausgesandten elektromagnetischen Wellen W entsprach. Bei einer solchen Einmessfahrt wie auch im späteren Betrieb des Messsystems werden die Werkstücke P vorzugsweise entlang einer Transportrichtung T durch das Messsystem hindurch und an Sender S und Empfänger E vorbeigeführt.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit C dazu eingerichtet und vorgesehen, das Messsystem in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi zu betreiben. Dabei handelt es sich bevorzugt um einen Einstellungsmodus, in dem insbesondere, wie zuvor erläutert, die zu verwendende Sendeleistung des Senders S auf die zu überprüfenden Werkstücke eingestellt wird, und um einen Überprüfungsmodus, in dem das Messsystem auf Basis der in dem Einstellungsmodus ermittelten Sendeleistung die Überprüfung von Werkstücken vornimmt. In der Figur 1 B sind zwei unterschiedliche Varianten für eine Sender-Empfänger-Einheit 3 beziehungsweise 3' veranschaulicht, in denen jeweils ein Sender S und ein Empfänger E in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Dabei ist die Sender-Empfänger- Einheit 3 als Gabellichtschranke ausgebildet, die elektromagnetische Wellen in Form von IR-Strahlung von dem Sender S zu dem Empfänger E aussendet und in die eine Auswerteeinheit A mit einem Phasenregelkreis integriert ist. Die Sender-Empfänger- Einheit 3' ist als Winkellichtschranke ausgebildet, die ebenfalls mit IR-Strahlung arbeitet und in die eine Auswerteeinheit mit Phasenregelkreis integriert ist. Alternativ kann selbstverständlich auch eine Auswerteeinheit A jeweils separat von den Sender-Empfänger-Einheiten 3, 3' ausgebildet sein, die dann mit den Sender-Empfänger- Einheiten 3, 3' gekoppelt ist.
Beide Lichtschranken der Figur 1 B weisen bevorzugt wenigstens einen (zusätzlichen) Signaleingang auf, über den sie mit einer Steuereinheit C zu koppeln sind. Diese Steuereinheit C weist dann wie bereits zuvor ausgeführt vorzugsweise ein (Digital-) Potentiometer auf, um die Sendeleistung eines Senders S oder mehrerer Sender S variieren zu können. Da bei der Verwendung einer einzelnen Sender-Empfänger-Kombination ausschließlich eine im Wesentlichen punktuelle Überprüfung eines Werkstücks Pi in dem Prüfbereich D möglich ist, wird es in einer Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Messsystems gemäß den Figuren 2A und 2B bevorzugt, eine Mehrzahl von Sendern S1 (Figur 2A) beziehungsweise S1 und S2 (Figur 2B) und eine Mehrzahl ihnen zugeordneter Empfänger E1 beziehungsweise E1 und E2 zu verwenden.
Die einzelnen Sender S1 , S2 sind hierbei in einer gemeinsamen Sendereinheit 1 * beziehungsweise 1 ** hintereinander angeordnet, während die Empfänger E1 , E2 in einer der Sendereinheit 1 *, 1 ** gegenüberliegenden Empfängereinheit 2* beziehungsweise 2** untergebracht sind.
Wie in den Figuren 2A und 2B veranschaulicht ist, kann somit über die aneinandergereihten Sender S1 beziehungsweise S1 und S2 ein sich quer zur Transportrichtung T erstreckender Strahlungs- oder Lichtvorhang mit den von den Sendern S1 , S2 ausgesandten elektromagnetischen Wellen W1 , W2 definiert werden. Ein zu überprüfendes Werkstück Pi kann nun Stück für Stück durch diesen Strahlungs- beziehungsweise Lichtvorhang hindurchgeführt werden, um abschnittsweise eine großflächige Überprüfung des Werkstücks Pi vorzunehmen. Auf diese Weise können auch an dem Werkstück P-, anhaftende einzelne lose Fragmente F1 , F2, F3 detektiert werden, die eine zulässige Materialdicke a des Werkstücks Pi lokal derart erhöhen, dass eine elektromagnetische Welle W1 den zugeordneten Empfänger E1 nicht mehr erreicht.
Gerade bei der Verarbeitung von fragilen Wafern als Werkstücken P^ kommt es häufig vor, dass einzelne der leicht zerbrechlichen dünnen Wafer beschädigt werden und Teile von ihnen als loses Fragment F1 , F2 beziehungsweise F3 an einem anderen Wafer haften oder darauf liegen bleiben. Da derartige Fragmente F1 , F2, F3 aber spätestens in nachfolgenden Verarbeitungsschritten störend sind, sollten diese funktionssicher detektiert werden können. Dies ist mit den gezeigten Ausführungsvarianten der Figuren 2A und 2B ohne Weiteres möglich, die gleichfalls nach dem bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 A beschriebenen Messverfahren arbeiten.
In einer Variante dieser Ausführungsform werden die einzelnen Sender S1 und Empfänger E1 separat voneinander betrieben, um insbesondere eine eventuelle störende Beeinflussung einzelner benachbarter Sender S1 ausschließen zu können. Indem beispielsweise ein Sender S1 erst mit zeitlicher Verzögerung nach einem benachbarten Sender S1 aktiv geschaltet wird, kann stets nur ein zugeordneten Empfänger E1 die ausgesandten elektromagnetische Wellen W1 empfangen. Zudem wäre hierbei die Verwendung einer einzigen, vergleichsweise einfach aufgebauten Auswerteeinheit A für alle Empfänger E1 möglich. Vorzugsweise sind alle Sender S1 hierfür an eine Steuereinheit C gemäß der Figur 1 A angeschlossen, die einen Multiplexer aufweist und nacheinander die mit ihm gekoppelten Sender S1 ansteuert. Derart sendet jeweils nur ein ausgewählter Sender S1 oder senden nur bestimmte ausgewählte Sender S1 elektromagnetischen Wellen W1 aus.
Um keine allzu großen zeitlichen Verzögerungen zu gestatten, bis alle vorgesehenen einzeln Sender S1 aktiviert wurden, kann es in diesem Zusammenhang auch von Vorteil sein, mehrere Sender S1 in gleichzeitig ansteuerbare Gruppen zusammenzufassen. Dabei werden jeweils diejenigen Sender S1 gemeinsam getriggert bzw. aktiv geschaltet, die soweit räumlich voneinander beabstandet sind, dass eine wechselseitige Beeinflussung der ihnen zugeordneten Empfänger E1 sicher ausgeschlossen ist. Im Anschluss daran werden dann die weiteren ebenfalls jeweils in Gruppen zusammengefassten Sender S1 aktiv geschaltet. Beispielsweise enthält das Ausführungsbeispiel der Figur 2A sieben hintereinander angeordnete Sender S1 von„eins" bis„sieben". Jeweils zwei dieser Sender S1 könnten in einer gemeinsam von einem Multiplexer ansteuerbaren (Schalt-)Gruppe zusammengefasst werden:„eins" und„vier",„zwei" und„fünf" und„drei" und„sechs". Der verbleibende Sender„sieben" würde in diesem Beispiel einzeln angesteuert. Derart wird über einen solches Messsystem das zu überprüfende Werkstück P^ nicht nur abschnittsweise auf das Vorliegen eines Qualitätsmerkmals hin überprüft, sondern auch in mehreren voneinander räumlich getrennten einzelnen Abschnitten gleichzeitig.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, die einzelnen Sender S1 und Empfänger E1 jeweils einzeln oder gruppenweise mit unterschiedlichen Frequenzen von elektromagnetischen Wellen W1 zu betreiben. Die Auswerteeinheit A eines Empfängers E1 oder mehrerer (voneinander ausreichend beabstandeter) Empfänger E1 ist folglich auf eine bestimmte (erste) Sende- beziehungsweise Empfangsfrequenz festgelegt, während dieselbe oder eine andere Auswerteeinheit A für einen weiteren oder mehrere weitere Empfänger E1 auf eine zu der ersten Frequenz unterschiedliche (zweite) Frequenz festgelegt ist. Auf diese Weise kann ein Sender S1 , der mit der ersten (Sende-) Frequenz elektromagnetische Wellen W1 abstrahlt, nicht zu einer Auslösung eines Kontrollsignals an einem ihm nicht zugeordneten Empfänger E1 beitragen, der auf die zweite (Sende-)Frequenz eines anderen Senders S1 eingestellt ist.
In Abwandlung von dem Ausführungsbeispiel der Figur 2A sind in dem Ausführungsbeispiel der Figur 2B zwei unterschiedliche Typen von Sendern S1 und S2 in einer gemeinsamen Sendereinheit 1 ** untergebracht. Gleiches gilt für eine der Sendereinheit 1 ** gegenüberliegende Empfängereinheit 2** des gezeigten Messsystems, bei dem zwei unterschiedliche Typen vom Empfängern E1 und E2 umfasst sind, die jeweils einem Sender S1 beziehungsweise S2 der Sendereinheit 1 ** zugeordnet sind. Währen die Sender S1 in analoger Weise zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 2A über die von ihnen ausgesandten elektromagnetischen Wellen W1 den Strahlungsvorhang definieren, über den das Vorliegen einer zulässigen Materialdicke des zu überprüfenden Werkstücks P1 ; das heißt zum Beispiel bei einem Wafer als Werkstück Pt die Erkennung von Doppellagen und Fragmenten F1 , F2 und F3, gestattet wird, dient die Kombination aus Sender S2 und Empfänger E2 der Detektion eines Werkstückes Pi . Der Sender S2 ist dabei zwar Teil der Reihe der nebeneinander angeordneten Sender S1 , der Sender S2 strahlt jedoch eine elektromagnetische Welle W2 mit einer geringeren Sendeleistung ab als die von den Sendern S1 ausgesandten elektromagnetischen Wellen W1 . Während die elektromagnetischen Wellen W1 eine ausreichende Strahlungsleistung aufweisen, um ein zu überprüfendes Werkstück Pi sicher zu durchstrahlen, ist die Strahlungsleistung der elektromagnetischen Welle W2 geringer beziehungsweise sind elektromagnetischen Wellen W2 schwächer, sodass sich von dem Sender S2 ausgesandte elektromagnetische Wellen W2 in keinem Fall durch das Werkstück P^ hindurch zu dem Empfänger E2 ausbreiten können. Auf diese Weise wird bei Einbringung eines Werkstücks Pi in den durch die Sender S1 und S2 definierten Strahlungs- beziehungsweise Lichtvorhang sofort das Ausbleiben eines Empfangs elektromagnetischer Wellen W2 an dem Empfänger E2 detektiert. Dieses Ausbleiben elektromagnetischer Wellen W2 an dem Empfänger E2 bewertet die Auswerteeinheit A umgehend als Einbringung eines Werkstücks Pi in das Messsystem beziehungsweise in den Messraum M zwischen Sendereinheit 1 ** und Empfängereinheit 2**. Durch den schwächer strahlenden Sender S2 ist es somit beispielsweise möglich, die Anzahl nacheinander durch das Messsystem hindurch geführter Werkstücke Pi in einfacher Weise zu erfassen. Durch die Integration eines solchen funktionell unterschiedlichen Senders S2 in eine einzige Sendereinheit 1 ** und damit in ein einzelnes Gehäuse, in dem auch mehrere Sender S1 zur Überprüfung eines Werkstückes Pi untergebracht sind, kann ein derartiges Messsystem trotz einer erweiterten Funktionalität vergleichsweise platzsparend ausgeführt werden.
Weiterhin kann das Messsystem dazu eingerichtet und vorgesehen sein, festzustellen, ob sich ein Werkstück Pi in einer als zulässig vorgegebenen Lage innerhalb des Messsystems befindet. Hierfür sind wenigstens ein Sender S1 , S2 und ein Empfänger E1 , E2 so angeordnet, dass in Abhängigkeit von dem an diesem Empfänger E1 , E2 empfangenen elektromagnetischen Wellen W1 , W2 von der Auswerteeinheit A bewertet werden kann, ob das Werkstück P^ von einer als zulässig erachteten Position abweicht. Dies spielt insbesondere bei der Überprüfung von Halbleitersubstraten eine Rolle, die bei der Einbringung in das Messsystem unter Umständen leicht verdreht werden beziehungsweise verrutschen. Ein hierfür (zusätzlich) vorgesehener Sender S1 , S2 ist vorzugsweise derart seitlich innerhalb des Messsystems angeordnet, dass die von ihm ausgesandten elektromagnetischen Wellen S1 , S2 nicht auf dem Werkstück Pi auftreffen, wenn sich diese in einer als zulässig erachteten Lage innerhalb des Messsystems befindet. Dieser Sender ist somit bevorzugt in Analogie zu dem Sender S2 ausgebildet und strahlt elektromagnetische Wellen W2 mit geringerer Leistung im Vergleich zu den Sendern S1 zur Überprüfung der Materialdicke a des Werkstücks Pi aus. Damit kann beispielsweise durch die Unterbrechung der an einem zugeordneten Empfänger auftreffenden IR- Strahlung darauf geschlossen werden, dass sich ein Abschnitt des Werkstücks Pi zwischen diesem Sender und diesem Empfänger befindet. Ein Abschnitt des Werkstücks P-, kann sich aber nur dann zwischen diesem Sender und Empfänger befinden, wenn das Werkstück P^ von seiner vorgesehenen Lage und/oder Position innerhalb des Messsystems abweicht. Von der Auswerteeinheit A wird somit automatisch ein (Fehler-) Signal generiert, sobald der Empfang elektromagnetischer Wellen an diesem Empfänger unterbrochen wird.
Eine solche Erweiterung des Messsystems dient beispielsweise einer Spurkontrolle für ein durch das Messsystem hindurchzuführendes Werkstück Hierfür werden mehrere zusätzliche Sender-Empfänger-Kombinationen oder -Einheiten (vgl. Figur 1 B) in vorgesehen, bei denen der Strahlengang der elektromagnetischen Wellen Bereiche innerhalb des Messsystems durchquert, in denen keine Abschnitte des Werkstücks Pi vorliegen, wenn sich das Werkstück Pi in einer bestimmungsgemäßen Lage und Position innerhalb des Messsystems befindet beziehungsweise in einer bestimmungsgemäßen Position durch das Messsystem hindurchgeführt wird. Werden von der Auswerteeinheit A an einem oder mehreren der dafür vorgesehenen Empfänger keine elektromagnetischen Wellen mit der Sendefrequenz (mehr) festgestellt, ist davon auszugehen, dass das Werkstück P^„au ßer Position" ist.
In einer Weiterbildung des Ausführungsbeispiels des Messsystems gemäß den Figuren 2A und 2B können demnach mehrere unterschiedliche Sender S1 , S2 und Empfänger E1 , E2 eingesetzt werden, die unterschiedlichen Funktionen dienen. Während einige Sender S1 die Überprüfung dahin gehend gewährleisten, dass das zu überprüfende Werkstück P1 ; z. B. ein Wafer, eine zulässige Materialdicke nicht überschreitet, wird über weitere Sender S2 das Vorliegen des Werkstücks Pi detektiert und über wiederum zusätzliche Sender S2 überprüft, dass das Werkstück Pi bei seiner Durchführung durch das Messsystem bestimmungsgemäß positioniert ist. Vorzugsweise befinden sich die zuletzt genannten Sender jeweils quer zu Transportrichtung T weiter außen innerhalb der Sendereinheiten 1 *, 1 ** der Figuren 2A und 2B, also am Anfang beziehungsweise Ende der dargestellten Reihe hintereinander angeordneter Sender S1 beziehungsweise S1 und S2. Es ist damit über sie ohne Weiteres möglich, zu überprüfen, dass sich das Werkstück P1 innerhalb einer virtuellen vorgegebenen Spur entlang der Transportrichtung T befindet.
In den Figuren 3A und 3B wird eine weitere Variante für ein erfindungsgemäßes Messsystem in Seitenansicht schematisch veranschaulicht. Bei dieser Variante werden elektronmagnetische Wellen W3, die von dem Sender S der Sendereinheit 1 ausgesandt wurden, über ein Reflektormittel R um einen Winkel α umgelenkt und zu dem Empfänger E der Empfängereinheit 2 geleitet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen der Figuren 3A und 3B ist das Reflektormittel R im Wesentlichen als ein Spiegel ausgebildet, der zu der Ausbreitungsrichtung der von dem Sender S kommenden elektromagnetischen Wellen W3 um 45° geneigt ist. Dementsprechend werden die elektromagnetischen Wellen W3 über das Reflektormittel R im Wesentlichen um einen Winkel α von 90° zu dem Empfänger E umgelenkt.
Die Sendereinheit 1 mit dem Sender S befindet sich weiterhin oberhalb des Reflektormittels R, sodass ein Abschnitt des Strahlengangs l2 der elektromagnetischen Wellen W3 von dem Sender S zu dem Reflektormittel R im Wesentlichen geradlinig nach unten verläuft. Durch die Umlenkung des Reflektormittel R verläuft ein weiterer Abschnitt des Strahlengangs Ii von dem Reflektormittel R zu dem seitlich angeordneten Empfänger E im Wesentlichen senkrecht zu dem vorangegangenen Abschnitt des Strahlengangs l2. Wie in der Figur 3B gezeigt ist, breiten sich somit von dem Sender S ausgesandte elektromagnetische Wellen W3 durch ein Werkstück Pi mit einer zulässigen Materialdicke hindurch zu dem Reflektormittel R aus, von wo sie zu dem Empfänger E umgelenkt werden und dabei ein weiteres Mal das Werkstück P-, durchdringen. Ein Vorteil der damit realisierten Anordnung von Sender S, Reflektormittel R und Empfänger E ist die Minimierung des Risikos, das eventuelle Verschmutzungen an den (optischen) Oberflächen der genannten Komponenten des Messsystems die durchzuführenden Messungen beeinträchtigen. So können insbesondere lose Bruchstücke beziehungsweise Fragmente F1 , F2, F3 zerborstener oder beschädigter Werkstücke Pi , P2 nicht ohne Weiteres an dem Sender S und den Empfänger E zum Liegen kommen. Die Sendereinheit 1 mit dem Sender S befindet sich oberhalb eines zu überprüfenden Werkstücks Pi , sodass größere Bruchstücke beziehungsweise Fragmente F1 , F2, F3 bereits aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft regelmäßig von dem Sender S abfallen würden. Gleiches gilt für den seitlich angeordneten Empfänger E und das Reflektormittel R mit seiner geneigten Reflektionsfläche. Im Übrigen beeinträchtigen kleinere Fragmente F1 , F2, F3 die Reflektionsfähigkeit des Reflektormittels R nicht in einem solchen Maße, dass die Funktionsfähigkeit des gezeigten Messsystems erheblich eingeschränkt würde. Da keine energetische Auswertung der an dem Empfänger E auftreffenden elektromagnetischen Wellen W3, sondern ein Frequenzvergleich durchgeführt wird, reichen auch abgeschwächte oder gestreute elektromagnetischen Wellen W3 aus, um das Vorliegen der zulässigen Materialdicke festzustellen, sofern diese über einen verschmutzten Reflektormittel R noch in Richtung des Empfängers E umgelenkt werden und sich durch das Werkstück P1 hindurch ausbreiten können.
In einer Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Messsystems, mit dem Halbleitersubstrate, insbesondere (Silizium-)Wafer, als Werkstücke Pi überprüft werden, ist das Reflektormittel R aus demselben Halbleitersubstrat wie das zu überprüfende Werkstück Pi hergestellt. Auf diese Weise beeinträchtigen Fragmente F1 , F2, F3 eines beschädigten Werkstückes Pi , P2 beziehungsweise eines Halbleitersubstrats die Reflektionsfähigkeit des Reflektormittels R kaum.
Mit der Figur 4 werden des Weiteren schematisch drei Ausgestaltungsmöglichkeiten von Optikoberflächen Ο', O" und O'" von zu verwendenden Empfängern E, E", E'" beziehungsweise Sendern S', S", S'" veranschaulicht. So weisen hier die gezeigten Optikoberflächen Ο', O" und O'" in einer Seitenansicht keilförmige oder abgerundete beziehungsweise gewölbte Konturen auf, sodass gröbere Verunreinigungen, wie z. B. lose Fragmente F1 , F2, F3, nicht ohne Weiteres an den Optikoberflächen Ο', O" und O'" anhaften können. Dabei stellen die Optikoberflächen Ο', O" und O'" jeweils die sensiblen (Sensor-) Bereiche des jeweiligen Empfängers beziehungsweise Senders dar, über den elektromagnetische Wellen W, W1 , W2, W3 ausgesandt beziehungsweise empfangen werden.
Mit den Figuren 5A und 5B wird über dies veranschaulicht, dass die Ausbreitungsrichtung elektromagnetischer Wellen W von einem Sender S nicht zwingend mit einer (Längs-)Erstreckungsrichtung X der Sendereinheit 1 beziehungsweise der Empfängereinheit 2 gemäß der Figur 1 A beziehungsweise 5A zusammenfallen muss. Vielmehr kann auch anstelle eines solchen, dort gezeigten axialen Strahlaustritts der elektromagnetischen Wellen W ein radialer Strahlaustritt gemäß der Figur 5B realisiert sein, bei dem von dem Sender S einer Sendereinheit 1 ' elektromagnetische Wellen W quer zu einer Längserstreckungsrichtung X der Sendereinheit 1 ' in Richtung des Empfängers E einer Empfängereinheit 2' abgestrahlt werden.
Im Übrigen ist es selbstverständlich möglich, dass, in Analogie zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 2A und 2B mit einer Mehrzahl aneinandergereihter Sender S1 , S2 beziehungsweise Empfänger E1 , E2, auch mehrere einzelne Sendereinheiten 1 , 1 ' und Empfängereinheiten 2, 2' wie auch mehrere einzelne Sender- Empfänger-Einheiten 3, 3' zusammen innerhalb eines einzigen Messsystems miteinander kombiniert betrieben werden können, um eine großflächigere Überprüfung eines Werkstücks P^ zu gestatten.
Gleichfalls können auch Kombinationen aus Sendereinheiten 1 *, 1 ** und Empfängereinheiten 2*, 2** in einem Messsystem vorgesehen sein, sodass ein zu überprüfendes Werkstück P1 mehrere hintereinander generierte Strahlungs- beziehungsweise Lichtvorhänge durchfahren muss, um auf das Vorliegen eines bestimmten Qualitätsmerkmals hin überprüft zu werden. Insbesondere bei den aneinandergereihten Sendern S1 beziehungsweise S1 und S2 der Ausführungsvarianten gemäß den Figuren 2A und 2B sowie vergleichbarer Anordnungen von mehreren Sendern kann es vorteilhaft sein, wenn sich die elektromagnetischen Wellen benachbarter Sender S1 , S2 gezielt überlagern, um derart die Durchstrahlungsfähigkeit eines Werkstücks Pi zu erhöhen. Hierzu sind die einzelnen Sender synchronisiert.
Grundsätzlich können alle gezeigten Varianten in einfacher Weise auch in bereits bestehende, entsprechende Werkstück P1 ; P2 verarbeitende Anlagen nachträglich implementiert werden. Insbesondere durch Ausführung der Sender-Einheiten 1 , 1 ', 1 *, 1 ** und der Empfänger-Einheiten 2, 2', 2*, 2** beziehungsweise der Sender-Empfänger- Einheiten 3, 3' als vorgefertigte Module gegebenenfalls mit jeweils oder einzelner integrierter Auswerteeinheit A st eine schnelle und problemlose Montage gewährleistet. Bezugszeichenliste
1 , r, 1 ' Sendereinheit
2, 2*, 2' Empfängereinheit
3, 3' Sender-Empfänger-Einheit a Materialdicke
A Auswerteeinheit
b Materialdicke
C Steuereinheit
D Prüfbereich
E, E1 . E2 Empfänger
Ε', E", E'" Empfänger
F1 , F2, F3 Fragment
li , l2 Strahlengang
M Messraum
0', 0", 0"' Optikoberfläche
Pi , P2 Werkstück
R Reflektormittel
S, S1 , S2 Sender
S', S", S'" Sender
T Transportrichtung
W, W1 , W2, W3 elektromagnetische Wellen
X Erstreckungsrichtung α Winkel
* * * * *

Claims

Patentansprüche
1 . Messsystem zur Überprüfung eines Werkstücks (Pi) auf wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal, mit wenigstens
- einem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'"), der elektromagnetische Wellen (W, W1 , W2, W3) mit einer vorgegebenen Sendefrequenz aussendet, - einem Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") zum Empfangen elektromagnetischer Wellen (W, W1 , W2, W3), der zu dem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") derart beabstandet ist, dass das zu überprüfende Werkstück (P^ zwischen dem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") und dem Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") in das Messsystem einbringbar ist, einer mit dem Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") gekoppelten Auswerteeinheit (A), die in Abhängigkeit von durch den Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") empfangenen elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) bewertet, ob das zu überprüfende Werkstück (Pi) ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal aufweist, wobei die von dem Sender erzeugten elektromagnetischen Wellen (W, W1 ) dazu geeignet sind, sich durch das Werkstück (Pi) hindurch zu dem Empfänger (E, E1 , E', E", E'") auszubreiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (A) dazu ausgebildet und vorgesehen ist, das Vorliegen eines vorgegebenen Qualitätsmerkmals des zwischen dem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") und dem Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E"') eingebrachten Werkstücks (Pi) durch einen Vergleich der Sendefrequenz der von dem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") ausgesandten elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) mit einer Empfangsfrequenz der von dem Empfänger (E, E1 , E2, Ε', E", E'") empfangenen elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) festzustellen.
2. Messsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (A) eine Auswertelogik aufweist, anhand derer überprüft wird, ob eine
Empfangsfrequenz der von dem Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") empfangenen elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) mit der Sendefrequenz der von dem Sender (S, S1 , S2, S\ S", S'") ausgesandten elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) übereinstimmt.
Messsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinheit (A) einen Phasenregelkreis zum Vergleich der Empfangsfrequenz mit der Sendefrequenz aufweist.
Messsystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (A) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, automatisch ein Kontrollsignal zu generieren, wenn festgestellt wird, dass die Empfangsfrequenz und die Sendefrequenz übereinstimmen.
Messsystem nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswertelogik der Auswerteeinheit (A) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, bei durch den Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") empfangenen elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) automatisch festzustellen, ob die Empfangsfrequenz dieser elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) mit der Sendefrequenz der von dem Sender (S, S1 , S2, S\ S", S'") ausgesandten elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) übereinstimmt, und dass die Auswerteeinheit (A) nur bei einer Übereinstimmung von Empfangsfrequenz und Sendefrequenz automatisch ein Kontrollsignal generiert.
Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem dazu eingerichtet und vorgesehen ist, festzustellen, ob ein Werkstück (P^ durchgängig und/oder in einem bestimmten Abschnitt des Werkstücks (Pi) eine zulässige Materialdicke (a) aufweist.
Messsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Sender (S, S1 , S', S", S'") ausgesandte elektromagnetische Wellen (W, W1 ) derart eingestellt sind, dass sie sich bis zu dem Empfänger (E, E1 , E', E", E'") nur durch einen solchen Abschnitt des Werkstücks (Pi) hindurch ausbreiten können, der eine vorgegebene maximale Materialdicke (a) nicht überschreitet.
Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem dazu eingerichtet und vorgesehen ist, als Werkstück ein plattenförmiges Halbleitersubstrat (Pi) auf das Vorliegen eines Qualitätsmerkmals zu überprüfen.
9. Messsystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem dazu eingerichtet und vorgesehen ist, festzustellen, ob das plattenförmige Halbleitersubstrat (Pi) durchgängig und/oder in einem bestimmten Abschnitt eine zulässige Materialdicke (a) aufweist, insbesondere festzustellen, ob mehrere aufeinanderliegende plattenförmige Halbleitersubstrate (P1 5 P2) und/oder ob ein plattenförmiges Halbleitersubstrat (P^, an oder auf dem sich wenigstens ein Fragment (F1 , F2, F3) eines anderen Halbleitersubstrats (P2) befindet, zwischen Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") und Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") in das Messsystem eingebracht wurden.
10. Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem dazu eingerichtet und vorgesehen ist, festzustellen, ob sich ein Werkstück (Pi) in einer als zulässig vorgegebenen Lage innerhalb des Messsystems befindet.
1 1 . Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") ausgesandte elektromagnetische Wellen (W, W1 , W2, W3) wenigstens einmal über ein Reflektormittel (R) in Richtung des Empfängers (E, E1 , E2, E', E", E'") umgelenkt sind. 12. Messsystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9 und dem Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektormittel (R) aus demselben Material wie das plattenförmige Halbleitersubstrat (Pi) hergestellt ist.
13. Messsystem nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektormittel (R) derart angeordnet ist, dass das Reflektormittel (R) von dem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") ausgesandte elektromagnetische Wellen (W, W1 , W2, W3) in Richtung des Empfängers (E, E1 , E2, E', E", E'") umlenkt, die sich durch das Werkstück (P^ hindurch bis zu dem Reflektormittel (R) ausgebreitet haben. 14. Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem derart ausgebildet ist, dass das Werkstück (Pi) an dem Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") und dem Empfänger (E, E1 , E2, Ε', E", E'") vorbeiführbar ist.
15. Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeleistung des Senders (S, S1 , S2, S', S", S'") einstellbar, insbesondere adaptiv geregelt ist.
16. Messsystem nach Anspruch 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem dazu eingerichtet und vorgesehen, dass automatisch eine Sendeleistung des Senders (S, S1 , S', S", S'") ermittelbar ist, bei der sich von dem Sender (S, S1 , S\ S", S'") ausgesandte elektromagnetische Wellen (W, W1 ) durch ein Werkstück (P^ hindurch zu dem Empfänger (E, E1 , E', E", E'") ausbreiten.
17. Messsystem nach Anspruch 1 5 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem eine elektronische Steuereinheit (C) zur Einstellung einer Sendeleistung aufweist, die mit dem Sender (S, S1 , S2, S\ S", S'") gekoppelt ist.
18. Messsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (C) ein Potentiometer, insbesondere ein Digitalpotentiometer aufweist.
19. Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem eine Mehrzahl von Sendern (S, S1 , S2, S', S", S'") und Empfängern (E, E1 , E2, Ε', E", E'") aufweist. 20. Messsystem nach Anspruch 1 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") derart hintereinander angeordnet sind, dass sich wenigstens die jeweils von zueinander benachbarten Sendern (S, S1 , S2, S', S", S'") ausgesandten elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) überlagern. 21 . Messsystem nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendefrequenzen der einzelnen Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") synchronisiert sind.
22. Messsystem nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendefrequenzen aller Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") unterschiedlich sind oder zumindest die Sendefrequenzen einer Gruppe von Sendern (S, S1 , S2, S', S", S'") verschieden von den Sendefrequenzen einer anderen Gruppe von Sendern (S, S1 , S2, S\ S", S'") ist.
23. Messsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem dazu eingerichtet ist, Sender (S, S1 , S2, S', S", S'") nacheinander und/oder gleichzeitig zur Aussendung elektromagnetischer Wellen (W, W1 , W2, W3) zu aktivieren.
24. Messsystem nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer (S2) der Mehrzahl der Sender und ein diesem Sender (S2) zugeordneter Empfänger (E2) dazu eingerichtet und vorgesehen sind, die Einbringung eines Werkstücks (Pi) in das Messsystem zu detektieren.
25. Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem einen Messraum (M) definiert, in den das
Werkstück (Pi) zur Überprüfung einbringbar ist, und dass eine in dem Messraum (M) befindliche Oberfläche (Ο', O", O'") einer Komponente des Messsystems, insbesondere des Senders (S, S1 , S2, S', S", S'") und/oder des Empfängers (E, E1 , E2, Ε', E", E'"), derart ausgebildet ist, dass lose Fragmente (F1 , F2, F3) eines Werkstücks (P^ P2) nicht an dieser Oberfläche (Ο', O", O'") haften.
26. Messsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem wenigstens eine Lichtschranke (3, 3') mit mindestens einem Sender (S) und einem Empfänger (E) aufweist.
27. Verfahren zur Überprüfung eines Werkstücks auf wenigstens ein bestimmtes vorgegebenes Qualitätsmerkmal mit den folgenden Schritten:
Erzeugen und Aussenden elektromagnetischer Wellen (W, W1 , W2, W3) mit einer vorgegebenen Sendefrequenz, wobei die erzeugten elektromagnetischen
Wellen (W, W1 , W2, W3) dazu geeignet sind, sich durch ein zu prüfendes Werkstück (P1 ; P2) hindurch zu wenigstens einem Empfänger (E, E1 , E2, Ε', E", E'") auszubreiten, Empfangen der elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3), die sich durch das Werkstück (Pi , P2) hindurch ausgebreitet haben, durch den wenigstens einen Empfänger (E, E1 , E2, E\ E", E'") und
Vergleich der Sendefrequenz der ausgesandten elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3) mit einer Empfangsfrequenz der von dem Empfänger (E, E1 , E2, E', E", E'") empfangenen elektromagnetischen Wellen (W, W1 , W2, W3), um festzustellen, ob ein vorgegebenes Qualitätsmerkmal an dem zu überprüfenden Werkstück (P1 ; P2) vorliegt.
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