DE10143174A1 - Meßstation - Google Patents
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- DE10143174A1 DE10143174A1 DE10143174A DE10143174A DE10143174A1 DE 10143174 A1 DE10143174 A1 DE 10143174A1 DE 10143174 A DE10143174 A DE 10143174A DE 10143174 A DE10143174 A DE 10143174A DE 10143174 A1 DE10143174 A1 DE 10143174A1
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- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
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- G—PHYSICS
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T279/00—Chucks or sockets
- Y10T279/29—More than one set of gripping means
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meßstation zum Testen von Wafern. DOLLAR A Die Meßstation umfaßt ein Drehelement sowie ein Hilfsspannfutter. Das Drehelement ist zum Stützen eines Spannfutters darauf geeignet, wobei das Drehelement relativ drehbar zur Spannfuttervorrichtung (20) ist. Das Hilfsspannfutter ist in der Lage, sich relativ zu der Spannfuttervorrichtung zu drehen.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßstation.
Mit Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 wird eine Meßstation erläutert, welche eine Basis
10 (teilweise gezeigt) umfaßt, die eine Gegendruckplatte 12 mittels einer Anzahl von
Hebebockelementen 14a, 14b, 14c, 14d trägt, die die Gegendruckplatte jeweils individuell
relativ zu der Basis um eine geringe Strecke (ungefähr ein Zehntel eines Zolls = 2,5 mm) für
im folgenden näher erläuterte Zwecke vertikal anheben oder absenken. Ebenfalls durch die
Basis 10 der Meßstation wird eine motorangetriebene Positioniervorrichtung 16 mit einem
rechteckförmigen Stößel 18 getragen, welcher eine bewegliche Spannfuttervorrichtung 20
stützt, die einen Wafer oder andere zu testende Vorrichtungen aufnimmt. Die
Spannfuttervorrichtung 20 kann ungestört durch eine große Öffnung 22 in der
Gegendruckplatte 12 hindurchgehen, was es erlaubt, daß die Spannfuttervorrichtung
unabhängig von der Gegendruckplatte durch die Positioniervorrichtung 16 längs einer X-, Y-
und Z-Achse verschiebbar ist, das heißt, horizontal längs zweier zueinander senkrecht
stehender X- und Y-Achsen und vertikal längs der Z-Achse. Auf dieselbe Weise bewegt sich
die Gegendruckplatte 12, wenn sie durch die Hebebockelemente 14 vertikal bewegt wird,
unabhängig vom Spannfutteraufbau 20 und der Positioniervorrichtung 16.
Auf der Gegendruckplatte 12 sind mehrere individuelle Sondenpositioniervorrichtungen
aufgebracht, wie die mit 24 bezeichnete (es ist nur eine gezeigt), von denen eine jede ein
vorstehendes Element 26 aufweist, auf welchem ein Sondenhalter 28 aufgebracht ist, welcher
wiederum eine jeweilige Sonde 30 zum Kontaktieren von Wafern und anderen zu testenden
Vorrichtungen stützt, welche auf der Spannfuttervorrichtung 20 aufgebracht sind. Die
Sondenpositioniervorrichtung 24 hat Mikrometerstellvorrichtungen 34, 36 bzw. 38 zum
Anpassen der Position des Sondenhalters 28 und somit der Sonde 30 längs der X-, Y- und Z-
Achse, relativ zur Spannfuttervorrichtung 20. Bei der Z-Achse handelt es sich beispielhaft um
eine Achse, welche im folgenden allgemein als "Annäherungsachse" zwischen dem
Sondenhalter 28 und der Spannfuttervorrichtung 20 bezeichnet wird, wobei mit dem Begriff
der "Annäherungsachse" auch solche Annäherungsrichtungen gemeint sein sollen, welche
weder vertikal noch linear sind, und längs derer die Sondenspitze und der Wafer oder andere
Testvorrichtungen in Kontakt miteinander gebracht werden. Eine weitere
Mikrometerstellvorrichtung 40 verkippt in anpaßbarer Weise den Sondenhalter 28, um eine
Planarität der Sonde relativ zum Wafer oder einer anderen durch die Spannfuttervorrichtung
20 gestützten Testvorrichtung zu ermöglichen. Bis zu zwölf einzelne
Sondenpositioniervorrichtungen 24, von denen jede jeweils eine Sonde trägt, können auf der
Gegendruckplatte 12 um die Spannfuttervorrichtung 20 angebracht sein, um radial hin zu der
Spannfuttervorrichtung zusammenzulaufen, ähnlich wie die Speichen eines Rades. Mit solch
einer Anordnung kann eine jede einzelne Positioniervorrichtung 24 unabhängig ihre jeweilige
Sonde in der X-, Y- und Z-Richtung ausrichten, während die Hebebockelemente 14 betätigt
werden können, um die Gegendruckplatte 12 und damit all die Positioniervorrichtungen 24
und ihre jeweiligen Sonden in ihrer Gesamtheit anzuheben oder abzusenken.
Ein Gehäuse zur Abschirmung von Umwelteinflüssen besteht aus einem oberen
Gehäusebereich 42, welcher starr mit der Gegendruckplatte 12 verbunden ist, und einem
unterem Gehäusebereich 44, welcher starr mit der Basis 10 verbunden ist. Beide Teile
bestehen aus Stahl oder einem anderen passenden elektrisch leitenden Material, um eine EMI-
Abschirmung zu ergeben. Um bei Betätigung der Hebebockelemente 14 kleine vertikale
Verschiebungen zwischen den beiden Gehäuseteilen 42 und 44 auszugleichen, und um die
Gegendruckplatte 12 anzuheben oder abzusenken, ist eine elektrisch leitende elastische
Schaumdichtung 46 vorgesehen, welche bevorzugterweise aus einem mit Silber oder
Kohlenstoff imprägnierten Silikon besteht und welche längs des Umfangs an der Paßlinie an
der Vorderseite des Gehäuses und zwischen dem unteren Bereich 44 und der
Gegendruckplatte 12 eingebracht ist, so daß eine im wesentlichen hermetisch abdichtende,
eine EMI- und Licht-Abschirmung bewirkende Dichtung sich trotz der vertikalen
Relativbewegung zwischen den beiden Gehäuseteilen 42 und 44 ergibt. Obwohl der äußere
Gehäusebereich 42 mit der Gegendruckplatte 12 starr verbunden ist, ist eine ähnliche
Dichtung 47 bevorzugterweise zwischen dem Teil 42 und der Oberseite der Gegendruckplatte
eingebracht, um einen Dichtungseffekt zu maximieren.
In Fig. 5A und 5B ist gezeigt, daß die Oberseite des oberen Gehäuseteils 42 einen
achtförmigen Stahlkasten 48 umfaßt, welcher acht Seitenwände aufweist, wie zum Beispiel
49a und 49b, durch welche sich die vorstehenden Elemente 26 der jeweiligen
Sondenpositioniervorrichtung 24 hindurch bewegen können. Eine jede Seitenwand umfaßt ein
hohles Gehäuse, in welchem jeweils eine entsprechende Folie 50 aus elastischem Schaum
eingebracht ist, welche ähnlich sein kann zu dem oben erwähnten Dichtungsmaterial.
Schlitze, wie zum Beispiel 52, sind teilweise vertikal in den Schaum in Ausrichtung mit den
Schlitzen 54 eingebracht, welche an der inneren und äußeren Oberfläche eines jeden
Seitenwandgehäuses ausgebildet sind und durch welche ein jeweils vorstehendes Element 26
einer zugehörigen Sondenpositioniervorrichtung 24 bewegt werden kann. Der aufgeschlitzte
Schaum ermöglicht Verschiebungen des vorstehenden Elements 26 einer jeden
Sondenpositioniervorrichtung in X-, Y- und Z-Richtung, während eine EMI-Abschirmung
sowie die im wesentlichen hermetische Abdichtung durch das Gehäuse gegeben ist. In vier
der Seitenwände ist die Schaumfolie 50 zwischen einem Paar von Stahlplatten 55 und
Schlitzen darin eingeschlossen, damit eine größere Reichweite der X- und Y-Verschiebung
möglich ist, wobei diese Gegendruckplatten in Querrichtung innerhalb des
Seitenwandgehäuses verschiebbar sind und zwar in einem Verschiebungsbereich, welcher
durch die größeren Schlitze 56 in den inneren und äußeren Oberflächen des
Seitenwandgehäuses festgelegt ist.
Auf dem achteckförmigen Kasten 48 ist eine kreisförmige Sichtöffnung 58 vorgesehen, mit
einem darin eingelassenen kreisförmigen durchsichtigen Dichtungsfenster 60. Eine Klammer
62 hält eine mit einer Öffnung versehene verschiebbare Abdeckblende 64, um den Durchtritt
von Licht wahlweise zu ermöglichen oder zu verhindern. Ein Stereoskop (nicht gezeigt),
welches mit einem Kathodenstrahlröhrenmonitor verbunden ist, kann auf das Fenster
aufgesetzt werden, um eine vergrößerte Anzeige des Wafers oder der zu vermessenden
Vorrichtung und der Sondenspitze bereitzustellen, damit sich eine ordnungsgemäße
Ausrichtung der Sondenspitze während des Einrichtvorgangs oder des Betriebs ergibt.
Alternativ kann das Fenster 60 entfernt werden und eine Mikroskoplinse (nicht gezeigt),
welche von einer Schaumdichtung umgeben ist, kann durch die Sichtöffnung 58 eingeführt
werden, wobei der Schaum eine hermetisch dichte EMI- und Licht-Abschirmung darstellt.
Der obere Gehäuseteil 42 des Gehäuses zur Abschirmung von Umwelteinflüssen umfaßt auch
eine angelenkte Stahltür 68, welche sich um die Drehachse eines Gelenks 70 dreht, wie in
Fig. 2A gezeigt. Das Gelenk drängt die Tür nach unten zur Oberseite des oberen
Gehäuseteils 42 hin, so daß sich eine enganliegende, überlappende und verschiebbare
Umfangsabdichtung 68a mit der Oberseite des oberen Gehäuses ergibt. Wenn die Tür
geöffnet wird, und die Spannfuttervorrichtung 20 durch die Positioniervorrichtung 16
unterhalb der Türöffnung bewegt wird, wie in Fig. 2A gezeigt, ist die
Spannfuttervorrichtung zum Beladen und Entladen zugänglich.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen, daß die Funktionsfähigkeit der Abdichtung des Gehäuses
auch dann erhalten wird, wenn Positionierbewegungen durch die motorangetriebene
Positioniervorrichtung 16 durchgeführt werden, und zwar aufgrund der Bereitstellung einer
Reihe von vier Dichtungsplatten 72, 74, 76 und 78, welche verschiebbar übereinander
gestapelt sind. Die Größen der Platten vergrößern sich schrittweise von der oberen zur
unteren, wie dies auch hinsichtlich der jeweiligen Größen der mittigen Öffnungen 72a, 74a,
76a und 78a der Fall ist, welche in den jeweiligen Platten 72, 74, 76 und 78 ausgebildet sind,
sowie der Öffnung 79a, welche an der Unterseite 44a des unteren Gehäuseteils 44 ausgebildet
ist. Die mittige Öffnung 72a in der oberen Platte 72 paßt dicht um das Lagergehäuse 18a des
vertikal verschiebbaren Stößels 18. Die nächste Platte in nach unten gehender Richtung,
nämlich die Platte 74, hat einen nach oben vorstehenden Umfangsrand 74b, welcher das
Ausmaß der Verschiebung der Platte 72 über die Oberseite der Platte 74 beschränkt. Die
mittige Öffnung 74a in der Platte 74 ist von solch einer Größe, daß sie es ermöglicht, daß die
Positioniervorrichtung 16 den Stößel 18 sowie sein Lagergehäuse 18a quer längs der X- und
Y-Achsen bewegt, bis die Karte der oberen Platte 72 gegen den Rand 74b der Platte 74 stößt.
Die Größe der Öffnung 74a ist jedoch zu klein, als daß sie nicht durch die obere Platte 72
abgedeckt würde, wenn ein solches Anstoßen auftritt. Deshalb wird eine Abdichtung
zwischen den Platten 72 und 74 unabhängig von den Bewegungen des Stößels 18 und seines
Lagergehäuses längs der X- und Y-Achse eingehalten. Eine weitere Bewegung des Stößels 18
und des Lagergehäuses in Richtung des Anschlags der Platte 72 mit dem Rand 74b führt zu
einer Verschiebung der Platte 74 hin zum Umfangsrand 76b der nächsten darunterliegenden
Platte 76. Wiederum ist die mittige Öffnung 76a in der Platte 76 groß genug, um ein Anstoßen
der Platte 74 am Rand 76b zu ermöglichen, jedoch klein genug, um die Platte 74 daran zu
hindern, die Öffnung 76a freizulegen, wodurch ebenfalls wiederum die Abdichtung zwischen
den Platten 74 und 76 eingehalten wird. Eine noch weitere Verschiebung des Stößels 18 und
des Lagergehäuses in derselben Richtung führt zu einer ähnlichen Verschiebung der Platten
76 und 78 relativ zu ihren darunterliegenden Platten bis zu einem Anstoßen am Rand 78b und
der Seite des Gehäusebereichs 74b, ohne daß die Öffnungen 78a und 79a freigelegt werden.
Diese Kombination von verschiebbaren Platten und mittigen Öffnungen mit fortschreitend
sich vergrößernder Größe erlaubt es, einen Gesamtbereich der Verschiebung des Stößels 18
längs der X- und Y-Achsen durch die Positioniervorrichtung 16 zu ermöglichen, während das
Gehäuse trotz einer solchen Positionierbewegung in einem abgedichteten Zustand bleibt. Die
EMI-Abschirmung, welche durch diesen Aufbau bereitgestellt ist, ist selbst gegenüber den
Elektromotoren der Positioniervorrichtung 16 wirksam, da sie sich unterhalb der
verschiebbaren Platten befindet.
Insbesondere in den Fig. 3, 6 und 7 ist erkennbar, daß die Spannfuttervorrichtung 20 einen
modularen Aufbau hat, welcher entweder mit oder ohne das Gehäuse zur Abschirmung von
Umwelteinflüssen verwendbar ist. Der Stößel 18 trägt eine Anpassungsplatte 79, welche
wiederum erste, zweite und dritte Spannfuttervorrichtungselemente 80, 81 und 83 trägt, die
bei zunehmend größeren Abständen von der/den Sonde(n) längs der Annäherungsachse
angebracht sind. Das Element 83 ist eine leitende rechteckförmige Bühne oder Abschirmung
83, welche leitende Elemente 80 und 81 von kreisförmiger Gestalt in ablösbarer Weise trägt.
Das Element 80 hat eine planare, nach oben zeigende, einen Wafer aufnehmende Oberfläche
82 mit einer Anordnung von vertikalen Öffnungen 84 darin. Diese Öffnungen stehen in
Verbindung mit jeweiligen Kammern, welche durch O-Ringe 88 getrennt sind, wobei die
Kammern wiederum separat mit verschiedenen Vakuumleitungen 90a, 90b, 90c (Fig. 6)
verbunden sind, welche mittels separat steuerbaren Vakuumventilen (nicht gezeigt) mit einer
Vakuumquelle in Verbindung stehen. Die jeweiligen Vakuumleitungen verbinden die
jeweiligen Kammern sowie ihre Öffnungen selektiv mit der Vakuumquelle, um den Wafer zu
halten, oder alternativ isolieren sie die Öffnungen von der Vakuumquelle, um einen Wafer in
bekannter Weise freizugeben. Da die verschiedenen Kammern und ihre entsprechenden
Öffnungen separat voneinander betreibbar sind, ist es möglich, daß das Spannfutter Wafer
von verschiedenen Durchmessern hält.
Zusätzlich zu den kreisförmigen Elementen 80 und 81 sind Hilfsspannfutter wie zum Beispiel
92 und 94 lösbar an den Ecken des Elements 83 mittels Schrauben (nicht gezeigt) angebracht,
und zwar unabhängig von den Elementen 80 und 81, und dienen dazu, daß Kontaktunterlagen
sowie Kalibrierungsunterlagen getragen werden, während ein Wafer oder eine zu testende
Vorrichtung gleichzeitig durch das Element 80 getragen wird. Eine jede
Hilfsspannfuttervorrichtung 92, 94 weist ihre eigene nach oben weisende planare Oberfläche
100 bzw. 102 auf und ist parallel zur Oberfläche 82 des Elements 80 ausgerichtet.
Vakuumöffnungen 104 treten aufgrund der Verbindung mit jeweiligen Kammern innerhalb
des Körpers einer jeden Hilfsspannfuttervorrichtung durch die Oberflächen 100 und 102
hindurch. Eine jede der Kammern ist wiederum durch eine separate Vakuumleitung und ein
separates, unabhängig bedienbares Vakuumventil (nicht gezeigt) mit einer Vakuumquelle in
Verbindung, wobei ein jedes dieser Ventile die jeweiligen Sätze von Öffnungen 104 selektiv
mit der Vakuumquelle verbindet oder von dieser isoliert, und zwar unabhängig vom Betrieb
der Öffnungen 84 des Elements 80, so daß ein Kontaktsubstrat oder Kalibrierungssubstrat,
welches auf den jeweiligen Oberflächen 100 bzw. 102 angebracht ist, unabhängig vom Wafer
oder der zu testenden Vorrichtung gehalten oder gelöst wird. Eine optionale
Metallabschirmung 106 kann sich nach oben von den Kanten des Elements 83 erheben, um
die anderen Elemente 80, 81 und die Hilfsspannfuttervorrichtungen 92, 94 zu umfassen.
Eine jede der Spannfuttervorrichtungen 80, 81 und 83 sowie die zusätzlichen
Spannfuttervorrichtungselemente 79 sind voneinander elektrisch isoliert, obwohl sie aus
elektrisch leitendem Metall konstruiert sind und lösbar miteinander durch metallische
Schrauben wie zum Beispiel 96 verbunden sind. Die Fig. 3 und 3A zeigen, daß die
elektrische Isolierung darauf beruht, daß zusätzlich zu den elastischen dielektrischen O-
Ringen 88, dielektrische Abstandshalter 85 und dielektrische Unterlagsscheiben 86
bereitgestellt sind. Dadurch, verbunden mit der Tatsache, daß die Schrauben 96 durch
überdimensionierte Öffnungen in dem unteren der beiden Elemente durchgeführt werden,
welche jeweils durch die Schrauben miteinander verbunden sind, wird ein elektrischer
Kontakt zwischen dem Schaft der Schraube und dem unteren Element verhindert, was zu der
gewünschten Isolation führt. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, erstrecken sich die dielektrischen
Abstandshalter 85 nur über geringere Bereiche der gegenüberliegenden Oberflächen der
miteinander verbundenen Spannfuttervorrichtungselemente, wodurch sich Luftschlitze
zwischen gegenüberliegenden Oberflächen über große Bereiche der jeweiligen Flächen
ergeben. Diese Luftschlitze minimieren die dielektrische Konstante in den Räumen zwischen
den jeweiligen Spannfuttervorrichtungselementen, wodurch in entsprechender Weise die
Kapazität zwischen ihnen reduziert wird, ebenso wie die Möglichkeit, daß elektrischer Strom
von einem Element zum anderen übertritt. Bevorzugterweise sind die Abstandshalter und
Unterlagscheiben 85 bzw. 86 aus einem Material mit einer niedrigst möglichen
Dielektrizitätskonstante hergestellt, die kompatibel ist zu einer hohen Abmessungsgenauigkeit
und einer hohen Volumenbeständigkeit. Ein passendes Material für die Abstandshalter und
Unterlagscheiben ist Epoxidglas oder Acetylhomopolymer, welches von E. I. DuPont unter
der Marke Delrin vertrieben wird.
Fig. 6 und 7 zeigen, daß die Spannfuttervorrichtung 20 auch ein Paar von lösbaren
elektrischen Verbindungsvorrichtungen umfaßt, welche im allgemeinen mit 108 und 110
bezeichnet werden, wobei eine jede zumindest zwei leitende Verbindungselemente 108a,
108b und 110a bzw. 110b umfaßt, die elektrisch voneinander isoliert sind, und wobei die
Verbindungselemente 108b und 110b bevorzugterweise die Verbindungselemente 108a und
110a koaxial als Schutzvorrichtungen umgeben. Falls gewünscht, können die
Verbindungsvorrichtungen 108a und 110 triaxial angeordnet sein, so daß jeweils äußere
Abschirmungen 108c, 110c vorgesehen sind, welche die jeweiligen Verbindungselemente
108b und 110b umgeben, wie in Fig. 7 gezeigt. Die äußeren Abschirmungen 108c und 110c
können, falls gewünscht, elektrisch durch ein Abschirmungsgehäuse 112 sowie durch eine
Verbindungsstützklammer 113 mit dem Spannfuttervorrichtungselement 83 verbunden sein,
sowie durch eine Verbindungsstützklammer 113 mit dem Spannfuttervorrichtungselement 83.
Jedoch ist eine solche elektrische Verbindung insbesondere mit Hinblick auf die umgebenden
EMI-Abschirmungsgehäuse 42, 44 optional. Auf jeden Fall sind die entsprechenden
Verbindungselemente 108a und 110a elektrisch in paralleler Weise mit einer
Verbindungsplatte 114 verbunden, welche längs einer gekrümmten Kontaktoberfläche 114a
im Paßsitz, jedoch lösbar, mit der gekrümmten Kante des Spannfuttervorrichtungselements 80
verbunden ist. Entsprechend sind die Verbindungselemente 108a und 110b parallel mit einer
Verbindungsplatte 116 verbunden, welche in ähnlicher Weise im Paßsitz, jedoch lösbar mit
dem Element 81 verbunden ist. Die Verbindungselemente können frei durch eine
rechteckförmige Öffnung 112a im Gehäuse 112 hindurchgeführt werden und sind elektrisch
vom Gehäuse 112 und somit vom Element 83 isoliert. Weiterhin sind sie voneinander
elektrisch isoliert. Fixierschrauben, wie zum Beispiel 118, verbinden die
Verbindungselemente lösbar mit den jeweiligen Verbindungsplatten 114 und 116.
Koaxiale oder, wie gezeigt, triaxiale Kabel 118 und 120 bilden Abschnitte der jeweiligen
lösbaren elektrischen Verbindungsvorrichtungen 108 und 110, wie dies auch bei ihren
jeweiligen triaxialen Verbindungselementen 122 und 124 der Fall ist, welche eine Wand des
unteren Bereichs 44 des Gehäuses zur Abschirmung von Umwelteinflüssen durchstoßen, so
daß die äußeren Abschirmungen der triaxialen Verbindungselemente 122, 124 elektrisch mit
dem Gehäuse verbunden sind. Weitere triaxiale Kabel 122a, 124a sind lösbar verbunden mit
den Verbindungselementen 122 und 124 einer passenden Testvorrichtung wie zum Beispiel
einer modularen Gleichstromquelle/Überwachungsvorrichtung vom Typ Hewlett-Packard
4142B oder einer Hewlett-Packard 4284A Präzisions-LCR-Meßvorrichtung, und zwar
abhängig von der Meßanwendung. Falls es sich bei den Kabeln 118 und 120 nur um
Koaxialkabel oder andere Arten von Kabeln mit nur zwei Leitern handelt, so verbindet ein
Leiter das innere (Signal) Verbindungselement mit einem entsprechenden
Verbindungselement 122 oder 124 sowie einem entsprechenden Verbindungselement 108a
oder 110a, während der andere Leiter das dazwischenliegende (Schutz) Verbindungselement
eines entsprechenden Leiters 122 oder 124 mit einem entsprechenden Verbindungselement
108b, 110b verbindet. Das US-Patent Nr. 5,532,609 offenbart eine Meßstation und ein
Spannfutter und wird hiermit unter Bezugnahme eingeschlossen.
Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden leichter verständlich unter Berücksichtigung der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Figuren
Fig. 1 ist eine Teilansicht von vorne auf eine beispielhafte Ausführungsform einer gemäß
der vorliegenden Erfindung aufgebauten Wafermeßstation.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Wafermeßstation.
Fig. 2A ist eine teilweise Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Wafermeßstation, wobei die
Tür des Gehäuses teilweise geöffnet ist.
Fig. 3 ist eine teilweise Schnittansicht und teilweise schematische Vorderansicht der in Fig.
1 gezeigten Meßstation.
Fig. 3A ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 3A-3A in Fig. 3.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Dichtungsvorrichtung, wobei die motorangetriebene
Positioniervorrichtung sich durch die Unterseite des Gehäuses hindurcherstreckt.
Fig. 5A ist eine vergrößerte Detailansicht von oben längs der Linie 5A-5A in Fig. 1.
Fig. 5B ist eine vergrößerte Schnittansicht von oben längs der Linie 5B-5B in Fig. 1.
Fig. 6 ist eine schematische Teilansicht von oben auf die Spannfuttervorrichtung, längs der
Linie 6-6 in Fig. 3.
Fig. 7 ist eine teilweise Schnittansicht von vorne auf die in Fig. 6 gezeigte
Spannfuttervorrichtung.
Fig. 8 veranschaulicht eine Ausrichtungsplatte und eine diese umgebende Positionierbühne.
Fig. 9 veranschaulicht eine ausgefahrene Positionierbühne.
Fig. 10 veranschaulicht einen Schließmechanismus für die Positionierbühne.
Fig. 11 veranschaulicht einen Schließmechanismus für die Anpassungsplatte und eine Nase
für einen Drehanschlag der Anpassungsplatte.
Fig. 12 veranschaulicht eine herkömmliche Anpassung der Ausrichtung des Spannfutters.
Fig. 13 veranschaulicht eine modifizierte Anpassung der Ausrichtung des Spannfutters.
Fig. 14 veranschaulicht eine Meßstation, welche auf einer Isolationsbühne aufgesetzt ist,
wobei beide von einem Rahmen umgeben sind.
Fig. 15 veranschaulicht die Eingriffsposition der Seiten des Behälters zum Schutze gegen
Umwelteinflüsse.
Fig. 16 veranschaulicht die Eingriffsposition einer Tür des Gehäuses zum Schutze gegen
Umwelteinflüsse.
Die Sonden können unter Verwendung von Testvorrichtungen auf den
Kalibrierungsunterlagen kalibriert werden, welche durch die Hilfsspannfutter 92 und 94
getragen werden. Während des Kalibrierungsvorgangs ist die Spannfuttervorrichtung 20, wie
zuvor beschrieben, normalerweise mit den Sonden ausgerichtet. Ein Wafer, der auf die
Spannfuttervorrichtung 20 aufgesetzt ist, ist normalerweise nicht genau mit den
Hilfsspannfuttern 92 und 94 und somit auch nicht mit den Sonden ausgerichtet. Um den
Wafer zu prüfen, wird die Spannfuttervorrichtung 20 zusammen mit den Hilfsspannfuttern 92
und 94 gedreht, um den Wafer mit den Positioniervorrichtungen 24 und ihren jeweiligen
Sonden auszurichten. Typischerweise wird während des Vorgangs die Spannfuttervorrichtung
20 gedreht, um die Meßvorrichtungen auf den Kalibrierungsunterlagen neu auszurichten,
welche durch die Hilfsspannfutter 92 und 94 mit den Sonden getragen werden. Nach einem
weiteren Kalibrierungsvorgang wird die gesamte Spannfuttervorrichtung 20, zusammen mit
den Hilfsspannfuttern 92 und 94 nochmals gedreht, um den Wafer mit den
Positioniervorrichtungen 24 und ihren jeweiligen Sonden auszurichten. Dabei kann es leider
zu Situationen kommen, wo die Theta-Ausrichtung der Spannfuttervorrichtung 20 nicht
ausreichend genau sein kann für fortschreitend kleiner werdende Vorrichtungsstrukturen.
Mehrfache Theta-Anpassungen der Spannfuttervorrichtung 20 können zu einer geringfügigen
Fehlausrichtung der Spannfuttervorrichtung 20 führen. Als Ergebnis einer solchen
Fehlausrichtung kann es für das Bedienungspersonal notwendig werden, die Theta-
Orientierung der Spannfuttervorrichtung 20 mühsam von Hand anzupassen.
Kleinere Behälter zur Abschirmung von Umwelteinflüssen führen dazu, daß weniger Zeit
gebraucht wird, um passende Umweltbedingungen innerhalb des Gehäuses zur Abschirmung
von Umwelteinflüssen bereitzustellen, was für genaue Messungen benötigt wird. Das
Gehäuse zur Abschirmung von Umwelteinflüssen ist ausreichend groß, um es zu ermöglichen,
daß die Spannfuttervorrichtung den gesamten Wafer unter den Sonden für den Meßvorgang
hindurchführen kann. Wenn jedoch die Spannfuttervorrichtung 20 drehbar gegenüber dem
Gehäuse zur Abschirmung von Umwelteinflüssen ist, dann benötigt das Gehäuse zur
Abschirmung von Umwelteinflüssen eine zusätzliche Breite, damit die Ecken der
Spannfuttervorrichtung 20 daran gehindert werden, in die Seiten des Gehäuses zur
Abschirmung von Umwelteinflüssen einzudringen.
Normalerweise sind die Encoder innerhalb der Bühne, welche die Spannfuttervorrichtung
trägt, mit einer auf Software basierenden Kompensation und für eine nicht-proportionale
Verschiebung ausgelegt, um eine genaue Ausrichtung in den X- und Y-Richtungen über den
gesamten Bereich der Verschiebung zu erzielen. Die Software-Kompensation der Encoder ist
auch abhängig von der X- und Y-Position des Spannfutters relativ zu den Sonden. Mit
anderen Worten heißt das, daß bei unterschiedlichen X- und Y-Positionen über den gesamten
Bereich der Verschiebung des Spannfutters der Betrag der Kompensation, welcher von den
Encodern bereitgestellt wird, variieren kann. Diese variable Kompensation in Abhängigkeit
von der X- und Y-Position des Spannfutters führt zu komplizierten räumlichen Berechnungen
für eine passende Encoder-Steuerung. Die räumlichen Berechnungen werden weiterhin
verkompliziert, wenn das Spannfutter gedreht wird, um eine Kalibrierung der Hilfsspannfutter
zu ermöglichen.
Um die Beschränkungen zu überwinden, welche mit einer Fehlausrichtung der Theta-
Orientierung des Wafers verbunden sind, um die Größe des Gehäuses zur Abschirmung gegen
Umwelteinflüsse zu reduzieren und/oder die Kompensation für die Encoder hinsichtlich der
X- und Y-Verschiebung zu vereinfachen, gelangten die Erfinder der vorliegende Erfindung
zur Einsicht, daß das Spannfutter, welches den Wafer trägt, relativ zu den Hilfsspannfuttern
gedreht werden sollte, wie in Fig. 8 gezeigt. Fig. 8 veranschaulicht die Anpassungsplatte 182
und eine umgebende Positionierbühne 184. Dementsprechend halten die Hilfsspannfutter 180
bevorzugterweise eine feste X- und Y-Orientierung relativ zu den
Sondenpositioniervorrichtungen und ihren jeweiligen Sonden ein. Auf diese Weise sind die
Hilfsspannvorrichtungen immer passend ausgerichtet relativ zu den
Sondenpositioniervorrichtungen und den jeweiligen Sonden. Während des Einsatzes wird das
Spannfutter (welche durch die Anpassungsplatte 182 gestützt ist) mit einem Wafer darauf
gedreht, um eine geeignete Theta-Positionierung der Sonden zur Messung eines Wafers zu
ergeben. Danach kann die Theta-Anpassung des Spannfutters während eines anschließenden
Meßvorgangs des Wafers und einer Rekalibrierung unter Verwendung der Hilfsspannfutter
stationär bleiben. Auf diese Weise muß die Spannfuttervorrichtung typischerweise nur in X-,
Y- und möglicherweise Z-Richtung verschoben werden, um eine komplette Messung für
einen gesamten Wafer zu liefern. Dementsprechend muß das Gehäuse zur Abschirmung von
Umwelteinflüssen nicht notwendigerweise ausreichend breit sein, um die gesamte Drehung
der Positionierbühne zu ermöglichen. Weiterhin kann auch die Encoderkompensation
vereinfacht werden.
Während des Meßvorgangs mit der Spannfuttervorrichtung 20 wurde es, wie zuvorstehend
beschrieben, offensichtlich, daß es bei einem Durchführen der Messungen im Bereich der
Kanten des Wafers zu einer "Taumelbewegung" des Wafers und der Spannfuttervorrichtung
20 kam. Weiterhin gilt, daß einige bekannte Meßaufbauten Spannfuttervorrichtungselemente
beinhalten, welche durch einen Satz von Linearlagern getragen werden, die es ermöglichen,
daß die oberen Spannfuttervorrichtungselemente zusammen mit den Lagern aus dem Gehäuse
zur Abschirmung von Umwelteinflüssen herausgezogen werden, um den Wafer auf die
Spannfuttervorrichtung aufzusetzen. Der sich dabei ergebende Aufbau ist schwer und auf der
Oberseite aufgebracht und durch einen Stößel gestützt, welcher an der Oberseite der Z-
Bewegungsachse der Spannfuttervorrichtung 20 angebracht ist.
Um die "Taumelbewegung" während des Meßvorgangs zu reduzieren und auch die
Spannung, welche auf den Stößel einwirkt, zu reduzieren, haben die Erfinder der vorliegenden
Erfindung eine abgewandelte Anordnung entwickelt, um praktisch alle vertikalen Kräfte auf
den Stößel zu eliminieren. Fig. 9 zeigt eine modifizierte Anordnung, welche einen zentralen
Stößel 200 umfaßt, um eine Drehbewegung der Anpassungsplatte 182 und damit auch eine
Drehung eines darauf gestützten Spannfutters zu ermöglichen. Der zentrale Stößel 200 kann
eine Steckeraufnahme 201 umfassen, welche innerhalb einer Nase 203 verschiebbar ist. Die
Positionierbühne 184 und das Hilfsspannfutter 180 werden durch die Bühne 204 gestützt,
welche den zentralen Stößel 200 umgibt, welcher für eine X-, Y- und Z-Verschiebung sorgt.
Bevorzugterweise umfaßt die Bühne den zentralen Stößel 200. Die Positionierbühne 184
umfaßt ein inneres Lager (nicht gezeigt), auf welchem die Anpassungsplatte 182 gedreht
wird. Dementsprechend ist Positionierbühne 184 das Element, welches die Hauptlast für die
Anpassungsplatte 182 und das sich darauf befindliche Spannfutter trägt. Voneinander linear
beabstandet angebrachte Lager 206 sorgen für eine vertikale und seitliche Lastlagerstütze für
das sich drehende Spannfutter, während der zentrale Stößel 200 für die Drehbewegung des
Spannfutters sorgt, ohne daß es sich dabei um ein die Hauptlast tragendes Element handeln
müßte. Der Stößel 200 hält bevorzugterweise eine im wesentlichen konstante vertikale
Position relativ zu der Anpassungsplatte 182 ein, wenn die Bühne 204 eine vertikale
"Z"-Verschiebung der Positionierungsbühne ermöglicht.
Das Öffnen eines Schließmechanismuses erlaubt es, daß die Positionierungsbühne 184
mitsamt dem drehbaren Spannfutter aus der Meßstation heraus bewegt wird, damit Wafer in
einfacherer Weise darauf positioniert werden können. Normalerweise wird ein Wafer auf
einer Positionierungsbühne 184, welche herausgezogen ist, ausgerichtet oder anderenfalls
durch einen anderen Wafer für einen daran anschließenden Meßvorgang ersetzt. Nach einer
wiederholten Verschiebung der Bühne in die Meßstation hinein und aus dieser heraus
zusammen mit der Drehbewegung des Spannfutters (Theta-Ausrichtung) haben die Erfinder
der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß die sich ergebende Theta-Verschiebung des
Spannfutters deutlich unterschiedlich sein kann von der ursprünglichen "Null"-Theta-
Stellung. Mit anderen Worten heißt das, daß nach einer wiederholten Verwendung die
Ausrichtungsplatte 182 um einen deutlichen Theta-Verschiebungsbetrag verschoben sein
kann. Solch ein deutlicher Theta-Verschiebungsbetrag kann dazu führen, daß die Verkabelung
des Spannfutters, welche normalerweise mit einem Aufwicklungsmechanismus verbunden ist,
um die Spannfuttervorrichtung gewickelt wird, was zu einer wesentlich größeren Spannung
darauf führt oder gar zu einer Beschädigung der Verkabelung oder des Spannfutters. Die
Ausrichtungsplatte 182 kann einen drehbaren Theta-Anschlag um die Nullstellung herum
beinhalten, um diese potentielle Beschädigung zu minimieren. Ein passende Beschränkung
der Verdrehbarkeit kann ± 7,5 Grad betragen. Eine weitere Beschränkung besteht für den Fall,
daß die Ausrichtungsplatte 182 in eine Stellung in der Nähe ihres Drehanschlags gedreht
wird, so daß es dem Benutzer nicht gestattet sein mag, eine weitere Drehbewegung in dieser
Richtung durchzuführen, wenn ein weiterer Wafer ausgerichtet wird, was dazu führt, daß der
Benutzer unzufrieden wird. Um diese Beschränkungen zu überwinden, wird die
Drehausrichtung der Ausrichtungsplatte 182 (Spannfutter) auf "Null" zurückgestellt, bevor
die Positionierungsbühne 184 aus der Meßstation herausgeschoben wird. Auf diese Weise ist
das Spannfutter immer bei einer konstanten Drehposition, wie zum Beispiel 0 Grad, wenn ein
Wafer darauf positioniert wird, so daß die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der
Meßstation durch eine unbeabsichtigte Spannung auf den Drähten und anderen Verbindungen
zur Spannfuttervorrichtung vermindert wird. Zusätzlich kann der Bereich innerhalb dessen
das Spannfutter ausgerichtet wird, vor einem Herausziehen der Positionierungsbühne 184 ein
beliebiger Bereich von vorbestimmten Winkeln umfassen. Weiterhin behält der Benutzer die
Fähigkeit, die Ausrichtungsplatte 182 zu drehen, wie es während einer weiteren Ausrichtung
notwendig ist.
Während die Positionierungsbühne 184 herausgezogen wird, kann der Benutzer versuchen,
die Ausrichtungsplatte 182 zu drehen. Leider kann dies zu Schwierigkeiten beim Eingreifen
der Nase 203 in die Aufnahme 201 führen, wenn die Positionierungsbühne 184
zurückgezogen wird. Diese Schwierigkeit ist das Ergebnis der Drehung des Stößels 200,
welche nicht der Drehung der Positionierungsbühne wie bei bekannten Aufbauten entspricht.
Fig. 10 zeigt, daß die Theta-"Null"-Stellungsverriegelung durch eine mechanische
Anordnung zusammen mit einem Verriegelungsmechanismus bereitgestellt werden kann. Ein
Drehgriff 210 ist mit der oberen Platte 212 der Positionierungsbühne 184 verbunden. Ein
Block 216 ist mit der oberen Platte 214 der Positionierungsbühne 184 verbunden, welche starr
mit dem Gehäuse 204 verbunden ist. Ein Finger 218 ist in einen Schlitz 220 eingeführt,
welcher im Block 216 ausgebildet ist, um die obere Platte 212 starr in dieser Position zu
verriegeln. Der Griff 210 wird gedreht, um den Finger 218 aus dem Schlitz 220 zu entfernen
und um eine Relativverschiebung zwischen der oberen Platte 212 und der unteren Platte 214
zu ermöglichen.
Fig. 11 zeigt, daß der Griff 210 einen Schaft 230 mit einem Schlitz 232 am Ende hiervon
umfaßt. Befindet sich der Griff 210 in der Verriegelungsposition, so ist der Schlitz 232 mit
der Ausrichtungsplatte 234 ausgerichtet, welche an dem hinteren Ende der Ausrichtungsplatte
182 angebracht ist. Die Ausrichtungsplatte 182 kann gedreht werden, um den Wafer darauf
genau auszurichten, wobei die Ausrichtungsplatte 234 innerhalb des Schlitzes 232 bewegt
wird. Um den Griff 210 zu öffnen, wird die Ausrichtungsplatte 182 auf "Null" zurückgestellt,
wodurch eine Drehbewegung des Griffes 210 ermöglicht wird, während gleichzeitig die
Drehbewegung (im wesentlichen die ganze) der Ausrichtungsplatte 182 verhindert wird. Es
versteht sich von selbst, daß jeder passende Verriegelungslösungsmechanismus ebenso
verwendet werden kann.
Werden ein oder mehrere Spannfuttervorrichtungselemente durch die Ausrichtungsplatte 182
gestützt, so sollte die obere Oberfläche der Spannfuttervorrichtung eine passende Orientierung
relativ zu den Sonden aufweisen, wie zum Beispiel koplanar. Fig. 12 zeigt, daß die
Positionierungsbühne 184 ausgezogen wird, um einen leichten Zugang zu ermöglichen, um
mit Gewinde versehene Schrauben 240 zu lösen, damit die Orientierung der
Spannfuttervorrichtung angepaßt werden kann. Die mit Gewinde versehenen Schrauben 240
verbinden das Spannfutter mit der Ausrichtungsplatte 182. Als nächstes wird eine
Anpassungsschraube, wie zum Beispiel eine Sechskantkopfschraube verdreht, um den
Abstand zwischen der Ausrichtungsplatte und dem Spannfutter zu verändern. Sodann wird die
mit einem Gewinde versehene Schraube 240 angezogen, um die Ausrichtungsplatte fest mit
dem Spannfutter zu verbinden. Die Positionierungsbühne wird dann in die Meßstation
zurückgeschoben und an ihrer Position verankert. Zu diesem Zeitpunkt kann man die
tatsächliche Ausrichtung der oberen Oberfläche der Spannfuttervorrichtung festlegen.
Normalerweise wird die Positionierungsbühne mehrmals justiert, um eine genaue
Orientierung zu erreichen. Leider ist diese Vorgehensweise von wiederholten
Anpassungsschritten gemäß "trial and error" des Herausziehens der Positionierungsbühne aus
der Meßstation, Justieren der Orientierung der oberen Oberfläche der Spannfuttervorrichtung
durch Justieren einer der Justierschrauben 242 und erneutes Positionieren der
Positionierungsbühne in der Meßstation sehr zeitaufwendig.
Nach Berücksichtigung dieses langen Verfahrens des Justierens der Orientierung der oberen
Oberfläche der Meßvorrichtung kamen die Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Einsicht,
daß ein Lösen der mit einem Gewinde versehenen Schraube 240 das Spannfutter von der
Ausrichtungsplatte 182 löst. Der Betrag dieses Lösens ist schwer ermittelbar, da das Gewicht
der Spannfuttervorrichtung dafür sorgt, daß das Spannfutter, die mit einem Sechskantkopf
versehene Schraube und die Ausrichtungsplatte zusammengehalten werden. Weiterhin wird
durch Ausrichten der mit einem Sechskantkopf versehenen Schraube 242 und Messen der sich
daraus ergebenden Verschiebung der Spannfuttervorrichtung ein ungenaues Ergebnis erzielt.
Um das Ausmaß des Lösens des Spannfutters und der Ausrichtungsplatte zu vermindern,
haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ermittelt, daß die mit einem Gewinde
versehene Schraube 240 unter weniger Spannung stehen sollte, so daß das Spannfutter sich
nicht wesentlich gegenüber der Ausrichtungsplatte entspannt. Fig. 13 zeigt, daß eine
Technik zum Spannen der mit einem Gewinde versehenen Schraube darin besteht, daß ein
Satz von Federn 250 unter dem Kopf der Schraube bereitgestellt wird, um eine nach auswärts
gerichtete Preßkraft darauf auszuüben, wenn die mit einem Gewinde versehene Schraube 240
gelöst wird. Auf diese Weise wird die Lockerung zwischen dem Spannfutter und der
Ausrichtungsplatte vermindert, was zu einer genaueren Bestimmung der Ausrichtung der
Orientierung des oberen Spannfuttervorrichtungselements führt. Dies führt dazu, daß die
Frustration des Bedienungspersonals der Meßstation beim genauen Orientieren der
Spannfuttervorrichtung vermindert wird. Weiterhin kann die Spannfuttervorrichtung durch
leichtes Lösen der mit einem Gewinde versehenen Schrauben leichter und durch Justieren der
mit einem Sechkantkopf versehenen Schrauben leicht orientiert werden, während die
Meßstation sich in ihrer verriegelten Position innerhalb der Meßstation befindet. Weiterhin
wird die Positionierungsbühne herausgezogen und die mit einem Gewinde versehenen
Schrauben werden angezogen. Es ist selbstverständlich, daß ebenso ein beliebiger Aufbau
verwendet werden kann, um eine Spannung zwischen dem Spannfuttervorrichtungselement
und der Ausrichtungsplatte zu bewirken, während eine Ausrichtung des Abstands zwischen
der Ausrichtungsplatte und dem Spannfuttervorrichtungselement erzielt wird, oder eine
andere Ausrichtung der Orientierung des Spannfutters.
Normalerweise ist es während des Meßvorgangs wichtig, die Meßstation von der Erde sowie
von anderen in der Nähe liegenden Vorrichtungen zu isolieren, was zu Schwingungen oder
anderen Bewegungen der Meßstation und damit der sich zu testenden Vorrichtung führen
könnte. Mit einer ausreichenden Isolierung kann man mit der Meßstation genaue Messungen
durchführen. Typischerweise wird die Meßstation auf einen flachen Tisch aufgelegt, der eine
Oberfläche hat, die etwas größer ist als die Meßstation als solche, um eine stabile Oberfläche
bereitzustellen, und die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, daß die Meßstation
unbeabsichtigterweise vom Tisch rutscht. Der Tisch umfaßt eine Isolierung, wie zum Beispiel
pneumatische Zylinder, zwischen dem Boden und der Oberfläche des Tisches. Weiterhin ist
es schwierig die Meßstation in einer geregelten Weise auf den Tisch zu heben, so daß es nicht
zu einer Beschädigung des Tisches und/oder der Meßstation kommt. Weiterhin neigt die
Meßstation dazu, beschädigt zu werden, wenn an ihr angestoßen wird.
Um die zuvor genannten Beschränkungen hinsichtlich der Größe der Meßstation zu
überwinden, kamen die Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Einsicht, daß eine integrierte
Isolationsbühne, Meßstation und Rahmen die gewünschten Vorteile ergeben, wie in Fig. 14
gezeigt. Die integrierte Isolierungsbühne und die Meßstation verringern die
Wahrscheinlichkeit, daß die Meßstation von der Isolierungsbühne herunterfällt. Die Oberseite
der Isolierung kann ebenso die Basis der Meßstation bilden, was die Gesamthöhe der
Meßstation verringert, während gleichzeitig eine stabile Auflage für die Meßstation gebildet
wird. Um einen Schutz gegen eine unbeabsichtigte Beschädigung der Meßstation zu erhalten,
umgibt ein Rahmen zumindest teilweise die Isolierungsbühne und die Meßstation.
Selbst mit einer aufwendigen Abschirmung scheinen bestehende Gehäuse zur Abschirmung
von Umwelteinflüssen immer noch dazu zu neigen, niedrige Rauschpegel hindurchzulassen.
Nach Untersuchung der potentiellen Rauschquellen, kamen die Erfinder der vorliegenden
Erfindung zur Einsicht, daß der Bau eines Gehäuses gegen Umwelteinflüsse dazu führt, daß
kleine Leckströme auftreten können. Herkömmliche Gehäuse zur Abschirmung von
Umwelteinflüssen umfassen eine Platte, welche an eine angrenzende Platte angeschraubt oder
auf sonstige Weise befestigt ist. Auf diese Weise gibt es einen geradlinigen Pfad vom Inneren
des Gehäuses zur Abschirmung von Umwelteinflüssen zur Außenseite des Gehäuses zur
Abschirmung von Umwelteinflüssen. Diese Verbindungen neigen ebenfalls zu einer
Fehlausrichtung und kleinen Lücken zwischen ihnen. Die Lücken oder andere gerade Pfade
führen zu bevorzugten Pfaden für Leckströme. Fig. 15 und 16 zeigen wie zur
Überwindung der Beschränkung dieser Quelle von Leckströmen die Erfinder der
vorliegenden Erfindung das Gehäuse zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse neu entworfen
haben, um alle (oder einen wesentlichen Teil) der Gelenke so auszubilden, daß sie die
Eigenschaft haben zu überlappen. Auf diese Weise wird die Anzahl der Gelenke, welche eine
gerade Verbindung vom Inneren hin zum Äußeren des Gehäuses zur Abschirmung gegen
Umwelteinflüsse aufweisen, wesentlich reduziert oder sogar vollständig eliminiert.
Claims (31)
1. Meßstation, welche ein Spannfutter (20) umfaßt, das relativ zu einem Hilfsspannfutter
(92, 94) drehbar ist.
2. Spannfuttervorrichtung, welche ein Drehelement umfaßt sowie ein Hilfsspannfutter
(92, 94), wobei
- a) das Drehelement geeignet ist zum Stützen eines Spannfutters darauf, wobei das Drehelement drehbar ist relativ zur Spannfuttervorrichtung (20); und
- b) das Hilfsspannfutter (92, 94) in der Lage ist, sich relativ zu der Spannfuttervorrichtung (20) zu drehen.
3. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Drehelement eine plane
Oberfläche aufweist.
4. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Spannfuttervorrichtung (20) eine
plane Oberfläche aufweist.
5. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die plane Oberfläche des
Drehelements sowie die plane Oberfläche der Spannfuttervorrichtung (20) im
wesentlichen koplanar zueinander sind.
6. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Spannfuttervorrichtung eine
Verschiebungsvorrichtung zum Bewegen des Drehelements in seitlicher Richtung
umfaßt.
7. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Hilfsspannfutter (92, 94) geeignet
ist, zumindest ein Testsubstrat darauf aufzunehmen.
8. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Hilfsspannfutter (92, 94) das
Testsubstrat an einem Ort oberhalb des Drehelements aufnimmt.
9. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Hilfsspannfutter (92, 94) sich
zusammen mit dem Drehelement in seitlicher Richtung bewegt.
10. Spannfuttervorrichtung, welche ein Drehelement und ein Verschiebungselement
umfaßt,
- a) wobei das Drehelement zum Aufnehmen eines Spannfutters darauf ausgelegt ist, wobei das Drehelement relativ zur Spannfuttervorrichtung (20) drehbar ist;
- b) wobei das Verschiebungselement mit einem Drehelement verbunden ist, so daß das Drehelement wahlweise verdrehbar ist; und
- c) wobei das Drehelement im wesentlichen keine nach unten gerichtete Kraft auf das Verschiebungselement ausübt, während sich das Verschiebungselement mit dem Drehelement dreht.
11. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Drehelement eine Nase (203)
umfaßt, wobei das Verschiebungselement einen Schlitz umfaßt, welcher in diese Nase
(203) eingreift.
12. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Drehbewegung des Schlitzes für
eine Drehbewegung des Drehelements sorgt.
13. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Drehelement durch eine
Positionierungsbühne gestützt wird.
14. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Positionierungsbühne ein Paar
von von einander beabstandet angebrachten Linearlagern umfaßt.
15. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Positionierungsbühne die
Hauptauflage für das Drehelement bildet.
16. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 10, wobei zwischen dem
Verschiebungselement und dem Drehelement ein im wesentlichen konstanter
vertikaler Abstand eingehalten wird, während das Drehelement gedreht wird.
17. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Spannfutter für eine
Verschiebung des Drehelements in Richtung der Z-Achse sorgt, während ein im
wesentlichen konstanter vertikaler Abstand eingehalten wird.
18. Spannfuttervorrichtung, welche eine Drehelement und eine Basiseinheit (10) umfaßt,
wobei
- a) das Drehelement zur Aufnahme eines Spannfutters darauf geeignet ist, wobei das Drehelement relativ zu der Spannfuttervorrichtung verdrehbar ist; und
- b) wobei das Drehelement relativ zur Basiseinheit (10) seitlich verschiebbar ist, wenn sich das Drehelement in einer vorbestimmten Drehausrichtung befindet.
19. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 18, wobei die vorbestimmte Drehausrichtung
Null Grad beträgt.
20. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 18, wobei die vorbestimmte Drehausrichtung
ein vorbestimmter Bereich von Werten ist.
21. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Drehelement im wesentlichen
von allen Drehbewegungen freigehalten wird, während das Drehelement sich in einer
herausgezogenen Position relativ zur Basis (10) befindet.
22. Spannfuttervorrichtung, welche ein Drehelement umfaßt, wobei
- a) das Drehelement ein Spannfutter darauf stützt; und
- b) eine Vielzahl von Anpassungselementen vorgesehen ist, welche geeignet sind, die Orientierung des Spannfutters relativ zum Drehelement anzupassen, während das Drehelement und das Spannfutter in einem Spannungszustand gehalten werden, während die Richtung ausgerichtet wird.
23. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 22, wobei dieser Spannungszustand von den
Anpassungselementen erzeugt wird, während der Abstand zwischen dem Drehelement
und dem Spannfutter eingehalten wird.
24. Spannfuttervorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Justierungselemente mit
Gewinde versehene Schrauben (240) sind.
25. Vorrichtung, welche umfaßt:
- a) eine Meßstation zum Ausmessen einer zu testenden Vorrichtung;
- b) eine Isolierungsbühne, welche für das Isolieren der Meßstation gegenüber Schwingungen sorgt; und
- c) ein Rahmen, welcher im wesentlichen die gesamte Meßstation und die Isolierungsbühne umgibt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei der Rahmen gegenüber der Meßstation isoliert
ist.
27. Vorrichtung, welche umfaßt:
- a) eine Meßstation zum Ausmessen einer zu testenden Vorrichtung; und
- b) eine Isolierungsbühne, welche für eine Isolierung der Meßstation gegenüber Schwingungen sorgt, wobei die Oberseite der Isolierungsbühne ein horizontal ausgerichtetes Element umfaßt, welches die Unterseite der Meßstation ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei das horizontal ausgerichtete Element ein festes
Element ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei das feste Element im wesentlichen
rechteckförmig ausgeführt ist.
30. Ein Gehäuse (42, 44) zur Abschirmung von Umwelteinflüssen für eine Meßstation,
welches umfaßt:
- a) eine Vielzahl von Seitenwänden (49a, 49b);
- b) eine obere Oberfläche; und
- c) eine untere Oberfläche, wobei das Gehäuse (42, 44) im wesentlichen keine geradlinig verlaufende Pfade vom Inneren des Gehäuses hin zum Äußeren des Gehäuses an Stellen umfaßt, wo die Seitenwände, die obere Oberfläche und die untere Oberfläche in Kontakt miteinander stehen.
31. Das Gehäuse nach Anspruch 30, wobei das Gehäuse keine geradlinig verlaufenden
Pfade umfaßt.
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