專(zhuān)利名稱(chēng)：用于探測(cè)系統(tǒng)中的穩(wěn)定性改良的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于探測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)，例如晶片探測(cè)器，該系統(tǒng)具有多個(gè)諸 如探針尖端的觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)被設(shè)計(jì)為與諸如半導(dǎo)體裝置的對(duì)象電接觸。
背景技術(shù)：
集成電路通常被制造在諸如硅晶片的半導(dǎo)體襯底上。所述硅晶片通常為
直徑150、 200或300毫米且厚大約2毫米的薄圓形硅片。通常地，單個(gè)晶 片上具有多個(gè)裝置，該裝置為以晶格樣式形成的集成電路。每個(gè)裝置包括多 個(gè)電路層和集成的外部焊接襯墊(bondingpad)(以及可選擇測(cè)試襯墊)。該 焊接襯墊為很小的區(qū)域，通常為3平方密耳(mil), —般由鋁制成，該焊接 襯墊最后用作裝置的管腳接頭。
探測(cè)包括將所述焊接襯墊與探針尖端相接觸，以使該探針尖端與所述焊 接襯墊或者其他襯墊電(電阻性)連接。所述探針尖端下的襯墊的準(zhǔn)確定位 是很必要的，從而避免損壞襯墊，以及保持期望的接觸壓力從而確保良好的 電接觸(實(shí)際上所述管腳必須"擦除(scrub)"在普通大氣環(huán)境下形成在所 述襯墊上的外部氧化層)。
外部干擾，例如地板振動(dòng)(通常為10-30赫茲)、對(duì)探測(cè)器器件的意外 碰撞、或者其他引起振動(dòng)的來(lái)源，會(huì)擾亂探針尖端到襯墊的準(zhǔn)確定位。假定 探測(cè)器系統(tǒng)中的部件之間的接合件和連接件的屬性是固有彎曲的、或者非剛 性的，則可能在所述器件的不同部分產(chǎn)生不同頻率和振幅的振動(dòng)。連接件的 彎曲變形將導(dǎo)致晶片表面與通常類(lèi)似插針的探針尖端之間的非補(bǔ)償性相對(duì) 位移。
通過(guò)增加所述連接件的剛性或者隔離所述地板和器件能減小相對(duì)位移。此種方法的缺點(diǎn)在于它們?cè)黾恿怂鱿到y(tǒng)的重量，從而提高了成本(例如通 過(guò)要求在每次安裝時(shí)改變隔離屬性)和對(duì)所述干擾的頻域靈敏度?，F(xiàn)有技術(shù) 的系統(tǒng)包括所謂的隔離臺(tái)，該隔離臺(tái)通常很重并且被很緊地栓在很深的地下 基座上。這些隔離臺(tái)會(huì)導(dǎo)致反作用力的消除或者反作用隔離(例如，針對(duì)晶
片步進(jìn)電機(jī)而被使用)。還存在包括通過(guò)專(zhuān)用執(zhí)行器(actuator)進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ) 償?shù)闹鲃?dòng)隔離臺(tái)。然而，所有的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)都要花費(fèi)很大一筆錢(qián) ($800,000到一百萬(wàn)美元)并且導(dǎo)致復(fù)雜的安裝過(guò)程，該安裝過(guò)程妨礙了探 測(cè)器件的便攜特性(便攜特性對(duì)于諸如在鑄造車(chē)間中的非室內(nèi)生產(chǎn)非常有 利)。另一方面，現(xiàn)有的便攜式探測(cè)系統(tǒng)由于其重量較輕，因此沒(méi)有結(jié)合隔 離臺(tái)并且在本質(zhì)上剛性較差。目前，現(xiàn)有技術(shù)不存在結(jié)合有主動(dòng)振動(dòng)抑制或 者振動(dòng)補(bǔ)償?shù)谋銛y式探測(cè)系統(tǒng)。非常需要結(jié)合有主動(dòng)干擾補(bǔ)償?shù)谋銛y式探測(cè) 器，因?yàn)榇朔N補(bǔ)償可以通過(guò)允許系統(tǒng)更快的從晶片上的一個(gè)裸片進(jìn)行到下一 個(gè)裸片來(lái)提高生產(chǎn)能力。

發(fā)明內(nèi)容
提供改良的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備用于在存在運(yùn)動(dòng)干擾的情況下準(zhǔn) 確地保持晶片裝置上的多個(gè)襯墊和多個(gè)接觸電極(例如，探針板上的插針) 之間的接觸定位。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式，加速度傳感器和 /或速度傳感器被整合到運(yùn)動(dòng)反饋控制系統(tǒng)中，從而補(bǔ)償多余的運(yùn)動(dòng)干擾(例 如地板振動(dòng))。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的另一個(gè)實(shí)施方式，使用了基于所述探測(cè)器系統(tǒng) 的各部件之間的不同加速度或者速度的補(bǔ)償電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的再一實(shí)施方式，使用了基于所述探測(cè)器系統(tǒng)的 各部件之間的相對(duì)加速度的補(bǔ)償電路。
本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方式包括使用晶片校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)中已有的執(zhí)行器來(lái)施加控制電路所確定的補(bǔ)償力。
因此，本發(fā)明的至少某一實(shí)施方式所提供的技術(shù)電路可以產(chǎn)生第一便攜 式晶片探測(cè)器，該探測(cè)器通過(guò)控制和感測(cè)系統(tǒng)來(lái)針對(duì)所述運(yùn)動(dòng)干擾進(jìn)行主動(dòng) 抑制或者補(bǔ)償。通過(guò)附圖、詳細(xì)描述以及后附的權(quán)利要求，本發(fā)明的這些實(shí) 施方式和其他實(shí)施方式、特征、情況、以及優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。


通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，且本發(fā)明并不限于附圖中的圖示。附圖中， 相同的標(biāo)記表示相似的元件，其中-
圖1表示了探測(cè)器測(cè)試系統(tǒng)及其兩個(gè)主臺(tái)架的可能的實(shí)施方式的側(cè)視
圖2表示了圖1的探測(cè)器系統(tǒng)的俯視圖3表示了增加了多個(gè)部件之間的柔性的圖1的探測(cè)器系統(tǒng)；
圖4表示了具有柔性連接件的探測(cè)器測(cè)試系統(tǒng)的加速度感測(cè)的實(shí)施方
式；
圖5表示了結(jié)合有相對(duì)加速度補(bǔ)償?shù)姆答伩刂齐娐返目驁D6顯示了基于相對(duì)加速度測(cè)量的加速度補(bǔ)償電路的框圖詳情；
圖7顯示了通過(guò)基于補(bǔ)償增大加速度的圖6中的等效加速度回路的框
圖8表示了顯示測(cè)試系統(tǒng)的示例性操作的流程圖，所述測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)結(jié) 合運(yùn)動(dòng)干擾感測(cè)和補(bǔ)償來(lái)準(zhǔn)確地保持所期望的探針到襯墊的接觸位置。
具體實(shí)施例方式
公開(kāi)了方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備用于在存在干擾的情況下準(zhǔn)確地保持 測(cè)試系統(tǒng)中探針尖端和焊接襯墊之間所期望的接觸位置。在下面的描述中，出于解釋的目的，提出了大量具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。但是， 對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很顯然的是，可以在沒(méi)有所述具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施 本發(fā)明。另一方面，公知的結(jié)構(gòu)和裝置以框圖形式被顯示，以避免多余地使 本發(fā)明模糊。
探測(cè)包括將晶片的襯墊表面與探針尖端相接觸，以使探針尖端在高壓力 的條件下"擦除"焊接襯墊或者在焊接襯墊上滑行。在本發(fā)明的一個(gè)可能的 實(shí)施方式中，探測(cè)器系統(tǒng)包括兩個(gè)主要的部件或者臺(tái)架， 一個(gè)用于固定晶片， 而另一個(gè)用于固定探針板。所述兩個(gè)臺(tái)架相互相對(duì)移動(dòng)并且被放到一起以在
襯墊和探針之間產(chǎn)生高壓力接觸。圖1顯示了探測(cè)系統(tǒng)100的一個(gè)該可能的 實(shí)施方式的示意圖。該探測(cè)系統(tǒng)100包括兩個(gè)主臺(tái)架114和115。所顯示的 系統(tǒng)的兩個(gè)主臺(tái)架被稱(chēng)為晶片固定器組件(WHA) 114和探針板固定器組件 (PHA) 115。在該示例性的實(shí)施例中，所述WHA臺(tái)架114能夠沿著X、 Y、 Z以及0g方向113運(yùn)動(dòng)，而PHA臺(tái)架115被保持靜止。另外，晶片104自 身可以沿著0w方向相對(duì)于WHA臺(tái)架中該晶片的固定卡盤(pán)103旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這 種方式，由所述WHA臺(tái)架支撐的晶片104可以相對(duì)于由所述PHA臺(tái)架支 撐的探針板插針107而被移動(dòng)，從而能夠使得所述插針與晶片104上的任何 給定襯墊105相接觸。
所述WHA臺(tái)架依次包括多個(gè)部件花崗巖基座IOI、該基座位于地板 112上，并且該基座包括X和Y托臺(tái)系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許Z臺(tái)架102以很低的 摩擦力在軌道(圖中未顯示)上沿著X和Y方向移動(dòng)；以及卡盤(pán)103，該卡 盤(pán)的用途是固定晶片104以呈現(xiàn)用于測(cè)試的大量裸片襯墊(die pad) 105。 所述卡盤(pán)103被連接到所述托臺(tái)系統(tǒng)的Z臺(tái)架102并且由此可以通過(guò)被連接 到所述托臺(tái)系統(tǒng)的致動(dòng)系統(tǒng)108而沿著X、 Y、 Z和9方向113移動(dòng)。所述 托架還安裝有下述使用傳感器信息的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
所述PHA臺(tái)架包括探針板卡盤(pán)106，該卡盤(pán)的用途是呈現(xiàn)用于與晶片襯墊105接觸的探針板插針107。所述探針板卡盤(pán)由直接連接到花崗巖基座101 的結(jié)構(gòu)116支撐。在此示例性的實(shí)施例中，所述PHA臺(tái)架不具有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 并且是固定靜止的。
所述探測(cè)系統(tǒng)IOO可以通過(guò)輪子而被移動(dòng)，例如輪子110和111。所述 輪子可以為可被縮進(jìn)的一組輪子(例如4個(gè)輪子)，以使得所述花崗巖基座 擱在地板上(例如，直接位于地板上或者是在可縮進(jìn)支柱上)，并且該組輪 子還可以被伸出，從而所述探測(cè)系統(tǒng)IOO可以通過(guò)該組輪子而四處滾動(dòng)。所 述輪子110和111在圖1中被顯示為縮進(jìn)位置。該組輪子使所述探測(cè)系統(tǒng)100 為便攜式的。
圖2為圖1所示的系統(tǒng)的俯視圖。在該示例性的實(shí)施方式中，所述花崗 巖基座101被顯示為具有一連串均勻分布的氣孔206，該氣孔向上吹氣并吹 向Z臺(tái)架102以幫助該Z臺(tái)架102在所述花崗巖基座101上平滑地移動(dòng)，并 且由此減少所述Z臺(tái)架102和所述花崗巖基座101之間的一些接觸摩擦力。 通過(guò)此種方式，所述Z臺(tái)架102可以被稱(chēng)為在所述花崗巖基座101上"漂移"。 所述花崗巖基座101上的兩條軌道207引導(dǎo)所述Z臺(tái)架102沿著X方向208 的運(yùn)動(dòng)。橋架202擱在所述花崗巖基座101的頂部，并且支撐用于依次固定 晶片104及其接觸襯墊105的Z臺(tái)架102和卡盤(pán)203。所述卡盤(pán)103通過(guò)兩 個(gè)電機(jī)(未顯示)沿關(guān)于所述花崗巖基座101的X方向208 (在軌道207上) 移動(dòng)，并且還通過(guò)安裝在托臺(tái)系統(tǒng)中的其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未顯示)沿關(guān)于所述 托臺(tái)202的Y、 Z和theta (0)方向209運(yùn)動(dòng)，所述托臺(tái)系統(tǒng)包括橋架202 和軌道207。這使得晶片卡204上的接觸襯墊205被有效地沿著三個(gè)可能的 方向X、 Y和Z 210直線移動(dòng)以及沿著偏航軸(沿著Z軸或者e方向210) 轉(zhuǎn)動(dòng)。所述Z臺(tái)架102通過(guò)沿著所述橋架202上下移動(dòng)來(lái)沿著Y軸移動(dòng)。 所述橋架202被連接到所述軌道207并且沿著該軌道207在X方向上移動(dòng)。
在一般的探測(cè)系統(tǒng)中，連接不同部件的連接件可能呈現(xiàn)出柔性。因?yàn)椴考g的連接件并非完全為剛性的(例如一個(gè)極端的實(shí)施例，托臺(tái)被圖2中 所示的氣臺(tái)托起，從而在所述花崗巖基座上漂移)。當(dāng)系統(tǒng)的部分受到干擾 時(shí)，將會(huì)存在振動(dòng)或者該系統(tǒng)的不同部件之間的彎曲的相對(duì)位移。而彎曲變 形可能會(huì)使晶片襯墊與探針板插針之間的非補(bǔ)償性錯(cuò)位，從而降低性能。
圖3描繪了探測(cè)系統(tǒng)的可能實(shí)施方式，該探測(cè)系統(tǒng)顯示了多種部件中的 某些部件之間的彎曲的連接件。圖3中顯示了某些部件之間的大量示例性的 非剛性連接件。這樣，Z臺(tái)架302和花崗巖基座301之間的接合件310被表 示為彈簧符號(hào)310以表示該接合件的彎曲(和振動(dòng))特性。類(lèi)似地，PHA臺(tái) 架315和WHA臺(tái)架314的花崗巖基座301之間的連接件309以及花崗巖基 座301和地板312之間的接合件311也被表示為彈簧符號(hào)。可以理解的是， 雖然并沒(méi)有顯示實(shí)際的物理彈簧，但是所述接合件可以通過(guò)這些彈簧來(lái)作為 模型或者被描述。
可以通過(guò)增加所述連接件的抗撓剛度、或者通過(guò)隔離地板和系統(tǒng)來(lái)減少 多余的相對(duì)位移。所述方法具有的缺點(diǎn)在于需要增加所述系統(tǒng)的重量(從而 提高對(duì)運(yùn)動(dòng)干擾的頻域靈敏度)，并且需要在安裝探測(cè)系統(tǒng)時(shí)改變隔離屬性。 可以減小多余振動(dòng)的影響的低成本且復(fù)雜程度低的解決方案可以通過(guò)感測(cè) 和控制系統(tǒng)來(lái)有效地抑制或者補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)干擾。
在本發(fā)明另一方面的可能實(shí)施方式中，可以在所述探測(cè)系統(tǒng)的多個(gè)位置 添加干擾測(cè)量裝置。例如， 一個(gè)傳感器可以被置于花崗巖基座上，另一個(gè)傳 感器可以被置于托臺(tái)系統(tǒng)上的XYZ運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，且第三個(gè)傳感器可以被置 于探針定位界面上。可以在所有三個(gè)位置并沿著不同的方向(X、 Y和Z) 不斷地測(cè)量擾動(dòng)振幅和相位信息。所述感測(cè)信息可以通過(guò)用于消除信號(hào)中的 高頻噪聲的低通濾波器而被輸入到運(yùn)動(dòng)控制器。然后控制器可以處理相關(guān)的 振幅和相位信息以通過(guò)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的已有的致動(dòng)驅(qū)動(dòng)器向所述系統(tǒng)在X、 Y、 Z或者e方向上施加補(bǔ)償校正。所合成的運(yùn)動(dòng)避免了晶片襯底和探針之間的未受控制的相對(duì)位移。另外，所述校正可以使所述系統(tǒng)更快地從晶片上的一 個(gè)裸片進(jìn)行到下一個(gè)裸片，因?yàn)榧铀儆?jì)還可以被用來(lái)消除晶片卡盤(pán)從探測(cè)一 個(gè)裸片移動(dòng)到探測(cè)下一個(gè)裸片的位置時(shí)的反作用力(內(nèi)部干擾)。
圖4顯示了圖3中所示的示例性探測(cè)系統(tǒng)的相同側(cè)的側(cè)視圖，所述探測(cè) 系統(tǒng)在系統(tǒng)上的三個(gè)不同位置附加有加速計(jì)。所述方框A, 412、 A2 413和 A3 414表示所加的三個(gè)加速計(jì)，分別用于測(cè)量所述花崗巖基座301、橋架/ 卡盤(pán)/晶片組件402 (可以假定為被剛性連接，從而被視為單個(gè)振動(dòng)元件)以 及所述PHA臺(tái)架315。
所附加的這三個(gè)傳感器允許量化振動(dòng)加速度和/或速度的幅度和相位， 所述振動(dòng)加速度和/或速度通過(guò)外部干擾或者內(nèi)部干擾在所述三個(gè)位置的每 一個(gè)被引起。類(lèi)似地，所述測(cè)量可以被用來(lái)獲取被測(cè)部件之間的相對(duì)加速度、 速度、幅度和相位。單獨(dú)類(lèi)型的測(cè)量和相對(duì)類(lèi)型的測(cè)量都可被用于不同的控 制電路中以補(bǔ)償多余的位移。
可以在本發(fā)明相同方面的另一實(shí)施方式中可替換地在不同位置使用速 度傳感器、或者速度傳感器和加速度傳感器的組合、或者不同數(shù)量的傳感器。 還應(yīng)當(dāng)理解所述傳感器可以被用來(lái)補(bǔ)償晶片探測(cè)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)位移，該晶片 探測(cè)系統(tǒng)使用索亞(sawyer)電機(jī)(而非托臺(tái)系統(tǒng))來(lái)使所述晶片卡盤(pán)和探 針板平臺(tái)中的一者或者兩者相互相對(duì)移動(dòng)。
圖5顯示了結(jié)合來(lái)自兩個(gè)傳感器501和502的加速信息的控制系統(tǒng)的可 能實(shí)施方式的框圖，所述傳感器501和502分別位于花崗巖基座和托臺(tái)上。 該特定實(shí)施方式用于表示本發(fā)明的另一方面，也就是被設(shè)計(jì)以消除工作期間 的接觸位置干擾的控制電路。在圖5所示的特定示例性實(shí)施方式中，控制器 包括兩個(gè)回路具有其自身的位置控制器508的位置控制回路513以及具有 自身的振動(dòng)控制器509的加速度控制回路514。
如上所述，Z臺(tái)架被連接到所述托臺(tái)系統(tǒng)的橋架上并且在花崗巖基座上漂移。所述托臺(tái)在此被假定為包括圖4中的橋架/卡盤(pán)/晶片組件402。當(dāng)致 動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述托臺(tái)前進(jìn)時(shí)，相同大小的牽引力將會(huì)以相反的方向作用在所 述花崗巖基座上(根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律)。這可以被視為內(nèi)部干擾。類(lèi)似 地，由于托臺(tái)和花崗巖基座之間的牽引力，任何作用在所述基座上的外部干 擾(例如來(lái)自地板震動(dòng))也會(huì)在托臺(tái)中出現(xiàn)。由于所述托臺(tái)和基座之間的非 剛性連接，所述干擾將會(huì)引起振動(dòng)的相對(duì)位移。
圖5中所示的補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)是確保托臺(tái)和花崗巖基座都具有相同 的振幅和相位，也就是，控制系統(tǒng)補(bǔ)償(或者消除)所述托臺(tái)和基座之間的 相對(duì)振動(dòng)。
針對(duì)本發(fā)明該方面的所述特定示例性實(shí)施方式的目的，假定所述花崗巖
基座和地板之間存在剛性連接件，并且兩者可以被視為具有質(zhì)量ii^e和倔強(qiáng)
系數(shù)/^e的單個(gè)彈性體(spring-mass)系統(tǒng)。所述倔強(qiáng)系數(shù)/^2與圖4中所 示的基座和托臺(tái)之間的彈簧310相對(duì)應(yīng)。
地板/基座結(jié)構(gòu)可以相對(duì)于托臺(tái)主體移動(dòng)，針對(duì)該示例性實(shí)施例，所述
托臺(tái)主體可以被假定為線性系統(tǒng)，該線性系統(tǒng)具有質(zhì)量i^C^try并且沒(méi)有其自
身的倔強(qiáng)系數(shù)?；谏鲜黾僭O(shè)，所述托臺(tái)相對(duì)于花崗巖基座的動(dòng)態(tài)特性 (dynamics)被稱(chēng)為(該動(dòng)態(tài)特性將產(chǎn)生基座和托臺(tái)之間的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，圖5中的控制器被設(shè)計(jì)以抑制該相對(duì)運(yùn)動(dòng))且在頻域中可以被寫(xiě)為 以下傳遞函數(shù)
<formula>formula see original document page 12</formula>其中，
^^,。,^^是基座和托臺(tái)之間的相對(duì)加速度503，該加速度通過(guò)使所述 基座511和托臺(tái)512的加速計(jì)的讀數(shù)相減而獲得；
F^^W是施加到所述基座和托臺(tái)的控制力504，該控制力由補(bǔ)償力510 和期望的控制力505的復(fù)合作用而產(chǎn)生；
Gt^^^是所述托臺(tái)的動(dòng)態(tài)特性的傳遞函數(shù)；
Go。^e ^是所述地板/基座的動(dòng)態(tài)特性的傳遞函數(shù)；
W-V^^是所述地板/基座結(jié)構(gòu)的共振頻率；以及
2 =#￡e/(M￡e+Mea,)是被組合的所述托臺(tái)和地板/基座主體的共振頻率。
假定方程(1)的共振(或者極點(diǎn)，該極點(diǎn)通過(guò)計(jì)算所述分母的根所獲 得)，該方程為co,和(02的組合，伺服控制器(在圖5中是位置控制器508 和振動(dòng)控制器509的組合)很難獲得指定位置(commanded position) 506的 精確跟蹤(即，零點(diǎn)位置誤差507)。因此，期望設(shè)計(jì)一種補(bǔ)償510，該補(bǔ)償 還可以線性化圖5中的期望的控制505和相對(duì)加速度503的信號(hào)之間的動(dòng)態(tài) 特性。在該情況下，所述伺服系統(tǒng)控制器可以具有理想的(零點(diǎn))誤差控制。 在本發(fā)明的另一方面中，所述控制電路的實(shí)施方式可以包括這樣的線性化。
圖6顯示了補(bǔ)償控制601的可能實(shí)施方式的框圖，該補(bǔ)償控制601被稱(chēng) 為/^。m，^.。
(等同于圖5中的振動(dòng)控制器509)且被設(shè)計(jì)為線性化所述基座 602和托臺(tái)603之間的相對(duì)動(dòng)態(tài)特性604并由此消除共振。最終的補(bǔ)償605 可以被設(shè)計(jì)如下
<formula>formula see original document page 13</formula> (2)
其中^""^為花崗巖基座的加速度。
如所期望地，方程(2)與共振頻率無(wú)關(guān)。通過(guò)將所述托臺(tái)和基座之間的相對(duì)動(dòng)態(tài)特性GG加wG扁.,e引入方程(2)，所述補(bǔ)償控制//函w。"601 則可被推出如下
<formula>formula see original document page 14</formula>
被稱(chēng)為'Gc。,。w,.,e的具有上述補(bǔ)償?shù)牡刃到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性則為<formula>formula see original document page 14</formula>
因此，具有補(bǔ)償?shù)暮铣傻南到y(tǒng)動(dòng)態(tài)特性(將方程(2)和(3)代入方程 (4)中)為
<formula>formula see original document page 14</formula>
比較方程(5)中的具有補(bǔ)償?shù)南鄬?duì)動(dòng)態(tài)特性'^。一.。 .",76與方程(1)
中的沒(méi)有補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)特性GG。一魯G畫(huà),e，很明顯可以通過(guò)上述補(bǔ)償//函，融.。" 來(lái)消除牽引力和外部干擾所引起的共振。在實(shí)際中，即使在探針接觸焊接襯 墊時(shí)的工作期間不斷地存在干擾的情況下，//e。^e 。 被希望產(chǎn)生理想的線 性系統(tǒng)并由此產(chǎn)生改進(jìn)的位置跟蹤。
圖7顯示了當(dāng)基于圖6中的補(bǔ)償控制601的加速度被結(jié)合701到圖5中
的整個(gè)控制電路中時(shí)的完整的控制框圖。
本發(fā)明還包括了控制系統(tǒng)的其他實(shí)施方式，該實(shí)施方式結(jié)合了多個(gè)相同 或者其他類(lèi)型的傳感器的讀數(shù)以在任何方向上且存在運(yùn)動(dòng)干擾的情況下實(shí) 現(xiàn)晶片襯墊相對(duì)于探針的準(zhǔn)確并連續(xù)的定位。類(lèi)似地，本發(fā)明還包括了其他 控制電路，該控制電路以不同方式補(bǔ)償系統(tǒng)中不同部件的單獨(dú)(非相對(duì))或 者相對(duì)加速度，從而產(chǎn)生對(duì)探測(cè)系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)干擾的主動(dòng)抑制。
\圖8為顯示測(cè)試系統(tǒng)所包括的步驟的可能實(shí)施方式的流程圖，所述測(cè)試 系統(tǒng)利用傳感器和控制系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償WHA臺(tái)架上的運(yùn)動(dòng)干擾。在第一操作 801，使WHA臺(tái)架和PHA臺(tái)架相接觸直到達(dá)到所期望的接觸位置和力。為 了保持所述期望的接觸位置，托臺(tái)和基座之間的任何振動(dòng)(幅度和相位)被 不斷地測(cè)量802以檢測(cè)由于例如地板振動(dòng)或者托臺(tái)致動(dòng)的運(yùn)動(dòng)干擾所導(dǎo)致的 所述期望的接觸位置的改變。然后控制系統(tǒng)基于傳感器信息來(lái)確定所需的校 正動(dòng)作803。校正力然后通過(guò)結(jié)合到所述WHA臺(tái)架的執(zhí)行器而被施加到托 臺(tái)，以消除任何多余的位置干擾并跟蹤所期望的位置804。在至少某些實(shí)施 方式中，操作802-804被不斷地重復(fù)(例如每50毫秒)，以確保對(duì)期望位置 的任何干擾都可以被及時(shí)校正。所述操作(802-804)還在所述WHA臺(tái)架和 PHA臺(tái)架彼此相對(duì)移動(dòng)時(shí)被重復(fù)執(zhí)行(例如每50毫秒)，從而在探測(cè)過(guò)程中 從一個(gè)襯墊進(jìn)行到下一個(gè)襯墊以將探針尖端定位到新的一組焊接襯墊上。監(jiān) 視并控制系統(tǒng)的其他參數(shù)和部件的其他實(shí)施方式也是有可能的。
在此描述的方法可以通過(guò)諸如通用計(jì)算機(jī)或者專(zhuān)用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)在軟件控制的操作下而被執(zhí)行，所述軟件可被存儲(chǔ)在多種計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)中。
本發(fā)明的多種實(shí)施方式可以被用在具有固定完整的晶片的晶片卡盤(pán)的 晶片探測(cè)器上，或者其他類(lèi)型的探測(cè)系統(tǒng)，例如探測(cè)膜框(film frame)(為 柔性)或者揭膜片(film strip)(可以為剛性)上的襯墊或者裸片的系統(tǒng)。
因此，提供了設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法用于在存在干擾的情況下實(shí)現(xiàn) 并保持測(cè)試系統(tǒng)中襯墊到探針的準(zhǔn)確接觸定位。雖然已經(jīng)參考具體示例性實(shí) 施方式描述了本發(fā)明，但很顯然在不背離權(quán)利要求書(shū)所提出的本發(fā)明的更為 廣泛的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，可以對(duì)所述實(shí)施方式做出各種修改和變動(dòng)。因 此，說(shuō)明書(shū)和附圖被視為示例性的方式，而非限制性的方式。
權(quán)利要求
1、一種用于保持多個(gè)接觸電極和多個(gè)電觸點(diǎn)之間的相對(duì)位置的測(cè)試系統(tǒng)，該測(cè)試系統(tǒng)包括至少一個(gè)傳感器，該傳感器被連接到第一部件的至少一個(gè)位置，該第一部件被配置以固定具有所述多個(gè)電觸點(diǎn)的裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器被配置以測(cè)量沿著三維坐標(biāo)系統(tǒng)的至少一個(gè)軸的至少一個(gè)參數(shù)；以及控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被連接到所述第一部件，該控制系統(tǒng)被配置為從所述至少一個(gè)傳感器中接收信息并且基于所述信息來(lái)確定致動(dòng)力，以及其中所述致動(dòng)力作用在所述第一部件上以補(bǔ)償對(duì)所述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)干擾。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括探針板平臺(tái)，該平臺(tái)被配置以支撐所述多個(gè)接觸電極，并且其中所述至 少一個(gè)參數(shù)為速度和加速度中的一者，以及其中所述致動(dòng)力在所述第一部件 和所述探針板平臺(tái)相對(duì)于彼此被移動(dòng)時(shí)而被施加。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量振幅和 相位，以及其中所述多個(gè)電觸點(diǎn)為半導(dǎo)體晶片上的集成電路上的焊接襯墊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)基于相對(duì)加速度和 相對(duì)速度中的一者來(lái)確定所述致動(dòng)力。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述致動(dòng)力顯著地減小了所述系 統(tǒng)的各部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述致動(dòng)力顯著地減小了所述系 統(tǒng)中的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。
7、 一種用于保持多個(gè)接觸電極相對(duì)于多個(gè)襯墊的定位的方法，該方法 包括使用至少一個(gè)連接到第一部件的傳感器來(lái)測(cè)量沿著三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的 至少一個(gè)軸的至少一個(gè)參數(shù)，所述第一部件被配置以固定將被連接到所述多 個(gè)接觸電極的裝置；以及使用連接到所述第一部件的控制系統(tǒng)來(lái)確定致動(dòng)力，其中所述控制系統(tǒng) 被配置以從所述至少一個(gè)傳感器中接收信息并且基于該信息來(lái)確定致動(dòng)力， 以及其中所述致動(dòng)力作用在所述第一部件上以補(bǔ)償對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)干擾。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述至少一個(gè)參數(shù)為速度和加速 度中的一者。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量振幅和 相位。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述控制系統(tǒng)基于相對(duì)加速度和 相對(duì)速度中的一者來(lái)確定所述致動(dòng)力。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述致動(dòng)力顯著地減小了所述系 統(tǒng)的各部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述致動(dòng)力顯著地減小了所述系 統(tǒng)中的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。
13、 一種提供可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令當(dāng)被數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)使該系統(tǒng)執(zhí)行用于保持多個(gè)接觸電極相對(duì)于多個(gè)襯墊的定位的方法，該方法包括使用至少一個(gè)連接到第一部件的傳感器來(lái)測(cè)量沿著三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的 至少一個(gè)軸的至少一個(gè)參數(shù)，所述第一部件被配置以固定將被連接到所述多 個(gè)接觸電極的裝置；以及使用連接到所述第一部件的控制系統(tǒng)來(lái)確定致動(dòng)力，其中所述控制系統(tǒng) 被配置以從所述至少一個(gè)傳感器中接收信息并且基于該信息來(lái)確定致動(dòng)力， 以及其中所述致動(dòng)力作用在所述第一部件上以補(bǔ)償對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)干擾。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的介質(zhì)，其中所述至少一個(gè)參數(shù)為速度和加 速度中的一者。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的介質(zhì)，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量振幅 和相位。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的介質(zhì)，其中所述控制系統(tǒng)基于相對(duì)加速度 和相對(duì)速度中的一者來(lái)確定所述致動(dòng)力。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的介質(zhì)，其中所述致動(dòng)力顯著地減小了所述 系統(tǒng)的各部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的介質(zhì)，其中所述致動(dòng)力顯著地減小了所述 系統(tǒng)中的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
提供了一種改進(jìn)的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備用于在存在運(yùn)動(dòng)干擾的情況下，自動(dòng)并準(zhǔn)確地保持晶片探測(cè)器到半導(dǎo)體裝置上的焊接襯墊的對(duì)準(zhǔn)。在本發(fā)明一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施方式中，結(jié)合了來(lái)自多個(gè)加速度傳感器和/或速度傳感器的信息的反饋控制系統(tǒng)被用來(lái)在存在運(yùn)動(dòng)干擾的情況下保持所期望的接觸位置。
文檔編號(hào)G01R31/28GK101297205SQ200680039546
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者M·杰達(dá), N·烏黛, R·J·小卡斯勒 申請(qǐng)人:伊智科技公司