TWI501058B - 用以改善站台移動時間之方法、系統及設備 - Google Patents

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Description

用以改善站台移動時間之方法、系統及設備 發明領域
本發明係關於在一構件之探測、檢視、組裝、或製造期間用以改進站台移動時間之系統與方法。
 發明背景
探測技術包括以探針接觸一積體電路之墊片表面。該處理程序包括相對於探針尖端之探測墊定位。該探測墊定位，在一系統中，藉由移動包含待測裝置之晶圓而被達成。自一組待測墊片至下一組墊片，該移動包括將墊片移動遠離探針、移動該晶圓以至於使下一組墊片在探針尖端之下、及將墊片朝向探針尖端移動使其與探針接觸尖端。
因為將墊片定位在探針之下涉及非常高的精確性，其必須精確地控制晶圓的機械移動。任何在相交方向之非必要的移動均可能損害待測裝置。因此，需要非常小心地確保在與探針尖端接觸前之機械移動是完全地受控制。
第1a圖展示一共用站台移動輪廓圖20，其中一站台藉由單一軸之移動而自一接觸位置22移動至一淨空高度位置24(其通常在垂直或"Z"方向)。該淨空高度被定義作為一安全高度，站台可安全地在其中被移動而不損毀系統構件。該站台接著移動至另一命令站台位置26，等於該淨空高度之高度，其後該站台移動至另一接觸位置28。整體移動輪廓圖20以三條線段30、32、34表示。
第1b圖展示附加在線段30、32、34上之一加速輪廓圖。第一加速輪廓圖具有二個線段36、38，其可參考加速軸a1及距離軸d1而觀看。具有二線段40、42之第二加速輪廓圖可參考加速軸a2及距離軸d2而觀看。具有二線段44、46之第三加速輪廓圖可參考加速軸a3及距離軸d3而觀看。線段36、38、40、42、44、及46不代表移動方向；然而，它們展示加速或減速週期。
第一加速輪廓圖展示朝向在接觸位置22及淨空高度位置24之間等距離的中點48之加速度36。在抵達中點48的距離之後，站台在第二線段38期間減速，直至站台抵達淨空高度24之停止點為止。應了解，發生在第一加速輪廓圖中之僅有移動是垂直移動，其包括一加速週期(線段36)及一減速週期(線段38)。第二加速輪廓圖展示具有中點50之一加速40及一減速42。應了解，發生在第二加速輪廓圖中之僅有移動是水平移動，其包括一加速週期(線段40)及一減速週期(線段42)。第三加速輪廓圖具有一加速44及一減速46以抵達另一接觸位置28。應了解，發生在第三加速輪廓圖中之僅有移動是垂直移動，第三加速包括一加速週期(線段44)及一減速週期(線段46)。
因此，在Z-方向，一半的Z-方向移動使用在加速上，而Z-方向的另一半移動則使用在減速上。
將晶圓在下一個軸移動之前，上述之單一軸移動需要確認移動是否完成且擾動是否最小化。這對於晶圓及探測卡兩者之安全性是必須的。
 發明概要
本發明提供用以增加在二個位置之間的站台移動效率的改良方法及系統。該站台在製造處理程序中可保持有一待測試或檢視裝置或可保持有探針或其他測試或檢視構件。測試或檢視可垂直地或水平地被進行。
依據本發明一論點之一實施例，一站台在第一方向經由一淨空高度被加速。在經由該淨空高度加速之後，站台在第一方向被減速，而在第二方向加速該站台。該站台接著於第三方向移動。
在進一步地於第三方向繼續移動該站台之前，可判定該站台於第二方向的移動是否在一臨界值之下。該第一方向是垂直於第二方向且平行及相反於第三方向。
更依據本發明另一論點之另一實施例，將說明於一第一垂直方向移動一站台而越過一淨空高度之方法。該站台繼續於第一垂直方向移動且開始橫向地移動。該站台接著於一第二垂直方向被移動至一穩定檢查點。
依據本發明另一論點之再另一實施例，一站台在一第一時間週期之期間於一垂直方向經由一淨空高度被加速且在一第二時間週期之期間減速。該第一時間週期是大於第二時間週期。
依據本發明另一論點之再另一實施例，有一儲存著代表指令序列之資料的機器可讀取媒體，當該等指令被電腦系統執行時，將導致該電腦系統執行上述移動一站台之方法。
依據本發明另一論點之再另一實施例，將說明一基台及由該基台所支撐之站台。該站台被組態以在一個三維座標系統中移動。至少一個馬達連接於該站台以供在該三維座標系統中移動該站台。該馬達被組態以於第一方向經由一淨空高度將該站台加速，且該至少一個馬達被組態以於第一方向將該站台減速，並且與在第一方向將該站台減速之同時，將該站台於第二方向加速。至少一感測器被耦合於該站台且該感測器被組態以量測一站台參數。一控制系統被耦合於該至少一感測器。該控制系統被組態以自該至少一感測器接收資訊，且依據一淨空高度參數而決定馬達之操作參數。
依據本發明另一論點之再另一實施例，將說明一支撐框架及利用該支撐框架所支撐之基台。同時也將說明利用該基台所支撐的一站台，該站台被組態以在具有三個運動軸之一個三維座標系統中移動。至少一個馬達連接於該站台以供在該三維座標系統中移動該站台。馬達被組態以於第一運動軸經由一淨空高度將該站台加速，且同時地在第一運動軸及第二運動軸上將該站台減速。至少一個感測器被耦合於該站台，且該感測器被組態以量測一站台加速度。
本發明至少某些實施例提供解決辦法，因此導致一系統改進在接觸或測試或檢視或製造位置之間的站台移動時間。本發明的這些及其他實施例、特點、觀點、及優點將自附圖及自詳細之說明以及隨後的附加申請專利範圍而更明白。
圖式簡單說明
本發明經由範例被展示且不受限定於附圖之圖形，圖形中相同的參考指示相似元件，並且於圖中：
第1a圖展示先前技術之一站台移動輪廓圖的側視圖。
第1b圖展示先前技術之一站台加速輪廓圖的側視圖。
第2圖展示探測器測試系統及其二個主站台的可能實施例之側視圖。
第3圖展示探測器系統之頂視圖。
第4圖展示依據一可能實施例，在探針及導電元件之間的站台接觸位置之側視圖。
第5a圖展示依據一個實施例之站台移動輪廓圖的側視圖。
第5b圖展示依據一個實施例之站台加速輪廓圖的側視圖。
第6a圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之側視圖。
第6b圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之另一側視圖。
第6c圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之另一側視圖。
第6d圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之另一側視圖。
第7a圖展示依據另一實施例之站台移動輪廓圖的側視圖。
第7b圖展示依據另一實施例之站台加速輪廓圖的側視圖。
第8圖展示一探測器測試系統及其連接於一控制系統之二個主站台的可能實施例之側視圖。
第9圖展示站台範例之控制處理操作的流程圖。
第10圖展示比較於抛物線移動輪廓圖之站台移動輪廓圖的側視圖。
第11圖展示在各種構件之間具有添加撓性之探測器測試系統的可能實施例之側視圖。
第12圖展示具有撓性連接之探測器測試系統的加速度感測實施例。
第13圖展示包括相對加速度補償之回授控制機構的方塊圖。
第14圖展示依據相對加速度量測之加速度補償機構的方塊圖之細部。
第15圖展示藉由增加加速度基礎補償的第12圖中之等效加速度迴路之方塊圖。
第16圖展示顯示測試系統範例操作之流程圖，其藉由包括移動擾動感測及補償而精確地維持一所需的探測-對-墊片位置。
 較佳實施例之詳細說明
本發明各種實施例及論點將參考下面討論之細節加以說明，且附圖將展示各種實施例。下面的說明及圖形只是本發明之展示，不應被視為對本發明之限制。許多特定細節被說明以提供對本發明各種實施例之了解。但是，在某些實例中，習知的或習見的細節不再被說明，以便簡要地討論本發明之實施例。
本發明至少某些實施例可被使用，以測試或檢視構件，例如，積體電路、或包括多數個積體電路之晶圓、或包括一個或多個其他構件之基片。下面的說明是針對晶圓探測，但是應了解，晶圓探測僅是本發明之一實施範例，且其他實施例的所有其他範例將不被使用於晶圓探測。
晶圓探測涉及以探針尖端接觸墊片表面。在探測操作期間探針尖端移動或變形。這動作使得探針尖端越過正被測試之晶圓之聯結墊、球體/凸出或接觸表面而摩擦或滑動。這機械動作是除去探針尖端及/或墊片上之污物及氧化物所必要的。此外，大量的壓力被使用以清除氧化物或污物層。
在本發明一實施例中，一探測器系統包含二個主構件，或站台，其中一個固持一晶圓且另一個則固持一探測卡。此二個站台彼此反向地移動且一起，以便在聯結墊及探針尖端之間產生高壓接觸。
第2圖展示包括二個主站台的系統100之一可能實施例的分解圖。主站台是晶圓固持器組件102及探測卡固持器組件104。在這展示之範例中，晶圓固持器組件102能夠沿著X、Y、Z及θg 方向移動，同時探測卡固持器組件(PCHA)104則保持靜止。在另一實施例中，晶圓固持器組件102可保持靜止而PCHA 104則能夠移動。於再另一實施例中，WHA 102及PCHA 104兩者皆可移動。此外，晶圓106它本身可反向於晶圓固持器組件102中之晶圓固持基座108而環繞著θw 方向轉動。以這方式，利用晶圓固持器組件102所支撐的晶圓106可反向於利用探測卡固持器組件104所支撐之探測卡的探針158而移動，因而探針158可以與導電元件110(例如，晶圓106上之墊片或球/凸出)接觸。
晶圓固持器組件102利用剛性基台112及被置放於支撐表面116上之金屬框114所支撐。晶圓固持器組件102包括移動系統118、站台120及固持基座108。固持基座108，在一實施例中，固持該晶圓106以呈現供測試的一些結合墊片110a。可在X、Y、Z及θg 方向122移動的基座108，被連接到構台之Z-站台120。X-Y移動系統118，在一實施例中，可以是一種X-Y構台系統，其允許一X站台138在X-方向移動及一Y-站台146在Y-方向移動。X-Y移動系統118連接於Z站台120，其能夠於Z-方向154移動以允許探針158與晶圓106上之墊片110a接觸。X-Y移動系統118同時也連接於一編碼器或感測器以追蹤Z-站台120及晶圓106之位置、速率及加速度。
同時也應了解，在另一實施例中，Z站台120在具有一連串平坦地被分佈之氣孔的剛性基台上面滑動，該等氣孔朝向Z站台120往上吹氣，以便協助Z站台在剛性基台112上平滑地移動，且因此減輕在Z站台120及剛性基台112之間的一些接觸摩擦。
在另一實施例中，X-Y移動系統118同時也可以是索耶(Soyer)馬達系統，該馬達系統具有一平穩台板表面、一磁化頭及驅動線圈，該驅動線圈影響磁化頭之磁通量以在一台板表面上於X或Y方向140、150移動Z站台120。在索耶馬達系統中，台板是一非氣孔表面，因而裝設在晶圓固持器組件102之氣體軸承可在晶圓固持器組件102及台板表面之間產生一密封區域。氣體軸承，例如，氣孔氣體軸承或孔洞媒體軸承，被附帶至Z-站台120下方表面以朝向台板往下吹氣，因此在Z-站台120和台板之間產生一致的氣體間隙。
第2圖進一步地展示一探測卡固持器組件104，其包括一支撐體或組件124、一環形載體126、一探測卡128及探針158。環形載波126利用支撐組件124被支撐且可由金屬所構成，例如，鋁或鋼。支撐組件124連接於與剛性基台112連接的金屬框架114。於這實施例中，探測卡固持器組件104是靜止的；但是，可能提供探測卡固持器組件104一移動機構，因而探測卡可相對於晶圓固持器組件102而移動。
探測卡128連接於探針158且呈現探針158以供接觸於晶圓106。於這展示範例中，當Z-站台120被啟動時，探針158進入與導電元件110接觸。
系統100可在滾輪上被移動，例如，滾輪130及132。滾輪130及132最好是一組滾輪之部份，例如，四個滾輪，雖然任何數量之滾輪亦可被使用。滾輪可被縮進去，因而金屬框114及剛性基台112停留在底面上，直接地在該底面上或使用可縮腳架。雖然該等滾輪可被移動進入一延伸位置中，因而系統100可越過支撐表面116被滾動，使得系統100成為輕便，在第2圖中，滾輪130及132是在縮入的位置中。
第3圖是第2圖所展示之系統100的頂視圖。第3圖展示一範例，如上面概要地說明，其中X-Y移動系統118是一X-Y構台系統134。在X-Y構台系統134中，二個一組之X軌道136允許Z-站台120在X-方向140線性地及以低阻力方式移動。X軌道136限制Z-站台120之移動，因而在Y-方向之移動受到限定或不存在。接橋138(或X-站台)留在剛性基台112及X軌道136頂部上。接橋138連接於Z-站台120且其可能使Z-站台120獨自地被氣體軸承或吹氣孔所支撐。接橋138同時也連接於基座108，其固持晶圓106以及其之導電元件110。基座108利用與接橋138連接的二個X-馬達142相對於剛性基台112沿著X方向140在X軌道136上移動。應了解，基座108可利用一個X-馬達或任何數量之馬達(取代僅有的二個馬達)在X-方向140移動。包括在構台系統中之另一移動機構可在Y、Z及θ方向移動基座108。
第3圖，依據一實施例，展示一X-Y構台系統134，該構台系統包括與連接二個Y-軌道148之Y-站台146相連接的Y-馬達144，該Y-軌道148在Y-方向150引導Y-站台146。Z-站台120被支撐或被連接於Y-站台146，因而基座108及晶圓106(未被展示在這圖式中)同時也可在Y-方向150移動。該Y-馬達144可被裝設在X-Y移動系統118之內或其可遠端地被裝設及連接於Y-站台146以引動基座108在Y-方向150移動。
第3圖同時也展示，依據一個實施例，在X-Y移動系統118之內的一無刷旋轉馬達152，馬達152能夠在Z-方向154或θg 156方向使Z-站台120昇高。取決於系統之特定使用，旋轉馬達152可被取代或被使用於與下列各構件之組合以供在Z-方向154移動Z-站台120，該等構件如：壓電式升降機構、線性馬達、球體及螺釘配置、滑動器機構(其將橫向力轉移為垂直力，以在Z-方向154驅動Z-站台120)、氣體軸承、或成形記憶合金材料。旋轉馬達152最好是裝設在X-Y移動系統118之內；但是，在另一實施例中，旋轉馬達152可遠端地被裝設，以在Z-方向154或θ156方向驅動Z-站台120。
第4圖展示與結合墊片110a接觸之環形載體126、探測卡128及探針158的詳細側視圖，因而探針158產生與聯結墊110a之一電氣接觸。Z-站台120、固持基座108及構件或晶圓106被置放於一接觸位置164。Z-站台120第一接觸位置高度162被展示。Z-站台120參考點160被置放於Z-站台120一頂部之部份上，且當構件或晶圓106是與探針158接觸時，則直接地對齊於接觸位置高度162。Z-站台120參考點160被展示，其被置放在Z-站台120的最頂部之部份，在固持基座108及晶圓106之下，且沿著Z-站台120中心軸170被置放。應了解，Z-站台120參考點160被選擇在這位置中僅是為展示目的，且其也是可能被選擇在另一參考點位置，以便說明將進一步被說明之相同Z-站台120的移動輪廓。
Z-站台120可藉由往上地或在Z-站台120之第三方向166(或第二垂直方向)向上移動而抵達第一接觸位置高度162。在探針158接觸構件或晶圓106之後，Z-站台120藉由往下地或在第一方向168(或第一垂直方向)移動而自探測卡固持器組件104放開晶圓106。
二維座標系統172展示平行於Z-站台120中心軸170之Z-方向154以及第一與第三方向168、166。垂直於Z-方向154之方向可以是X方向140、Y-方向150或X及Y方向140、150之組合的任一者。
第5a圖展示當Z-站台120經由三條不同移動線移動時利用Z-站台120參考點160所追蹤之移動輪廓圖194。Z-軸及X或Y-軸形成一平面，其展示Z-站台120移動。
應了解，上面之Z-站台120移動可發生在三維空間，在展示平面之外，但是為容易展示，設定之範例發生在二維座標系統中。
Z-軸在正Z-方向154延伸而垂直於Z-軸之軸在X-方向140、Y-方向150或X及Y方向140、150兩者中延伸。Z-站台參考點160由第一開始點174開始。當第一開始點是在接觸位置164時，第一開始點174則代表Z-站台120，如第4圖之展示。Z-站台120利用追隨在第一方向168的第一移動輪廓圖178，而自第一開始點174朝向第二點176移動。第一方向168同時也可被說明作為負的Z-方向154或第一垂直方向之移動。第二點176被置放在定義第一淨空高度180的一平面之內。
在本發明一實施例中，垂直於第一方向168之方向的淨空高度180、202之移動可安全地被達成，而不損害系統100內的任何構件。
在第一淨空高度180時，Z-站台120可橫向地移動(相對於第一方向)，而無損毀探針158、導電元件110、晶圓106、固持基座108、探測卡128、環形載體126、Z-站台120或系統100內之任何構件的風險。
在移動經過第一淨空高度180之後，Z-站台120追隨第二移動輪廓圖188，朝向穩定檢查點186移動。第二移動輪廓圖188是在站台120移動期間之一非抛物線曲線的橫向移動。穩定檢查點186是一位置，其允許以一臨界值之內將Z-站台120穩定在第二方向192。在一實施例中，Z-站台120在第一垂直方向168移動站台120(越過第一淨空高度180)及將站台120移動至第二接觸位置198之間僅具有一穩定檢查點186。
第二移動輪廓圖188具有二個移動線段。第一線段182即時地發生在Z-站台120通過第二點176的第一淨空高度180且接近一底點190之後。第二線段184發生在底點190及穩定檢查點186之間。
底點190是Z-站台120在第一方向168將行進穿過整體移動輪廓圖194的最遠距離。在整體移動輪廓圖194中，底點190發生在沿著垂直於第一方向168之第二方向192的第二點176及穩定檢查點186間之非等距的位置。
在第一線段182期間，Z-站台120在第一方向168同時於第二方向192上開始移動。第二方向192可以是在相對於所展示之座標系統的正X-方向140或Y-方向150。在通過底點190之後，Z站台開始沿著第二線段184朝向穩定檢查點186移動。穩定檢查點186被置於第二淨空高度202。第二淨空高度202可以是相同於第一淨空高度180之高度或可以是不同的高度，取決於系統係數，例如，晶圓106平面、探針尺度、材料、結合墊片、或在系統100內之任何其他有關變數。在一實施例中，當比較於第一淨空高度180時，第二淨空高度202可具有高至20微米之差量。
於第5a及5b圖中，為容易討論起見，第二淨空高度202被展示如具有相同於第一淨空高度180之相同數值。
在第二線段184中之移動期間，Z-站台120在第二方向192同時於第三方向166移動。除了第二方向192之外，第二線段184同時也可能包含同時於另一方向之第三方向166的移動(是在不同的平面中)。應注意到，第一方向168是垂直於第二方向192且是平行及相反於第三方向166。
在抵達穩定檢查點186之後，Z-站台120沿著第三移動輪廓圖196純粹只在第三方向166移動，以接近被置放在第二接觸位置高度200之第二接觸位置198。第二接觸位置高度200可以是相同於第一接觸位置高度162之高度，或可以是大致不同之高度，取決於先前敘述之系統係數，例如，晶圓106平面、探針尺度、材料、結合墊片、或在系統100內之任何其他有關變數。再次地，為容易討論起見，第二接觸位置高度200被展示如具有相同於第一接觸位置高度162之高度。
如上所述，Z-站台120將沿著第三移動輪廓圖196行進一距離。在第三移動輪廓圖196行程距離利用淨間距204被定義，在其中一Z-站台120必須無橫向移動。如果Z-站台120之橫向移動發生，而Z-站台120是在淨間距204之內的話，則將出現損毀系統100構件之風險。
淨間距204定義在間隙高度180、202及接觸位置高度162、200之間的距離。在一實施例中，淨間距204可以是在至少125微米(μm)範圍之內。在另一實施例中，淨間距204是在125微米至1毫米範圍之內。當然，淨間距204可以是高至許多毫米，取決於系統100構件及控制參數。
第5a圖展示一晶模步距尺度254，其定義在第一及第二接觸位置174、198之間的距離。該晶模步距尺度254具有一中點，該中點具有步距尺度一半的距離數值。Z-站台120在抵達二個接觸位置174、198之間的中點之前先抵達一底點190。
在一範例中，依據一個實施例，Z-站台120沿著第一移動輪廓圖178行進經過0.330毫米之距離。在這範例中之淨間距204同時也是0.330毫米。在第二移動輪廓圖188期間，Z-站台120以第二方向192在第二點176及穩定檢查點186之間移動6.5毫米之晶模步距尺度254。Z-站台120接著在第三方向166沿著第三移動輪廓圖196向上移動0.330毫米之距離至第二接觸位置198。更進一步地，在這範例，迴轉週期224(將於稍後說明)中在第二點176及底點190之間於第一方向168(或負Z-方向)之距離大約是0.15毫米-0.165毫米。因此，Z-站台120在第一方向之總行程距離大約是0.480-0.495毫米。
依據上述實施例，在第一方向168之第一移動輪廓圖178及在第三方向166之第三移動輪廓圖196的行程距離是等於間距204，以避免損害系統100構件。
依據另一實施例，可使第一移動輪廓圖178及第二移動輪廓圖196具有各較大於間距204之長度；但是，此系統將增加Z-站台120總行程距離，因而降低站台120之移動效率。
第5b圖展示第5a圖中所說明之移動輪廓圖194的加速輪廓圖206。為供參考起見，第5a圖之移動輪廓圖194一般是利用第5b圖之點線被展示。第一加速輪廓圖208參考第一加速度軸a1及第一距離軸d1被說明。依據這實施範例，第一加速軸a1是垂直於第一方向168且在正X-方向140、Y-方向150或X及Y方向增加。第一距離軸d1是平行第一方向168且在負Z-方向154增加。
第一加速輪廓圖208具有二個線段210、212，其描述在第一方向168之移動輪廓圖194的加速度行為。Z-站台120在第一開始點174以零加速度開始。由於Z-站台120在第一方向168移動，其以加速線段210範例之增加固定加速度而朝向第二點176加速。
當Z-站台120抵達第二點176時，Z-站台是在第一淨空高度180以一峰值加速度214加速。在一實施例中，第一方向168中之加速度及減速度大約是0.7g(0.3g-1g)。
應了解，Z-站台120之加速度是受限於系統之性能而儘可能地高。例如，放大器之改變、放大器數目、電源供應、系統尺度、站台慣性及其他系統100構件參數，都將影響Z-站台120在特定速率之加速能力。加速度可藉由改變某些系統100變數而被增加或減少。例如，在移動期間具有較少慣性之較小尺度的站台，將比具有較大尺度站台之系統可達成更快的索引時間及加速度。
維持站台移動全程最大加速度及減速度數值在取得上述有效的移動輪廓圖194之優點是具關鍵性的。
在通過第二點176之後，Z-站台120開始在相對於加速度軸a1及距離軸d1的第一方向168減速，如減速線段212之示例(為清楚起見，以一點線展示)。當在第一方向168移動完成且在第一方向168之加速度減至零值216時，Z-站台120於第一方向168減速直至抵達底點190為止。
當Z-站台120於第一方向168在通過第一淨空高度180之後減速時，第二方向192之減速同時也發生。第二加速輪廓圖218將參考第二加速度軸a2及第二距離軸d2被說明。依據這實施範例，第二加速度軸a2是垂直於第二方向192且平行於第一方向168。第二加速度軸a2在正Z-方向154增加速度。第二距離軸d2是垂直於第一方向168且平行於第二方向192。第二距離軸d2在正的X-方向140、Y-方向150或X及Y方向140、150兩者中增加速度。
第5b圖進一步地展示具有二個線段220、222之第二加速輪廓圖218，該輪廓圖218描述在第二方向192之移動輪廓圖194的加速行為。減速線段220是直接地關聯於先前說明之第一移動線段182(屬於第二移動輪廓圖188)。同樣地，加速線段222是直接地關聯於第5a圖中所展示的第二移動線段184。
當Z-站台120同時在第一方向168而於第二方向192移動時，Z-站台120在第一及第二方向168、192自第二點176減速至底點190。在一實施例中，Z-站台120可能於第一方向168之減速時而同時在第二方向192加速。在一實施例中，Z-站台120在第二方向192之加速及減速數值大約是0.7g(0.3g-1g)。如先前所說明，加速數值可受系統100的許多變數所影響。
因為在第一168方向有減速，這區域可被稱為一迴轉週期224，其緊密地相關於在第二移動輪廓圖188之第一線段182的Z-站台120移動。
先前說明之範例中，迴轉週期224在第二點176及底點190之間之第一方向168(或負Z-方向)中的距離大約是0.15毫米-0.165毫米且Z-站台120沿著第一移動輪廓圖178行進0.330毫米之距離。在第二點176及底點190之間的距離，同時也代表在迴轉週期224期間Z-站台120在第一方向行進之距離。迴轉週期224是第二方向192橫向移動開始以及Z-站台120減速開始橫向及垂直發生之週期。
Z-站台120在經過第一淨空高度180加速且具有一減速距離280，大約為Z-站台120在第一方向168之1/3總垂直行程距離284(0.165毫米/0.495毫米=0.33)。第一方向168之減速距離280(低於淨空高度180)至多是發生在淨空高度180上之加速距離282的一半。換言之，減速距離280至多是第一方向168之站台加速距離282的一半。
在一實施例中，在第一方向168之減速距離280最高是淨間距204的一半(如果淨間距204及加速距離282是相等的話)。
第5b圖展示相關於加速度軸a2及距離軸d2之減速線段220。減速線段220代表Z-站台120在第二方向192直至抵達底點190的減速。在底點190，第一方向168之減速依據減速線段212而達到一零數值216。同時，在底點190，第二方向192之減速同時也依據減速線段220而達到零數值。底點190同時也代表完成第一方向之加速或減速的點。
在底點190之後，Z-站台120在第二方向192之加速開始發生，如以加速線段222被表示。在一實施例中，應了解，其可能是在抵達底點190之前Z-站台120在第二方向192的加速。在加速線段222期間，同時在第三方向166也有一加速度(未被展示出)發生。依據一實施例，加速度222在第二192及第三166方向(或橫向及垂直地)繼續，直至站台抵達穩定檢查點186為止。
在穩定檢查點186，控制系統250(稍後將詳細地說明)決定在X及Y方向140、150之移動是否已經降低至一臨界值，例如，零。如先前所說明，當Z-站台120通過第二淨空高度202時，Z-站台120之任何橫向移動(或垂直於第三方向166之移動)，在淨間距204之內，將可能導致對系統100的損害。穩定檢查點186是控制系統250確保沒有自非必要的橫向移動產生損害之位置。在穩定檢查時，確保Z-站台120之零或最小橫向移動所需的穩定檢查時間，可以是快至20毫秒或可能數秒。
在一實施例中，穩定檢查時間是最小的且不顯著地妨害Z-站台120之移動，因而在第二方向192之加速可固定地朝向穩定檢查點186發生，如加速線段222之示例。
在另一實施例中，穩定檢查時間可能是顯著的且因此可能需要使Z-站台120在所有的方向中減速至一停止點，以便允許橫向移動被隔離。
第5b圖同時也展示第三加速輪廓圖226，其在加速線段230期間Z-站台120加速至一中點228。Z-站台120接著減速，在減速線段232期間，減速至第二接觸位置198。在一實施例中，第三方向166中之加速及減速大約是0.7g(0.3g-1g)。再次地，加速數值將受到系統100許多的變數所影響。
第6a-6d圖展示在第5a及5b圖描述之整體移動輪廓圖194期間，Z-站台120之移動及其與探針158之互動，除了Z-站台120中心軸170在水平方向被定位以供側端探測之外。第6a-6d圖著重側端探測且實際上Z-站台120並不需要在相對於一支撐表面或底部之垂直方向被定位。第6a-6d圖中之參考點160如上所述地追隨著移動輪廓圖194。
第6a圖展示Z-站台120沿著第一移動輪廓圖178在第一方向168移動之圖式。第6b圖展示Z-站台120沿著第二移動輪廓圖188、182在第一方向168及第二方向192移動之圖式，如一般利用箭號234被指示。第6c圖展示Z-站台120在已通過底點190之後，在一般利用箭號236被指示的第三方向166及第二方向192中移動。第6d圖展示Z-站台120在第三方向166移動至第二接觸位置198，Z-站台120在位置198允許探針158接觸晶圓106上之另一位置的聯結墊110a。
第7a圖展示有關於移動輪廓圖244之另一實施例，該輪廓圖244具有不同的第二移動輪廓圖238。在這實施例中，第一及第三移動輪廓178、196是相似於上述的第5a圖。但是，卻有不同的第二移動輪廓圖238，其中Z-站台120減速至另一個底點242且接著加速至檢查點240。該檢查點240可被使用於許多不同的使用中。例如，檢視處理程序可在檢查點240被實作，或控制系統250可檢查在行進之前垂直移動是否已完成。檢查點240可以是在Z-站台120移動244中之一暫停點，或可以是允許Z-站台120在第二方向192固定地加速以抵達穩定檢查點186之相對流體移動。
在檢查點240之後，Z-站台120接著在第二方向192朝向穩定檢查點186移動。為討論及參考起見，第5a圖第二移動輪廓圖188以點線被展示。在第二方向之另外的底點242，比移動輪廓圖188之底點190稍微較早地發生。
第7b圖展示在第7a圖所展示之移動輪廓圖244的加速輪廓圖。在不同的第二移動輪廓圖238期間，Z-站台120自底點242加速至檢查點240。Z-站台120可在檢查點240之後繼續在第二方向192加速。在第二方向192加速之Z-站台120接著將利用參考加速軸a3及距離軸d3被說明。Z-站台120首先在第二方向繼續加速直至中點246為止，在該中點時，Z-站台120開始減速以抵達穩定檢查點186。再次，檢查點240同時也可以是一位置，其中Z-站台120在行進之前暫停一個時間週期，於該週期情況中，在第二方向192之一減速將是所需的。
第8圖展示系統100以及其與感測器248及控制系統250之連接。明確地，感測器248是與移動系統118及Z-站台120通訊或與其連接，因而在所有時間之Z-站台120的參數是精確地被知悉。利用感測器248量測之參數可以是Z-站台120之一位置、速率或加速度。感測器248傳送資訊至控制系統250，因而精確的移動控制命令可被通訊至移動Z-站台120之機構，例如，馬達142、144。感測器248可以是任何形式之感測器，例如，編碼器、攝影機系統或任何習知的移動控制感測器。
在一實施例中，控制系統250是一模式基礎控制系統，該控制系統可預報移動輪廓、軌道及穩定時間，其將進一步地詳細說明。
第9圖展示說明控制系統250之一控制處理程序252的流程圖。控制處理程序252開始於決定步驟256或讀取間距204及晶模步距尺度254。間距204及晶模步距尺度254可以是輸入參數(利用一系統自動地輸入或使用者手動輸入)，取決於系統100之各種參數，例如，被使用之晶圓106型式、構件或探針158。同時，在晶圓106上之一開始位置也可被決定以使得探針158與晶圓106接觸。對於Z-站台120之第一淨空高度180及第二淨空高度202可自間距204被計算出。
控制處理程序252同時也在步驟258決定在負Z-方向154(例如，第一方向168)加速之Z-移動距離。控制處理程序252繼續以在負Z-方向154加速(步驟260)通過一淨空高度之站台。
在通過淨空高度時，Z-站台120開始在負Z-方向154滑行(步驟262)，以導致一減速且同時地開始在X-方向140、Y-方向150或X及Y兩方向140、150之移動。滑行步驟262效應可藉由調整馬達參數(例如，電流)以導致馬達減速而被達成。藉由在相反方向施加電流，馬達可如它們被加速般快速地減速。滑行同時也可藉由關閉Z-方向154馬達直至Z-站台120在一底點減速至零而被達成。
第9圖進一步地展示一步驟及重複處理程序。Z-站台120在抵達一底點之後即在正Z-方向154之步驟264加速。控制處理程序252固定地(步驟266)監視該Z-站台120是否已抵達第二淨空高度202或穩定檢查點。如果未抵達第二淨空高度202，則Z-站台120繼續在正Z-方向154加速。如果抵達第二淨空高度202，控制處理程序252(步驟268)檢查X-方向140或Y-方向150是否有移動且該移動是否在一臨界值之下。
在一實施例中，控制處理程序藉由監控感測器248(在步驟268)而檢查X或Y移動是否完成了。感測器248，其可以是多數個感測器或正好是一個感測器，可被連接於移動系統118或監視該移動系統118，該系統118可以是第3圖展示之X-Y構台系統134。
依據一實施例，在X-Y構台系統134中，感測器248監視在X-站台138及/或Y-站台146之移動是否已停止或被降低在一臨界值(安全檢查)之下。如果檢測到在X及Y站台138、146無移動，但是尚未抵達第二淨空高度202，則Z-站台120將繼續在Z-方向154加速直至抵達第二淨空高度202為止。
在第9圖中，如果Z-站台120被置放在第二淨空高度202，但是在X及/或Y方向140、150之移動仍然呈現在系統100中時，則Z-站台120將在正Z-方向154停止移動270，以防止在第二淨空高度202上X-Y移動的發生。控制處理程序252繼續(在步驟272)檢查在X及/或Y方向之移動是否出現。如果該X-Y移動繼續，則Z-站台120將保持在淨空高度直至此X-Y移動結束為止。在X-Y移動結束之後且Z-站台120被置放在第二淨高度202時，則Z-站台120將結束在正Z-方向154移動而至一命令著地位置(步驟274)，該著地位置是晶圓106測試開始之位置。
依據另一實施例，在每個移動輪廓圖或移動時之軌道被計算，以藉由使加速度時間及距離最佳化而使移動時間最小化，同時保持晶圓106及探測卡126之安全。這移動輪廓圖更新將以每50微秒發生。
由於包括高更新率，安全檢查可關聯一站台移動發生而不是在移動完成之後。藉由使用一模式基礎控制，穩定時間(t*-其是X-Y移動將被穩定在一指定容限內的時間)是可預知的。軌道之Z-分量因而可被計劃(安排時間)，以至於直至在X-Y移動完全被穩定之後，否則晶圓不會與探針158接觸。相反地，用於晶模步驟之X-Y軌道可以被計劃(安排時間)，以當Z-軌道或移動輪廓圖安全地偏離晶圓與探針之接觸時方啟動。因此，本發明加速自一晶模至下一個晶模之時間，且以明確的離地及著地軌道達成這點。
第10圖展示抛物線形移動輪廓圖276之中點278與第5a圖的非抛物線移動輪廓圖194之比較。本發明相對於抛物線形移動輪廓圖276具有顯要的優點。該抛物線形移動輪廓圖276展示在抵達淨空高度之前的橫向移動、及具有損毀構件之實質風險。更進一步地，抛物線成形移動輪廓圖276是可具有比移動輪廓圖194較短之行程距離，但是該抛物線移動輪廓圖276將比移動輪廓圖194更緩慢地移動。因此，抛物線輪廓圖276將具有較長的"索引時間"。即使移動輪廓圖194比抛物線輪廓圖276有較長的行程距離，本發明之加速比減速花費更多的時間。移動輪廓圖194在底點190於第二方向192開始加速，而抛物線輪廓圖276在稍後的中點278開始加速。因此，移動輪廓圖194由於具有較短的索引時間及較長的加速時間而更具實效及高效率。
Z-站台120在第一垂直方向168經過第一淨空高度180的加速，發生在當Z-站台120通過淨空高度180之後而減速時的第一時間週期之期間(其中該第一時間週期是大於第二時間週期)。
本發明相對於在第1a及1b圖展示的先前技術上具有一重要優點，其是在Z-站台120自一接觸位置移動至另一接觸位置的"索引時間"大大地被降低。在Z-站台120於二個接觸位置之間在第二方向移動6.5毫米(步距尺度254)的情況中，本發明將在230-242毫秒完成整個移動。相對地，上述第1a及1b圖之先前技術將大約在319毫秒完成該移動。本發明相對於先前技術達成減少在接觸位置之間大約24-30%的索引時間。
在一實施例中，本發明之穩定時間可以是快至20毫秒，先前技術之穩定時間將至少需要40毫秒或更長。因而本發明顯著地降低一站台之穩定時間。
在一實施例中，該穩定時間可利用如先前說明之模式基礎控制被計劃或預知。經驗資料可被使用以依據下列因素而預知一穩定時間或移動軌道，例如，先前的站台移動、待測試構件形式、放大器、放大器數目、電源供應、系統尺度、站台慣性，以及其他的系統構件參數。
此外，本發明上述之加速輪廓圖達成在Z-方向154具有大約2/3的加速度及1/3的減速度之Z-移動。習知先前技術在Z-方向154僅具有一半的加速度及一半減速度的Z-移動。本發明在Z-方向154可比先前技術移動的更遠，但是在Z-方向154的移動卻花費較少時間。
本發明另一優點是，減少在Z-方向的減速時間、及藉由使站台加速而全速通過最小淨距離而增加在Z-方向之加速度時間。減速發生在減低索引時間之橫向移動中。本發明降低等待時間並且因此增加效率及產品性能。
上述之站台控制處理程序252及方法可以"直接寫入"操作方式被實作，例如，噴墨、噴嘴配送處理、噴霧塗層、軟性平版印刷、雷射導向方法、AFM沾筆技術或能夠沈積、配送或處理在預置樣型或佈局後的各種表面上之不同形式材料的任何技術或處理。控制處理程序252可快速且有效地在上述處理程序之內使固持著一製造構件的一站台移動。控制處理程序252可被應用在電子裝置、感測器、MEMS裝置及其他習知的裝置之製造系統。
上述之控制處理程序252及方法可被使用於處理廣泛範圍之下列材料的系統，例如，所有形式的玻璃及金屬、合金、半導體、晶體、化學合成材料、陶瓷、塑膠以及包括生物材料之天然有機材料。
上述之控制處理程序252及方法可被使用於取代一晶圓探測系統之一檢視站台系統中。在一檢視站台系統中，接觸位置174、198將被考慮為檢視位置，在該位置中晶圓、電子裝置或構件被檢測或成像以檢視是否有缺陷。在檢視站台系統中之站台120移動將應用先前已討論之相同方法及原理。
在一般系統中，結合不同構件的連接很可能具有撓性。因為在構件之間的連接不是完全剛性的，當一部份的系統被曝露至一擾動時，系統構件之間的相對偏移將具有振動性或撓性。撓性偏斜可依序地導致在晶圓墊片及探測卡插腳之間的非補償性位移，因此降低性能。
第11圖展示探測系統300呈現在一些不同構件之間的撓性連接之可能實施例。在一些構件之間的一些非剛性連接範例被展示在第11圖中。因此，在Z站台302及剛性基台301之間的接合310被展示，而利用一撓性符元310以指示接合撓性(以及振動)性質。驅動系統308連接到構台系統。同樣地，在探測卡固持器組件(PHA)站台315、316與晶圓固持器組件(WHA)站台314的剛性基台301之間的連接309、以及在剛性基台301與地板312之間的接合311，同時也利用撓性符元展示。應了解，實際的實體彈簧是未展現，但是接合可以被模型化或利用這些彈簧表示。為清楚起見，座標系統313被展示。探測卡固持器基座306保持一探測卡307而使其相抵於晶圓304上之結合墊片305。
非必要的相關偏移可藉由增加連接之撓性剛度而被降低，或藉由提供在地板及系統之間的隔離被降低。這些方法具有需要增加系統重量之缺點(因而提升頻域中對移動擾動之敏感度)，及需要改變探測系統安裝之隔離性質的缺點。一種較不昂貴及不複雜而降低非必要振動影響的解決辦法是，經由一檢測感知及控制系統而主動地壓制或補償移動擾動。
在本發明另一論點之可能實施例中，擾動量測裝置可被添加至探測系統上的許多位置。例如，一個感測器可被置放於剛性基台上，另一個感測器可被置放於構台系統之XYZ移動機構上，且第三個可被置放於探針安裝界面上。擾動振幅及相位資訊可連續地在所有的三個位置上且沿著不同的方向(X、Y及Z)被量測。檢測感知資訊可經由低通濾波器被輸進入移動控制器以消除信號中之高頻雜訊。控制器接著將處理相關振幅及相位資訊，以經由移動機構的既有致動驅動而在X、Y、Z或θ方向應用補償修正於系統。產生的移動避免在晶圓基片及探針之間所有不可控制之相對偏移。此外，修正將允許系統更快地在晶圓上自晶模至晶模的步進，因為當晶圓基座自探測一個晶模的位置移動至探測下一個晶模的位置時，加速器將同時也被使用以消除反作用力(內部擾動)。
第12圖展示在系統上三個不同位置添加加速器而相同於第11圖呈現的探測系統範例的側視圖。方塊A1 412、A2 413及A3 414代表三個添加的加速器，以分別地量測剛性基台301、接橋/基座/晶圓組件402(其可視為剛性地連接且因此考慮作為一個單一振動元件)及PCHA站台315之移動。為清楚起見，座標系統407被展示。
這三個感測器的添加允許振幅及相位之量化，其是在這三個位置之各位置的一外部或內部擾動所感應之振動加速度及/或速度之振幅及相位。同樣地，該等量測可被使用以得到在量測構件之間的相對加速度、速度、振幅及相位。兩個量測形式，分別的及相對的，可被使用在不同的控制機構中以補償非必要的偏移。
在本發明相同論點之另一實施例中，將可另外地使用速度感測器或速度及加速度感測器之組合或不同數目的感測器及在不同位置之組合。同時也應了解，此些感測器可被使用於晶圓探測系統中之補償移動擾動，該系統使用索耶馬達(而不是構台系統)以移動彼此相對之晶圓基座及探測卡平臺之一者或兩者。
第13圖展示一控制系統之可能實施例方塊圖，該控制系統具有來自分別地被置放在剛性基台及構台的二個感測器501及502之加速度資訊。這特定實施例用以展示本發明被作為一控制機構的另一論點，該控制機構被設計以消除操作期間之接觸位置擾動。在第13圖展示之特定實施例中，控制器包含二個主迴路：一個是具有其特有位置控制器508之位置控制迴路513及一個是具有其特有振動控制器509之加速度控制迴路514。
如上面之說明，Z站台被附帶至構台系統之接橋且是在剛性基台上浮動。在此處該構台被視為包括第12圖之接橋/基座/晶圓組件402。當致動馬達向前驅動構台時，相同數量之拖力將作用在剛性基台之相反方向上(利用牛頓第三運動定理)。這可被視為一內部擾動。同樣地，任何作用在基台上之外部擾動(例如，來自地板搖動)，將由於在構台及剛性基台之間的拖力，而同時也出現在構台上。因為在構台及基台之間非剛性的連接，振動性之相對偏移將被此些擾動所感應出。
第13圖展示之補償機構的設計目的是確保構台及剛性基台兩者具有相同振幅及相位，亦即，在構台及基台之間的相對振動被控制系統補償(或消除)。
為了本發明這論點特定展示實施例之目的，將假定在剛性基台及地板之間有一剛性的連接，且其兩者將被視為具有質量MEQ 及剛性度KEQ 之單一彈簧-質量系統。該硬度KEQ 將對應至第12圖所展示在基台及構台之間的彈簧310。
該地板/基台結構可相對於構台質量而移動，其於這展示範例中，將被假定為具有質量MGantry 且沒有其獨有剛性度之線性系統。依據上面之假設，相對於剛性基台之構台動態，被示為GGantry-on-Granite (其產生第13圖之控制器被設計，以抑制在基台及構台之間的相對移動)，其在頻域中可被寫為下面的轉移函數：
其中：Acc Relative (s)是在基台及構台之間的相對加速度503，其是藉由減去基台511及構台512加速器讀數所得到。
F Actual (s)是被施加至基台及構台的控制力504，其是自補償力510及所需控制力505之組合動作所產生的。
G Gantry (s)是構台動態轉移函數。
G Granite (s)是地板/基台動態轉移函數。
地板/基台結構之共振頻率。
以及是構台及地板/基台質量組合之共振頻率。
給予方程式(1)的共振(或極點，其是藉由計算分母之根被得到)，其將是ω1 及ω2 之組合，對伺服控制器而言(在第13圖中其是位置控制器508及振動控制器509之組合)，其將是不容易用以得到正確的命令位置506之追蹤(亦即，零位置誤差507)。因此，將需設計一補償510，其同時也將使在第13圖中所需的控制505及相對加速度503信號之間的動態線性化。於此情況中，伺服控制器將具有一理想(零)誤差控制。在本發明另一論點中，控制機構之實施例將涉及此線性化。
第14圖展示補償控制601之可能實施例的方塊圖，該補償控制601被示為H Compensation (且等效於第13圖中之振動控制器509)，其被設計以使在基台602及構台603之間的相對動態604線性化且因此消除共振。產生的補償605，或F Compensation ，可如下所示地被設計：
F Compensation =M Gantry ×Acc Granite 　(2)
其中Acc Granite 是剛性基台之加速度。
如所需要，方程式(2)對共振頻率是不敏感的。將構台及基台之相對動態，G Gantry-on-Granite ，包括進入方程式(2)，則補償控制，H Compensation 601，接著可如下所示地被導出：
具有上面補償之等效系統動態，被稱為，因此是：
因此，具有補償之產生的系統動態(方程式(2)及(3)代入方程式(4))將是：
比較方程式(5)中具有補償^ G Gantry-on-Granite 之相對動態及方程式(1)中不具有補償G Gantry-on-Granite 之動態，則明顯地，因拖力及外部擾動所導致之共振將藉由上面的補償H Compensation 被消除。實際上，H Compensation 是預期將導致一理想線性系統及因此導致改進的位置追蹤，即使當擾動呈現及連續的且在探針接觸接著墊的操作期間時亦然。
第15圖展示當第14圖之加速度基礎補償控制601被併入(步驟701)第13圖的整體控制機構時之完整的控制方塊圖。
本發明同時也涵蓋控制系統的其他實施例，該等實施例包括多數個相同或其他類型感測器之讀取，以便達成存在移動擾動及在任何方向相對於探針之晶圓墊片的精確與連續定位。同樣地，本發明同時也涵蓋其他控制機構，該等機構藉由在探測系統中以不同方式形成移動擾動之主動抑制，以補償系統中不同構件之個別的(非相對的)或相對的加速度。
第16圖是展示測試系統中處理程序之一可能實施例流程圖，該測試系統使用感測器及一控制系統以補償WHA站台上的移動擾動。第一操作步驟801中，該WHA及PCHA站台被帶入相接觸，直至達到所需的接觸位置及力量為止。為了維持所需的接觸位置，在構台及基台之間的任何振動(振幅及相位)在步驟802連續地被量測，以檢測由於移動擾動(例如，地板搖動或構台驅動)而在所需的接觸位置之改變。控制系統接著依據感測器資訊，在步驟803決定所需的校正動作。該校正力量接著經由包括在WHA站台中之致動器而被施加至構台，以在步驟804消除任何非必要的位置擾動且用以追蹤所需的位置。操作步驟802-804連續地被重複(例如，每50毫秒)，在至少某些實施例中，以確保所需位置的任何擾動迅速地被更正。同時在探測處理程序中，當WHA及PCHA站台彼此相對移動以晶模至晶模方式將探針置於一組新的結合墊片上時，這些操作(802-804)也重複地被進行(例如，每50毫秒)。系統之其他參數及構件被監視且被控制的其他實施例也是可能的。
此處說明之方法可利用一資料處理系統(例如，一般或特定用途電腦)在軟體控制操作之下被進行，其中該軟體可被儲存在多種電腦可讀取媒體中。
本發明各種實施例可被使用於具有完全地固持晶圓之晶圓基座的晶圓探測器上，或其他形式的探測系統，例如，探測在薄膜框(其是具撓性的)或條片(其可以是剛性的)上之晶模的系統。
因此，本發明已提供用以達成且維持精確墊片，以探測置於擾動存在的測試系統中之接觸之設備及方法。雖然本發明已藉由相關特定實施範例被說明，應明白，這些實施例可有各種修改及變化而不脫離本發明的申請專利範圍設定之廣義精神與範疇。因此本發明之說明及圖式僅是作為展示而不是一種限定方式。
在上面說明中，本發明已藉由參考特定實施範例加以說明。應明白，本發明可有各種修改而不脫離本發明的下面申請專利範圍設定之廣義精神及範疇。因此，本發明之說明及圖式，僅是作為展示意向而不是一種限定意向。
a1、a2、a3．．．加速軸
d1、d2、d3．．．距離軸
20．．．站台移動輪廓圖
22、28．．．接觸位置
24．．．淨空高度位置
26．．．命令站台位置
30、32、34．．．移動線段
36、40、44．．．加速線段
38、42、46．．．減速線段
48、50．．．中點
100．．．系統
102．．．晶圓固持器
104．．．探測卡固持器
106．．．晶圓
108．．．固持基座
110．．．導電元件
110a．．．結合墊片
112．．．基台
114．．．金屬框架
116．．．支撐表面
118．．．X-Y移動系統
120．．．Z-站台
122．．．θg 方向
124．．．支撐體
126．．．環形載體
128．．．探測卡
130、132．．．滾輪
134．．．構台系統
136．．．X軌道
138．．．X站台
140．．．X方向
142、144．．．馬達
146．．．Y-站台
148．．．Y-軌道
150．．．Y方向
152．．．馬達
154．．．Z-方向
156．．．θg
158．．．探針
160．．．參考點
162．．．第一接觸位置高度
164．．．接觸位置
166．．．第三方向
168．．．第一方向
170．．．中心軸
172．．．二維座標系統
174．．．第一開始點
176．．．第二開始點
178．．．第一移動輪廓圖
180、202．．．淨空高度
182．．．第一線段
184．．．第二線段
186．．．穩定檢查點
188．．．第二移動輪廓圖
190．．．底點
192．．．第二方向
194．．．整體移動輪廓圖
196．．．第三移動輪廓圖
198．．．第二接觸位置
200．．．第二接觸位置高度
204．．．淨間距
206．．．加速輪廓圖
208．．．第一加速輪廓圖
210．．．加速線段
212．．．減速
214．．．峰值加速度
218．．．第二加速輪廓圖
220．．．減速線段
222．．．加速線段
224．．．迴轉週期
242．．．底點
244．．．移動輪廓圖
246．．．中點
248．．．感測器
250．．．控制系統
252．．．控制處理程序
254．．．晶模步距尺度
256~274．．．控制系統控制處理步驟
276．．．抛物線形移動輪廓圖
278．．．中點
280．．．減速距離
282．．．加速距離
284．．．總垂直行程距離
300．．．探測系統
301．．．基台
302．．．Z站台
304．．．晶圓
305．．．結合墊片
306．．．探測卡固持器基座
307．．．探測卡
308．．．驅動系統
310．．．接合彈簧
311．．．基台與地板間接合
312．．．地板
313．．．座標系統
314．．．晶圓固持器組件站台
315、316．．．探測卡固持器組件站台
402．．．接橋/基座/晶圓組件
407．．．座標系統
A1 412、A2 413、A3 414．．．加速器
501、502．．．感測器
503．．．加速度
504．．．控制力
505．．．控制力
506．．．命令位置
507．．．位置誤差
508．．．位置控制器
509．．．振動控制器
510．．．補償
511．．．基台
512．．．構台
513．．．位置控制迴路
514．．．加速控制迴路
601．．．補償控制
602．．．基台
603．．．構台
604．．．相對加速
605．．．補償
701．．．系統動態補償
801～804．．．測試系統處理步驟
第1a圖展示先前技術之一站台移動輪廓圖的側視圖。
第1b圖展示先前技術之一站台加速輪廓圖的側視圖。
第2圖展示探測器測試系統及其二個主站台的可能實施例之側視圖。
第3圖展示探測器系統之頂視圖。
第4圖展示依據一可能實施例，在探針及導電元件之間的站台接觸位置之側視圖。
第5a圖展示依據一個實施例之站台移動輪廓圖的側視圖。
第5b圖展示依據一個實施例之站台加速輪廓圖的側視圖。
第6a圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之側視圖。
第6b圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之另一側視圖。
第6c圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之另一側視圖。
第6d圖展示依據另一實施例之水平探測操作的站台之另一側視圖。
第7a圖展示依據另一實施例之站台移動輪廓圖的側視圖。
第7b圖展示依據另一實施例之站台加速輪廓圖的側視圖。
第8圖展示一探測器測試系統及其連接於一控制系統之二個主站台的可能實施例之側視圖。
第9圖展示站台範例之控制處理操作的流程圖。
第10圖展示比較於抛物線移動輪廓圖之站台移動輪廓圖的側視圖。
第11圖展示在各種構件之間具有添加撓性之探測器測試系統的可能實施例之側視圖。
第12圖展示具有撓性連接之探測器測試系統的加速度感測實施例。
第13圖展示包括相對加速度補償之回授控制機構的方塊圖。
第14圖展示依據相對加速度量測之加速度補償機構的方塊圖之細部。
第15圖展示藉由增加加速度基礎補償的第12圖中之等效加速度迴路之方塊圖。
第16圖展示顯示測試系統範例操作之流程圖，其藉由包括移動擾動感測及補償而精確地維持一所需的探測-對-墊片位置。
252‧‧‧控制處理程序
256~274‧‧‧站台控制處理流程步驟

Claims (25)

  1. 一種移動一站台之方法，該方法包括下列步驟：於一第一方向使一站台加速而路經一淨空高度，其中使該站台加速而路經該淨空高度改變該站台及另一構件間的距離；在加速而路經該淨空高度之後，於該第一方向使該站台減速，同時於一第二方向使該站台加速；於一第三方向移動該站台，其中該第一方向是垂直於該第二方向且是平行及相反於該第三方向。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該加速發生在該第一方向中大約該站台2/3總行程距離的一加速距離上。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該減速發生在該第一方向中大約該站台1/3總行程距離之一減速距離上。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該減速發生在一減速距離上，該減速距離至多是在該第一方向中該站台加速距離的一半。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該淨空高度是一距離數值，其中該站台可於第二方向移動而不導致與該另一構件接觸。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該另一構件是一探測卡或探針。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中在該淨空高度與一接觸位置之間的差量是至少為125微米的淨間距。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在繼續於該第三方 向進一步移動該站台之前，決定在該站台於該第二方向的移動是否在一臨界值之下。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該加速及該減速以最大可能加速率及減速率發生。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該減速，在加速而路經該淨空高度之後，藉由調整至少一馬達之一參數及沿著該第一方向滑動該站台而被達成。
  11. 一種移動一站台之方法，該方法包括下列步驟：於一第一垂直方向中移動該站台越過一淨空高度，並於該第一垂直方向繼續移動該站台，且在移動越過該淨空高度並同時於該第一垂直方向繼續移動該站台之後，開始於一橫移方向移動該站台；以及於一第二垂直方向朝向一穩定檢查點移動該站台。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中於該第二垂直方向朝向該穩定檢查點移動該站台之後，在橫移方向移動該站台至該穩定檢查點之前，該站台暫時停止移動。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中於該第二垂直方向移動該站台至該穩定檢查點係與在該橫移方向移動該站台同步發生。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，其進一步地包括：於該第二垂直方向進一步移動該站台至一接觸位置之前，允許該站台穩定在該穩定檢查點。
  15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該站台於移動經由在二接觸位置之間的一中點之前抵達一底部點。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中在該第一垂直方向移動該站台越過該淨空高度至該接觸位置之間，該站台僅具有一穩定檢查點。
  17. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該站台具有伴隨一檢查點及在該第一垂直方向移動該站台越過該淨空高度至該穩定位置之間的一穩定檢查點之移動輪廓路線。
  18. 如申請專利範圍第14項之方法，其中當該站台於橫移方向移動而抵達該穩定檢查點時，該站台以一曲線非抛物線式運動移動。
  19. 一種移動一站台之方法，該方法包括下列步驟：在一第一時間週期期間於一垂直方向使一站台加速而路經一淨空高度；以及在一第二時間週期期間使該站台減速，其中該第一時間週期是大於該第二時間週期。
  20. 一種機器可讀取媒體，其上儲存著代表指令序列的資料，當該等指令序列為一電腦系統所執行時，將導致該電腦系統執行一方法，該方法包括下列步驟：於一第一垂直方向使一站台加速而路經一淨空高度；在加速而路經該淨空高度之後，於該第一方向使該站台減速，同時於一第二方向使該站台加速；於一第三方向移動該站台，其中該第一方向是垂直於該第二方向且是平行及相反於該第三方向。
  21. 一種機器可讀取媒體，其上儲存著代表指令序列的資 料，當該等指令序列為一電腦系統所執行時，將導致該電腦系統執行一方法，該方法包括下列步驟：於一第一垂直方向移動該站台越過一淨空高度，並於該第一垂直方向繼續移動該站台，且在移動越過該淨空高度並同時於該第一垂直方向繼續移動該站台之後，開始於一橫移方向移動該站台；以及於一第二垂直方向移動該站台至一穩定檢查點。
  22. 一種用以改善站台移動時間之系統，其包括：一基台；被該基台所支撐之一站台，該站台係組配來在一個三維座標系統中移動；至少一馬達，其連接於該站台以供在該三維座標系統中移動該站台，該至少一馬達係組配來於一第一方向使該站台加速而路經一淨空高度，且該至少一馬達係組配來於該第一方向使該站台減速，且同時地於一第二方向使該站台加速，其中使該站台加速而路經該淨空高度改變該站台及另一構件間的距離；耦接於該站台之至少一個感測器，該感測器係組配來量測一站台參數；以及一控制系統，其耦接於該至少一個感測器，該控制系統係組配來從該至少一感測器接收資訊且依據一淨空高度參數而決定該至少一馬達之操作參數。
  23. 一種用以改善站台移動時間之設備，其包括下列物件：一支撐框架； 一基台，其被該支撐框架所支撐；一站台，其被該基台所支撐，該站台係組配來在具有三個運動軸的三維座標系統中移動；至少一馬達，其連接於該站台以供在該三維座標系統中移動該站台，該至少一馬達係組配來於一第一運動軸中使該站台加速而路經一淨空高度，且同時於該第一運動軸及一第二運動軸中使該站台減速，其中使該站台加速而路經該淨空高度改變該站台及另一構件間的距離；以及耦接於該站台之至少一個感測器，該感測器係組配來量測一站台加速度。
  24. 如申請專利範圍第23項之設備，其中該至少一馬達是一無刷馬達。
  25. 如申請專利範圍第23項之設備，其中該至少一馬達是一索耶(Sawyer)馬達。
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