CN101305288A - 用于动态探针调节的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在变化的条件下将探针与半导体设备的测试用衬垫或焊接衬垫自动对准的改进的方法和装置。一种动态模型被使用以预测变化的条件对晶片探测过程的影响。这减少了在探测和测试期间对频繁的测量和校准的需要，由此增加了在给定的时间周期中能够被探测和测试的晶粒数量，且同时增加了探测的精确度。还可以在探针和衬垫彼此接触的同时响应于变化的条件来调节探针和衬垫的位置。

Description

用于动态探针调节的方法和装置

技术领域

本发明主要涉及半导体制造工艺。更具体地，本发明涉及晶粒的探测和测试。

背景技术

在过去的几十年中，基于半导体技术的电子器件已成为现代生活必须和主要的组分。包括数百万个组件的半导体芯片被嵌入到许多电子设备或机器中，且这些基于半导体的电子设备在我们生活的许多领域中都随处可见，这些领域包括娱乐、医疗、制造以及运输。

由于这些电子设备变得更加普及，因此对半导体芯片的要求越来越严格和全面。例如，许多集成电路(IC)芯片为了不同的目的和功能被用于现代车辆(例如，客车)，这些集成电路芯片中的一部分对车辆的运行是至关重要的。这些芯片中的许多是通过相同的方式或相同的工艺制造出来的，但却要在许多不同的环境中执行操作，且这些环境有时会变化，例如温度的变化范围为-50℃-200℃ 或有时会更高。这些对电子设备的要求反过来会对半导体制造工艺提出额外的要求。其中，IC芯片需要在这些不同的操作环境中被测试。例如，在制造工艺中，在许多不同的温度下对这些芯片进行测试对制造商来说并不稀奇，这种测试通常在封装前进行。

IC芯片通常被制造在例如硅晶片的半导体基片上。一般为圆形的半导体晶片通常包括被以栅格模式布置的多个IC设备。位于每个IC上的是用于将IC与外界电路相连接以允许该IC实现功能的多个测试用衬垫或焊接衬垫(bond pad)。通常使用与测试机器相连接的探针卡来对这些在晶片或晶粒上的IC芯片进行测试。所述探针卡具有一系列接触电极或探针。所述晶片之后被定位以准备进行测试，由此使得探针卡上的探针与晶粒的测试用衬垫或焊接衬垫相接触。这一工艺被称作晶片探测，且用于该目的的特殊机器被称为晶片探测器。位于加利福尼亚的圣何塞的Electroglas公司是一个制作晶片探测器的公司。在一些情况中，探测是在已经被切割或被切成方块并被安装到其他柔性或刚性基片上的一个晶粒或多个晶粒上完成的，所述柔性或刚性基片例如为膜框(film-frames)或“条带(strips)”。Electroglas公司例如还制造为此目的设计的机器，该种机器通常被称为测试处理机。然而，在这些情况中的探测和测试的许多相关操作与在未切割的晶片上的(未封装的)晶粒上的探测或测试的情况在本质上是相同的。在整篇公开内容中，我们将用术语晶片探测或晶粒探测来包括这些更一般的情况。

晶片探测的主要目的是恰当地定位所述晶片以便使设备的测试用衬垫或焊接衬垫、或仅是衬垫能与探针卡的探测尖端进行充分的电接触。因为衬垫非常小，因此需要高精确度，通常为30-50微米的数量级。如果探针卡的探针与衬垫区域以外的区域发生接触，则该设备必须被重置，这使得测试过程变缓，并通常需要操作者干预。此外，不正确的定位可以导致设备的损坏，因为探针卡的探针可能刺破所述设备的钝化层。

在特定晶片或各个晶片的晶片探测和测试步骤中改变测试条件或环境是相当昂贵的要求。一旦测试条件被改变，则晶片探测以及测量和校准应该被重做，因为探针卡和晶片以及其他涉及探测和测试的组件可能在不同的物理条件下具有不同的性质和特性。更关键的是这样的事实：在条件改变之后系统将在一定时间后才能达到稳态，所述条件改变例如为晶片卡盘(waferchuck)的温度的改变。例如，一般的晶片探测器系统在温度改变约100℃之后需要一小时来达到热平衡。这在相关领域中通常被称为晶片探测器的热灵敏度。如果在热弛豫周期中没能进行任何测试，则在给定时间总量内能被测试的晶粒的数量将显著减少，由此给每个集成电路设备的产品成本增加了额外的费用。

所述系统中的不同材料通常具有不同的敏感性，且这些材料对所改变的条件的反应不同，从而进一步使瞬变周期中的测试过程复杂化，在该瞬变周期中，晶片探测器系统内的各种组件的状态会发生改变。例如，当晶片卡盘的受控温度被改变时，探针卡、晶片、相机等的不同部分均以不同的速率和不同的总量发生膨胀或缩小。

目前已知的晶片探测方法通常呈现出较差的性能，尤其在动态地改变条件的情况下，例如在温度上的巨大变化。在本领域目前的状况下，探测和测试是在变化的条件下(例如，在不同的温度下)完成的，在环境改变达到平衡之后，通常会执行新的测量和校准，并且该测量和校准将在此后被频繁地执行直至未对准的移位被校验为很小。考虑到测量和校准通常需要花费数分钟的事实，频繁的测量会显著地减少在给定时间周期中能够被测试的晶粒的数量。

图1A中显示了现有技术中在温度改变后的一种典型的探测和测试过程。该流程图开始于块102并结束于114。在104中，一旦晶片卡盘的温度被改变并经过了足够长的时间，则在对任何其他晶粒进行探测之前需要在106中完成新的测量和校准。之后，在108中，基于之前的测量来选择和探测晶粒或一组晶粒。一旦探测被完成，则在110中，在所选择的晶粒或一组晶粒上执行期望的测试。之后，在112中，根据需要和其他条件，所述过程可以终止或者还可以继续到另一个晶粒或一组晶粒。在所述过程继续的情况下，在106中，所述晶片探测器需要被重新校准以考虑到由于不同材料的热膨胀或缩小所造成的尺寸改变。这是因为包括探针卡和晶片的所述探测器的不同部分的温度在瞬变周期中会不断地改变，渐近地达到新的温度，该新的温度涉及所述晶片卡盘的受控温度的改变。在所述流程图中所示的特定的情况下，如果特定的一个晶粒或多个晶粒的探测和测试所用的时间比某个临界的持续时间长，则所述测试不能在所述瞬变周期中有效完成。

当在每次校准之间完成多个探测和测试时，来自最新测量的参数被用于下一次测量之前的所有后续探测。由于系统试图以大致的指数形式松弛，且因为热诱发的未对准误差动态与“随机游动(random walk)”相类似，因此平均起来，这些值的精确度将随着两次连续的测量之间的时间的增长而越来越低。这将进一步减少在给定时间周期内能够被探测和测试的晶粒的数量。此外，在到达或接近每次测量和校准周期的尾声的时候所采用的值的精确度将越来越低，且这将增加测试误差的潜在可能性，且将进一步增加损坏被测试的设备的风险。

图1B示出了在现有技术中用于在温度改变后对晶粒进行探测和测试的过程的实施例。该示例性的过程可以被实施，例如，使用商购获得的由Electroglas公司生产的晶片探测器Horizon

在端子块(terminal block)122和134之间定义的过程开始于块124，在块124，晶片卡盘的控制温度从T₁改变至T₂。一旦所述晶片卡盘达到期望的温度T₂，则晶片探测器机器的各种组件的尺寸以及这些组件间的距离需要被测量，且各种测量仪器和工具需要被校准，如块126中所示。之后在128中，基于所测量的值来进行探测，且紧接着是测试过程130。当测试完成之后，所述过程可以顺着块132处的“是”分支而终止、或该过程可以顺着“否”分支而在其他晶粒上继续。

在瞬变周期中(例如，当各种组件的温度接近它们各自的平衡或稳态温度时)，所述探测器需要被频繁地重新对准(例如，每隔一分钟)以考虑到由于各种组件的热膨胀或缩小所造成的尺寸改变。在图1B所示的流程图中，基于自上次测量之后所逝去的时间和/或基于特定组件自上次测量之后的温度改变来作出关于是否需要新的测量的决定。这显示在图中的块138和140中。在块138，所述逝去的时间和/或所述晶片探测器的相关部分的温度改变被测量。之后，在块140，将这些值与预置值相比较。如果所述逝去的时间比预置时间长，或者如果自上次测量之后的所述相关组件的任何温度改变大于一定的预置值，则需要新的测量，且该过程通过140处的“是”分支而继续。另一方面，如果这些标准没有被达到，则所述探测和测试随着140处的“否”分支而继续，而没有新的偏移量测量。

应该注意的是图1B中的流程图显示了两个循环，一个通过132、138、140、128和130，我们称之为内部循环，且另一个通过132、138、140、126、128和130，我们称之为外部循环。取决于判断块140的结果，所述过程可以经过任一循环。在测试和探测多个晶粒或多组晶粒的过程中，内部循环使用的越频繁，可以被探测和测试的晶粒就越多。然而，用于任何特定探测的测量值将越来越不精确。另一方面，外部循环经过得越频繁，所述探测就越精确。然而，在以较高精确度为代价的情况下，更少数量的晶粒能够被探测和测试。此外，现有技术中所达到的精确度存在固有限制。

发明内容

本发明提供用于探测晶粒的改进的方法和装置。特别地，本发明提供用于在变化的条件下自动地将多个接触电极与集成电路设备的多个测试用衬垫或焊接衬垫相对准的新型方法和装置。

根据本发明的至少一种实施方式，提供一种用于在动态变化的条件下进行晶片探测的改进的方法和装置。特别地，提供一种用于计算探测的相关参数而不需频繁的测量和校准的精确方法。在本发明的实施方式的一个方面，探测可以在瞬变周期期间完成。在某些实施方式的另一方面，可以在执行测试的同时完成探测。

在本发明的至少一种实施方式中，使用动态模型来在预定的容差范围内精确地预测变化的条件对晶片探测过程的影响。例如，当系统的各种部件针对晶片卡盘的温度变化而进行调节时，晶片探测器的某些关键组件间的距离可能会变化。使用数学模型来预测作为时间的函数的相关对准移位减少了对在探测之前和/或探测期间的频繁测量和校准的需要，从而增加了在给定时间周期中能够被探测和测试的晶粒的数量。这同时增加了探测的精确度，特别是当多个晶粒在两次连续的测量和校准之间被探测和测试时。在一些实施方式中，例如卡尔曼滤波器的线性滤波器被用于预测所述对准移位的时间动态。卡尔曼滤波器例如经常被用于在噪声环境中对时间动态建模，且卡尔曼滤波器已被广泛且常常成功地应用在包括计算机显示和自主导航的多个领域中。卡尔曼滤波器被证实为在特定的被恰当定义的情况/假设下在统计意义上是最优的，且在那些与晶片探测器热环境相类似的环境中，卡尔曼滤波器传送随机动态系统-线性系统的状态的高质量的计算和预测，该动态系统-线性系统通过波动输入和测量噪声源而被驱动。

本发明的至少一种使用数学模型的实施方式包括以下操作：(1)可用于探测的相关组件及该组件的几何构形被首先确定，(2)基于各种假设和特定探测器或一类探测器的测量数据来建立这些相关组件的动态模型，以及(3)该模型之后被被用于随后的探测和测试中。本发明减少了对频繁的测量和校准的需要，该频繁的测量和校准通常要花费数分钟，且因此大量地增加了在给定时间周期中能被测试的晶粒的数量。

根据至少一种实施方式，探测可以在执行测试的同时被连续或断续地完成。这在探测器系统仍响应于新的条件而进行调节的同时，增加了在给定的时间量内能被探测和测试的晶粒的数量。此外，这同样增加了通过对测量噪声进行滤波的探测的全面的精确度，这在现有技术中通常是不可实现的。

本发明的这些和其他实施方式、特征、方面和优点将从附图和随后的具体描述以及所附权利要求而变得显而易见。

附图说明

本发明通过示例的方式加以说明，且不被附图的图示所限制，在该附图中，相同的标记表示类似的元件，且其中：

图1A示出了在温度改变后，现有技术中用于探测和测试晶粒的典型的过程；图1B示出了在温度改变后，现有技术中目前使用的用于探测和测试晶粒的另一个典型的过程；

图2示出了可用于实施本发明的一些实施方式的晶片探测器；

图3A说明了一种用于校准晶片探测器系统的示例性的相机系统；图3B示出了一种控制晶片卡盘的示例性的电机部件；

图4示出了属于晶片探测器系统的组分的相关材料的各种热特性；

图5A和5B说明了晶片探测器尺寸的变化，特别是晶片卡盘的高度的变化；

图6A示出了一些与晶片探测过程相关的相关组件；图6B和6C说明了在图6A中的示例性的晶片探测器系统中所示的各种组件间定义的位移向量；

图7A是说明了作为时间的函数的探针到衬垫的距离(或任何其他与探测相关的相关位移向量)变化或对准移位的典型的热膨胀曲线的图示；图7B示出了具有“误差线”的图7A的图示；

图8A示出了用于本发明的实施方式中的动态模型。特别地，该图示出了线性滤波器的一些操作(“预测”、“平滑(校正)”等等。)；图8B说明了基于图7A所示的实施例来测量、计算以及更新探针到衬垫距离的示例性的过程；

图9是说明了本发明的实施方式的高级流程图；

图10说明了用于生成数学模型的示例性的过程；

图11A是说明根据本发明的实施方式的在瞬变周期期间的示例性的探测过程的流程图；图11B和11C示出了显示可替换的实施方式中不同的示例性的探测过程的流程图；

图12A-12C示出了根据本发明的一些实施方式的各种示例性的探测过程。在这些实施方式中，所述晶片探测器能够在探测期间被不断地调节；

图13示出了根据本发明的一种实施方式的示例性的数据处理系统的框图。

具体实施方式

本发明现在将在此后参考附图而被更加全面地描述，所述附图示出了本发明的各种示例性的实施方式。在描述中，出于说明的目的，提出多个特定细节以提供对本发明的全面理解。然而，对本领域技术人员来说，本发明可以以许多不同的方式来实施是显然的，且本发明可以在没有这些特定细节的情况下实施，且本发明不应限于此处所提出的实施方式而被构造。相反，提供这些实施方式是为了本公开可以全面而完整，并能全面地将本发明的范围传达给那些本领域的技术人员。在适当的时候，公知的结构和设备被以框图的形式显示以避免不必要地模糊本发明。

此外，温度经常在以下描述中被用作外部刺激或条件的示例，该事实不应被解释为对本发明的限制。本领域普通技术人员可以理解本发明的实施方式可以在许多不同的条件下被实施，包括但不限于温度的改变。

此处描述一种用于自动进行晶片探测的系统和方法。本发明的各种实施方式可以在分立的硬件组件中实施，或可替换地，在编程处理单元中实施，所述编程处理单元例如为使用软件的数字信号处理器，该软件经过编译、链接且之后在运行期间被从基于磁盘的存储器下载以执行。包括这些实施方式中应用的方法的各种程序还可以存在于固件或其他类似的非易失性存储设备中。

根据本发明的至少一种实施方式，提供一种用于在变化的条件下进行晶片探测的改进的方法和装置。特别地，提供一种计算用于探测的相关参数而不需频繁的测量和校准的精确方法。在本发明的一个方面中，探测可以在瞬变周期中完成，在该瞬变周期中探测器系统内的温度在变化，且同时执行测试。本发明的各种实施方式现在将参考附图加以详细地描述。

图2示出了用于描述本发明的各种实施方式的示例性的晶片探测器的各种组件。该示意性的高级图示显示了示例性的晶片探测器的两个主要组件：晶片卡盘部件160以及探针卡固定器部件158。图中还显示了相机部件156，该相机部件156可以用于从顶部观察或检查安装在晶片卡盘部件160上的晶片184。这些组件可以如图所示地被表示为独立的组件，也可以不表示为独立的组件。在许多晶片探测器中，这些组件可以通过一些设备而彼此耦合，例如，通过共享一个或多个公共框架。在一些晶片探测器中，相机部件156和探针卡固定器部件158被连接于单个可移动的构件上，该构件有时被称作为桥架(bridge)。

所述相机部件单元156包括光学或数字相机166、支撑构件164以及电机部件162。该电机部件162通过移动所述支撑构件164来控制相机162的位置和方向。如关于图3B的进一步的描述，电机部件能够控制多达六个自由度，其中三个为位置自由度且三个为旋转自由度。在一些实施方式中，所述电机部件可以仅控制三个空间自由度和一个围绕预定轴线的角度自由度。在一些晶片探测器系统中，桥架相机(bridge camera)166也可以被独立控制以获得更好的精度。在一些实施方式中，所述相机部件单元156可以被固定在框架上且不能被移动，且在这些实施方式中没有电机部件162。

探针卡固定器部件158包括探针卡固定器单元170。附图中还示出了连接到探针卡固定器单元170上的探针卡172。探针卡172包括多个被称作探针的接触电极174。这些探针被布置为特定的模式，该特定的模式为特定的晶片或一类晶片而设计。所述探针卡固定器部件158还可以包括用于控制探针卡172的位置和方向的可选电机部件168，所述探针卡172连接到固定器单元170上。

附图中所示的第三组件，即晶片卡盘部件160，该晶片卡盘部件160包括耦合到电机部件178上的晶片卡盘180。在附图中，这些单元被放置在稳定平台176的顶部；该稳定平台经常为框架的一部分，该框架被耦合到探针卡固定器部件且被耦合到一个或多个相机部件单元。晶片卡盘部件160还包括光学或数字相机单元182，该光学或数字相机单元182被连接到晶片卡盘180以用于测量和校准目的。在该实施方式中，相机182被放置以使得探针卡172和桥架相机166能够处于相机182的视野范围内。如将会进一步结合图3A描述的，这些相机单元166和182在一些实施方式中被用于直接探针感测(DPS)。

图2中的晶片卡盘部件还包括用于固定安装在晶片卡盘180上的晶片184的区域。晶片184的典型的直径为200mm或300mm，且该晶片184包括多个晶粒，该晶粒的数量从几百个到几千个。每个晶粒包括多个测试用衬垫或焊接衬垫184，该测试用衬垫或焊接衬垫184提供电接触。晶片探测的主要目的是相对于探针卡172来恰当地定位晶片186从而使晶片上的衬垫184与探针174充分地电接触。虽然在一些情况中，通过促使探针与多个晶粒上相应的一组衬垫电接触可使得多个晶粒同时被测试，但通常地，一个晶粒上的全部衬垫均与至少一组探针174发生电接触以允许所述一个晶粒的电测试。应该注意的是虽然包括晶片卡盘部件的晶片探测器在本公开中经常被用于解释说明的目的，但本发明可以针对不同类型的探测器而被实施，例如那些使用膜框或条状基片的探测器。在这种情况下，术语“晶片卡盘”应该被恰当地解释，例如，被解释为是基片固定单元。其他术语同样应该被恰当地解释。所述附图还包括“标尺”188和192的示意性的图示以用于校准所述系统，特别是用于测量和校准所述晶片卡盘180或所述晶片184的垂直和水平位移。所述附图示出了具有刻度读头190和194的零热膨胀系数(CTE)刻度。在一些实施方式中，使用了衍射光栅。

关于图3A，示出了用于直接探针感测的示例性的相机系统。所述光学或数字相机202包括具有窄焦点范围的透镜206，所述焦点范围在图中被示意为十字标记208，且该光学或数字相机202还包括薄膜或CCD屏幕204。在一些实施方式中，这种类型的相机能被用于校准晶片探测器系统。在此处描述的一些实施方式中，光学相机被用于测量到系统中的一些被恰当定义的点的距离。所述附图分别定义了与屏幕204、透镜206以及焦点208相关的有关位置或尺寸210、212和214。在一些实施方式使用的相机中，焦距或210和214之间的距离是可被调节的。所述附图示出了可以通过桥架相机进行观察以对准的投影标线210。在一些实施方式中，投影标线的焦点与相机的视觉焦点/线之间的差异212被用于对准。

图3B示出了示例性的电机部件222，该电机部件222被用作本发明的各种实施方式的定位系统。在该特定的实施例中，电机部件222控制晶片卡盘224。然而，相同或近似类型的电机部件可被用于控制所述晶片探测系统的各种可移动的组分。例如，在图2中，显示了三个电机部件162、168和178以分别控制相机支撑单元164、探针卡固定器单元170以及晶片卡盘180。

在空间中的立体物体具有六个自由度、其中三个为移动自由度且另三个为旋转自由度。所述电机部件能够使用各种方法控制所述六个自由度中的一些或全部，该电机部件包括一个或多个电机。例如，一种电控伺服电机可被用于旋转所述控制物体，且线性电机可被用于在三个正交方向中的一者上移动所述物体。在一些实施方式中，可以使用更多限制的电机部件。例如，在图3B中所示的特定的电机单元控制三个位置自由度和一个围绕主轴即z轴的角度自由度。这被显示为图中的左手边的坐标系统226。变量θ表示围绕z轴的旋转自由度。z轴通常被定义为这样的轴，即沿着该轴测量晶片平面与探针“平面”间的分隔距离。

通常地，使用例如图3A所示的相机系统的测量技术和例如图3B所示的电机部件的位置控制技术来对晶片探测器进行校准。一旦校准完成，则所述系统可被用于多次探测和测试。然而，当测试条件改变时，所述晶片探测以及测量和校准均应该被重新完成，因为探针卡和晶片以及其他涉及探测和测试的组件在不同的物理条件下可能具有不同的性质和特性。在一般的测试条件下，在条件改变后，所述晶片探测器系统需要数小时以达到平衡或稳态。例如，在晶片卡盘的温度改变后，一般的晶片探测探测器系统需要一个或几个小时来达到热稳态。通常地，只有所述晶片卡盘会被有意地加热或冷却，但所述系统的其余部分通过热传导、对流以及散热过程而被晶片卡盘的温度改变所影响。

所述系统中的不同材料通常具有不同的灵敏度，且不同材料对条件改变的反应不同，这使瞬变周期(例如，晶片卡盘的温度改变后且各种组件的温度达到其各自的渐近值之前的时间周期)中的测试过程更加复杂。例如，当晶片卡盘的受控温度改变时，包括探针卡、晶片、相机以及各种直接或间接地与晶片卡盘平台相连接的组件的晶片探测器的不同部分均以不同的速率膨胀或收缩且具有不同的结果。

图4示出了与晶片探测器系统中的晶粒探测和晶粒测试相关的各种材料的热特性。表格242包括硅(Si)、铝(Al)和氮化硅(Si₃N₄)。Si₃N₄经常用作用于钝化或玻璃纯化以及半导体晶片上的层的绝缘材料。注意，许多晶片探测器包括由例如铜(Cu)合金的各种金属合金构成的组分。所述表格示出了热导率、热膨胀系数(CTE)和这些材料在室温下的具体热度。如表格中所示，所述热导率、热膨胀系数和具体热度具有很宽的数值范围。例如，铝具有比硅高得多的热导率和热膨胀系数。这些很宽的变化导致了响应于温度变化的系统的不均一的膨胀和收缩。

现在转到图5，该图示出了一个说明温度改变对晶片探测器系统的影响的简单的示例。特别地，说明了安装在晶片卡盘180上的晶片184的高度的变化。图5A描述了在特定温度下的耦合到稳定平台176的晶片卡盘部件178，而图5B描述了在明显更高的温度下的该晶片卡盘部件178。这些附图示出了在这两个不同的温度下晶片184顶层的被稍微放大的高度(在z方向上的位移)。所述附图还示出了刻度188的示意性的图示(例如，零CTE刻度、衍射光栅等)，该刻度188表示所述高度依赖于温度而变化。如所述附图所示，晶片184在较低温度下的高度比在较高温度下的高度低，晶片184在较低温度下的高度被标记为刻度188上的标记272，晶片184在较高温度下的高度被标记为刻度188上的标记274。所述刻度读头190通常被安装在热稳定支架上(例如，恒范钢(Invar^TM)，超恒范钢(Super Invar^TM)或其他低CTE金属)。在一些实施方式中，高度上的改变被通过使用相关的电机部件而自动补偿(即便在探针已向下接触到晶粒时以及在该晶粒的测试正在被执行时)。在一些其他的实施方式中，该改变在校准过程中被清楚地计算。这将在之后进行更详细的阐述，例如，结合图12加以阐述。

参考图6A，该图示出了与探测过程相关的一些组件。该图示出了顶部DPS相机166、该顶部DPS相机166向下指向并连接在相机固定单元164上；安装在支撑单元170上的探针卡172；以及安装在晶片卡盘180上的晶片184。所述晶片卡盘180具有额外的DPS相机182，如图2所示。该DPS相机182被用于观察桥架相机166和探针卡172。晶片卡盘180被耦合到电机部件178，该电机部件178反过来被安装在稳定平台176上。桥架相机部件164和探针卡部件170可以通过使用其他电机部件而被独立地定位和定向。该图定义了三个位移向量304、306和308。向量304被定义为从特定的测试用衬垫或焊接衬垫186A到顶部相机166的顶端的位移。向量306为从晶片卡盘相机182的顶端到特定的探针174A的位移。向量308为从衬垫186A到探针174A的位移。应该注意的是这些向量在感测中为动态变量，这些向量取决于各种组件的位置以及各种组件在给定时刻的温度。

图6B定义了另一个从相机166的顶端到相机182的顶端的位移向量302，为了清楚，相关组件的位置，即顶部相机166的顶端、晶片卡盘相机182的顶端、衬垫186A以及探针174A均被描绘为圆点。一般地，涉及相机的向量，即位移302、304以及306，可以被测量。另一方面，被用于探测的向量308可能是不可测量的。然而，该向量308例如可以使用其他相关向量间的简单的几何关系而被很容易地计算。这被显示在图6C中。可以轻易地看出从衬垫186A到探针174A的向量308是三个向量304、302和306的和。应该注意的是这是独立于任何外部条件的数学恒等式。特别地，该恒等式在所有温度均成立。

图7A说明了作为时间的函数的距离的典型的热膨胀曲线，所述距离例如为探针和衬垫之间的距离，例如，图6中所示的向量308的大小。水平轴线384表示自晶片卡盘达到目标温度时的时刻开始的时间。垂直轴线382表示对准移位或所述距离的改变或与探测相关的示例性的位移向量的大小。在温度增加之后，所述系统通常会膨胀，如图中所示的曲线386。注意，该曲线仅是用于示例的目的，而并非基于实际数据。所述膨胀的大小，即沿垂直轴线的数值，与晶片卡盘的目标温度改变基本呈线性比例。在目标温度改变100℃左右的情况下，所述曲线的起始斜率通常约为1微米/分钟。注意，所述附图未以任何特定的比例尺进行绘制。

在该图中显示的曲线说明了在一般的探测器系统中的热弛豫的相当复杂的本质。如先前所讨论的，由于系统的不均一性，所述曲线明显地偏离简单的指数弛豫。图中所示的曲线386，例如示出了至少两个不同的弛豫模式，一个由时间常量392定义且另一个由时间常量394定义。该特定的示例性的曲线显示了在这两个特征时间之间的最大值388。在经历足够长的时间即在图中标明的记号396之后，该曲线最终达到稳定水平390，该稳定水平是在新温度下的渐近值或稳态值。在这种状态下，由于所述目标温度，所述探测器系统的全部组件将达到其各自的温度，所述目标温度为仅为晶片卡盘或基片固定单元而初始化设置的目标温度。

图7B示出了所述曲线386周围的“误差线”。该误差作为时间的函数而增长，在图中显示为虚线的包迹。稳态误差在图中以箭头412标记。图中的“误差”可以解释为由于反复试验的变化所致。也就是说，响应于相同温度变化的相同系统可能呈现出略微不同的行为并且导致相关距离或尺寸的不同数值。这是部分由于所述系统中的固有“噪声”而且还由于各种测量误差所导致的。如图所示，与其他事物相比，一般的探测器系统的热响应的事实通常是不确定的。

参考图8A，用于本发明的一种实施方式中的动态模型被显示为简单的流程图形式。特别地，该流程图示出了线性滤波器操作的三个必要部分，即初始计算472、(基于模型的)预测474以及(基于模型的)校正476的操作。

一般的建模过程通常起始于定义相关的状态变量以描述系统。这将结合图10进行进一步的阐述。如图8A所示，首先通过设置状态变量的初始值以使用所述模型，如框472所示。在一些实施方式中，基于任意的先前试验的数值均可被使用。在另一些实施方式中，可以使用任意的随机数值。误差协方差矩阵也在如图所示的该框中被初始化。一旦所述模型被初始化，则接下来的两组操作474和476以预置的时间间隔被重复。首先，执行“预测”474。根据本发明的一种实施方式，所述预测包括计算下一个时间段k+1的状态变量值，如框474所示。接着，所述状态变量在下一个时间段被测量或否则被计算，且基于这些测量来执行“校正”476。这一对操作然后如图中的循环所表示的在随后的时间里被重复。注意，终止条件并未显示在图中。在一些实施方式中，该过程将无限地持续进行。在另一些实施方式中，一旦所述系统达到整体的平衡或稳态，则该过程将终止。

图8B说明了用于更新探针到衬垫的配准的示例性过程。该图示基于图7中给出的实施例，其中相对于时间轴线384和距离轴线382绘出的探针到衬垫位移曲线386。实线386表示“实际”移位，而虚线曲线386A表示基于模型的归纳(测量之后，而非先于测量的预测之后)计算。如图所示，该示例性的过程使用两种不同的更新模式来动态地“校正”所述模型的状态(即图8A中的操作476)。在一般的探测器系统中，“探针更新”(在图中以空心三角形504表示)涉及仅测量探针到相机的距离，这比“全桥架更新”(实心三角形502)使用的时间少得多(例如，10到15秒的探针更新，而整整一分钟的非全桥架更新。)，该“全桥架更新”包括探针到相机的位移的测量、相机到桥架的位移的测量以及桥架到晶粒的位移的测量。在任意给定时刻，成本较低的探针更新足以使所述系统保持在预置的容差内。这在图8B中的示例性的过程中有所反映。在初始阶段，如图中所示，更多的全桥架更新502被完成。然而，随着时间的推移，更新频率逐渐减小，且更新仅被偶尔执行。在该实施例中，当一个或多个位移向量分量的差异超过预置阈值时，任一更新被触发。

至此我们介绍了探测器系统的各种相关组件，且定义了一些相关的概念和模型。现在转到图9至12，本发明的一些实施方式将参考各种流程图加以描述。

图9示出了高级流程图，该流程图描述了使用本发明的实施方式的示例性的特定环节。该示例的过程被定义于开始框552和结束框566之间，由在框554定义动态模型开始。所述模型可以针对将在给定类型的晶片探测器上进行测试的给定晶片而被动态生成，或该模型可以针对各种不同类型的晶片探测器上的各种不同类型的晶片而预先构造，且之后可以挑选合适的模型来使用。在一些实施方式中，所述模型可以与特定的一类探针卡/测试器相关联。该操作将结合图10作进一步的说明。本发明的该示例性的实施方式允许用户在多个温度下进行探测和测试而不需要等待所述系统达到热平衡和/或不需要频繁的偏移量测量和重新校准。

图9中的流程图示出的探测过程由在框556设置控制温度开始。在许多情况下，半导体晶片的温度可通过在测试过程中改变所述晶片卡盘的温度而被控制。一旦所述晶片卡盘的温度达到目标温度，则所述晶片系统被重新校准。之后，在测试过程期间的特定时刻，一个晶粒或一组晶粒被选择和探测，如框558所示。所述探测可以基于测量或基于使用在框554中所选择的当前模型的计算来完成。当被选择的一个晶粒或多个晶粒的测试完成时，可以随着框562处的“否”分支在相同温度下继续框560的过程。一旦在一个特定温度下完成了所述测试，则随着框562处的“是”分支，该过程可以随着框564处的“否”分支而在不同温度下被重复执行。否则，随着框564处的“是”分支，整个过程在框566处终止。

图10说明了用于产生数学模型的示例性过程，该数学模型用于探测目的。同样地，所述整个过程被定义于两个框582和590之间。如图中包括框584、586和588的循环所示，所述模型的产生通常是一个迭代的过程。建模过程通常由定义相关状态变量开始。为了晶片探测的目的，这些状态变量可以包括例如图6中所示的各种位移向量的位置分量。在第一个过程框584中，这些变量被确定且关于各种材料的热特性的数据被收集，所述热特性例如为热导率和热膨胀系数。这种分析被用于定义所述模型的维数。之后，在框586，基于各种必要的假设和相关的测量数据来产生用于所选状态变量的动态模型。许多用于时间预测的动态模型包括至少一个参数(例如，时间常量或传输延迟)，该参数可以通过使用各种测量而被调整，所述动态模型例如为卡尔曼滤波器。图10中所示的动态模型还包括可调参数。这些参数在框588被针对特定的晶片探测器装置而调整。该任务通常被称为系统辨识。如前所述，通过所述方式产生的动态系统通常针对一类特定的探针卡/测试器，该探针卡/测试器包括针对该类的“环座”支撑物。

根据本发明的一种实施方式，以下的随机模型被用于状态向量，例如探针到衬垫对准移位x(t)，及其在(离散)时间t＝t_k时所述移位的测量值z_k：

$\stackrel{\·}{x}\left(t\right)=A\left(t\right)x\left(t\right)+B\left(t\right)u\left(t\right)+G\left(t\right)w\left(t\right)$

z_k＝Hx_k+v_k

其中在时间t＝t_k时，x_k＝x(t_k)。注意，这些通常为多分量或矩阵、等式。例如，x(t)可以是具有三个元素的列矩阵，该三个元素表示探针到衬垫位移向量的x、y和z分量。同样地，u(t)、w(t)、z_k、v_k、A(t)、B(t)、G(t)以及H为适当维数的矩阵。u(t)是在时间t时的晶片卡盘温度，且w(t)是具有协方差Q的噪声源。在一些情况下，例如在卡尔曼滤波器中，所述噪声被假设为具有零均值的高斯白噪声。在一些情况下，在时间t＝t_k时的测量噪声v_k也被假设为具有零均值和方差R的高斯噪声。部分所述参数，例如Q、R和H，在该模型中是可调参数。基于系统辨识来针对特定系统选择上述动态状态模型，且该动态状态模型仅作为实施例显示于此。如相关领域的普通技术人员所公知的，不同系统可以产生不同的模型，特别地，不同系统可以产生具有不同参数的不同的随机等式。

根据所述特定的模型，所述滤波和预测等式具有以下形式：

${\hat{x}}_{m|k}=\mathrm{\Φ}(t_m,t_k)x_{k|k}+{\∫}_{\mathrm{tk}}^{\mathrm{tm}}\mathrm{dt\Φ}(t_m,t)B\left(t\right)u\left(t\right)$

∑_m|k＝Φ(t_m，t_k)∑_k|kΦ(t_m，t_k)+Θ(t_m，t_k)QΘ(t_m，t_k)

${\hat{z}}_{m|k}=H{\hat{x}}_{m|k}$

其中抑扬符号表示该值为预测值。

是在给定了直至时刻t_k且包括时刻t_k(t_m＞t_k)的全部测量的情况下，在时刻t_m处的预测状态，且∑_m|k是给定了直至时刻t_k且包括时刻t_k的全部测量的情况下，在时刻t_m时的状态计算的协方差。

${\mathrm{\Σ}}_{m|k}=E\left[(x_m-{\hat{x}}_{m|k})\left(x_m\text{-}{\hat{x}}_{m|k}\right)\right]$

其中E[·]表示期望值且自变量应该被解释为适当的矩阵乘法。Φ(t_m，t_k)是状态转移矩阵与时刻t_k到时刻t_m之间的A(t)的卷积积分，且：

$\mathrm{\Θ}\left(t_m\text{,}{t}_k\right)={\∫}_{\mathrm{tk}}^{\mathrm{tm}}\mathrm{dt\Φ}(t_m,t)G\left(t\right)$

这些滤波和预测等式通过例如最小化在时刻t_k的状态向量的预测值与测量值间的误差而获得。

各种扩展也是可能的。在一些实施方式中，状态向量x(t)通过幂等误差(idempotent error)状态向量e(t)而被增广，以包括慢变系统偏差的影响。这些偏差通常来自外部“输入”，例如周围环境温度波动或通过耦合到所述晶片探测器(例如，所述测试器)的各种组件的热耗散。在此情况下，所述被增广的状态向量x具有以下形式：

$\stackrel{\‾}{x}=\left[\begin{array}{c}x\\ e\end{array}\right]$

其中x本身是具有如前所述的可能的多个元素的列矩阵，且在本示例性的实施方式中e包括两个分量e₁和e₂。所述模型结合e₂作为随机游动输入(walkinput)且结合e₁作为低通滤波器。e₁和e₂的差值随着时间线性递增，通常为布朗(Brownian)运动。在该特定模型的一些实现中，所述系统的时间常量被设置为A(t)的最小特征值的倒数。通过在测量中加入e₁，所述慢变系统偏差被结合到所述模型中以预测所述系统的状态。根据本特定模型，对准移位预测的差值h∑(t)h随着预测时间而增加。在一些实施方式中，该对准移位预测被用于触发新的对准测量。该特定的设计使得即便在所述系统处于静止模式时仍能发生(例如，周期性或半周期性地)对准测量。

在以下的描述中，将讨论本发明的各种实施方式，所述实施方式使用一些类型的动态模型以用于计算与探测相关的各种状态变量的未来值，这些动态模型通过类似于图10中所示的过程而被产生。

图11A是显示了根据本发明的一种实施方式的在瞬变周期中的示例性的探测过程的流程图。当所述晶片卡盘的温度从T₁变化到T₂时，该流程图开始于框612，且该流程图描述了直至在该新温度上的测试被完成的过程，并终止于框630。所述流程图示出了两个全局循环。开始于框614且结束于框628的外部循环描述了用于测试一个或多个被选择的晶粒的过程。另一方面，开始于框616且结束于框626的内部循环说明了在所述被选择的晶粒或晶粒的测试期间的各种可能的操作。在框616，基于自上次测量之后所逝去的时间，计算所述状态变量的新的空间偏移量的值对探测来说是必须的。根据在该过程中说明的实施方式，所述状态变量的新的空间偏移量的值的计算是通过使用动态模型来完成的。如果这些值落入预置容差的范围内，则随着框618处的“否”分支，这些值将在框622处用于接下来的探测。否则，执行新的测量(以确定必须对晶片探测器中的一个或多个组件的温度持续变化进行补偿的空间偏移量)且新的数值将在框620获得。这些新的测量值将被用于接下来在框622和框624的探测和测试过程，且如框620所示，这些新的测量值还将被用于更新所述模型的状态以结合来自所述测量的新信息。在一些实施方式中，该框图包括图8中所述的各种操作。该过程可以随着框626处的“否”分支而重复直至所述被选择的晶粒或晶粒的测试完成为止。

参考判断框618，一个可行的准则是测量自上次测量之后所逝去的时间(Δt)和所预测的相关组件的探针到衬垫的对准移位(ΔP)，该相关组件例如为图6A中的探针卡172，且将这些值与预置值(分别与Δt_c和ΔP_c)相比较。例如：

是否|ΔP|²＞|ΔP_C|²或Δt＞Δt_C且t＜t_C？

其中|ΔP|²是在探针到衬垫对准中的预测差值，且|ΔP_C|²是所允许的最大差值。在该实施例中还完成了关于时间的类似的检查。也就是，如果自晶片卡盘的温度改变时刻之后所逝去的时间(t)大于固定值(t_C)，则该比较返回假，这意味着不再需要新的测量，其中所述固定值通常被设置为所述系统的弛豫时间常量的几分之一，例如图7A中的396。t_C通常被设置以将所预测的探针到衬垫的对准移位限制为所期望的对准精确度的几分之一。在一些实施方式中，可以使用更为简单的准则。例如，被探测的晶粒的数量可以在测量间被计数，且当该计数达到预置值时，执行新的测量且该计数被置为零。应该注意的是，在一些实施方式中，对不同的判断准则使用更为复杂的数学公式，例如，参考图10加以说明的。

图11B示出了显示在可替换的实施方式中的不同的示例性的探测过程的流程图。在该图中示出的过程开始于框654，在框654中将控制温度变为新的温度(T₂)，且当所述测试在该新的温度下完成时，该过程结束在框676。该流程图示出了两个主循环，或者如果包括分支条件660的话则示出了三个不同的循环，如在图11A中所描述的实施方式。然而，在该实施例中的循环与图11A中的循环的排布不同。例如，在该实施方式的内部循环中，从框668到框672，对多个晶粒的测试和探测可以在不需重新校准的情况下完成。

在控制温度改变之后，在框656，所述过程通过测量晶片探测器系统中的各种相关组件的时间和温度而继续。各种状态变量，例如特定的探针与特定的测试用衬垫或焊接衬垫间的距离，通过使用模型而被首先计算(图8的框474)。在框660，如果计算出的值可以在预定的容差范围内使用，则所述过程继续到下一个框666，在框666中，所述系统被基于计算出的值而重新对准。否则，在框662，新的偏移量的值被测量，且所述模型的状态还在框664通过使用这些测量到的值和计算出的值而被更新(图8中的476)。基于这些新的测量到的或计算出的值，可以在至少一个晶粒或一组晶粒上完成探测和测试，如所述流程图中从框668到框672的循环所示。该根据本实施方式的特定环节在对一个晶粒的测试时间相对较短时是很有用的，所述对一个晶粒的测试时间相对较短也就是说，远短于通常为数分钟的所述测量和校准的时间。另一方面，图11A的实施例在测试晶粒的时间相对较长的情况下更为有用。

图11C说明了本发明的一种实施方式的另一方面。该图中的流程图示出了根据所述实施方式的探测和测试的过程的一部分。特别地，该流程图强调了一个事实，即所述探测可以在多个温度下完成而不需等待整个晶片探测器系统达到热平衡或热稳态。在图中，框682描述了在一个温度下的探测和测试过程，例如，在-50℃。之后在框684，所述晶片卡盘的温度被改变到另一个温度，例如零上150℃，且在框686和框688，当所述系统中的其他组件仍针对所述温度变化进行调节时，探测和测试通过使用动态模型而被完成。

现在转到图12，根据本发明的一些实施方式说明了其他示例性的探测过程。与那些在图11A、11B和11C中示出的流程图相比较，图12A、12B和12C的流程图强调了一个事实，即一些实施方式中，所述晶片探测器可以在特定晶粒或一组晶粒的测试期间被不断地调节。

图12A是一个高级流程图，且如在框702和框724间定义的，该流程图说明了在框704中晶片卡盘的温度改变之后的探测和测试过程。该流程图包括涉及晶片探测的两个不同的操作元素组。上面的组706包括“校正”任务，对应于图8中的框476的操作，而显示在下面的组714中的任务使用模型来进行“预测”且基于该预测而继续探测/测试。该组714对应于图8中的框474的操作。在校正组706中，包括三个过程框。首先，在框708测量空间偏移量。接着，在框710基于所述测量和之前的预测值(如果有的话)来更新状态变量。所述探测器之后在框712被基于新的测量数据而重新对准。所述预测组714包括从框716到720的三个框。这三个过程框组成了一个循环。出于简化的目的，在该流程图中省略了分支条件。在框716中，预测了新的空间偏移量的值。这些偏移量的值可以包括例如如图6中所示的从衬垫到探针的距离，且这些值在框718和720被用于探测特定的一个晶粒或多个晶粒。在所述组714中的循环说明了这些操作可以根据需要被重复。一旦由判断框722确定所述测试完成，则该示例性的过程在框724终止。

图12B更为详细地示出了根据本发明的教示的继续的探测和测试过程的另一面。该示例性的流程图示出了探测过程的相关操作，在此期间至少一个探针和至少一个晶粒的衬垫彼此接触。该过程开始于框732，新的校准和对准在该处被完成。之后该流程图描述了在框734和746间的一个晶粒或多个晶粒的测试期间的相关操作。所述过程包括两个分支。如果需要新的调节，如框736处的“是”分支所表示的，则在框738和740将采取额外的动作以响应该需要。否则，所述测试如通过框742明确表示的那样而继续。在判断框736，可以使用与图11B的过程中的框660的那些准则相类似的准则。这些操作可以根据需要而被重复，如在判断框744处随着“否”分支的循环所示。一旦所选择的一个晶粒或多个晶粒的测试被完成，则在框746，所述探针卡和所述晶片被分离，且所述示例性的测试过程终止。

图12C说明了与图12A和12B中所示的那些过程相类似的另一个示例性的过程。该流程图强调了一个事实，即探测以及特别是相对于晶片平台移动探针卡部件可以在相同的一个晶粒或多个晶粒的测试期间持续且同时发生。换句话说，当所述探针卡上的探针向下接触到晶粒的测试用衬垫或焊接衬垫且该晶粒的测试被执行时，可以发生移动(例如仅在z方向上)，且该移动可以基于来自此处所述的热模型的预测(例如图11C中的方法)。在图12C中的开始和结束框772和778分别对应于图12B中的框734和746。框774描述了这些可以同时发生的探测和测试操作。如框中所示，探针相对于晶片衬垫的位置可以在该探针与该衬垫彼此接触时被调节。在一些实施方式中，仅对沿z方向上的相对位移进行调节以避免由于晶片探测器的不同组分的不均一膨胀或收缩而造成的任何灾难性的结果。在其他实施方式中，所述探针卡部件和所述晶片部件可以在所有三个方向上相对于彼此移动。然而，应该注意的是，由于例如探针尖端的各种组件的弹性，所述“移动”或“调节”可以不涉及物理空间中的这些组件的(相对)位置的实际变化。如在图12A和12B中所示的示例性的过程中，所述过程可以基于框776处的判断而被重复，直至完成对所选择的一个晶粒或多个晶粒的测试。

本发明的许多方法均可以通过数字处理系统而被执行，例如传统的通用计算机。还可以使用具有专用处理设备和/或外围设备的专用计算机系统，该专用处理设备和/或外围设备在硬件级和/或软件级上被特别地编程。

参考图13，具体化为数据处理系统的本发明被显示为框图。该框图包括与主总线902相连的各种主要组件以及与辅助总线922相连的其他外围设备，该辅助总线922与I/O控制器912相耦合。所述主要组件包括主处理器904、存储器906、大容量存储单元908以及显示设备910。在该示例性的实施方式中，时钟914也被耦合到主总线902。应用在本发明的各种实施方式中的其他外围设备包括但不限于一个或多个DPS相机924、例如键盘926的各种输入设备、以及电机系统930。加热器或制冷装置932以及电热调节器928也可以被连接到所述系统以用于自动控制探测器系统的各种功能。注意，虽然图13显示了与本发明的一些实施方式相关的数据处理系统的各种组件，但这并不试图表示任何特定结构或组件互连的方式，因为这些细节并非与本发明密切相关。同样可以被理解的是也可以结合本发明使用具有比图中所示更少或更多组件的数据处理系统。

由此，提供了一种用于在探测器中将探针卡与IC设备的测试用衬垫或焊接衬垫自动对准的方法和装置。虽然本发明已经通过参考特定的示例性实施方式而被描述，但显然的是在不背离在权利要求中提出的本发明的更广的精神和范围的情况下，可以对这些实施方式作出各种修改和变化。因此，该说明书和附图应被视为示例性的意义而非限制的意义。

Claims (42)

1.一种用于在条件充分变化后在探测器中相对于多个电触点中的至少一个电触点来动态定位多个接触电极中的至少一个接触电极的方法，该方法包括：

预测所述多个接触电极中的至少一个接触电极关于所述多个电触点中的至少一个电触点的位置的相对位置，该相对位置作为时间的函数；以及

基于所述预测而使所述至少一个接触电极与所述至少一个电触点中的一者相对于彼此移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述多个接触电极包括探针，且其中所述移动被完成以使所述至少一个接触电极与关于所述至少一个电触点的预定位置相距预定距离之内。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述多个电触点包括来自多个晶粒的至少一个晶粒的衬垫。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述条件的变化包括温度的变化。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述移动被执行以使所述至少一个接触电极与所述至少一个电触点沿着预定的方向基本对准。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述预测通过使用具有至少一个状态变量的动态模型而被执行，其中所述至少一个状态变量包括所述至少一个接触电极相对于所述至少一个电触点的相对位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述动态模型包括线性滤波器、非线性滤波器、最优滤波器、以及非最优滤波器中的至少一者。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

执行对所述探测器的至少一个组件的位置测量；以及

基于所述测量来更新所述动态模型的所述至少一个状态变量。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述更新被执行以最小化至少一个预定的函数，其中所述至少一个预定的函数包括所述预测和所述测量中的至少一者的函数。

10.根据权利要求9所述的方法，其中：

所述至少一个预定的函数包括所述预测和所述测量间的误差的函数。

11.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述移动在测试期间被执行。

12.一种用于在条件充分变化后在探测器中相对于多个电触点中的至少一个电触点来动态定位多个接触电极中的至少一个接触电极的方法，该方法包括：

执行所述探测器的第一至少一个组件的位置测量；

在另一时刻，执行所述探测器的第二至少一个组件的位置计算；以及

基于所述计算而使所述多个接触电极中的至少一个接触电极与所述多个电触点中的至少一个电触点相对于彼此移动，从而使所述至少一个接触电极基本处于关于所述至少一个电触点的预定位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述多个接触电极包括探针。

14.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述多个电触点包括来自多个晶粒的至少一个晶粒的衬垫。

15.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述条件的变化包括温度的变化。

16.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述移动被执行以使所述至少一个接触电极与所述至少一个电触点沿着预定的方向基本对准。

17.根据权利要求12所述的方法，其中：

使用具有至少一个状态变量的动态模型来完成所述计算，其中所述至少一个状态变量包括所述至少一个接触电极相对于所述至少一个电触点的相对位置。

18.根据权利要求17所述的方法，其中：

所述动态模型包括线性滤波器、非线性滤波器、最优滤波器、以及非最优滤波器中的至少一者。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括：

基于所述测量来更新所述动态模型的所述至少一个状态变量。

20.根据权利要求19所述的方法，其中：

所述更新被执行以最小化至少一个预定的函数，其中所述至少一个预定的函数包括所述预测和所述测量中的至少一者的函数。

21.一种在探测器中使用的用于产生数学模型的方法，该数学模型用于在条件充分变化后预测多个接触电极中的至少一个接触电极相对于多个电触点中的至少一个电触点的相对位置，所述探测器具有多个组件，所述方法包括：

确定来自所述多个组件的第一至少一个组件，其中所述第一至少一个组件的第一至少一个位置与所述至少一个接触电极的关于所述至少一个电触点的所述相对位置几何上相关联；

确定来自所述多个组件的第二至少一个组件，其中所述第二至少一个组件的第二至少一个位置与所述第一至少一个组件的所述第一至少一个位置几何上相关联，所述第二至少一个位置是可测量的；以及

针对所述探测器，构造所述第一至少一个组件的所述第一至少一个位置的动态模型，所述第一至少一个位置作为时间的函数。

22.根据权利要求21所述的方法，其中：

所述条件的变化包括温度的变化。

23.根据权利要求21所述的方法，其中：

所述动态模型具有至少一个可调参数。

24.根据权利要求21所述的方法，其中：

所述动态模型包括线性滤波器、非线性滤波器、最优滤波器、以及非最优滤波器中的至少一者。

25.根据权利要求23所述的方法，还包括：

在条件变化后至少执行一次作为时间的函数的所述第二至少一个位置的至少一次测量；以及

基于所述至少一次测量来更新所述至少一个可调参数。

26.一种存储可执行的程序指令的机器可读介质，当该可执行的程序指令被处理系统执行时，使得所述处理系统在探测器中执行操作，该操作包括：

预测所述多个接触电极中的至少一个接触电极关于所述多个电触点中的至少一个电触点的位置的相对位置，该相对位置作为时间的函数；以及

基于所述预测而使所述至少一个接触电极和所述至少一个电触点中的一者相对于彼此移动。

27.根据权利要求26所述的机器可读介质，其中：

所述预测通过使用具有至少一个状态变量的动态模型而被执行，其中所述至少一个状态变量包括所述至少一个接触电极相对于所述至少一个电触点的相对位置，且其中所述移动被完成以使所述至少一个接触电极与关于所述至少一个电触点的预定位置相距预定距离之内。

28.根据权利要求27所述的机器可读介质，还包括：

执行所述探测器的至少一个组件的至少一个位置的测量；以及

基于所述测量来更新所述至少一个状态变量。

29.根据权利要求28所述的机器可读介质，其中：

所述更新被执行以最小化至少一个预定的函数，其中所述至少一个预定的函数包括所述预测和测量中的至少一者的函数。

30.一种存储可执行的程序指令的机器可读介质，当该可执行的程序指令被处理系统执行时，使得所述处理系统在探测器中执行操作，该操作包括：

执行所述探测器的第一至少一个组件的位置测量；

在另一时刻，执行所述探测器的第二至少一个组件的位置计算；以及

基于所述计算而使所述多个接触电极中的至少一个接触电极与所述多个电触点中的至少一个电触点相对于彼此移动，从而使所述至少一个接触电极基本处于关于所述至少一个电触点的预定位置。

31.根据权利要求30所述的机器可读介质，其中：

使用具有至少一个状态变量的动态模型来完成所述计算，其中所述至少一个状态变量包括所述至少一个接触电极相对于所述至少一个电触点的相对位置。

32.根据权利要求31所述的机器可读介质，还包括：

基于所述测量来更新所述动态模型的所述至少一个状态变量。

33.一种用于在条件充分变化后相对于多个电触点中的至少一个电触点来动态定位多个接触电极中的至少一个接触电极的设备，该设备包括：

至少一个电机部件；

处理器；以及

耦合到所述处理器的存储器，该存储器具有包含在该存储器中的指令序列，当通过所述处理器执行该指令序列时，使得所述处理器执行以下操作：

预测所述多个接触电极中的至少一个接触电极关于所述多个电触点中的至少一个电触点的位置的相对位置，该相对位置作为时间的函数；以及

促使所述至少一个电机部件基于所述预测执行所述至少一个接触电极与所述至少一个电触点中的至少一者相对于彼此的移动。

34.根据权利要求33所述的设备，其中：

所述预测通过使用具有至少一个状态变量的动态模型而被执行，其中所述至少一个状态变量包括所述至少一个接触电极相对于所述至少一个电触点的相对位置，且其中所述移动促使所述至少一个接触电极与关于所述至少一个电触点的预定位置相距预定距离之内。

35.根据权利要求34所述的设备，还包括：

用于测量所述探测器的至少一个组件的位置的装置，其中所述动态模型的至少一个状态变量被基于所述测量而更新。

36.一种探测器，该探测器包括：

耦合到电机部件的基片固定单元，该基片支撑单元被配置以固定基片，其中所述基片包括至少一个具有多个电触点的晶粒；

探针卡部件，该探针卡部件包括测试探针固定装置，其中所述测试探针固定装置固定具有多个接触电极的探针卡；

耦合到所述电机部件的处理器；以及

耦合到所述处理器的存储器，该存储器具有包括在该存储器中的指令序列，当通过所述处理器执行该指令序列时，使得所述处理器执行以下操作：

预测所述多个接触电极中的至少一个接触电极关于所述多个电触点中的至少一个电触点的位置的相对位置，该相对位置作为时间的函数；以及

促使所述电机部件基于所述预测执行所述至少一个接触电极与所述至少一个电触点中的至少一者的移动。

37.一种用于探测具有多个电触点的晶粒的方法，该方法包括：

使包括晶粒的基片固定单元和探针卡部件中的至少一者相对彼此移动，以使所述探针卡部件上的探针与所述晶粒上的多个电触点电接触；

测试所述晶粒；

在测试所述晶粒的同时在x、y或z方向中的至少一个方向上移动所述基片固定单元和所述探针卡部件中的至少一者。

38.根据权利要求37所述的方法，还包括：

在所述晶粒的探测期间温度充分变化后，预测至少一个所述探针关于所述至少一个电触点的位置的相对位置，该相对位置作为时间的函数，且其中所述移动是基于所述预测的且基本上仅位于z方向上。

39.一种包括可执行的程序指令的机器可读介质，当该可执行的程序指令被数据处理系统执行时，使得所述数据处理系统执行方法，该方法包括：

使包括晶粒的基片固定单元和探针卡部件中的至少一者相对彼此移动，以使探针卡部件上的探针与所述晶粒上的多个电触点电接触；

测试所述晶粒；

在测试所述晶粒时，在x、y或z方向中的至少一个方向上移动所述基片固定单元和所述探针卡部件中的至少一者。

40.根据权利要求39所述的机器可读介质，其中所述方法还包括：

在所述晶粒的探测期间温度充分变化后，预测至少一个所述探针关于至少一个所述电触点的位置的相对位置，该相对位置作为时间的函数，且其中所述移动是基于所述预测的且基本上仅位于z方向上。

41.一种探测器，该探测器包括：

框架；

基片固定单元，该基片固定单元被配置以固定基片，其中所述基片包括具有多个电触点的晶粒，且该基片固定单元耦合到所述框架；

探针卡部件，该探针卡部件具有多个接触电极，该探针卡部件耦合到所述框架；

电机部件，该电机部件耦合到所述框架且耦合到所述基片固定单元和所述探针卡部件中的至少一者；

处理系统，该处理系统耦合到所述电机部件，该处理系统被配置以通过使所述多个接触电极与所述晶粒上的电触点电接触而引发所述晶粒的测试，且该处理系统被配置以在测试所述晶粒的同时通过所述电机部件来促使所述基片固定单元和所述探针卡部件中的至少一者的移动。

42.根据权利要求41所述的探测器，其中：

在测试所述晶粒时，所述移动基本上仅位于z方向上，且其中所述处理系统被配置以在所述晶粒的探测期间温度充分变化后，预测至少一个所述接触电极关于至少一个所述电触点的位置的相对位置，该相对位置作为时间的函数，且其中在测试所述晶粒时，所述移动是基于所述预测的。

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