CN114719710B - 位移偏差测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种位移偏差测量方法。应用于探针台的圆形载片台，载片台的直径为第一长度，该方法包括：将标准测量尺沿预设方向平行固定在载片台上；其中，标准测量尺的初始刻度处于载片台区域中；控制载片台沿预设方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台移动的实际距离；根据实际距离和预设距离确定载片台的位移偏差，并根据位移偏差对载片台进行修正。本发明能够提高探针台测量的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种位移偏差测量方法。
背景技术
自动探针台或者半自动探针台通过其的载片台在水平方向的位移，可以对封装前的微波单片集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC)的高频物理特性进行高效率测量，实现芯片级的优化和筛选。
当载片台在水平方向上的位移不准时，会使探针台的压针位置发生偏差，甚至会伤及测试芯片和微波探针，影响在片测试的质量，导致测试结果不可靠。
发明内容
本发明实施例提供了一种位移偏差测量方法，以解决当载片台在水平方向上的位移不准时，会使探针台的压针位置发生偏差，甚至会伤及测试芯片和微波探针，影响在片测试的质量，导致测试结果不可靠的问题。
本发明提供了一种位移偏差测量方法，应用于探针台的圆形载片台，载片台的直径为第一长度，该方法包括：
将标准测量尺沿预设方向平行固定在载片台上，以使标准测量尺的表面与载片台的表面平行；其中，标准测量尺的初始刻度处于载片台区域中；
控制载片台沿预设方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台移动的实际距离；
根据实际距离和预设距离确定载片台的位移偏差，并根据位移偏差对载片台进行修正。
在一种可能的实现方式中，根据实际距离和预设距离确定载片台的位移偏差，包括：
计算实际距离和预设距离之间的差值，作为载片台的位移偏差。
在一种可能的实现方式中，预设方向包括X轴方向，将标准测量尺沿预设方向平行固定在载片台上，包括：
将标准测量尺沿载片台的X轴方向平行固定在载片台上；
相应的，控制载片台沿预设方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台移动的实际距离，包括：
控制载片台沿X轴方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台沿X轴移动的实际距离。
在一种可能的实现方式中，预设方向包括Y轴方向，将标准测量尺沿预设方向平行固定在载片台上，包括：
将标准测量尺沿载片台的Y轴方向平行固定在载片台上；
相应的，控制载片台沿预设方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台移动的实际距离，包括：
控制载片台沿Y轴方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台沿Y轴移动的实际距离。
在一种可能的实现方式中，控制载片台沿预设方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台移动的实际距离，包括：
控制载片台沿预设方向移动预设次数，并通过标准测量尺获取载片台每一次移动的实际距离；其中，每次移动对应一个预设距离；
相应的，根据实际距离和预设距离确定载片台的位移偏差，包括：
对于每一次移动，根据该次移动的对应预设距离和该次移动对应的实际距离确定载片台在该次移动中的位移偏差。
在一种可能的实现方式中，在将标准测量尺沿预设方向平行固定在载片台上之前，测量方法还包括：
将边长为第二长度的正方形玻璃切割为标准测量尺；标准测量尺的长为第二长度，宽为第三长度，第二长度不小于第一长度，第三长度小于第一长度；
沿标准测量尺长的一侧，每间隔预设距离标记标准刻度；标准刻度的范围大于或等于第一长度。
在一种可能的实现方式中，第一长度为150nm，第二长度为152.4nm，第三长度为20nm，标准刻度的范围为0～150nm。
在一种可能的实现方式中，在每间隔预设距离标记标准刻度之后，测量方法还包括：
在每个标准刻度的邻域范围内设置有预设数量的标准宽度线条；标准宽度线条的宽度单位小于标准刻度的长度单位。
在一种可能的实现方式中，预设数量为10，标准线条的宽度为5μm。
在一种可能的实现方式中，初始刻度为零刻度。
本发明实施例提供一种位移偏差测量方法，通过将标准测量尺与载片台固定，进而控制载片台沿预设方向移动预设距离，通过标准测量尺获取载片台沿预设方向移动的实际距离，根据预设距离和实际距离的偏差确定载片台的位移偏差。可以实现对载片台的位移偏差测量，以对载片台进行修正，提高载片台移动的准确性，进而提高探针台位移的准确性，保证探针台压针准确，保证测试芯片和微波探针的使用安全性，提高在片测试质量，进一步提高测试结果的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的位移偏差测量方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的测量示意图；
图3是本发明实施例提供的沿X轴移动的位移偏差测量示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
探针台分为自动探针台和半自动探针台，是一种用于电子与通信技术、计算机科学技术领域的工艺试验仪器，主要用于高效率测量MMIC芯片的高频物理特性。当自动/半自动探针台的载片台在水平方向位移(水平X轴或者水平Y轴)不准时，会使压针位置发生偏差，甚至伤及测试芯片和微波探针，直接影响在片测试的质量，导致测试结果不可靠。目前国际上和国内均未见有关其水平位移偏差测量方法。
为解决载物台水平位移偏差问题，本发明实施例提供一种水平位移偏差测量方法。参见图1，其示出了本发明实施例提供的位移偏差测量方法的实现流程图。如图1所示，一种位移偏差测量方法，可以包括：
S101，将标准测量尺沿预设方向平行固定在载片台上，以使标准测量尺的表面与载片台的表面平行；其中，标准测量尺的初始刻度处于载片台区域中。
可选的，标准测量尺为预先定制的、具有刻度的标准测量工具。载片台的第一直径可以为150mm。预设方向为载片台能进行移动的方向，例如可以为载片台的水平X轴方向或者水平Y轴方向，即载片台的水平X轴方向为载片台的一个可移动方向，载片台的水平Y轴方向为载片台的另一个可移动方向。
可选的，可将标准测量尺平行预设方向固定在载片台上，例如可以将标准测量尺的初始刻度放置于载片台的圆心位置，然后打开探针台的真空泵，将标准测量尺吸附固定在载片台上，以使标准测量尺的上表面与载片台的上表面平行。其中，标准测量尺的初始刻度可以为零刻度。
可选的，可以通过探针台的显微镜将标准测量尺放在指定位置，以保证标准测量尺的零刻度与显微镜显示的边沿平行。
参见图2，其示出了本发明实施例提供的测量示意图。
具体的，如图2所示，当预设方向为X轴方向时，可以将标准测量尺20沿载片台10的X轴方向平行固定在载片台10上；当预设方向为Y轴方向时，可以将标准测量尺20沿载片台10的Y轴方向平行固定在载片台10上。
可选的，可以将标准测量尺的初始刻度固定在载片台10的A区域、B区域、C区域、D区域中的任意一个区域，也可以将标准测量尺20固定在X轴或者Y轴上。例如，为保证测量方便，可以将标准测量尺20的初始刻度固定在载片台10的圆心位置，具体可以根据实际需要进行选择。
S102，控制载片台沿预设方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台移动的实际距离。
可选的，在将标准测量尺固定在载片台上后，需要在探针台的显微镜的显示屏上标记出标准测量尺的零刻度位置，并以该零刻度位置为起点，相应的在显微镜的显示屏上标记出标准测量尺的所有刻度。例如，可以通过记号笔等标记工具标记零刻度位置，以及其他刻度。
可选的，预设距离可以为载片台可移动的常用标准距离。通过探针台控制载片台移动，此时载片台和标准测量尺共同移动，在载片台移动预设距离后，可以通过显微镜的显示屏读取标准测量尺的移动刻度，从而得到载片台移动的实际距离。
示例性的，载片台的第一直径为150mm，则预设距离可以为0mm、25mm、50mm、75mm、100mm、125mm或者150mm。相应的，标准测量尺的刻度范围包括0、25000、50000、75000、100000、125000、150000，单位为μm，该刻度范围覆盖了载片台水平方向自动位移的最大距离。
具体的，参见图2，当预设方向为X轴方向时，可以控制载片10台沿X轴方向移动预设距离，并通过标准测量尺20获取载片台10沿X轴移动的实际距离；当预设方向为Y轴方向时，可以控制载片10台沿Y轴方向移动预设距离，并通过标准测量尺20获取载片台10沿Y轴移动的实际距离。
示例性的，参见图3，其示出了本发明实施例提供的沿X轴移动的位移偏差测量示意图。如图3所示，载片台10沿X轴方向移动预设距离，载片台由“位置1”平移到“位置2”，相应的标准测量尺理论上也移动预设距离。通过计算平移前和平移后标准测量尺20的相对位置，既可以得到标准测量尺20移动的实际距离D，也即载片台10移动的实际距离。当实际距离和预设距离不相等时，既可以判定载片台10存在位移偏差，且可以通过计算实际距离D和预设距离的差值，得到位移偏差量。载片台10沿Y轴方向移动计算位移偏差也同理，本发明不再赘述。
S103，根据实际距离和预设距离确定载片台的位移偏差，并根据位移偏差对载片台进行修正。
可选的，可以将实际距离和预设距离之间的差值、比值、或者差值绝对值，作为载片台的位移偏差。通过获取探针台的显微镜上的位移前和位移后两次的刻度值，计算该二者之间的差值，以得到载片台在该次位移中的差值。
可选的，在得到载片台的位移偏差后，可以根据该位移偏差对载片台进行校准修正。例如，可以在初始位移中增加位移偏差，具体情况可以根据实际需要进行选择。
示例性的，载片台的X轴预设移动距离为25mm，经过测量，实际移动距离为25.0025mm，可见，位移偏差为2.5μm。可以在实际应用，预设移动24.9975mm，可以得到实际移动25mm。
本发明实施例通过将标准测量尺和载片台进行绑定移动，进而根据预设距离和实际距离得到位移偏差，可以确定载片台的位移偏差，实现对载片台的水平位移校准，避免因位移不准确而对待测芯片造成损伤，降低因测量损伤导致的损失，同时可以提高在片测量的质量以及测试效率。
在本发明的一些实施例中，可以针对载片台的每一常用标准距离进行位移偏差的测量。
具体的，上述S102的“控制载片台沿预设方向移动预设距离，并通过标准测量尺获取载片台移动的实际距离”，可以包括：控制载片台沿预设方向移动预设次数，并通过标准测量尺获取载片台每一次移动的实际距离；其中，每次移动对应一个预设距离；
相应的，上述S103的“根据实际距离和预设距离确定载片台的位移偏差”，可以包括：对于每一次移动，根据该次移动的对应预设距离和该次移动对应的实际距离确定载片台在该次移动中的位移偏差。
可选的，每次移动可以对应一个预设距离。预设次数对应载片台常用标准距离的个数，也即对应预设距离的个数。
示例性的，预设距离为25mm。控制载片台沿X轴方向移动25mm，并通过标准测量尺获取该次移动的实际距离，例如为25.0025mm，则该次位移偏差为2.5μm。预设距离为75mm。控制载片台沿X轴方向移动75mm，并通过标准测量尺获取该次移动的实际距离，例如为75.0040mm，则该次位移偏差为4.0μm。
本发明实施例通过对载片台的每一常用标准距离进行位移偏差的测量，可以实现多刻度的精准偏差修正，可以极大提高载片台的测试可靠性。
在本发明的一些实施例中，为保证载片台位移偏差校准的高可靠性，在将标准测量尺沿预设方向平行固定在载片台上之前，需要制作标准测量尺，该过程包括：
将边长为第二长度的正方形玻璃切割为标准测量尺；标准测量尺的长为第二长度，宽为第三长度，第二长度不小于第一长度，第三长度小于第一长度；
沿标准测量尺长的一侧，每间隔预设距离标记标准刻度；标准刻度的范围大于或等于第一长度。
可选的，第二长度需略大于第一长度，也即第二长度大于或等于第一长度相等。第一长度为150nm，第二长度为152.4nm，第三长度为20nm，标准刻度的范围为0～150nm。可以通过影像测量仪标定该标准测量尺。
具体的，可以将尺寸为152.4mm×152.4mm的正方形玻璃切割为20mm×152.4mm的长方形形状，以得到标准测量尺。在标准测量尺每间隔25000标记标准刻度。如在标准测量尺上标记有0、25000、50000、75000、100000、125000、150000的字样，其单位为μm，表明其测量范围为0～150mm。
可选的，在每间隔预设距离标记标准刻度之后，测量方法还包括：
在每个标准刻度的邻域范围内设置有预设数量的标准宽度线条；标准宽度线条的宽度单位小于标准刻度的长度单位。
具体的，预设数量为10，标准线条的宽度为5μm。
示例性的，可以在每个标准刻度的左右两侧共有10个5μm宽的线条，每侧5个。其中，每个线条间隔5μm。
本发明实施例通过根据载片台的直径制作标准测量尺，制作出的标准测量尺与该载片台相匹配，可以提高载片台位位移偏差的测量效率和修正效率。通过增加标准宽度线条，可以精准判断载片台水平位移的偏差程度，有效提高测量准确度。在本发明的一些实施例中，
具体的，测量载片台位移偏差的过程可以如下：
(1)将标准测量尺放置于探针台载片台的中心位置，并打开探针台的真空泵将标准测量尺吸附于载片台上。
(2)通过探针台的显微镜将标准测量尺找平，使其边沿与显微镜的显示屏边沿平行。
(3)往一侧移动载片台，使标准测量尺的零刻度出现在显微镜的视野中，在显示屏上用记号笔等工具在零刻度位置正中心做好标记，同时将其余刻度同步标记在显示屏上。
(4)控制载片台分别移动25mm、50mm、75mm、100mm、125mm、150mm。在每个计算位移偏差，并记录数据。
示例性的，采用上述方式分别对载片台水平方向(X轴、Y轴)位移，进行测量，测量结果如表1～表2所示。其中，表1为X轴位移测量结果，表2为Y轴测量结果。
表1
| X轴位移设定值 | X轴位移测量值 | X轴位移偏差 |
| 0mm | 0mm | 0μm |
| 25mm | 25.0025 | 2.5μm |
| 50mm | 50.0015 | 1.5μm |
| 75mm | 75.0040 | 4.0μm |
| 100mm | 100.0035 | 3.5μm |
| 125mm | 125.0048 | 4.8μm |
| 150mm | 150.0005 | 0.5μm |
表2
| Y轴位移设定值 | Y轴位移测量值 | Y轴位移偏差 |
| 0mm | 0mm | 0μm |
| 25mm | 25.0020 | 2.0μm |
| 50mm | 50.0015 | 1.5μm |
| 75mm | 75.0035 | 3.5μm |
| 100mm | 100.0030 | 3.0μm |
| 125mm | 125.0040 | 4.0μm |
| 150mm | 150.0015 | 1.5μm |
由表1和表2可知，本发明实施例的方法测量载片台水平方向位移是可行的，可以实现对载片台的位移偏差测量，以对载片台进行修正，提高载片台移动的准确性，进而提高探针台位移的准确性，保证探针台压针准确，保证测试芯片和微波探针的使用安全性，提高在片测试质量，进一步提高测试结果的可靠性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种位移偏差测量方法，其特征在于，应用于探针台的圆形载片台，所述载片台的直径为第一长度，所述位移偏差测量方法包括：
将标准测量尺沿预设方向平行固定在所述载片台上，以使所述标准测量尺的表面与所述载片台的表面平行；其中，所述标准测量尺的初始刻度处于所述载片台区域中；
控制所述载片台沿预设方向移动预设距离，并通过所述标准测量尺获取所述载片台移动的实际距离；其中，所述探针台包括显微镜，在所述显微镜的显示屏上标出所述标准测量尺的所有刻度；在所述载片台移动预设距离后，根据显微镜的显示屏读取所述标准测量尺的移动刻度，以得到所述载片台移动的实际距离；
根据所述实际距离和所述预设距离确定所述载片台的位移偏差，并根据所述位移偏差对所述载片台进行修正；
所述控制所述载片台沿预设方向移动预设距离，并通过所述标准测量尺获取所述载片台移动的实际距离，包括：
控制所述载片台沿预设方向移动预设次数，并通过所述标准测量尺获取所述载片台每一次移动的实际距离；其中，每次移动对应一个预设距离；
相应的，所述根据所述实际距离和所述预设距离确定所述载片台的位移偏差，包括：
对于每一次移动，根据该次移动的对应预设距离和该次移动对应的实际距离确定所述载片台在该次移动中的位移偏差。
2.根据权利要求1所述的位移偏差测量方法，其特征在于，所述根据所述实际距离和所述预设距离确定所述载片台的位移偏差，包括：
计算所述实际距离和所述预设距离之间的差值，作为所述载片台的位移偏差。
3.根据权利要求1所述的位移偏差测量方法，其特征在于，所述预设方向包括X轴方向；所述将标准测量尺沿预设方向平行固定在所述载片台上，包括：
将所述标准测量尺沿载片台的X轴方向平行固定在所述载片台上；
相应的，所述控制所述载片台沿预设方向移动预设距离，并通过所述标准测量尺获取所述载片台移动的实际距离，包括：
控制所述载片台沿所述X轴方向移动预设距离，并通过所述标准测量尺获取所述载片台沿X轴移动的实际距离。
4.根据权利要求1所述的位移偏差测量方法，其特征在于，所述预设方向包括Y轴方向；所述将标准测量尺沿预设方向平行固定在所述载片台上，包括：
将所述标准测量尺沿载片台的Y轴方向平行固定在所述载片台上；
相应的，所述控制所述载片台沿预设方向移动预设距离，并通过所述标准测量尺获取所述载片台移动的实际距离，包括：
控制所述载片台沿所述Y轴方向移动预设距离，并通过所述标准测量尺获取所述载片台沿Y轴移动的实际距离。
5.根据权利要求1所述的位移偏差测量方法，其特征在于，在所述将标准测量尺沿预设方向平行固定在所述载片台上之前，所述测量方法还包括：
将边长为第二长度的正方形玻璃切割为标准测量尺；所述标准测量尺的长为第二长度，宽为第三长度，所述第二长度不小于所述第一长度，所述第三长度小于所述第一长度；
沿所述标准测量尺长的一侧，每间隔预设距离标记标准刻度；所述标准刻度的范围大于或等于所述第一长度。
6.根据权利要求5所述的位移偏差测量方法，其特征在于，所述第一长度为150nm，所述第二长度为152.4nm，所述第三长度为20nm，所述标准刻度的范围为0～150nm。
7.根据权利要求5所述的位移偏差测量方法，其特征在于，在所述每间隔预设距离标记标准刻度之后，所述测量方法还包括：
在每个标准刻度的邻域范围内设置有预设数量的标准宽度线条；所述标准宽度线条的宽度单位小于所述标准刻度的长度单位。
8.根据权利要求7所述的位移偏差测量方法，其特征在于，所述预设数量为10，所述标准宽度线条的宽度为5μm。
9.根据权利要求1至8任一项所述的位移偏差测量方法，其特征在于，所述初始刻度为零刻度。
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