DE102020007791A1 - Modulares Wafer-Chuck-System - Google Patents

Modulares Wafer-Chuck-System Download PDF

Info

Publication number
DE102020007791A1
DE102020007791A1 DE102020007791.9A DE102020007791A DE102020007791A1 DE 102020007791 A1 DE102020007791 A1 DE 102020007791A1 DE 102020007791 A DE102020007791 A DE 102020007791A DE 102020007791 A1 DE102020007791 A1 DE 102020007791A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chuck
wafer
temperature
sensor module
temperature measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020007791.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Eibl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ATT Advanced Temperature Test Systems GmbH
Original Assignee
ATT Advanced Temperature Test Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ATT Advanced Temperature Test Systems GmbH filed Critical ATT Advanced Temperature Test Systems GmbH
Priority to DE102020007791.9A priority Critical patent/DE102020007791A1/de
Priority to TW110147213A priority patent/TW202238812A/zh
Priority to US18/268,086 priority patent/US20240063037A1/en
Priority to KR1020237023649A priority patent/KR20230118944A/ko
Priority to PCT/EP2021/086495 priority patent/WO2022129527A1/de
Priority to CN202180092924.7A priority patent/CN116848628A/zh
Priority to JP2023537013A priority patent/JP2024501804A/ja
Priority to EP21840868.0A priority patent/EP4264661A1/de
Publication of DE102020007791A1 publication Critical patent/DE102020007791A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • 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]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/2872—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation
    • G01R31/2874—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation related to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Wafer-Chuck-System zum Lagern bzw. Einspannen und Temperieren eines Wafers umfassend: einen Chuck zum Temperieren eines Wafers; ein Sensormodul umfassend zumindest ein Temperaturmessmittel zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls und/oder des Chucks und/oder eines von dem Wafer-Chuck-System gelagerten bzw. eingespannten Wafers; wobei der Chuck eine Koppelfläche aufweist, die eingerichtet ist, das Sensormodul lösbar zu koppeln; und wobei das Sensormodul eine Koppelfläche aufweist, die eingerichtet ist, einen Wafer zu lagern bzw. einzuspannen

Description

  • Die Erfindung betrifft ein modulares Chuck-Wafer-System zum Lagern bzw. Einspannen und Temperieren eines Wafers, ein Sensormodul für ein modulares Chuck-Wafer-System sowie ein Verfahren zum Anordnen von Modulen eines modularen Wafer-Chuck-Systems.
  • Chucks finden beispielsweise in der Halbleiterindustrie, insbesondere in der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik, zum Bereitstellen von Wafern Anwendung, beispielsweise zum Untersuchen von geometrischen Parametern eines Wafers. Ebenfalls können auf dem Wafer befindliche Strukturen (elektrische Bauelemente, wie beispielsweise Dioden, Transistoren, integrierte Schaltkreise, etc.) mithilfe eines Testmittels (Probers) kontaktiert und verschiedene Funktionstests durchgeführt werden. Funktionstest umfassen beispielsweise ein Anlegen einer Spannung und/oder eines Stroms an die Strukturen und Messen bestimmter Parameter. Für solche Funktionstests ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Wafer bzw. die zu testenden Strukturen des Wafers bei Beginn der Tests eine bestimmte Temperatur aufweist bzw. aufweisen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass den Test störende Einflüsse verringert bzw. im Wesentlichen vermieden werden können. Darüber hinaus findet in der Regel eine Änderung der Temperatur der Strukturen bzw. des Wafers durch die Interaktion mit dem Testmittel (Prober) statt, insbesondere bei Kontaktieren der Strukturen durch den Prober sowie durch die Stromflüsse während der Durchführung der Funktionstests. Daher ist es vorteilhaft, die Strukturen bzw. den Wafer kontinuierlich zu Temperieren bzw. deren Temperatur zu steuern bzw. zu regeln, sodass bevorzugt im Wesentlichen identische Testbedingungen für die Funktionstest herrschen. Der Temperaturbereich in welchem Funktionstests durchgeführt werden befindet sich in der Regel im Bereich von etwa -75 °C bis etwa 400 °C.
  • In der Regel sind eine Vielzahl an Temperierelementen zum Erwärmen und/oder Kühlen des Chucks bzw. des Wafers vorgesehen, wobei die Steuerung bzw. Regelung der Temperatur mittels eines Temperatursensors erfolgen kann. Dabei wird insbesondere die Temperatur des Chucks bzw. des Wafers überwacht und bei einer Abweichung von einer Soll-Temperatur das bzw. die entsprechenden Temperierelemente angesteuert, sodass die Temperatur des Wafers bzw. des Chucks stets im Wesentlichen identisch ist und im Wesentlichen der Soll-Temperatur entspricht.
  • Ein Chuck weist bevorzugt eine an eine zu testende Struktur auf einem Wafer angepasste Kontaktfläche auf. Insbesondere ist eine an die zu testende Struktur angepasste Anordnung der Temperaturmessung vorteilhaft, um eine verbesserte Temperaturüberwachung und/oder -regelung beispielsweise während eines Funktionstests zu erhalten.
  • Jedoch ist das Anfertigen von unterschiedlichen Chucks angepasst an jeweils unterschiedliche zu testende Strukturen überaus kostenintensiv und mit erhöhtem Zeit- und Ressourcenaufwand verbunden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein modulares Chuck-Wafer-System, ein Sensormodul sowie ein Verfahren zum Anordnen von Modulen eines modularen Wafer-Chuck-Systems bereitzustellen, um verbesserte Funktionstests an Wafern mit unterschiedlichen zu testende Strukturen kosten- und ressourcenschonend durchführen zu können.
  • Die genannte Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein modulares Wafer-Chuck-System zum Lagern bzw. Einspannen und Temperieren eines Wafers umfassend: einen Chuck zum Temperieren eines Wafers; ein Sensormodul umfassend zumindest ein Temperaturmessmittel zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls und/oder des Chucks und/oder eines von dem Wafer-Chuck-System gelagerten bzw. eingespannten Wafers; wobei der Chuck eine Koppelfläche aufweist, die eingerichtet ist, das Sensormodul lösbar zu koppeln; und wobei das Sensormodul eine Koppelfläche aufweist, die eingerichtet ist, einen Wafer zu lagern bzw. einzuspannen.
  • Ein solches modulares Wafer-Chuck-System bietet den Vorteil, dass ein auf die zu testende Struktur des Wafers angepasstes und/oder maßangefertigtes Sensormodul mit einem Standard-Chuck gekoppelt werden kann. Zum Testen eines Wafers bzw. einer Struktur eines Wafers kann so vorteilhafterweise lediglich das Sensormodul ausgetauscht werden bzw. durch ein anderes ersetzt werden. Somit entfällt die Notwendigkeit, für unterschiedliche Wafer bzw. zu testende Strukturen zusätzlich einen Chuck zum Temperieren des Wafers anfertigen zu müssen, da die Sensormodule mit beliebigen Chucks kombiniert und/oder gekoppelt werden können. Dies erlaubt ferner eine optimierte Anordnung der Testumgebung, da fest installierte Chucks zur Testung von einer Vielzahl unterschiedlicher Wafer und/oder Strukturen verwendet werden können. Das modulare Wafer-Chuck-System weist insbesondere keine direkte Verbindung zur Übermittlung elektrischer Signale zwischen Chuck und Sensormodul auf. In anderen Worten, der Chuck und das Sensormodul des Wafer-Chuck-Systems sind eigenständige und einzeln und/oder unabhängig voneinander benutzbare Einheiten. Bevorzugt kann der Chuck des modularen Wafer-Chuck-Systems mit einer Vielzahl unterschiedlicher Sensormodule verwendet werden. Alternativ/und oder zusätzlich eignet sich der Chuck zum Temperieren und/oder Testen eines Wafers auch ohne Sensormodul.
  • Außerdem bietet das modulare Wafer-Chuck-System den Vorteil, dass ein oder mehrere Temperaturmesssensoren in dem Sensormodul und damit näher an dem Wafer bzw. den zu testenden Strukturen positioniert werden können. Darüber hinaus kann das Design des Sensormoduls individuell an die gewünschten Anforderungen angepasst werden. Dies bietet auch insbesondere Vorteile bezüglich der Anordnung der ein oder mehrere Temperaturmesssensoren, da beispielsweise keine Bauteile zum Temperieren des Systems in dem Sensormodul vorhanden sind. Somit ermöglicht das modulare Wafer-Chuck-System eine erhöhte Anzahl und/oder eine optimierte Verteilung von Temperaturmesssensoren, wodurch eine verbesserte Temperaturüberwachung und/oder -regelung, insbesondere während eines Funktionstests, erreicht werden kann.
  • Bevorzugt umfasst der Chuck und/oder das Sensormodul des modularen Wafer-Chuck-Systems zumindest eine Vakuumkammer zum Lagern bzw. Einspannen eines Wafers. Weiter bevorzugt umfasst der Chuck und/oder das Sensormodul zumindest eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer Vakuumleitung.
  • Zum Koppeln des austauschbaren Sensormoduls mit dem Chuck weist der Chuck bevorzugterweise ein oder mehrere Vakuumkammern an der Koppelfläche des Chucks, welche verbunden sind mit einer Anschlusseinrichtung zum Anschließen an eine Vakuumleitung. Dadurch kann ein Unterdruck in den ein oder mehreren Vakuumkammern erzeugt werden, wodurch ein lösbares Koppeln des Sensormoduls auf der Koppelfläche des Chucks ermöglicht wird. Von Vorteil weist auch das Sensormodul ein oder mehrere Vakuumkammer an der Koppelfläche des Sensormoduls auf, sodass ein Wafer auf bzw. von dem Sensormodul gelagert bzw. eingespannt werden kann. Dabei kann das Sensormodul eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen an eine Vakuumleitung aufweisen. Alternativ und/oder zusätzlich umfasst das Sensormodul ein oder mehrere durchgängige Vias, d.h. Kanäle und/oder Löcher, welche ein Übertragen des Unterdrucks von ein oder mehreren Vakuumkammern des Chucks an den Wafer ermöglichen. Auf diese Weise kann der Wafer auf dem Sensormodul gelagert bzw. eingespannt werden, ohne dass das Sensormodul eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen an eine Vakuumleitung benötigt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, da so ein vereinfachtes Design und/oder eine vereinfachte Fertigung des Sensormoduls erreicht wird.
  • Bevorzugt umfasst das modulare Wafer-Chuck-System eine Isolationsschicht zum lösbaren Koppeln mit dem Chuck und/oder dem Sensormodul. Insbesondere im Bereich von Hochvolt-Testungen ist ein Bereitstellen einer Isolationsschicht vorteilhaft, um ein Beschädigen des Chucks und/oder des Sensormoduls und deren Elektronik und/oder an diese angeschlossene Steuer-/Messgeräte zu verhindern. Eine Isolationsschicht kann zwischen Chuck und Sensormodul und/oder zwischen Sensormodul und Wafer angeordnet sein. Bevorzugt ist die Isolationsschicht zumindest teilweise aus einem Material mit einem hohem spezifischen Widerstand gefertigt, wie beispielsweise Aluminiumoxidkeramik, Bornitrid, Steatit, Porzellan, Glas, (glasfaserverstärkter) Kunststoff, Silikonkautschuk, Teflon und/oder Epoxidharz. Bevorzugt weist die Isolationsschicht einen hohen Wärmeleitkoeffizienten auf, sodass die Isolationsschicht keinen oder nur eine geringen Einfluss auf eine Temperaturmessung und/oder Temperierung des Wafer-Chuck-Systems ausübt.
  • Weiter bevorzugt weist das austauschbare Sensormodul eine erste Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit einer Temperaturmesseinheit auf, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle geeignet ist zum Übertragen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel und die Temperaturmesseinheit geeignet ist zum Empfangen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel des Sensormoduls. Bevorzugt ist die Temperaturmesseinheit eingerichtet, Messwerte von ein oder mehreren Temperaturmessmitteln zu verarbeiten, insbesondere zu kombinieren und/oder zusammenzuführen. Besonders bevorzugt ist die Temperaturmesseinheit eingerichtet das Verfahren zur Temperatursteuerung bzw. -regelung gemäß einem Aspekt der Anmeldung zumindest teilweise durchzuführen.
  • Vorteilhafterweise umfasst der Chuck zum Temperieren des Chucks und/oder des Sensormoduls und/oder eines gelagerten bzw. eingespannten Wafers: eine zweite Kommunikationsschnittstelle zum Einleiten und/oder Ableiten eines Temperiermediums in bzw. aus dem Chuck; und/oder eine dritte Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit wenigstens einem elektrothermischen Wandler des Chucks. Weiter bevorzugt umfasst das modulares Wafer-Chuck-System weiter eine Steuereinheit einer Temperiereinrichtung in Verbindung mit der Temperaturmesseinheit und der zweiten und/oder dritten Kommunikationsschnittstelle zum: Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks und/oder des Sensormoduls und/oder des Wafers basierend auf der gemessenen Temperatur des Sensormoduls und/oder des Chucks und/oder des Wafers.
  • Das Temperieren des Chucks erfolgt beispielsweise durch Steuern und/oder Regeln durch die Temperiereinrichtung bzw. der Steuereinheit wie im Folgenden in dieser Anmeldung beschrieben.
  • Ferner kann der Chuck optional ein oder mehrere Temperaturmessmittel aufweisen, welche ebenfalls zur Temperaturüberwachung und/oder Temperatursteuerung und/oder -regelung des Chucks durch die Temperiereinrichtung und/oder die Steuereinheit und/oder die Temperaturmesseinheit zugeführt werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Sensormodul zur Kopplung mit einem Chuck eines modularen Wafer-Chuck-Systems umfassend: zumindest ein Temperaturmessmittel zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls und/oder eines gekoppelten Chucks und/oder eines von dem Sensormodul und/oder von dem Chuck gelagerten bzw. eingespannten Wafers; eine erste Koppelfläche zum Lagern bzw. Einspannen eines Wafers; und eine zweite Koppelfläche zum Koppeln mit einem Chuck.
  • Vorteilhafterweise umfasst das Sensormodul weiter: eine Vielzahl von Temperaturmessmitteln; und/oder zumindest eine Vakuumkammer zum Lagern bzw. Einspannen eines Wafers; und/oder eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer Vakuumleitung; und/oder eine erste Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit einer Temperaturmesseinheit zum Temperieren eines Chucks, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle geeignet ist zum Übertragen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel und die Temperaturmesseinheit geeignet ist zum Empfangen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel des Sensormoduls.
  • Das Sensormodul ist eine eigenständige Einheit, welche ein oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale des Sensormoduls des modularen Wafer-Chuck-Systems aufweisen kann. Insbesondere ist das Sensormodul geeignet, mit unterschiedlichen Chucks gekoppelt zu werden und mit diesen ein modulares Wafer-Chuck-System zu bilden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anordnen von Modulen eines modularen Wafer-Chuck-Systems umfassend: Bereitstellen eines Chucks zum Temperieren eines Wafers; Koppeln eines Sensormoduls mit einer Koppelfläche des Chucks; wobei das Sensormodul aufweist: eine Koppelfläche, die eingerichtet ist, einen Wafer zu lagern bzw. einzuspannen; und zumindest ein Temperaturmessmittel zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls und/oder des Chucks und/oder eines von dem Wafer-Chuck-System gelagerten bzw. eingespannten Wafers.
  • Bevorzugt umfasst das Verfahren weiter den Schritt: Lagern bzw. Einspannen eines Wafers mit einer Koppelfläche des Sensormoduls; und, bevorzugt, Temperieren des Chucks, des Sensormoduls und/oder des gelagerten bzw. eingespannten Wafers.
  • Vorteilhafterweise wird das austauschbare Sensormodul auf der Koppelfläche des Chucks angeordnet und, bevorzugt mithilfe von Unterdruck und/oder Vakuum und/oder einem angelegten Magnetfeld, auf diesem gelagert bzw. eingespannt. Ein Wafer kann auf der Koppelfläche des Sensormoduls gelagert bzw. eingespannt werden, insbesondere wie in der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Dabei ist die Koppelfläche des Sensormoduls bevorzugt an der gegenüber dem Chuck abgewandten Seite des Sensormoduls angeordnet.
  • Das Verfahren kann ferner beinhalten: Anordnen einer Isolationsschicht zwischen Chuck und Sensormodul und/oder zwischen Sensormodul und Wafer.
  • Das vorliegende Verfahren dient insbesondere der Vorbereitung zur Testung eines Wafers bzw. der darauf befindlichen zu testenden Strukturen. Weiter kann das Verfahren den Testvorgang umfassen sowie die Verfahrensschritte zur Temperatursteuerung bzw. -regelung des Chucks für einen Wafer gemäß eines Aspektes der vorliegenden Anmeldung.
  • Die im Vorgang beschriebenen Aspekte der Erfindung sind ferner geeignet, ein Verfahren wie im Folgenden beschrieben durchzuführen und/oder Merkmale der im Folgenden beschriebenen Temperiereinrichtung und/oder des Wafertestsystems aufzuweisen.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Temperatursteuerung bzw. -regelung eines Chucks eines modularen Wafer-Chuck-Systems für einen Wafer, umfassend die Schritte: Erfassen der Position eines Testmittels zum Testen eines Wafers; Ermitteln der jeweiligen räumlichen Abstände zwischen dem Testmittel und einer Vielzahl von Temperaturmessmitteln eines Sensormoduls zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls und/oder des Chucks und/oder eines von Wafer-Chuck-System gelagerten bzw. eingespannten Wafers; Wählen zumindest eines Temperaturmessmittels aus der Vielzahl von Temperaturmessmitteln als Referenz-Temperaturmessmittel; Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks basierend auf der von dem bzw. den gewählten Referenz-Temperaturmessmittel(n) gemessenen Temperatur(en) des Sensormoduls und/oder des Chucks und/oder des Wafers.
  • Insbesondere ermöglicht ein solches Verfahren ein vereinfachtes und vorteilhaftes Temperieren eines Wafer-Chuck-Systems bzw. eines Wafers, da das Temperieren des gesamten Chucks im Wesentlichen einheitlich erfolgt, beispielsweise mittels Ansteuern aller Mittel zum Temperieren des Chucks. Somit stellt das Verfahren geringe Anforderungen bezüglich der Prozessverarbeitung und/oder der Steuer- bzw. Regelelektronik. Außerdem entfällt ein unnötiges Erwärmen und/oder Abkühlen von Bereichen des Chucks bzw. des Wafers, welche für die durchgeführten Funktionstests unbedeutend sind.
  • Bevorzugt weist ein Sensormodul eine Plattform zum Einspannen eines Wafers auf, wobei ein Wafer beispielsweise mittels Erzeugen eines Magnetfelds oder eines Vakuums von dem Sensormodul gelagert bzw. eingespannt wird.
  • Bevorzugt umfasst ein Sensormodul und/oder ein Chuck eine Vielzahl von Temperaturmessmitteln, welche in bzw. an dem Sensormodul und/oder Chuck angeordnet sind, um eine Temperatur des Sensormoduls und/oder des Chucks und/oder des Wafers an bevorzugt mehreren unterschiedlichen Stellen zu messen.
  • Der Wafer wird derart von dem Sensormodul gelagert bzw. eingespannt, sodass ein Testmittel, beispielsweise eine Probe-Nadel oder eine Probe-Card, verschiedene Stellen auf einer Waferfläche kontaktieren und in dem Wafer bzw. auf einer Fläche des Wafers befindliche Strukturen testen kann. Dabei werden bevorzugt eine Vielzahl an Probe-Nadeln bzw. Probe-Fingern derart ausgerichtet, dass diese Kontaktflächen der zu testenden Strukturen kontaktieren und beispielsweise durch Einleiten eines Stroms bzw. Anlegen einer Spannung die Eigenschaften der Struktur untersuchen können.
  • Das Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks erfolgt bevorzugt im Wesentlichen einheitlich, d.h. im Wesentlichen gleichartig bzw. übereinstimmend, insbesondere bevorzugt mittels einheitlicher Ansteuerung von ein oder mehreren Mitteln zum Temperieren des Chucks, wie beispielsweise mehreren in bzw. an einem Chuck angeordneten elektrothermischen Wandlern.
  • Bevorzugt umfasst das Wählen eines Temperaturmessmittels als Referenz-Temperaturmessmittel den Schritt: Wählen desjenigen Temperaturmessmittels, welches den geringsten räumlichen Abstand zu dem Testmittel aufweist.
  • Bevorzugt erfolgt das Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks, und im Weiteren des Sensormoduls und/oder des Wafers, basierend auf der gemessenen Temperatur eines einzelnen Temperaturmessmittels aus der Vielzahl von Temperaturmessmitteln. Bevorzugt wird dabei dasjenige Temperaturmessmittel bzw. die gemessene Temperatur von demjenigen Temperaturmessmittel herangezogen, welches den geringsten räumlichen Abstand zu dem Testmittel aufweist bzw. der aktuellen Position des Testmittels am nähesten ist. Somit wird vorteilhafterweise dasjenige Temperaturmessmittel zum Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks und/oder des gekoppelten Sensormoduls und/oder des Wafers als Referenz-Temperaturmessmittel gewählt, welches eine Temperaturänderung in dem Bereich des Wafers, in welchem sich die zu testende Struktur befindet, potentiell am genauesten und/oder zeitlich als erstes erfasst bzw. registriert.
  • Bevorzugt umfasst das Wählen des Referenz-Temperaturmessmittels, sofern die ermittelten räumlichen Abstände von zwei oder mehr Temperaturmessmitteln innerhalb einer bestimmten Toleranz T± liegen und/oder im Wesentlichen gleich groß sind, den Schritt: Wählen desjenigen Temperaturmessmittels aus den zwei oder mehr Temperaturmessmitteln, welches den größten Betrag der Temperaturdifferenz Tdiff und/oder Temperaturänderung pro Zeit Tgrad aufweist; oder Wählen der zwei oder mehr Temperaturmessmittel als Referenz-Temperaturmessmittel, wobei das Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks auf dem Mittel bzw. Durchschnitt der von den Referenz-Temperaturmessmitteln gemessen Temperaturen basiert. Die Toleranz T± kann dabei beispielsweise einem Äquivalent von bevorzugt weniger als etwa 10 cm, weiter bevorzugt weniger als etwa 1 cm, weiter bevorzugt weniger als etwa 0,1 cm entsprechen. Im Wesentlichen gleich groß entspricht bevorzugt beispielsweise einem Unterschied der Abstände von weniger als etwa 10%, weiter bevorzugt weniger als etwa 1%, weiter bevorzugt als etwa 0,1%. Die Werte können entsprechend den strukturellen Gegebenheiten, insbesondere der Anzahl und/oder Anordnung der Vielzahl von Temperaturmessmitteln, und/oder dem gewünschten Verhalten der Temperatursteuerung bzw. -regelung gewählt werden. Alternativ können zwei oder mehr der Temperaturmessmittel als Referenz-Temperaturmessmittel gewählt werden und die von den zwei oder mehr Referenz-Temperaturmessmitteln gemessenen Temperaturen, beispielsweise und bevorzugt ein Mittel der gemessenen Temperaturen, zum Regeln bzw. Steuern der Temperatur des Chucks verwendet werden.
  • Dabei entspricht die Temperaturdifferenz Tdiff dem Betrag der Differenz zwischen der gemessenen Temperatur T(t) und:
    • einer Soll-Temperatur des Chucks bzw. des Wafers Tsoll: Tdiff = | T ( t ) − Tsoll |
      Figure DE102020007791A1_0001
      oder
    • einer zuvor gemessenen Temperatur T(t-x) desselben Temperaturmessmittels: Tdiff = | T ( t ) − T ( t − x ) |
      Figure DE102020007791A1_0002
      oder
    • einer Durchschnittstemperatur einer Mehrzahl von Temperaturmessmitteln Tavg: Tdiff = | T ( t ) − Tavg | = | T ( t ) − ( T 1 + T 2 + T 3 + … + TX ) / X | .
      Figure DE102020007791A1_0003
  • Bevorzugt wird die Temperaturänderung pro Zeit Tgrad innerhalb einer bestimmten Zeitdauer t1 verglichen: Tgrad = | ( T ( t ) − T ( x + t 1 ) ) / t 1 | .
    Figure DE102020007791A1_0004
  • Bevorzugt kann so dasjenige Temperaturmessmittel als Referenz-Temperaturmessmittel gewählt werden, welches den größten Temperaturabfall bzw. die größte Temperatursteigerung innerhalb eines Zeitraums t1 erfasst. Der Zeitraum t1 ist bevorzugt kleiner als etwa 5 Sekunden, weiter bevorzugt kleiner als etwa 1 Sekunde.
  • Besonders bevorzugt wird der räumliche Abstand zwischen dem Testmittel und einem Temperaturmessmittel basierend auf Vektorkoordinaten ermittelt. Dabei werden bevorzugt die Positionen des Testmittels und der Temperaturmessmittel in ein Koordinatensystem projiziert und die Verbindungsvektoren und im Weiteren deren Beträge (Längen) berechnet, um die jeweiligen Abstände zwischen dem Testmittel und den Temperaturmessmitteln zu ermitteln. Für die Ermittlung des Abstands können 2D und/oder 3D Koordinaten des Testmittels und der Temperaturmessmittel verwendet werden, wobei die 2D Koordinaten des Testmittels und/oder der Temperaturmessmittel sich bevorzugt auf eine Ebene parallel zu der Waferfläche beziehen. Das beispielhafte, bevorzugte Ermitteln der Abstände basierend auf Vektorkoordinaten ist in der detaillierten Figurenbeschreibung genauer beschrieben.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft eine Temperiereinrichtung zum Temperieren eines Chucks und/oder eines mit dem Chuck gekoppelten Sensormoduls und/oder eines von dem modularen Wafer-Chuck System positionierten bzw. eingespannten Wafers, umfassend: eine erste Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit einem Sensormodul und/oder einem Chuck, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle geeignet ist zum Übertragen von elektrischen Signalen; eine Steuereinheit in Verbindung mit der ersten Kommunikationsschnittstelle zum: Empfangen von elektrischen Signalen von einer Vielzahl von Temperaturmessmitteln zum Messen der Temperatur des Chucks und/oder des Sensormoduls und/oder eines Wafers; Wählen eines der Temperaturmessmittel als Referenz-Temperaturmessmittel; Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks basierend auf der von dem bzw. den gewählten Referenz-Temperaturmessmittel(n) gemessenen Temperatur(en) des Chucks und/oder des Sensormoduls und/oder des Wafers.
  • Bevorzugt ist die Temperiereinrichtung ferner geeignet zum Wählen desjenigen Temperaturmessmittels als Referenz-Temperaturmessmittel, welches einen geringsten räumlichen Abstand zu einem Testmittel zum Testen des Wafers aufweist.
  • Weiter bevorzugt ist die Steuereinheit der Temperiereinrichtung geeignet zum Wählen desjenigen Temperaturmessmittels als Referenz-Temperaturmessmittel, welches den größten Betrag einer Temperaturdifferenz Tdiff und/oder Temperaturänderung pro Zeit Tgrad aufweist, sofern die ermittelten räumlichen Abstände von zwei oder mehr Temperaturmessmitteln innerhalb einer bestimmten Toleranz T± liegen und/oder im Wesentlichen gleich groß sind.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Temperiereinrichtung weiter:
    • eine zweite Kommunikationsschnittstelle zum Einleiten und/oder Ableiten eines Temperiermediums zum Temperieren des Chucks in bzw. aus dem Chuck; und/oder
    • eine dritte Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit wenigstens einem elektrothermischen Wandler zum Temperieren des Chucks.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft modulares Wafer-Chuck-System zum Testen eines Wafers, umfassend: einen Chuck und ein daran gekoppeltes Sensormodul zum Bereitstellen bzw. Einspannen und Temperieren eines Wafers umfassend eine Vielzahl von Temperaturmessmitteln zum Messen einer Temperatur des Chucks und/oder des Sensormoduls und/oder eines gelagerten bzw. eingespannten Wafers; zumindest ein Testmittel zum Testen des Wafers; ein Positionserfassungsmittel zum Erfassen der Position des Testmittels in Relation zu dem Wafer-Chuck-System und/oder dem Wafer; eine im Vorgang beschriebene Temperiereinrichtung.
  • Im Folgenden werden einzelne Ausführungsformen zur Lösung der Aufgabe anhand der Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei weisen die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen zum Teil Merkmale auf, die nicht zwingend erforderlich sind, um den beanspruchten Gegenstand auszuführen, die aber in bestimmten Anwendungsfällen gewünschte Eigenschaften bereitstellen. So sollen auch Ausführungsformen als unter die beschriebene technische Lehre fallend offenbart angesehen werden, die nicht alle Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Ferner werden, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, bestimmte Merkmale nur in Bezug auf einzelne der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Ausführungsformen daher nicht nur für sich genommen, sondern auch in einer Zusammenschau betrachtet werden sollen. Anhand dieser Zusammenschau wird der Fachmann erkennen, dass einzelne Ausführungsformen auch durch Einbeziehung von einzelnen oder mehreren Merkmalen anderer Ausführungsformen modifiziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass eine systematische Kombination der einzelnen Ausführungsformen mit einzelnen oder mehreren Merkmalen, die in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben werden, wünschenswert und sinnvoll sein kann und daher in Erwägung gezogen und auch als von der Beschreibung umfasst angesehen werden soll.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systems mit einem auf einem Sensormodul gelagerten Wafer, einem Testmittel zum Testen des Wafers und einer Temperiereinrichtung, welche ein Temperieren eines Chucks mittels einer Vielzahl von elektrothermischen Wandlern ermöglicht;
    • 2 zeigt eine alternative beispielhafte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systemsumfassend einen Chuck, ein Testmittel zum Testen des Wafers und einer Temperiereinrichtung, welche den Chuck mittels Einleiten eines Temperiermediums in den Chuck temperiert;
    • 3 zeigt eine Draufsicht eines modularen Wafer-Chuck-Systemsund einem gelagerten Wafer mit einer Vielzahl an zu untersuchenden Strukturen sowie ein Testmittel zum Testen der Vielzahl an zu untersuchenden Strukturen und einer Vielzahl an Temperaturmessmitteln eines Sensormoduls;
    • 4 zeigt einen beispielhaften Verlauf der von einer Vielzahl an Temperaturmessmitteln eines Sensormoduls gemessenen Temperatur eines Sensormoduls, eines Chucks und/oder eines Wafers;
    • 5 zeigt eine alternative beispielhafte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systemsumfassend zwei getrennte Temperierkreisläufe für unterschiedliche Temperiermedien;
    • 6 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systems;
    • 7 zeigt beispielhafte Ausführungsformen von Sensormodulen für ein modulares Wafer-Chuck-System;
    • 8 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Temperaturmessmitteln in einem Sensormodul für ein modulares Wafer-Chuck-System.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines modularen Wafer-Chuck-Systems 40 gemäß einer beispielhaften, besonders bevorzugten Ausführungsform. Das gezeigte modulare Wafer-Chuck-System 40 umfasst einen Chuck 1 bzw. eine Halte- bzw. Spannvorrichtung und ein daran lösbar gekoppeltes Sensormodul 42 welches einen Wafer 2 lagert bzw. einspannt. Der Wafer 2 ist bevorzugt mittels eines angelegten Magnetfelds parallel zu einer im Wesentlichen ebenen Fläche des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 gelagert. Alternativ kann der Chuck 1 und/oder das Sensormodul 42 eine Vielzahl von Ansaugrillen aufweisen (nicht dargestellt) über welche der Wafer mittels Unterdruck angesaugt und so von dem modularen Wafer-Chuck-System 40 eingespannt bzw. positioniert werden kann.
  • Durch die Ansaugung wird der Wafer 2 an das Sensormodul 42 gepresst bzw. an diesem angeordnet, wodurch ein guter Wärmeübergangskoeffizient zwischen dem Sensormodul 42 und dem Wafer 2 gewährleistet ist. Selbiges gilt für das Koppeln des Sensormoduls 42 mit dem Chuck 1.
  • Der Chuck 1 und/oder das Sensormodul 42 umfasst bevorzugt einen Keramikkörper, beispielsweise umfassend Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, sowie weiter bevorzugt eine elektrisch leitfähige Abschirmschicht an der zu dem Wafer 2 ausgerichteten Fläche des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42. Der Wafer 2 steht vorzugsweise in im Wesentlichen flächigen Kontakt zu der Abschirmschicht des Sensormoduls 42.
  • Der Wafer 2 weist bevorzugt ferner eine Waferfläche 3 auf, welche ein oder mehrere zu testende Strukturen 4 umfasst. Die zu testenden Strukturen 4 sind beispielsweise integrierte Schaltkreise oder elektrische Bauelemente (Diode, Transistor, etc.). Ein Wafer 2 kann dabei eine unterschiedliche Anzahl und/oder Anordnung von zu testenden Strukturen 4 aufweisen, je nach Größe der Waferfläche 3 und der zu testenden Strukturen 4.
  • In diesem Zusammenhang wird Bezug genommen auf besonders bevorzugte Ausführungen des Chucks wie in den Patentschriften DE 10 2005 014 513 B4 und DE 20 2005 014 918 U1 beschrieben, deren Inhalte hiermit in die vorliegende Offenbarung durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 umfasst weiter zumindest ein Testmittel 22, mit welchem eine zu testende Struktur 4 des Wafers 2 getestet werden kann. Besonders bevorzugt weist ein geeignetes Testmittel 22 ein oder mehrere Probe-Nadeln 23 auf, welche jeweils eine Kontaktstelle einer zu testenden Struktur 4 kontaktieren. Die Eigenschaften der Strukturen 4 können auf diese Weise untersucht bzw. getestet werden, beispielsweise durch Einleiten eines Stroms bzw. Anlegen einer Spannung und/oder Messen von Spannungen/Strömen mittels der Probe Nadeln 23. Die Steuerung des Testmittels 22, insbesondere die Ausrichtung des Testmittels 22 in Relation zu dem Wafer 2 bzw. zu den Strukturen 4, erfolgt beispielsweise durch eine (bevorzugt separate) Steuervorrichtung.
  • Das Testmittel 22 wird in der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 über den Wafer 2 bewegt und entsprechend der Positionen der zu testenden Strukturen 4 auf der Waferfläche 3 ausgerichtet. Darüber hinaus ist bevorzugt ein Positionserfassungsmittel 28 zum Erfassen und/oder Kontrollieren der Position des Testmittels 22 vorgesehen. Bevorzugt erhält ein solches Positionserfassungsmittel 28 die Position des Testmittels 22 beispielsweise von einer Stell- bzw. Positioniervorrichtung zum Bewegen des Testmittels 22.
  • Alternativ und/oder zusätzlich kann das Positionserfassungsmittel 28 die Position des Testmittels 22 mittels Sensoren (z.B. Infrarotsensoren, resistiven Sensoren und/oder magnetischen Sensoren) erfassen. Die Position des Testmittels 22 wird mithilfe des Positionserfassungsmittels 28 bevorzugt in Relation zu einem Referenzelementl-punkt des Wafers 2 und/oder des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 (z.B. Waferfläche 3, Struktur 4 des Wafers, Temperaturerfassungsmittel 6 des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42) erfasst bzw. bestimmt.
  • Alternativ zu dem im Vorgang beschriebenen Testmittel 22 kann ein zum Testen des Wafers 2 geeignetes Testmittel 22 eine sogenannte Probe-Card 24 aufweisen, wobei eine solche Probe-Card 24 bevorzugt eine Platine 25 mit einer Vielzahl an Kontaktelementen 26 umfasst, welche mit Kontaktstellen einer Vielzahl an zu testenden Strukturen 4 in Kontakt gebracht werden können. Die Verwendung einer solchen Probe-Card 24 hat insbesondere den Vorteil, dass eine Vielzahl der Strukturen 4 im Wesentlichen zeitgleich oder unmittelbar nacheinander getestet werden können, ohne Neuausrichtung des Testmittels 22. In 2 ist eine weitere beispielhafte und bevorzugte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systems 40 mit einer solchen Probe-Card 24 als Testmittel 22 zum Testen der Strukturen 4 auf dem Wafer 2 dargestellt.
  • Das Sensormodul 42 des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 umfasst in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Temperaturmessmitteln 6, welche geeignet sind, eine Temperatur des Wafers 2 und/oder die Temperatur des Sensormoduls 42 und/oder des Chucks 1 in einem Bereich nahe bzw. im Wesentlichen angrenzend zu dem Wafer 2 zu messen (z.B. Temperatursensoren: PT100, PT500, PT1000, NTC, PTC, etc.).
  • In der gezeigten Ausführungsform sind eine Vielzahl (bevorzugt 5) an Temperaturmessmitteln 6 nebeneinander in im Wesentlichen regelmäßigen Abständen und in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu der Waferfläche 3 vorgesehen. Bevorzugt sind die Temperaturmessmittel 6 in dem Sensormodul 42 nahe derjenigen Fläche des Sensormoduls 42 angeordnet, an welcher der Wafer 2 eingespannt/gelagert ist bzw. wird, sodass eine vorteilhafte Übertragung der Temperatur des Wafers 2 auf das Sensormodul 42 erfolgen kann. Der Chuck 1 des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 gemäß der gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist bevorzugt ein oder mehrere elektrothermische Wandler 9 (beispielsweise elektrische Heizelemente und/oder Peltier-Elemente) auf, um ein Temperieren des Chucks 1 und, in der Folge, des gekoppelten Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 zu ermöglichen. Bevorzugt weist der Chuck 1 mehr als 5, weiter bevorzugt mehr als 10, elektrothermische Wandler 9 auf, welche bevorzugt im Wesentlichen gleichmäßig im Chuck 1 verteilt angeordnet sind, sodass ein vorteilhaftes Temperieren, insbesondere Kühlen und/oder Erwärmen, des Chucks 1 erfolgen kann. Der Chuck 1 des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 weist bevorzugt ein oder mehrere Temperaturmessmittel 6 auf, sodass eine am Chuck 1 anliegende Temperatur gemessen werden kann.
  • Alternativ zu der im Vorgang beschriebenen beispielhaften Ausführungsform eines Chucks 1 können auch andere Mittel bzw. Merkmale zum Temperieren bzw. zum Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks 1 gelagert werden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Chucks 1 für ein modulares Wafer-Chuck-System 40 weist eine Leitung 8 auf, welche dafür geeignet ist, von einem Temperiermedium 18, insbesondere von temperierter Luft und/oder temperiertem Liquid, durchströmt zu werden. Bevorzugt ist die Mediumleitung 8 des Chucks 1 derart ausgestaltet, dass bevorzugt ein Großteil des Chucks 1 im Wesentlichen einheitlich mittels des durch die Mediumleitung 8 strömenden Temperiermediums 18 temperiert werden kann. Besonders bevorzugt weist die Mediumleitung 8 zumindest Teilweise einen im Wesentlichen mäanderförmigen Verlauf im Inneren des Chucks 1 auf. In 2 ist eine weitere beispielhafte und bevorzugte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systems 40 mit einem Chuck 1, dessen Temperatur mittels eines Temperiermediums 18 gesteuert bzw. geregelt werden kann, dargestellt.
  • Die in der 1 gezeigte beispielhafte und bevorzugte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systems 40 umfasst bevorzugt weiter eine Temperiereinrichtung 10 zum Steuern bzw. Regeln des Temperierens des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2. Bevorzugt weist die Temperiereinrichtung 10 Mittel zum Kommunizieren mit dem Sensormodul 42 und/oder mit dem Chuck 1 des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 auf, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Kommunikationsschnittstellen 12, über welche die Temperiereinrichtung 10 mit dem Chuck 1 verbunden werden kann. Besonders bevorzugt weist die Temperiereinrichtung 10 zumindest eine erste Kommunikationsschnittstelle 12a auf, welche insbesondere dafür geeignet ist, elektrische Signale zu übertragen, insbesondere elektrischer Signale von ein oder mehreren Temperaturmessmitteln 6 des Sensormoduls 42 an die Temperiereinrichtung 10. Weiter bevorzugt weist die Temperiereinrichtung 10 gemäß der gezeigten beispielhaften, bevorzugten Ausführungsform zumindest eine weitere Kommunikationsschnittstelle 12c auf, welche insbesondere eine Kommunikation mit den ein oder mehreren elektrothermischen Wandlern 9 des Chucks 1 ermöglicht, insbesondere ein Ansteuern der elektrothermischen Wandler 9.
  • Die gezeigte beispielhafte Temperiereinrichtung 10 weist ferner bevorzugt eine Steuereinheit 14 (z.B. (Mikro-)Controller, FPGA, etc.) auf, welche mit den ein oder mehreren Kommunikationsschnittstellen 12 in Verbindung steht und über diese mit dem Sensormodul 42 und/oder dem Chuck 1 kommunizieren kann. Insbesondere ist die Steuereinheit 14 dafür geeignet, die Signale der Temperaturmessmittel/- Temperatursensoren 6 des Sensormoduls 42 und/oder des Chucks 1 zu empfangen, zu verarbeiten und/oder auszuwerten. Ferner ist die beispielhafte und bevorzugte Ausführungsform der Steuereinheit 14 der 1 dazu geeignet, ein Temperieren des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 zu beeinflussen bzw. zu steuern/regeln. Insbesondere ist die Steuereinheit 14 dazu geeignet, die elektrothermischen Wandler 9 des Chucks 1 anzusteuern, um die Temperatur des Chucks 1 zu erhöhen, zu verringern und/oder im Wesentlichen konstant zu halten. Weiter bevorzugt ist die Steuereinheit 14 ausgebildet zum Erhalten der Position des Testmittels 22 von dem Positionserfassungsmittel 28. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Steuereinheit 14 bevorzugt dafür geeignet, ein Zuleiten und/oder Ableiten eines Temperiermediums 18 zum Temperieren des Chucks 1 und/oder die Temperatur des Temperiermediums 18 zu steuern bzw. zu regeln. Eine detaillierte Ausführung hierzu ist in Bezug auf die 2 beschrieben.
  • Die in der 1 gezeigte, besonders bevorzugte Ausführungsform der Steuereinheit 14 ermöglicht es der Temperiereinrichtung 10 überdies, ein Verfahren zur Temperatursteuerung bzw. -regelung (Temperierung) eines Chucks 1 und/oder eines lösbar gekoppelten Sensormoduls 42 und/oder eines von einem Chuck 1 gelagerten bzw. eingespannten Wafers 2 durchzuführen, umfassend den Schritt:
    • Ermitteln der jeweiligen räumlichen Abstände zwischen dem Testmittel 22 und einer Vielzahl von Temperaturmessmitteln 6 zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls 42 und/oder des Chucks 1 bzw. eines von dem modularen Wafer-Chuck-Systems 40 eingespannten Wafers 2.
  • Die Steuereinheit 14 in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform kann den jeweiligen räumlichen Abstand zwischen dem Testmittel 22 und der Vielzahl an Temperaturmessmitteln 6 des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 ermitteln.
  • Ein für diesen Schritt geeignetes, beispielhaftes und bevorzugtes Verfahren umfasst ein Definieren der Positionen des Testmittels 22 und der Vielzahl an Temperaturmessmitteln 6 in einem (bevorzugt kartesischen) Koordinatensystem. Dabei wird die Position des Testmittels 22 bevorzugt auf einen Punkt bzw. einen im Wesentlichen punktförmigen, infinitesimal kleinen Bereich, weiter bevorzugt in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu der Waferfläche 3, genähert. Besonders bevorzugt entspricht dieser Punkt im Wesentlichen einem geometrischen Schwerpunkt des Testmittels 22 bzw. dessen Projektion auf die durch die Temperaturmessmittel 6 des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 definierte Ebene.
  • Weiter bevorzugt wird ein Referenzpunkt als Koordinatenursprung bzw. Pol/Nullpunkt eines zweidimensionalen Koordinatensystems bestimmt, welcher sich bevorzugt auf der Ebene der Vielzahl von Temperaturmessmitteln 6 befindet. Ferner bevorzugt werden die Positionen der einzelnen Temperaturmessmittel 6, ebenso wie das Testmittel 22, auf einen im Wesentlichen punktförmigen, infinitesimal kleinen Bereich (bevorzugt dem geometrischen Schwerpunkt entsprechend) genähert und einer Koordinate in dem Koordinatensystem zugeordnet. Im Weiteren ermittelt die Steuereinheit 14 die Abstände der einzelnen Temperaturmessmittel 6 zu dem Testmittel 22, bevorzugt mittels Berechnung der Länge (Betrag) der Verbindungsvektoren zwischen den jeweiligen Koordinaten des Testmittels 22 und der Temperaturmessmittel 6.
  • Das im Vorgang beschriebene Verfahren zum Ermitteln der räumlichen Abstände zwischen dem Testmittel 22 und den einzelnen Temperaturmessmitteln 6 stellt lediglich eine beispielhafte bevorzugte Ausführungsform dar. Beispielsweise können die Positionen des Testmittels 22 bzw. der Temperaturmessmittel 6 ebenso Koordinaten in einem dreidimensionalen Koordinatensystem zugeordnet werden (ohne Projektion auf eine bestimmte Ebene - siehe 2). Darüber hinaus können jegliche alternative Methoden für das Bestimmten der Abstände des Testmittels 22 zu den Temperaturmessmitteln 6 verwendet werden.
  • Weiter umfasst das beispielhafte, bevorzugte Verfahren zur Temperatursteuerung bzw. -regelung (Temperierung) eines Chucks 1, eines an diesen lösbar gekoppelten Sensormoduls 42 und/oder eines von dem modularen Wafer-Chuck-System 40 eingespannten Wafers 2 den Schritt:
    • Wählen eines Temperaturmessmittels 6 aus der Vielzahl von Temperaturmessmitteln 6 als Referenz-Temperaturmessmittel;
    • wobei bevorzugt dasjenige Temperaturmessmittel 6 gewählt wählt wird, welches den geringsten räumlichen Abstand zu dem Testmittel 22 aufweist.
  • Bevorzugt vergleicht die Steuereinheit 14 hierzu die ermittelten räumlichen Abstände Ai der einzelnen Temperaturmessmittel 6 zu dem Testmittel 22 und wählt das Temperaturmessmittel 6 mit dem geringsten Abstand Ai als Referenz-Temperaturmessmittel. Besonders bevorzugt findet, für den Fall, dass zwei oder mehr Temperaturmessmittel 6 im Wesentlichen denselben Abstand bzw. Abstände mit einem Unterschied, welcher geringer ist als ein bestimmter Toleranzwert T± (bevorzugt kleiner als etwa 1 cm, weiter bevorzugt kleiner als etwa 0,1 cm), aufweisen, eine (weitere) Auswahl unter den betroffenen Temperaturmessmitteln 6 statt und zwar durch Wählen desjenigen Temperaturmessmittels 6 aus den zwei oder mehr Temperaturmessmitteln 6 (deren ermittelte räumliche Abstände zu dem Testmittel 22 innerhalb einer bestimmten Toleranz T± liegen und/oder im Wesentlichen gleich groß sind), welches den größten Betrag der Temperaturdifferenz Tdiff und/oder Temperaturänderung pro Zeit Tgrad aufweist.
  • Alternativ können auch zwei oder mehr der Temperaturmessmittel 6 als Referenz-Temperaturmessmittel gewählt werden und beispielsweise ein Durchschnitt der von den Referenz-Temperaturmessmitteln gemessenen Temperaturen als Referenztemperatur zum Temperieren des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 verwendet werden.
  • Für den im Vorgang beschriebenen Fall, dass zwei oder mehr Temperaturmessmittel 6 einen im Wesentlichen identischen Abstand zu dem Testmittel 22 aufweisen, wird weiter bevorzugt die von den betroffenen bzw. den einen im Wesentlichen identischen Abstand zu dem Testmittel aufweisenden, Temperaturmessmitteln 6 gemessenen Temperaturen bzw. Temperaturverläufe verglichen:
  • Dabei entspricht die individuelle Temperaturdifferenz Tdiff eines Temperaturmessmittels 6 dem Betrag der Differenz zwischen einer von dem Temperaturmessmittel 6 gemessenen Temperatur zum Zeitpunkt t T(t) und:
    • einer Soll-Temperatur des Chucks bzw. des Wafers Tsoll: Tdiff = | T ( t ) − Tsoll |
      Figure DE102020007791A1_0005
      oder
    • einer zuvor gemessenen Temperatur T(t-x) desselben Temperaturmessmittels 6: Tdiff = | T ( t ) − T ( t − x ) |
      Figure DE102020007791A1_0006
      (ein Wahlverfahren basierend auf dieser Temperaturdifferenz wird in den 3 und 4 beispielhaft dargestellt) oder
    • einer Durchschnittstemperatur einer Mehrzahl X von Temperaturmessmitteln 6 (bevorzugt aller Temperaturmessmittel 6 des Chucks 1) Tavg: Tdiff = | T ( t ) − Tavg | = | T ( t ) − ( T 1 + T 2 + T 3 + … + TX ) / X | .
      Figure DE102020007791A1_0007
  • Die Temperaturänderung pro Zeit Tgrad innerhalb einer bestimmten Zeitdauer t1 entspricht bevorzugt dem Betrag einer Änderung der von einem Temperaturmessmittel 6 gemessenen Temperatur über eine Zeitdauer bzw. einen Zeitraum t1: Tgrad = | ( T ( t ) − T ( x + t 1 ) ) | .
    Figure DE102020007791A1_0008
  • Dadurch wird im Weiteren dasjenige Temperaturmessmittel 6 als Referenz-Temperaturmessmittel gewählt, welches den größte Temperaturverlust bzw. die größte Temperaturerhöhung innerhalb eines Zeitraums t1 erfasst. Der Zeitraum t1, über welchen der Temperaturverlauf ermittelt wird, ist bevorzugt kleiner als etwa 5 Sekunden, weiter bevorzugt kleiner als etwa 1 Sekunde, weiter bevorzugt kleiner als etwa 0,1 Sekunden.
  • Die im Vorgang beschriebenen Parameter zum (weitern) Wählen eines der Temperaturmessmittel 6 aus den betroffenen Temperaturmessmitteln 6 können sowohl alleine für sich als auch in beliebiger Kombination, gegebenenfalls mit unterschiedlicher Gewichtung, für den Schritt des Wählens des Referenz-Temperaturmessmittels herangezogen werden. Selbiges gilt für den ermittelten Abstand der betroffenen Temperaturmessmittel. Darüber hinaus können auch weitere, alternative Parameter für das Wählen des Referenz-Temperaturmessmittels herangezogen werden.
  • Weiter umfasst das beispielhafte, bevorzugte Verfahren zur Temperatursteuerung bzw. -regelung (Temperierung) eines Chucks 1 bzw. eines von einem Chuck 1 eingespannten Wafers 2 den Schritt: Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks 1 basierend auf der von dem gewählten Referenz-Temperaturmessmittel gemessenen Temperatur des Chucks 1 bzw. des Wafers 2.
  • Bevorzugt wird die Temperatur des gesamten Chucks 1, d.h. bevorzugt aller Mittel zum Temperieren des Chucks 1 (z.B. elektrothermische Wandler, Temperiermedium/Mediumleitung), im Wesentlich einheitlich/identisch angesteuert, sodass ein im Wesentlichen einheitliches Temperieren des Chucks 1 erfolgt.
  • Für das Steuern bzw. Regeln der Temperatur (Temperieren) des Chucks 1 wird bevorzugt ausschließlich die gemessene Temperatur des gewählten Referenz-Temperaturmessmittels verwendet. Bevorzugt wird die von dem Referenz-Temperaturmessmittel gemessene Temperatur mit einer festgelegten Soll-Temperatur des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 verglichen und beispielsweise durch entsprechendes Ansteuern der Mittel zum Temperieren (z.B. elektrothermische Wandler 9) im Wesentlichen an die Soll-Temperatur des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 angeglichen (siehe auch 4). In der Folge ist es möglich, dass verschiedene Bereiche des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42, welche die Temperatur des Wafers 2 beeinflussen, unterschiedliche Temperaturen aufweisen.
  • Die 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines modularen Wafer-Chuck-Systems 40 gemäß einer weiteren beispielhaften und besonders bevorzugten Ausführungsform (ähnlich der Ausführungsform in der 1). Das gezeigte modulare Wafer-Chuck-System 40 umfasst einen Chuck 1 und ein Sensormodul 42, welches einen Wafer 2, bevorzugt mittels eines Magnetfelds oder Anlegen eines Unterdrucks, einspannt. Das Sensormodul 42 weist bevorzugt, ebenso wie das Sensormodul 42 in 1, eine Vielzahl an Temperaturmessmitteln 6 (z.B. PT100, PT500, PT1000, NTC, PTC) zum Messen der Temperatur des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 auf, welche mit einer Steuereinheit 14 über eine erste Kommunikationsschnittstelle 12a verbunden sind. Das modulare Wafer-Chuck-System 40 ist gleichermaßen wie das System der 1 dafür geeignet, das im Vorgang beschriebene Verfahren zur Temperierung eines Chucks 1 und/oder eines Sensormoduls 42 und/oder eines Wafers 2 durchzuführen. Der Chuck 1 des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 weist bevorzugt ein oder mehrere Temperaturmessmittel 6 auf.
  • Alternativ zu dem in 1 gezeigten modularen Wafer-Chuck-Systems 40 wird jedoch bei dem in 2 dargestellten System eine sogenannte Probe-Card 24 als Testmittel 22 zum Testen des Wafers 2 bzw. der Strukturen 4 auf dem Wafer 2 bereitgestellt. Eine solche Probe-Card 24 umfasst bevorzugt eine Platine 25 mit einer Vielzahl an Kontaktelementen 26, wobei die Vielzahl an Kontaktelementen 26 der Probe-Card 24 derart angeordnet sind, dass diese mit Kontaktstellen mehrerer zu testenden Strukturen 4 auf dem Wafer 2 in Kontakt gebracht werden können. So können durch einmaliges Ausrichten bzw. Positionieren des Testmittels 22 bzw. der Probe-Card 24 mehrere Strukturen vorteilhaft im Wesentlichen zeitgleich und/oder sequentiell getestet werden, was eine Beschleunigung des Testverfahrens ermöglicht.
  • Ebenfalls gezeigt ist ein unterschiedliches Ermitteln der jeweiligen räumlichen Abstände zwischen den Temperaturmessmitteln 6 und dem Testmittel 22 bzw. der Probe-Card 24. Die Position der Probe-Card 24 wird nicht, wie etwa in der 1 gezeigt, auf eine Ebene, welche durch die Positionen der Temperaturmessmittel 6 gebildet wird, projiziert, sondern gemäß einer alternativen Methode ermittelt. Diese beispielhafte, bevorzugte Methode weist jeweils dem Testmittel 22 (Probe-Card 24) und den Temperaturmessmitteln 6 eine Koordinate in einem dreidimensionalen (bevorzugt kartesischen) Koordinatensystem zu und ermittelt die Länge bzw. den Betrag der Verbindungsvektoren im dreidimensionalen Raum. Ebenso wie zu 1 beschrieben, werden die Positionen der einzelnen Temperaturmessmittel 6 und des Testmittels 22 bevorzugt auf einen im Wesentlichen punktförmigen, infinitesimal kleinen Bereich (bevorzugt entsprechend dem jeweiligen geometrischen Schwerpunkt) genähert. Die Abstände Ai entsprechen der Länge (Betrag) der Verbindungsvektoren zwischen den Koordinaten der Temperaturmessmittel 6 und dem Testmittel 22.
  • Ebenfalls unterschiedlich zu der in der 1 gezeigten Ausführungsform umfasst das Mittel zum Temperieren bzw. zum Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks 1 ein Temperiermedium 18 und eine in dem Chuck 1 angeordnete Mediumleitung 8 zum Leiten das Temperiermediums 18. Das Temperiermedium umfasst beispielsweise temperierte Luft und/oder temperiertes Liquid und durchströmt die Mediumleitung 8 des Chucks, um ein Temperieren (Erhöhen/- Absenken/pErhalten einer Temperatur des Chucks 1) zu erreichen. Bevorzugt ist die Mediumleitung 8 des Chucks 1 zumindest bereichsweise im Wesentlichen mäanderförmigen ausgestaltet, sodass ein vorteilhaftes Temperieren des Chucks 1 mittels des Temperiermediums 18 erreicht werden kann. Entsprechend der dargestellten bevorzugten Ausgestaltung weist die Temperiereinrichtung 10 eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle 12b auf, welche beispielsweise zum Einleiten und/oder Ableiten des Temperiermediums in den Chuck 1 bzw. aus dem Chuck 1 geeignet ist.
  • Bevorzugt ist eine entsprechend ausgestaltete Steuereinheit 14 dazu geeignet, die Strömungsparameter, die Temperatur und/oder die Zusammensetzung des Temperiermediums 18 bedarfsgerecht zu beeinflussen bzw. anzupassen. Als Temperiermedium sind insbesondere verschiedene Alkohole wie Amylalkohol (Pentanol) und Methanol, aber auch Heptan geeignet. Geeigneter ist ein Thermoöl auf Silikonöl-Basis verwendet werden. Bevorzugt wird ein Temperierfluid verwendet, das perfluorierten Polyether (z.B. unter dem Handelsnamen Galden HT von Solvay Solexis S.p.A. erhältlich), Poly(oxyperfluoro-n-alkylen) (z.B. unter dem Handelsnamen Galden ZT von Solvay Solexis S.p.A. erhältlich) und/oder eine Mischung aus Triethoxyalkylsilanen (z.B. unter dem Handelsnamen DW-Therm von DWS Synthesetechnik erhältlich) enthält. Verwendet werden können aber auch andere dem Fachmann bekannte Stoffe. Weiter bevorzugt kann der Chuck 1 mehrere (eigenständige) Mediumleitungen 8 aufweisen, welche bevorzugt geeignet sind einen Großteil des Chucks 1 zu temperieren, welche weiter bevorzugt im Wesentlichen einheitlich gesteuert werden können, sodass ein im Wesentlichen einheitliches Temperieren des gesamten Chucks 1 bzw. aller Temperierelemente des Chucks angewandt werden kann.
  • Die 3 zeigt eine Draufsicht eines Chucks 1 und/oder eines Sensormoduls 42 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit einem gelagerten bzw. eingespannten Wafer 2, welcher eine im Wesentlichen kreisrunde Waferfläche 3 aufweist. Der Wafer weist eine Vielzahl (bevorzugt zwischen 1 und etwa 1000; weiter bevorzugt zwischen etwa 5 und etwa 200; weiter bevorzugt zwischen etwa 10 und etwa 100; beispielsweise 14, wie in 3 gezeigt) an zu testenden Strukturen 4 auf, welche in einem im Wesentlichen gleichmäßigen Muster in bzw. auf dem Wafer 2 (Waferfläche 3) angeordnet sind. Das Sensormodul 42 weist in der abgebildeten, beispielhaften Ausführungsform eine Vielzahl (bevorzugt zwischen etwa 3 und etwa 20; beispielsweise 5, wie in 3 gezeigt) Temperaturmessmittel 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, bevorzugt PT-100-Temperatursensoren, auf, welche sich bevorzugt unterhalb des Wafers 2 befinden. Alternativ und/oder zusätzlich können andere Temperatursensoren, wie beispielsweise eine PT-Reihe, PT500, PT1000, HTCs und/oder NTCs bereitgestellt werden, um die Temperatur des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 zu messen.
  • Die Temperaturmessmittel 6a-6e sind bevorzugt wie abgebildet gemäß einem Muster und weiter bevorzugt im Wesentlichen gleichmäßig über die Waferfläche 3 verteilt angeordnet. 3 zeigt außerdem ein Testmittel 22 mit einer Vielzahl (bevorzugt 4) Probe-Nadeln 23 (nicht gekennzeichnet), welche dafür geeignet sind, Kontaktflächen der zu testenden Strukturen 4 zu kontaktieren, um diese zu testen.
  • In dem in der 3 dargestellten Zustand des Testmittels 22 befindet sich dieses im Wesentlichen über einer der Vielzahl der zu testenden Strukturen 4, wobei dessen Probe-Nadeln 23 jeweils eine Kontaktfläche der Struktur 4 kontaktieren. In diesem Zustand weist das Testmittel 22 eine (bevorzugt angenäherte, im Wesentlichen punktförmige und im Wesentlichen dem geometrischen Schwerpunkt entsprechende) Position auf, deren Abstand zu den (bevorzugt angenäherten, im Wesentlichen punktförmigen und im Wesentlichen dem geometrischen Schwerpunkt entsprechenden) Positionen der Temperaturmessmittel 6a, 6b und 6c im Wesentlichen identisch ist (bzw. wobei die Abstände zwischen dem Testmittel 22 und jeweils eines der Temperaturmessmittel A6a, A6b bzw. A6c einen Unterschied aufweisen, welcher innerhalb eines festgelegten Toleranzwertes T± liegt). Liegt ein solcher Fall bei Anwendung des im Vorgang beschriebenen Verfahrens zur Temperatursteuerung- bzw. Regelung des Chucks 1 und/oder des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 vor, so erfolgt bevorzugt ein Wählen des Referenz-Temperaturmessmittels aus den Temperaturmessmitteln 6a, 6b und 6c unter Berücksichtigung der Temperaturdifferenz Tdiff und/oder des Temperaturgradienten Tgrad der Temperaturmessmitteln 6a, 6b und 6c.
  • Die 4 zeigt einen beispielhaften Temperaturverlauf für die in 3 gezeigte und im Vorgang beschriebene Anordnung. Gezeigt sind die Verläufe der von den Temperaturmessmitteln 6a-6e gemessenen Temperaturen T6a, T6b, T6c, T6d und T6e. Wie im Vorgang beschrieben findet das Wählen des Referenz-Temperaturmessmittels, welches dem Regeln- bzw. Steuern der Temperatur des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 zugrunde gelegt wird, aus den Temperaturmessmitteln 6a, 6b und 6c statt. Hierzu werden im vorliegenden, bevorzugten Beispiel die Temperaturdifferenzen Tdiff der zum Zeitpunkt t gemessenen Temperatur T(t) der Temperaturmessmittel 6a-6c mit den jeweils zum Zeitpunkt t-x (d.h. einem Zeitraum von der Dauer x vor dem Zeitpunkt t) gemessenen Temperaturen der jeweiligen Temperaturmessmittel 6a-6c ermittelt: Tdiff 6 a = | T 6 a ( t ) − T 6 a ( t − x ) |
    Figure DE102020007791A1_0009
     Tdiff 6 b = | T 6 b ( t ) − T 6 b ( t − x ) |
    Figure DE102020007791A1_0010
     Tdiff 6 c = | T 6 c ( t ) − T 6 c ( t − x ) |
    Figure DE102020007791A1_0011
  • In 3 ist beispielhaft bzw. stellvertretend die Temperaturdifferenz Tdiff6a des Temperaturmessmittels 6a dargestellt, welche in diesem beispielhaften Szenario ebenfalls der größten Temperaturdifferenz von den Temperaturmessmitteln 6a-6c entspricht.
  • Die Temperaturdifferenzen Tdiff6a, Tdiff6b und Tdiff6c werden miteinander verglichen und die Temperaturdifferenz mit dem höchsten Wert ermittelt. Gemäß dem beispielhaften Verfahren wird das der Temperaturdifferenz mit dem höchsten Wert zugehörige Temperaturmessmittel 6 als Referenz-Temperaturmessmittel gewählt. Folglich wird in dem vorliegenden beispielhaften und bevorzugten Verfahren das Temperaturmessmittel 6a als Referenz-Temperaturmessmittel gewählt, und zum Temperieren des Chuck 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2 verwendet.
  • Das Temperieren (Steuern bzw. Regeln der Temperatur) erfolgt ferner bevorzugt mittels im Wesentlichen angleichen der von dem Temperaturmessmittel 6a gemessenen Temperatur. Wie in 4 erkennbar ist, beeinflusst das Temperieren jedes der Vielzahl von Temperaturmessmittel 6 und somit bevorzugt im Wesentlichen alle bzw. zumindest einen Großteil der Bereiche des Sensormoduls 42 und/oder des Chucks 1. Im vorliegenden Beispiel messen die Temperaturmessmittel 6b-6e einen Wert (deutlich) unterhalb der Soll-Temperatur des Wafers 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Chucks 1.
  • Das zu 3 und 4 erläuterte Verfahren ist lediglich eine beispielhafte, bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum Temperieren eines Chucks und/oder eines Sensormoduls und/oder eines Wafers. Insbesondere die Parameter, welche zum Wählen des Referenz-Temperaturmessmittels verwendet werden, können je nach Anforderung und/oder Wunsch variiert werden. Hier kann beispielsweise ein Temperaturgradient der Temperaturmessmittel als bestimmender Parameter gewählt bzw. hinzugezogen werden. Ebenfalls können die gemessenen Temperaturen von zwei oder mehr Temperaturmessmitteln 6, beispielsweise durch Bilden des Durchschnitts der gemessenen Temperaturen, als Referenz-Wert für das Temperieren verwendet werden. Auch die Methode des Temperierens kann auf alternative Weise erfolgen, beispielsweise durch im Wesentlichen halbieren des Unterschieds der Temperatur des Referenz-Temperaturmessmittels und der Soll-Temperatur des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2.
  • Die 5 zeigt eine weiter bevorzugte Ausführungsform eines Chucks 1 für ein modulares Wafer-Chuck-System 40, wobei ein Temperieren des Chucks 1 durch bevorzugt unterschiedliche Temperiermedien 18a, 18b in bevorzugt einem ersten Temperierkreislauf 30 und einem zweiten Temperierkreislauf 32 ermöglicht wird. Weiter bevorzugt weisen die beiden Temperierkreisläufe 30, 32 jeweils eine zumindest bereichsweise und im Wesentlichen mäanderförmig verlaufende Mediumleitung 8a, 8b auf. Diese beispielhafte und bevorzugte Ausführungsform ermöglicht ein vorteilhaftes Temperieren des Chucks 1, da bevorzugt unterschiedliche Temperiermedien 18 für das Temperieren in unterschiedlichen Temperaturbereichen verwendet werden können. Beispielsweise werden für einen ersten Temperaturbereich, beispielsweise für einen Bereich zwischen etwa -75° C und etwa 100° C, ein erstes Temperiermedium 18a verwendet und für einen zweiten Temperaturbereich, beispielsweise zwischen etwa 50 °C bis etwa 400 °C, ein zweites Temperiermedium 18b. Als Temperiermedium 18 sind insbesondere verschiedene Alkohole wie Amylalkohol (Pentanol) und Methanol, aber auch Heptan geeignet. Geeigneter ist ein Thermoöl auf Silikonöl-Basis verwendet werden. Bevorzugt wird ein Temperierfluid verwendet, das perfluorierten Polyether (z.B. unter dem Handelsnamen Galden HT von Solvay Solexis S.p.A. erhältlich), Poly(oxyperfluoro-n-alkylen) (z.B. unter dem Handelsnamen Galden ZT von Solvay Solexis S.p.A. erhältlich) und/oder eine Mischung aus Triethoxyalkylsilanen (z.B. unter dem Handelsnamen DW-Therm von DWS Synthesetechnik erhältlich) enthält. Verwendet werden können aber auch andere dem Fachmann bekannte Stoffe.
  • Ferner weist der Chuck 1 der 5 bevorzugt ein oder mehrere elektrothermische Wandler 9 auf, um eine weiter vorteilhafte Temperierung des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 zu ermöglichen. Die ein oder mehreren elektrothermischen Wandler 9 sind bevorzugt insbesondere für eine präzise und schnell anzupassende Temperierung in einem vergleichsweise geringen Temperaturbereich von etwa +-50 °C geeignet. Der Chuck 1 kann ein oder mehrere Temperaturmessmittel 6 aufweisen, welche mit der Temperiereinrichtung 10 verbunden sind können.
  • In diesem Zusammenhang wird Bezug genommen auf die bevorzugte Ausgestaltung eines hierfür besonders geeigneten Chucks beschrieben in der Patentschrift DE 10 2005 049 598 B4 , deren Inhalt hiermit in die vorliegende Offenbarung durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Die 6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines modularen Wafer-Chuck-Systems 40 mit einem Chuck 1 und einem an den Chuck 1 gekoppelten Sensormodul 42. Das gezeigte Beispiel des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 umfasst ferner zumindest eine optionale und auswechselbare Isolationsschicht 46, welche zwischen Chuck 1 und Sensormodul 42 angeordnet ist. Eine Isolationsschicht 46 ist insbesondere bei Hochvolt-Anwendungen und/oder Low-Noise-Anwendung zur elektrischen Isolation des Chucks 1 von dem Sensormodul 42 und/oder dem Wafer 2 vorteilhaft. Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfasst das modulare Wafer-Chuck-System 40 keine Isolationsschicht 46 oder eine Isolationsschicht 46 zwischen Sensormodul 42 und Wafer 2.
  • Das Sensormodul 42 ist mit dem Chuck 1 lösbar und/oder auswechselbar gekoppelt. Dies erfolgt beispielsweise mittels ein oder mehrere Vakuumkammern 44, welche über eine Anschlusseinrichtung 50 mit einer Vakuumleitung 52 verbunden sind, über welche eine Vakuumpumpe 54 ein Vakuum und/oder Unterdruck an die Vakuumkammern 44 anlegen kann. Dadurch wird das Sensormodul 42 an den Chuck 1 angesaugt und/oder angekoppelt. Alternativ und/oder zusätzlich kann ein Koppeln des Sensormoduls 42 an den Chuck 1 durch Anlegen eines Magnetfeldes erfolgen. Auch ist eine mechanische Koppelung mittels ein oder mehrere Klammern und/oder ähnlichem möglich.
  • Bei Vorhandensein zumindest einer optionalen Isolationsschicht 46 ist diese bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie Öffnungen und/oder Aussparungen im Bereich von ein oder mehreren Vakuumkammern 44 des Chucks 1 aufweist, sodass ein Vakuum und/oder ein Unterdruck in den Vakuumkammern 44 das Sensormodul 42 an den Chuck 1 ansaugen kann. Bevorzugt umfasst die Isolationsschicht 46 ein Material mit einem hohen spezifischen Widerstand, wie beispielsweise Aluminiumoxidkeramik, Steatit, Porzellan, Glas, (glasfaserverstärkter) Kunststoff, Silikonkautschuk, Teflon, Bornitrid und/oder Epoxidharz. Bevorzugt weist die Isolationsschicht 46 einen hohen Wärmeleitkoeffizienten auf, sodass die Isolationsschicht 46 keinen oder nur einen geringen Einfluss auf eine Temperaturmessung und/oder Temperierung des Wafer-Chuck-System 40 ausübt.
  • Ähnlich wie der Chuck 1 in 2, weist die beispielhafte Ausführungsform des modularen Wafer-Chuck-Systems 40 der 6 eine zweite Kommunikationsschnittstelle 12b auf, durch welche ein Temperieren des Chucks 1 mittels eines Temperiermediums 18 erreicht werden kann. Der Chuck 1 weist ferner eine in dem Chuck 1 angeordnete Mediumleitung 8 zum Leiten des Temperiermediums 18 auf. Das Temperiermedium umfasst beispielsweise temperierte Luft und/oder temperiertes Liquid bzw. Fluid und durchströmt die Mediumleitung 8 des Chucks, um ein Temperieren (Erhöhen/Absenken/Erhalten einer Temperatur des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 und/oder des Wafers 2) zu erreichen.
  • Alternativ und/oder zusätzlich kann der Chuck 1 eine dritte Kommunikationsschnittstelle 12c aufweisen, um mit ein oder mehrere in dem Chuck 1 angeordneten elektrothermischen Wandlern 9 (beispielsweise elektrische Heizelemente und/oder Peltier-Elemente) zu kommunizieren, insbesondere um ein Temperieren des Chucks 1 und, in der Folge, des Wafers 2 zu ermöglichen. Bevorzugt weist der Chuck 1 mehr als 5, weiter bevorzugt mehr als 10, elektrothermische Wandler 9 auf, welche bevorzugt im Wesentlichen gleichmäßig im Chuck 1 verteilt angeordnet sind, sodass ein vorteilhaftes Temperieren, insbesondere Kühlen und/oder Erwärmen, des Chucks 1 erfolgen kann.
  • Das Steuern und/oder Regeln der Temperierung des Chuck-Wafer-Systems 40 erfolgt durch eine Temperiereinrichtung 10 und/oder durch eine Steuereinheit 14. Beispielsweise kann das Temperieren entsprechend dem im Vorgang beschriebenen Verfahren erfolgen.
  • Das Sensormodul 42 kann bevorzugt ein oder mehrere Vias 48 aufweisen, d.h. Löcher und/oder Kanäle, welche von einer ersten Koppelfläche 42a zu einer zweiten Koppelfläche 42b des Sensormoduls 42 verlaufen. Die Vias 48 sind eingerichtet, einen Unterdruck und/oder ein Vakuum, welches an ein oder mehreren Vakuumkammern 44 des Chucks 1 anliegt, durch das Sensormodul 42 zu einem auf der ersten Koppelfläche 42a des Sensormoduls 42 gelagerten Wafer 2 zu übertragen. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Sensormodul 42 ein oder mehrere Vakuumkammern 44 an der ersten Koppelfläche 42a und zumindest eine mit den ein oder mehreren Vakuumkammern 44 verbundene Anschlusseinrichtung 50 aufweisen. Durch Anlegen eines Unterdrucks und/oder Vakuums an der Anschlusseinrichtung 50 kann ein Wafer 2 an der ersten Koppelfläche 42a des Sensormoduls 42 gelagert bzw. eingespannt werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Sensormodul 42 eingerichtet sind, ein Magnetfeld zu generieren, welches einen Wafer 2 an die Koppelfläche 42a koppelt.
  • Das gezeigte Beispiel des Sensormodules 42 weist ferner ein oder mehrere, beispielsweise 4, Temperaturmessmittel 6 zum Messen der Temperatur des Sensormoduls 42 und/oder eines Wafers 2 und/oder des Chucks 1 auf. Wie zur 1 und 2 beschrieben, kann ein solches Temperaturmessmittel 6 beispielsweise ein oder mehrere PT100-Temperatursensoren umfassen. Alternativ und/oder zusätzlich können auch ein oder mehrere NTC- oder PTC-Widerstände oder andere geeignete Sensoren zum Messen der Temperatur verwendet werden.
  • Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Sensormodul 42 ein oder mehrere Aussparungen, insbesondere ein oder mehrere Kanäle und/oder Nuten und/oder Löcher, auf, in welche eine Platine 56 mit einem oder mehreren Temperatursensoren (Temperaturmessmittel 6) zumindest teilweise angeordnet und/oder eingelassen sein kann. Vorteilhafterweise weist das Sensormodul 42 an der zweiten Koppelfläche 42b, d.h. an der Koppelfläche des Sensormoduls 42, welche dem Chuck 1 zugewandt ist, die ein oder mehreren Aussparungen auf. Dies ermöglicht ein vereinfachtes Anbringen bzw. Integrieren von einem oder mehreren Temperaturmessmitteln 6 in und/oder an dem Sensormodul 42. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Sensormodul 42 aus zwei oder mehr Einzelteilen bestehen, zwischen denen die ein oder mehreren Temperaturmessmittel 6 angeordnet sind. Dies ist insbesondere Vorteilhaft, da so beide Koppelflächen 42a, 42b eine im Wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweisen, welche die ein oder mehreren Temperaturmessmittel 6 durch Einflüsse von außen schützen.
  • Bevorzugt umfasst das Sensormodul 42 ein oder mehrere Leiterplatten 56 bzw. Platinen bzw. PCBs, auf denen die ein oder mehreren Temperaturmessmittel 6 angebracht sind. Dies ermöglicht zum einen ein einfaches Anbringen der Temperaturmessmittel 6 an bzw. in dem Sensormodul 42 und zum anderen die Möglichkeit der Verwendung von Temperatursensoren (Temperaturmessmitteln 6) in SMD (surface-mounted device)-Format. Dadurch kann die Fertigung des Sensormoduls 42 und/oder des Wafer-Chuck-Systems 40 vereinfacht werden.
  • Das Layout der ein oder mehreren Platinen 56 und/oder die Anordnung der ein oder mehreren Temperaturmessmittel können je nach Anforderungen variieren. Eine besonders bevorzugte Anordnung ist in 8 dargestellt.
  • Der Chuck 1 kann ein oder mehrere Temperaturmessmittel 6 aufweisen, welche bevorzugt zusätzlich zur Temperaturregelung bzw. -steuerung verwendet werden können. Insbesondere können elektrische Signale von dem ein oder mehreren Temperaturmessmitteln 6 des Chucks 1 an die Temperaturmesseinheit 43 und/oder der Temperiereinrichtung 10 und/oder der Steuereinheit 14 zugeführt werden.
  • Bevorzugt umfasst das Material, aus welchem Sensormodul 42 und/oder Chuck 1 gefertigt sind, ein oder mehrere von: Aluminium, Alumiumlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Keramiken, wie z.B. SiC, SiSiC, AIN, Si3N4, AI203 oder Cordierit, und/oder Glas & Glaskeramiken, wie z.B. Borosilikatglas oder Quarzglas. Von Vorteil weisen das Sensormodul 42 und/oder der Chuck 1 eine Beschichtung umfassend Gold und/oder Nickel auf. Dadurch kann insbesondere ein reduzierter Übergangswiderstand, eine erhöhte Temperaturleitfähigkeit bzw. Temperaturkopplung und/oder eine erhöhte Formstabilität erreicht werden.
  • Zusätzlich können auf der Koppelfläche des Chucks 1 und/oder des Sensormoduls 42 ein oder mehrere Strukturen, wie z.B. Noppen, angebracht sein, um die Kontaktfläche zwischen Chuck 1 und Sensormodul 42 bzw. Sensormodul 42 und Wafer 2 zu reduzieren und/oder wie gewünscht zu definieren.
  • Bevorzugt weisen Chuck 1 und/oder Sensormodul 42 und/oder deren Koppelfläche einen Durchmesser zwischen etwa 100 mm und etwa 305 mm, bevorzugt zwischen etwa 150 mm und etwa 205 mm, auf. Das Sensormodul 42 weist bevorzugt eine Höhe zwischen etwa 5 mm und etwa 30 mm, bevorzugt zwischen etwa 7 mm und etwa 13 mm, auf. Der Chuck 1 und/oder Sensormodul 42 und/oder deren Koppelfläche kann jedoch auch beliebige (von Kreisrund abweichende) Formen annehmen entsprechend der Form und/oder Dimension der daran anzubringenden Wafer. Für spezielle Anwendungen können z.B. im Wesentlichen rechteckige / quadratische Chucks eingesetzt werden.
  • Die 7 zeigt beispielhafte Ausführungsformen eines Sensormoduls 42 für ein modulares Wafer-Chuck-System 40 mit unterschiedlichen Vakuumstrukturen bzw. Vakuummustem, d.h. eine Ausgestaltung und/oder Anordnung von ein oder mehreren Vakuumkammern 44, insbesondere Vertiefungen und/oder Löchern und/oder Nuten und/oder Rillen in der Koppelfläche 42a des Sensormoduls 42. Für ein sicheres Lagern bzw. Einspannen eines Wafers ist insbesondere eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Vakuumkammern 44 über die Koppelfläche 42a des Sensormoduls 42 vorteilhaft, um einen sicheren Halt des Wafers zu garantieren ohne eine punktuelle bzw. bereichsweise Überlastung des Wafers 2 zu erzeugen. Alternativ und/oder zusätzlich kann ein Lagern bzw. Einspannen eines Wafers 2 mittels eines angelegten Magnetfelds erfolgen.
  • Das Sensormodul 42 der Ausführungsformen A) und B) umfasst beispielsweise eine Vielzahl von im Wesentlichen punktförmigen Vakuumkammern 44 auf der Koppelfläche 42a. Zusätzlich weist die gezeigte, bespielhafte Ausführungsform A) und B) zumindest eine, zum Beispiel 3, Vias 48 auf, welche einen Unterdruck von dem Chuck 1 durch das Sensormodul 42 zum Wafer 2 leiten können. Durch Bereitstellung ein oder mehrere Vias 48 kann ein Wafer auf einem Sensormodul 42 gelagert bzw. eingespannt werden, ohne dass das Sensormodul 42 beispielsweise an eine Vakuumpumpe 54 angeschlossen sein muss oder ein Magnetfeld generieren muss.
  • Die Ausführungsform D) weist ferner zwei Vakuumkammern jeweils in Form einer im Wesentlichen kreisrunden Rille und/oder Nut auf.
  • Bei den Sensormodulen 42 der Ausführungsformen A), B), C), D), F) und G) sind ein oder mehrere erste Kommunikationsschnittstellen 12a gezeigt, welche eingerichtet sind, elektrische Signale von zumindest einem Temperaturmessmittel 6 des jeweiligen Sensormoduls 42 zu einer Temperaturmesseinheit 43 zu übertragen. Je nach Anzahl und/oder Anordnung der Temperaturmessmittel 6, beispielsweise entsprechend verschiedener Sektoren, kann das Sensormodul 42 eine Vielzahl an ersten Kommunikationsschnittstellen 12a aufweisen. Alternativ und/oder zusätzlich weisen ein oder mehrere erste Kommunikationsschnittstellen 12a eine Mehrzahl an elektrischen Verbindungen, z.B. Kabelleitungen, auf.
  • Ein Sensormodul 42 kann mehrere, beispielsweise vier, Sektoren aufweisen, welche jeweils im Wesentlichen identisch oder verschieden ausgebildet sein können. Vorteilhafterweise kann je ein Wafer 2 auf je einem Sektor des Sensormoduls 42 angeordnet bzw. gelagert bzw. eingespannt werden. Ausführungsform C) umfasst im Wesentlichen identische Vakuummuster in vier symmetrisch verteilten Sektoren auf der Koppelfläche 42a des Sensormoduls 42. Sensormodul 42 C) umfasst entsprechend vier erste Kommunikationsschnittstellen 12a, wobei jeweils eine Kommunikationsschnittstelle 12a einem Sektor zugeordnet ist und mit ein oder mehreren Temperaturmessmitteln 6 des jeweiligen Sektors verbunden ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Sensormodul 42 C) mehrere, beispielsweise zwei, Anschlusseinrichtungen 50, sodass ein Lagern bzw. Einspannen eines Wafers auf einem oder mehreren Sektoren unabhängig von den ein oder mehreren anderen Sektoren erfolgen kann. Alternativ können bestimmte Teile bzw. Abschnitte der Vakuumstruktur mit unterschiedlichen Anschlusseinrichtungen 50 verbunden sein, sodass nur jeweils an ein Teil der Vakuumstruktur ein Unterdruck und/oder ein Vakuum angelegt werden kann.
  • Die beispielhafte Ausführungsform E) umfasst eine einzelne Anschlusseinrichtung 50 zum Anschließen an eine Vakuumleitung 52 sowie ein Vakuummuster mit einer Mehrzahl an im Wesentlichen geradlinigen, orthogonal angeordneten und sich überkreuzenden Nuten bzw. Rillen. Die Ausführungsform F) umfasst eine Mehrzahl an im Wesentlichen konzentrisch angeordneten, kreisrunden Nuten bzw. Rillen sowie einige von diese verbindende, in Radialrichtung und geradlinig verlaufende Nuten bzw. Rillen.
  • Das Sensormodul 42 gemäß Ausführungsform G) weist eine Mehrzahl von im Wesentlichen punktförmigen Vakuumkammern 44 und keine Vias 48 auf.
  • Die in 7 gezeigten, beispielhaften Sensormodule 42 können ein oder mehrere Temperaturmessmittel 6 (nicht gezeigt) in unterschiedlichen Anordnungen aufweisen. Je nach Anforderung, insbesondere Größe und/oder Anzahl von zu lagernden bzw. einzuspannenden Wafern 2 und/oder Layout der zu testenden Strukturen auf den Wafern 2, können unterschiedlich komplexe Anordnungen mit unterschiedlicher Anzahl und/oder Positionierung und/oder Ausrichtungen von Temperaturmessmitteln bereitgestellt werden. Beispielshafte Anordnungen sind in 3 und 8 gezeigt.
  • Die Ausführungsformen wie in 6 und 7 gezeigt können ferner ein oder mehrere Merkmale der Ausführungsformen wie in 1, 2, 3 und 5 aufweisen.
  • Die 8 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Temperaturmessmitteln 6 in bzw. an einem Sensormodul 42 für ein modulares Wafer-Chuck-System 40. Die Mehrzahl an Temperaturmessmitteln 6 sind in dem gezeigten Beispiel auf einer Platine 56 angebracht und bevorzugt im Wesentlichen symmetrisch und/oder gleichmäßig über die erste Koppelfläche 42a des Sensormoduls 42 verteilt. Vorteilhafterweise weist das Sensormodul 42 ein oder mehrere Aussparungen auf, in welche die Platine 56 und die Temperaturmessmittel 6 zumindest teilweise eingelegt und/oder eingebettet und/oder eingelassen sind.
  • Ebenfalls von Vorteil ist eine Platine 56 mit Temperatursensoren, da ein Austauschen bei Defekt eines oder mehrerer Sensoren vereinfacht wird. Ebenfalls kann lediglich die Platine an eine veränderte zu testende Struktur angepasst werden, ohne dass der Chuck 1 und/oder das Sensormodul 42 getauscht werden muss. Auch ist eine teil- und/oder vollautomatische Fertigung der Platine 56 kostenschonend und zeiteffizient.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner folgende Beispiele:
    • Beispiel 1. Verfahren zur Temperatursteuerung bzw. -regelung eines Chucks (1) für einen Wafer (2), umfassend die Schritte:
      • Erfassen der Position eines Testmittels (22) zum Testen eines Wafers (2);
      • Ermitteln der jeweiligen räumlichen Abstände zwischen dem Testmittel (22) und einer Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6) zum Messen einer Temperatur des Chucks (1) bzw. des Sensormoduls (42) bzw. eines von dem Chuck (1) gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2);
      • Wählen zumindest eines Temperaturmessmittels (6) aus der Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6) als Referenz-Temperaturmessmittel;
      • Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks (1) basierend auf der von dem bzw. den gewählten Referenz-Temperaturmessmittel(n) gemessenen Temperatur(en) des Chucks (1) bzw. des Sensormoduls (42) bzw. des Wafers (2).
    • Beispiel 2. Verfahren nach Beispiel 1, wobei das Wählen eines Temperaturmessmittels (6) als Referenz-Temperaturmessmittel umfasst:
      • Wählen desjenigen Temperaturmessmittels (6), welches den geringsten räumlichen Abstand zu dem Testmittel (22) aufweist.
    • Beispiel 3. Verfahren wie vorhergehend, wobei das Wählen des zumindest einen Referenz-Temperaturmessmittels, sofern die ermittelten räumlichen Abstände von zwei oder mehr Temperaturmessmitteln (6) innerhalb einer bestimmten Toleranz T± liegen und/oder im Wesentlichen gleich groß sind, umfasst:
      • Wählen desjenigen Temperaturmessmittels (6) aus den zwei oder mehr Temperaturmessmitteln (6), welches den größten Betrag der Temperaturdifferenz Tdiff und/oder Temperaturänderung pro Zeit Tgrad aufweist; oder
      • Wählen der zwei oder mehr Temperaturmessmittel (6) als Referenz-Temperaturmessmittel, wobei das Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks (1) auf dem Mittel bzw. Durchschnitt der von den Referenz-Temperaturmessmitteln gemessen Temperaturen basiert.
    • Beispiel 4. Verfahren nach Beispiel 3, wobei die Temperaturdifferenz Tdiff der Betrag der Differenz zwischen der gemessenen Temperatur T(t) und:
      • einer Soll-Temperatur des Chucks (1) bzw. des Wafers (2) Tsoll; oder
      • einer zuvor gemessenen Temperatur T(t-x) desselben Temperaturmessmittels; oder
      • einer Durchschnittstemperatur einer Mehrzahl von Temperaturmessmitteln (6) Tavg entspricht.
    • Beispiel 5. Verfahren nach Beispiel 3, wobei die Temperaturänderung pro Zeit Tgrad innerhalb einer bestimmten Zeitdauer t1 verglichen wird.
    • Beispiel 6. Verfahren wie vorhergehend, wobei der räumliche Abstand zwischen dem Testmittel (22) und einem Temperaturmessmittel (6) basierend auf Vektorkoordinaten ermittelt wird.
    • Beispiel 7. Temperiereinrichtung (10) zum Temperieren eines Chucks (1) und/oder eines von einem Chuck (1) gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2) umfassend:
      • eine erste Kommunikationsschnittstelle (12a) zum Kommunizieren mit einem Chuck (1), wobei die erste Kommunikationsschnittstelle geeignet ist zum Übertragen von elektrischen Signalen;
      • eine Steuereinheit (14) in Verbindung mit der ersten Kommunikationsschnittstelle (12a) zum:
        • Empfangen von elektrischen Signalen von einer Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6) zum Messen der Temperatur des Chucks (1) bzw. des Sensormoduls (42) bzw. eines Wafers (2);
        • Wählen zumindest eines der Temperaturmessmittel (6) als Referenz-Temperaturmessmittel;
        • Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks (1) basierend auf der von dem bzw. den gewählten Referenz-Temperaturmessmittel(n) gemessenen Temperatur(en) des Chucks (1) bzw. des Sensormoduls (42) bzw. des Wafers (2).
    • Beispiel 8. Temperiereinrichtung nach Beispiel 7, wobei die Steuereinheit (14) geeignet ist zum Wählen desjenigen Temperaturmessmittels (6) als Referenz-Temperaturmessmittel, welches einen geringsten räumlichen Abstand zu einem Testmittel (22) zum Testen des Wafers (2) aufweist.
    • Beispiel 9. Temperiereinrichtung (10) nach Beispiel 7 oder 8, wobei die Steuereinheit (14) geeignet ist zum Wählen desjenigen Temperaturmessmittels (6) als Referenz-Temperaturmessmittel, welches den größten Betrag einer Temperaturdifferenz Tdiff und/oder Temperaturänderung pro Zeit Tgrad aufweist, sofern die ermittelten räumlichen Abstände von zwei oder mehr Temperaturmessmitteln (6) innerhalb einer bestimmten Toleranz T± liegen und/oder im Wesentlichen gleich groß sind.
    • Beispiel 10. Temperiereinrichtung (10) nach einem Beispiel von Beispielen 7-9, weiter umfassend:
      • eine zweite Kommunikationsschnittstelle (12b) zum Einleiten und/oder Ableiten eines Temperiermediums (18) zum Temperieren des Chucks (1) in bzw. aus dem Chuck (1); und/oder
      • eine dritte Kommunikationsschnittstelle (12c) zum Kommunizieren mit wenigstens einem elektrothermischen Wandler (9) zum Temperieren des Chucks (1).
    • Beispiel 11. Wafertestsystem (20) zum Testen eines Wafers umfassend:
      • einen Chuck (1) zum Lagern bzw. Einspannen und Temperieren eines Wafers (2) umfassend eine Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6) zum Messen einer Temperatur des Chucks (1) bzw. eines von dem Chuck (1) bzw. dem Sensormodul (42) gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2);
      • zumindest ein Testmittel (22) zum Testen des Wafers (2);
      • ein Positionserfassungsmittel (24) zum Erfassen der Position des Testmittels (22) in Relation zu dem Chuck (1) bzw. dem Sensormodul (42) bzw. dem Wafer (2);
        • eine Temperiereinrichtung (10) nach einem der Beispiele 7 bis 10.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Chuck
    2
    Wafer
    3
    Waferfläche
    4
    zu testende Struktur
    6
    Temperaturmessmittel
    8
    Mediumleitung
    9
    elektrothermischer Wandler
    10
    Temperiereinrichtung
    12
    Kommunikationsschnittstelle
    14
    Steuereinheit
    18
    Temperiermedium
    20
    Wafertestsystem
    22
    Testmittel
    23
    Probe-Nadel
    24
    Probe-Card
    25
    Platine
    26
    Kontaktelement
    28
    Positionserfassungsmittel
    30
    erster Temperierkreislauf
    32
    zweiter Temperierkreislauf
    40
    Wafer-Chuck-System
    42
    Sensormodul
    43
    Temperaturmesseinheit
    44
    Vakuumkammer
    46
    Isolationsschicht
    48
    Via
    50
    Anschlusseinrichtung
    52
    Vakuumleitung
    54
    Vakuumpumpe
    56
    Platine
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005014513 B4 [0050]
    • DE 202005014918 U1 [0050]
    • DE 102005049598 B4 [0091]

Claims (13)

  1. Modulares Wafer-Chuck-System (40) zum Lagern bzw. Einspannen und Temperieren eines Wafers (2) umfassend: einen Chuck (1) zum Temperieren eines Wafers (2); ein Sensormodul (42) umfassend zumindest ein Temperaturmessmittel (6) zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls (42) und/oder des Chucks (1) und/oder eines von dem Wafer-Chuck-System gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2); wobei der Chuck (1) eine Koppelfläche (1a) aufweist, die eingerichtet ist, das Sensormodul (40) lösbar zu koppeln; und wobei das Sensormodul (42) eine Koppelfläche (42a) aufweist, die eingerichtet ist, einen Wafer (2) zu lagern bzw. einzuspannen.
  2. Modulares Wafer-Chuck-System (40) nach Anspruch 1, wobei der Chuck und/oder das Sensormodul (42) zumindest eine Vakuumkammer (44) zum Lagern bzw. Einspannen eines Wafers umfasst.
  3. Modulares Wafer-Chuck-System (40) nach Anspruch 2, wobei der Chuck und/oder das Sensormodul (42) zumindest eine Anschlusseinrichtung (50) zum Anschließen einer Vakuumleitung (52) aufweisen.
  4. Modulares Wafer-Chuck-System (40) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend eine Isolationsschicht (46) zum lösbaren Koppeln mit dem Chuck (1) und/oder dem Sensormodul (42).
  5. Modulares Wafer-Chuck-System (40) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensormodul (42) eine erste Kommunikationsschnittstelle (12a) zum Kommunizieren mit einer Temperaturmesseinheit (43) umfasst, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle (12a) geeignet ist zum Übertragen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel (6) und die Temperaturmesseinheit (43) geeignet ist zum Empfangen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel (6) des Sensormoduls (42).
  6. Modulares Wafer-Chuck-System (40) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Chuck (1) zum Temperieren des Chucks (1) und/oder des Sensormoduls (42) und/oder eines gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2) umfasst: eine zweite Kommunikationsschnittstelle (12b) zum Einleiten und/oder Ableiten eines Temperiermediums (18) in bzw. aus dem Chuck (1); und/oder eine dritte Kommunikationsschnittstelle (12c) zum Kommunizieren mit wenigstens einem elektrothermischen Wandler (9) des Chucks (1).
  7. Modulares Wafer-Chuck-System (40) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: eine Steuereinheit (14) einer Temperiereinrichtung (10) in Verbindung mit der Temperaturmesseinheit (43) und der zweiten und/oder dritten Kommunikationsschnittstelle (12b, 12c) zum: Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks (1) und/oder des Sensormoduls (42) und/oder des Wafers (2) basierend auf der gemessenen Temperatur des Sensormoduls (42) und/oder des Chucks (1) und/oder des Wafers (2).
  8. Modulares Wafer-Chuck-System (40) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: eine erste Kommunikationsschnittstelle (12a) zum Kommunizieren mit dem Chuck (1), wobei die erste Kommunikationsschnittstelle geeignet ist zum Übertragen von elektrischen Signalen; eine Steuereinheit (14) in Verbindung mit der ersten Kommunikationsschnittstelle (12a) zum: Empfangen von elektrischen Signalen von einer Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6) in dem Sensormodul (42); Wählen zumindest eines der Temperaturmessmittel (6) als Referenz-Temperaturmessmittel; Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks (1) basierend auf der von dem bzw. den gewählten Referenz-Temperaturmessmittel(n) gemessenen Temperatur(en) des Sensormoduls (42) bzw. des Chucks (1) bzw. des Wafers (2).
  9. Sensormodul (42) zur Kopplung mit einem Chuck (1) eines modularen Wafer-Chuck-Systems (40) umfassend: zumindest ein Temperaturmessmittel (6) zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls (42) und/oder eines gekoppelten Chucks (1) und/oder eines von dem Sensormodul (40) und/oder von dem Chuck (1) gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2); eine erste Koppelfläche (42a) zum Lagern bzw. Einspannen eines Wafers (2); und eine zweite Koppelfläche (42b) zum Koppeln mit einem Chuck (1).
  10. Sensormodul (40) nach Anspruch 9, weiter umfassend: eine Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6); und/oder zumindest eine Vakuumkammer (44) zum Lagern bzw. Einspannen eines Wafers (2); und/oder eine Anschlusseinrichtung (50) zum Anschließen einer Vakuumleitung (52); und/oder eine erste Kommunikationsschnittstelle (12a) zum Kommunizieren mit einer Temperaturmesseinheit (43) zum Temperieren eines Chucks (1), wobei die erste Kommunikationsschnittstelle (12a) geeignet ist zum Übertragen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel (6) und die Temperaturmesseinheit (43) geeignet ist zum Empfangen von elektrischen Signalen von dem zumindest einen Temperaturmessmittel (6) des Sensormoduls (42).
  11. Verfahren zum Anordnen von Modulen eines modularen Wafer-Chuck-Systems (40) umfassend: Bereitstellen eines Chucks (1) zum Temperieren eines Wafers (2); Koppeln eines Sensormoduls (42) mit einer Koppelfläche (1a) des Chucks (1); wobei das Sensormodul (42) aufweist: eine Koppelfläche (42a), die eingerichtet ist, einen Wafer (2) zu lagern bzw. einzuspannen; und zumindest ein Temperaturmessmittel (6) zum Messen einer Temperatur des Sensormoduls (42) und/oder des Chucks (1) und/oder eines von dem Wafer-Chuck-System gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2).
  12. Verfahren nach Anspruch 10, weiter umfassend den Schritt: Lagern bzw. Einspannen eines Wafers (2) mit einer Koppelfläche (42a) des Sensormoduls; und, bevorzugt, Temperieren des Chucks (1), des Sensormoduls (42) und/oder des gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2).
  13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, ferner umfassend die Schritte: Erfassen der Position eines Testmittels (22) zum Testen eines Wafers (2); Ermitteln der jeweiligen räumlichen Abstände zwischen dem Testmittel (22) und einer Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6) zum Messen einer Temperatur des Chucks (1) bzw. des Sensormoduls (42) bzw. eines von dem Chuck (1) gelagerten bzw. eingespannten Wafers (2); Wählen zumindest eines Temperaturmessmittels (6) aus der Vielzahl von Temperaturmessmitteln (6) als Referenz-Temperaturmessmittel; Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Chucks (1) basierend auf der von dem bzw. den gewählten Referenz-Temperaturmessmittel(n) gemessenen Temperatur(en) des Chucks (1) bzw. des Sensormoduls (42) bzw. des Wafers (2).
DE102020007791.9A 2020-12-18 2020-12-18 Modulares Wafer-Chuck-System Pending DE102020007791A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020007791.9A DE102020007791A1 (de) 2020-12-18 2020-12-18 Modulares Wafer-Chuck-System
TW110147213A TW202238812A (zh) 2020-12-18 2021-12-16 模塊化晶圓夾具系統
US18/268,086 US20240063037A1 (en) 2020-12-18 2021-12-17 Modular wafer-chuck system
KR1020237023649A KR20230118944A (ko) 2020-12-18 2021-12-17 모듈식 웨이퍼-척 시스템
PCT/EP2021/086495 WO2022129527A1 (de) 2020-12-18 2021-12-17 Modulares wafer-chuck-system
CN202180092924.7A CN116848628A (zh) 2020-12-18 2021-12-17 模块化晶片卡盘系统
JP2023537013A JP2024501804A (ja) 2020-12-18 2021-12-17 モジュール式ウェハチャックシステム
EP21840868.0A EP4264661A1 (de) 2020-12-18 2021-12-17 Modulares wafer-chuck-system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020007791.9A DE102020007791A1 (de) 2020-12-18 2020-12-18 Modulares Wafer-Chuck-System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020007791A1 true DE102020007791A1 (de) 2022-06-23

Family

ID=79425586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020007791.9A Pending DE102020007791A1 (de) 2020-12-18 2020-12-18 Modulares Wafer-Chuck-System

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20240063037A1 (de)
EP (1) EP4264661A1 (de)
JP (1) JP2024501804A (de)
KR (1) KR20230118944A (de)
CN (1) CN116848628A (de)
DE (1) DE102020007791A1 (de)
TW (1) TW202238812A (de)
WO (1) WO2022129527A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116313946B (zh) * 2023-05-24 2023-10-17 长鑫存储技术有限公司 温度调节系统及调节方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202005014918U1 (de) 2005-09-21 2007-02-01 Att Systems Gmbh Vorrichtung zum Temperieren eines Substrats
DE102005014513B4 (de) 2005-03-30 2011-05-12 Att Advanced Temperature Test Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Temperieren eines Substrats, sowie Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
DE102005049598B4 (de) 2005-10-17 2017-10-19 Att Advanced Temperature Test Systems Gmbh Hybrid Chuck

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171046A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Tokyo Electron Ltd ウェハ型温度センサとこれを用いた温度測定装置、温度測定機能を有する熱処理装置および温度測定方法
KR20110065484A (ko) * 2008-09-04 2011-06-15 가부시키가이샤 크리에이티브 테크놀러지 정전척 장치 및 기판의 흡착상태 판별방법
JP5705133B2 (ja) * 2009-02-04 2015-04-22 マットソン テクノロジー インコーポレイテッドＭａｔｔｓｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ． 静電チャックシステムおよび基板表面に亘って温度プロファイルを半径方向に調整するための方法
JP2011109040A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Nikon Corp 半導体基板ホルダ及び温度検出装置
KR20190052993A (ko) * 2017-11-09 2019-05-17 한국표준과학연구원 온도 측정 웨이퍼 센서의 교정 장치 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005014513B4 (de) 2005-03-30 2011-05-12 Att Advanced Temperature Test Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Temperieren eines Substrats, sowie Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
DE202005014918U1 (de) 2005-09-21 2007-02-01 Att Systems Gmbh Vorrichtung zum Temperieren eines Substrats
DE102005049598B4 (de) 2005-10-17 2017-10-19 Att Advanced Temperature Test Systems Gmbh Hybrid Chuck

Also Published As

Publication number Publication date
US20240063037A1 (en) 2024-02-22
JP2024501804A (ja) 2024-01-16
KR20230118944A (ko) 2023-08-14
EP4264661A1 (de) 2023-10-25
CN116848628A (zh) 2023-10-03
TW202238812A (zh) 2022-10-01
WO2022129527A1 (de) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2608642C2 (de) Prüfeinrichtung für integrierte Schaltkreise
DE602004010116T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum testen elektrischer eigenschaften eines zu prüfenden objekts
DE102009030471B4 (de) Chuck zur Aufnahme und Halterung eines Testsubstrats und eines Kalibriersubstrats und Prüfstation zur Prüfung von Testsubstraten
US10495678B2 (en) Testing method for sheet resistance and contact resistance of connecting point of sheet material
DE102020007791A1 (de) Modulares Wafer-Chuck-System
DE102014010030A1 (de) Elektrische Verbindungsvorrichtung
DE102014010031A1 (de) Elektrische Verbindungsvorrichtung
DE112015000700T5 (de) System und Verfahren zum Klemmen eines Werkstücks
DE102013107081A1 (de) Kapazitive Testvorrichtung und Verfahren für das kapazitive Testen einer Komponente
EP3746777B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur messung einer wärmeleitfähigkeit einer probe
DE4406674A1 (de) Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektrodenplatte
WO2021013819A1 (de) Verfahren zur temperatursteuerung bzw. -regelung eines chucks für einen wafer, temperiereinrichtung und wafertestsystem
EP1021704B1 (de) Verfahren zur detektion von kondensationen an oberflächen
DE102006038457A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Temperieren elektronischer Bauelemente
DE102013113770B4 (de) Verfahren zum Überprüfen von Halbleiterchips und Einrichtung zum Überprüfen
EP3671246B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur prüfung und kalibrierung eines bauteils
WO2010031685A1 (de) Verfahren zur prüfung elektronischer bauelemente einer wiederholstruktur unter definierten thermischen bedingungen
DE102018102471B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung einer Temperaturverteilung auf einer Oberfläche
EP0436776B1 (de) Kombination von Schichtwiderständen mit strukturierten Kontaktflächen und Anschlussdrähten
DE2726982A1 (de) Messverfahren zur bestimmung des spezifischen widerstands duenner schichten
DE10235124A1 (de) Vorrichtung zum Messen von Flächenwiderständen
DE102009016789A1 (de) Prüflingsunabhängiges, schnelles Testsystem für den elektrischen Funktionstest von unbestückten, elektrischen Schaltungsträgern
DE102023002752A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung einer Wärmeleitfähigkeit eines Prüflings
US6593762B1 (en) Apparatus for testing electronic components
DE102021000066A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit von Proben, insbesondere zur Anwendung bei hohen Temperaturen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication