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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für Substrathalter und insbesondere ein Steuerungsverfahren für Substrathalter, das für einen Waferprober geeignet ist.
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Stand der Technik
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Mit der Entwicklung der Halbleitertechnologie gewinnt die Anwendung integrierter Schaltungen immer mehr an Beliebtheit. Im Prozess zur Herstellung integrierter Schaltungen oder nach dem Abschluss des Prozesses muss zum Aussortieren defekter Produkte ein Testsignal unter Verwendung einer Testvorrichtung an eine integrierte Schaltung gesendet werden, wodurch getestet wird, ob die integrierte Schaltung den Erwartungen entspricht, um die Ausbeute von integrierten Schaltungen zu kontrollieren. Ein übliches Wafer-Testverfahren wird als Wafer-Probing bezeichnet, bei dem der Waferprober Testsignale durch Probenadeln an einen Prüfling (Device Under Test; DUT) sendet und dann die Probenadeln zur Analyse Testergebnisse empfangen.
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Der Waferprober umfasst in der Regel einen Substrathalter, eine Sondenhalterplatte, mehrere Probenadeln und eine Kameraeinrichtung. Der Substrathalter dient dazu, eine Halbleiterscheibe (Wafer) aufzunehmen, und ist bewegbar, damit die Halbleiterscheibe zu einer gewünschten Position entlang einer X-Richtung, einer Y-Richtung und einer Z-Richtung bewegt werden kann. Die Sondenhalterplatte ist oberhalb des Substrathalters angeordnet, wobei mehrere Probenadeln auf der Sondenhalterplatte befestigt sind. Die Kameraeinrichtung ist in der Regel oberhalb des Substrathalters angeordnet und dient zum Fokussieren auf die zu testende Position auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe in der vertikalen Richtung, um zu bestimmen, ob die Spitzen der Probenadeln mit dem auf der Halbleiterscheibe befindlichen Kontaktpad in Kontakt kommen. Oder die Kameraeinrichtung kann auch auf einer Seite des Substrathalters angeordnet sein, um eine Fokussierung auf die Spitzen der Probenadeln und die zu testende Position auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe von dieser Seite her zu erreichen und zu bestimmen, ob die Spitzen der Probenadeln mit dem Kontaktpad in Kontakt kommen.
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In der Praxis kann, wenn der Bediener beabsichtigt, das Anheben des Substrathalters zu steuern, der relative Abstand zwischen den Spitzen der Probenadeln und dem Kontaktpad der Halbleiterscheibe in Echtzeit durch das Kameramodul beobachtet werden. Bei falscher Bedienung oder zu starkem Anheben des Substrathalters kollidieren die Probenadeln aufgrund einer Kollision des Steuerstabs jedoch mit der Oberfläche der Halbleiterscheibe, was zu einer Beschädigung der Probenadeln oder der Halbleiterscheibe führt. Die Industrie bezeichnet diese Art von Fehlbedienung oft als „Beschädigung der Nadelspitzen“.
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Gegenstand der Erfindung
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In Anbetracht dessen stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerungsverfahren für Substrathalter bereit, das für einen Waferprober geeignet ist. Der Waferprober umfasst einen Steuerstab und einen Substrathalter. Der Steuerstab ist zwischen einer oberen Grenzposition und einer unteren Grenzposition bewegbar, wobei der Substrathalter entsprechend der Bewegung des Steuerstabs entlang der Z-Achsenrichtung bewegbar ist. Das Verfahren umfasst Folgendes: In einem ersten Betriebszustand wird der Substrathalter so gesteuert, dass er sich in der ersten oberen Position befindet, wenn sich der Steuerstab in der unteren Grenzposition befindet, und wird der Substrathalter so gesteuert, dass er sich in der ersten unteren Position befindet, wenn sich der Steuerstab in der oberen Grenzposition befindet, und wird der Substrathalter so gesteuert, dass er zwischen der ersten oberen Position und der ersten unteren Position bewegt wird, wenn der Steuerstab zwischen der unteren Grenzposition und der oberen Grenzposition bewegt wird. Das Verfahren umfasst ferner Folgendes: Erfassen, ob ein Einstellungsbefehl empfangen wurde. Wenn ein Einstellungsbefehl empfangen wurde, wird das Verfahren vom ersten Betriebszustand in einen Einstellungszustand geschaltet und werden die folgenden Schritte ausgeführt: Steuern des Substrathalters, um seine entsprechend dem Steuerstab vorgenommene Bewegung zu stoppen; Erfassen der aktuellen Steuerstabposition und der aktuellen Substrathalterposition; Erfassen, ob der Steuerstab von der aktuellen Steuerstabposition zur unteren Grenzposition bewegt wurde, wobei die aktuelle Substrathalterposition als die zweite obere Position des Substrathalters eingestellt wird, wenn der Steuerstab von der aktuellen Steuerstabposition zur unteren Grenzposition bewegt wird. Das Verfahren umfasst ferner Folgendes: Umschalten vom Einstellungszustand in den zweiten Betriebszustand, wobei im zweiten Betriebszustand der Substrathalter so gesteuert wird, dass er sich in der unteren Grenzposition befindet, wenn sich der Steuerstab in der zweiten oberen Position befindet.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Steuerungsverfahren für Substrathalter bereit, das für einen Waferprober geeignet ist. Der Waferprober umfasst einen Steuerstab und einen Substrathalter. Der Steuerstab ist zwischen einer oberen Grenzposition und einer unteren Grenzposition bewegbar, wobei der Substrathalter entsprechend der Bewegung des Steuerstabs entlang der Z-Achsenrichtung bewegbar ist. Das Verfahren umfasst Folgendes: In einem ersten Betriebszustand wird der Substrathalter so gesteuert, dass er sich in der ersten oberen Position befindet, wenn sich der Steuerstab in der unteren Grenzposition befindet, und wird der Substrathalter so gesteuert, dass er zwischen der ersten oberen Position und der ersten unteren Position bewegt wird, wenn der Steuerstab zwischen der unteren Grenzposition und der oberen Grenzposition bewegt wird. Das Verfahren umfasst ferner Folgendes: Erfassen, ob ein Einstellungsbefehl empfangen wurde. Wenn ein Einstellungsbefehl empfangen wurde, wird das Verfahren vom ersten Betriebszustand in einen Einstellungszustand geschaltet und werden die folgenden Schritte ausgeführt: Steuern des Substrathalters, um seine entsprechend dem Steuerstab vorgenommene Bewegung zu stoppen; Erfassen der aktuellen Steuerstabposition und der aktuellen Substrathalterposition; Berechnen des Versatzabstands zwischen der aktuellen Substrathalterposition und der ersten oberen Position; Steuern des Substrathalters, wodurch er von der aktuellen Substrathalterposition um den Versatzabstand nach unten zu einer Zwischenposition bewegt wird. Das Verfahren umfasst ferner Folgendes: Umschalten vom Einstellungszustand in den zweiten Betriebszustand, wobei im zweiten Betriebszustand der Substrathalter so gesteuert wird, dass er von der Zwischenposition um den Versatzabstand nach oben bewegt wird, wenn der Steuerstab von der aktuellen Steuerstabposition nach unten in die untere Grenzposition bewegt wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 zeigt eine erste schematische Ansicht eines Waferprobers, der zum Implementieren des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter geeignet ist;
- 2 zeigt eine zweite schematische Ansicht des Waferprobers, der zum Implementieren des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter geeignet ist;
- 3 zeigt ein Blockdiagramm des Waferprobers, der zum Implementieren des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter geeignet ist;
- 4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter;
- 5 zeigt eine erste schematische Ansicht eines Einstellungszustands des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 6 zeigt eine zweite schematische Ansicht eines Einstellungszustands des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 7 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter;
- 8 zeigt eine erste schematische Ansicht eines Einstellungszustands des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 9A zeigt eine zweite schematische Ansicht eines Einstellungszustands des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 9B zeigt eine dritte schematische Ansicht eines Einstellungszustands des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 10A bis 10C zeigen schematische Ansichten, in denen der Substrathalter gemäß der Verschiebung des Steuerstabs bewegt wird und der Anzeigebildschirm die Entfernungsinformationen des Substrathalters zeigt;
- 11A zeigt eine erste schematische Darstellung der linearen Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs und dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters beim erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren für Substrathalter;
- 11B zeigt eine zweite schematische Darstellung der linearen Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs und dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters beim erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren für Substrathalter;
- 12A zeigt eine erste schematische Darstellung der nichtlinearen Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs und dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters beim erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren für Substrathalter;
- 12B zeigt eine zweite schematische Darstellung der nichtlinearen Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs und dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters beim erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren für Substrathalter.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Es wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen, die jeweils eine erste schematische Ansicht, eine zweite schematische Ansicht und ein Blockdiagramm eines Waferprobers, der zum Implementieren des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter geeignet ist, zeigen. Der Waferprober 100 ist dafür ausgelegt, den elektrischen Zustand einer Halbleiterscheibe W zu inspizieren und umfasst primär ein Gehäuse 10, einen Steuerstab 20, einen Substrathalter 30, eine Sondenhalterplatte 40, Probenadeln 50, ein Anzeigebildschirm 60, ein Kameramodul 70, eine Steuerung 80 und einen Sensor 202. In Bezug auf den spezifischen Inhalt des Waferprobers 100 soll auf das taiwanische Patent 201929115 verwiesen werden.
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Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Der Steuerstab 20 ragt aus dem Gehäuse 10 heraus und ist zwischen einer oberen Grenzposition H1 und einer unteren Grenzposition H2 bewegbar. Der Substrathalter 30 ist im Gehäuse 10 angeordnet und dient dazu, eine Halbleiterscheibe W aufzunehmen, und ist entsprechend der Bewegung des Steuerstabs 20 entlang der in den Figuren gezeigten Z-Achsenrichtung bewegbar. Die Sondenhalterplatte 40 ist am Gehäuse 10 befestigt und oberhalb des Substrathalters 30 angeordnet. Die Probenadeln 50 sind oberhalb der Sondenhalterplatte 40 angeordnet. Das Kameramodul 70 ist am Gehäuse 10 angeordnet und zum Aufnehmen eines Bilds der Halbleiterscheibe W während des Wafer-Probings auf den Substrathalter 30 gerichtet, sodass der Bediener sofort den Abstand zwischen den Spitzen der Probenadeln 50 und dem Kontaktpad eines Prüflings (Device Under Test; DUT) für Halbleiterscheiben W (zur besseren Veranschaulichung ist die Größe des Kontaktpads in der Figur vergrößert dargestellt) beobachten kann. Wenn die Position des Steuerstabs 20 geändert wird, erzeugt der Sensor 202 ein Steuersignal. Die Steuerung 80 ist dafür ausgelegt, den Substrathalter 30 und das Kameramodul 70 so zu steuern, dass die beiden anhand des Steuersignals entlang der Z-Achsenrichtung Z bewegt werden.
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Genauer gesagt umfasst der Waferprober 100 ferner eine erste Antriebseinheit 91 und eine zweite Antriebseinheit 92, wobei die erste Antriebseinheit 91 mit dem Substrathalter 30 und die zweite Antriebseinheit 92 mit dem Kameramodul 70 verbunden ist. Gemäß dem durch den Sensor 202 erzeugten Steuersignal steuert die Steuerung 80 die erste Antriebseinheit 91 so, dass diese den Substrathalter 30 zur Bewegung entlang der Z-Achsenrichtung Z antreibt, und steuert die zweite Antriebseinheit 92 so, dass diese das Kameramodul 70 zur Bewegung entlang der Z-Achsenrichtung Z antreibt.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst in einigen Ausführungsbeispielen das Kameramodul 70 ferner ein Objektivlinsenmodul 90, wobei das Objektivlinsenmodul 90 mit einem Mikromotor (nicht gezeigt) verbunden ist und eine Signalverbindung zwischen dem Mikromotor und der Steuerung 80 besteht. Wenn der Substrathalter 30 bewegt wird, kann der Mikromotor durch einen Steuerbefehl der Steuerung 80 das Objektivlinsenmodul 90 des Kameramoduls 70 so antreiben, dass es entlang der Z-Achsenrichtung bewegt wird, sodass die Fokussierung des Kameramoduls 70 auf die Halbleiterscheibe W aufrechterhalten wird. Die Steuerung 80 erzeugt einen Steuerbefehl anhand eines vom Sensor 202 erzeugten Steuersignals und der Sensor 202 erzeugt das Steuersignal entsprechend der Verschiebung des Steuerstabs 20. Ferner wird in einigen Ausführungsbeispielen das Objektivlinsenmodul 90 des Kameramoduls 70 durch den Mikromotor synchron mit der Bewegung des Substrathalters 30 angetrieben, sodass die Fokussierung des Kameramoduls 70 entlang der Z-Achsenrichtung stets auf die auf dem Substrathalter 30 befindliche Halbleiterscheibe W aufrechterhalten wird.
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In einigen weiteren Ausführungsbeispielen ist das Objektivlinsenmodul 90 keine interne Komponente des Kameramoduls 70, sondern ist zwischen dem Kameramodul 70 und dem Substrathalter 30 angeordnet und mit einem Mikromotor (nicht gezeigt) verbunden. Es besteht zwischen dem Mikromotor und der Steuerung 80 eine Signalverbindung. Wenn der Substrathalter 30 bewegt wird, kann der Mikromotor durch einen Steuerbefehl der Steuerung 80 das Objektivlinsenmodul 90 so antreiben, dass der Fokus sich ändert oder es entlang der Z-Achsenrichtung bewegt wird, sodass das Kameramodul 70 ein klares Bild von der Halbleiterscheibe W aufnehmen kann. Die Steuerung 80 erzeugt einen Steuerbefehl anhand eines vom Sensor 202 erzeugten Steuersignals und der Sensor 202 erzeugt das Steuersignal entsprechend der Verschiebung des Steuerstabs 20. Ferner wird in einigen Ausführungsbeispielen das Objektivlinsenmodul 90 durch den Mikromotor synchron mit der Bewegung des Substrathalters 30 angetrieben, sodass der Fokus sich ändert oder es entlang der Z-Achsenrichtung bewegt wird und somit während der Bewegung des Substrathalters 30 das Kameramodul 70 stets ein klares Bild von der auf dem Substrathalter 30 befindlichen Halbleiterscheibe W aufnehmen kann.
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Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Der Steuerstab 20 ist in einer sich entlang der Z-Achsenrichtung Z erstreckenden Gleitrille 21 angeordnet, wobei die zwei Enden der Gleitrille 21 die obere Grenzposition H1 und die untere Grenzposition H2 sind und die Länge der Gleitrille 21 in Z-Achsenrichtung Z als Verschiebungsbereich H definiert ist. In einem vorgegebenen Zustand befindet sich der Substrathalter 30 in einer ersten unteren Position BP1, wenn sich der Steuerstab 20 in der oberen Grenzposition H1 befindet, und befindet sich der Substrathalter 30 in einer ersten oberen Position TP1, wenn sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet.
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Mit dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren für Substrathalter kann die maximale Höhe, um die der Substrathalter 30 entsprechend der Bewegung des Steuerstabs 20 angehoben werden kann, neu definiert werden, um die Gefahr einer Beschädigung der Nadelspitzen zu vermeiden. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Es wird auf die 4 bis 6 Bezug genommen. 4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter; 5 zeigt eine erste schematische Ansicht eines Einstellungszustands des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung; und 6 zeigt eine zweite schematische Ansicht eines Einstellungszustands des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie oben beschrieben, wird im vorgegebenen Zustand (im Folgenden als „erster Betriebszustand“ bezeichnet) der Substrathalter 30 durch die Steuerung 80 so gesteuert, dass er sich in der ersten oberen Position TP1 befindet, wenn sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, und wird der Substrathalter 30 durch die Steuerung 80 so gesteuert, dass er sich in der ersten unteren Position BP1 befindet, wenn sich der Steuerstab 20 in der oberen Grenzposition H1 befindet, und wird die erste Antriebseinheit 91 durch die Steuerung 80 zum Antreiben des Substrathalters 30 so gesteuert, dass er zwischen der ersten oberen Position TP1 und der ersten unteren Position BP1 bewegt wird, wenn der Steuerstab 20 zwischen der unteren Grenzposition H2 und der oberen Grenzposition H1 bewegt wird (Schritt S11).
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Es wird erneut auf 5 Bezug genommen. In der Figur ist zu sehen, dass der Steuerstab 20 von der oberen Grenzposition H1 nach unten bewegt und in der Position H3 (im Folgenden als aktuelle Steuerstabposition H3 bezeichnet) gestoppt wird, wobei entsprechend dazu der Substrathalter 30 von der ersten unteren Position BP1 zur Position CP1 (im Folgenden als die aktuelle Substrathalterposition CP1 bezeichnet) angehoben wird. Wenn der Bediener sicherstellen möchte, dass der Substrathalter 30 im nachfolgenden Betrieb unter keinen Umständen über die aktuelle Substrathalterposition CP1 hinaus angehoben wird, kann ein Einstellvorgang durchgeführt werden. Der Einstellvorgang kann durch Drücken einer bestimmten auf dem Waferprober 100 befindlichen physikalischen Taste erfolgen. Oder die auf dem Anzeigebildschirm 60 angezeigte Einstelltaste einer grafischen Benutzeroberfläche wird angeklickt, um einen Einstellungsbefehl zu erzeugen. In diesem Fall wird der Betriebsmodus des Waferprobers 100 vom ersten Betriebszustand in einen „Einstellungszustand“ umgeschaltet (Schritt S12). Die Betätigung des Klickens kann über eine Maus, eine Tastatur oder ein Anzeigetool mit ähnlichen Funktionen erfolgen. Wenn der Anzeigebildschirm 60 ein Touchscreen ist, kann die Betätigung des Klickens auch direkt mit einem Finger oder einem Berührungswerkzeug ausgeführt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die aktuelle Substrathalterposition CP1 vom Bediener selbst definiert und ist in der Regel als jene Position definiert, in der das Kontaktpad P der Halbleiterscheibe W im Begriff ist, mit den Spitzen der Probenadeln 50 in Kontakt zu kommen, oder in der das Kontaktpad mit den Spitzen der Probenadeln leicht in Kontakt gekommen ist.
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Wenn der Waferprober 100 vom ersten Betriebszustand in einen Einstellungszustand umgeschaltet wird, wird der Substrathalter 30 durch die Steuerung 80 so gesteuert, dass seine entsprechend dem Steuerstab 20 vorgenommene Verschiebung sofort gestoppt wird (Schritt S13). Mit anderen Worten, wenn der Waferprober 100 vom ersten Betriebszustand in einen Einstellungszustand umgeschaltet wird, ist dies der Betriebsmodus, in dem im ersten Betriebszustand der Substrathalter 30 vom Steuerstab 20 getrennt ist, sodass während der Bewegung des Steuerstabs 20 der Substrathalter 30 nicht durch die Steuerung 80 so gesteuert wird, dass er verschoben wird. Anschließend erfasst die Steuerung 80 die aktuelle Steuerstabposition H3 des Steuerstabs 20 und die aktuelle Substrathalterposition CP1 des Substrathalters 30 (Schritt S14). Anschließend kann der Anzeigebildschirm 60 optional eine Aufforderungsnachricht anzeigen, die den Bediener auffordert, den Steuerstab 20 von der aktuellen Steuerstabposition H3 zur unteren Grenzposition H2 zu bewegen.
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Es wird auf 6 Bezug genommen. Im Einstellungszustand erfasst die Steuerung 80 kontinuierlich, ob der Steuerstab 20 bereits von der aktuellen Steuerstabposition H3 nach unten zur unteren Grenzposition H2 bewegt wurde. Wenn erfasst wird, dass der Steuerstab 20 bereits von der aktuellen Steuerstabposition H3 zur unteren Grenzposition H2 bewegt wurde, stellt die Steuerung 80 die aktuelle Substrathalterposition CP1 als die zweite obere Position TP2 des Substrathalters 30 ein (Schritt S15). Es sei hier noch einmal darauf hingewiesen, dass während des Prozesses der Bewegung des Steuerstabs 20 von der aktuellen Steuerstabposition H3 zur unteren Grenzposition H2 der Substrathalter 30 immer in der aktuellen Substrathalterposition CP1 bleibt. Nachdem die aktuelle Substrathalterposition CP1 als die zweite obere Position TP2 des Substrathalters eingestellt wurde, wird der Betriebsmodus des Waferprobers 100 vom Einstellungszustand in den „zweiten Betriebszustand“ umgeschaltet (Schritt S16).
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Es wird weiter auf 6 Bezug genommen. Nachdem in einigen Ausführungsbeispielen die aktuelle Substrathalterposition CP1 durch die Steuerung 80 als die zweite obere Position TP2 des Substrathalters 30 eingestellt wurde und wenn sich der Steuerstab 20 in der oberen Grenzposition H1 befindet, wird die niedrigste Position, in der der Substrathalter 30 entsprechend der Betätigung des Steuerstabs 20 bewegbar ist, von der ersten unteren Position BP1 zur zweiten unteren Position BP2 geändert, wobei der Abstand zwischen der ersten oberen Position TP1 und der ersten unteren Position BP1 gleich dem Abstand zwischen der zweiten oberen Position TP2 und der zweiten unteren Position BP2 ist. Mit anderen Worten ändert sich im zweiten Betriebszustand der maximale Hub der entsprechend dem Steuerstab 20 vorgenommenen Bewegung des Substrathalters 30 nicht. Unabhängig davon, wo sich der Steuerstab 20 in irgendeiner Position befindet, kann auf diese Weise der Substrathalter 30 nicht über die zweite obere Position TP2 (nämlich die aktuelle Substrathalterposition CP1) hinaus angehoben werden, wodurch im folgenden Betrieb das Auftreten einer „Beschädigung der Nadelspitzen“ vermieden wird.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 eine wie in 11A gezeigte lineare Beziehung oder eine wie in 12A gezeigte nichtlineare Beziehung bestehen, wobei die relative Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 ungeachtet des ersten Betriebszustands oder des zweiten Betriebszustands unverändert bleibt.
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Nachdem in einigen Ausführungsbeispielen der Waferprober 100 durch die Steuerung 80 in den zweiten Betriebszustand geschaltet wurde, ändert sich entsprechend dazu die relative Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20. Wenn sich beispielsweise im zweiten Betriebszustand der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, ist die höchste Position des Substrathalters 30 entsprechend dem Steuerstab 20 von der ersten oberen Position TP1 auf die zweite obere Position TP2 herabgesunken. Wenn sich jedoch der Steuerstab 20 in der oberen Grenzposition H1 befindet, wird die niedrigste Position, in der der Substrathalter 30 entsprechend dem Steuerstab 20 bewegt wird, immer noch in der ersten unteren Position BP1 gehalten. D. h. im Vergleich zum ersten Betriebszustand wurde der maximale Hub der entsprechend dem Steuerstab 20 vorgenommenen Bewegung des Substrathalters 30 im zweiten Betriebszustand verkürzt, wobei der verkürzte Abstand der Versatzabstand D1 zwischen der ersten oberen Position TP1 und der zweiten oberen Position TP2 ist. In diesem Fall ist die relative Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand unterschiedlich, wie dies in den 11B und 12B gezeigt ist.
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Es wird auf die 7 bis 9B Bezug genommen. 7 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens für Substrathalter; 8 zeigt eine erste schematische Ansicht eines Einstellungszustands des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung; 9A zeigt eine zweite schematische Ansicht eines Einstellungszustands des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung; und 9B zeigt eine dritte schematische Ansicht eines Einstellungszustands des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird im ersten Betriebszustand der Substrathalter 30 durch die Steuerung 80 so gesteuert, dass er sich in der ersten oberen Position TP1 befindet, wenn sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, und wird der Substrathalter 30 durch die Steuerung 80 so gesteuert, dass er sich in der ersten unteren Position BP1 befindet, wenn sich der Steuerstab 20 in der oberen Grenzposition H1 befindet, und wird die erste Antriebseinheit 91 durch die Steuerung 80 zum Antreiben des Substrathalters 30 so gesteuert, dass er zwischen der ersten oberen Position TP1 und der ersten unteren Position BP1 bewegt wird, wenn der Steuerstab 20 zwischen der unteren Grenzposition H2 und der oberen Grenzposition H1 bewegt wird (Schritt S21).
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Es wird erneut auf 8 Bezug genommen. In der Figur ist zu sehen, dass der Steuerstab 20 von der oberen Grenzposition H1 nach unten bewegt und in der aktuellen Steuerstabposition H3 gestoppt wird, wobei entsprechend dazu der Substrathalter 30 von der ersten unteren Position BP1 zur aktuellen Substrathalterposition CP1 angehoben wird. Wenn der Bediener sicherstellen möchte, dass der Substrathalter 30 im nachfolgenden Betrieb unter keinen Umständen über die aktuelle Substrathalterposition CP1 hinaus angehoben wird, kann ein Einstellvorgang durchgeführt werden. Der Einstellvorgang kann durch Drücken einer bestimmten auf dem Waferprober 100 befindlichen physikalischen Taste erfolgen. Oder die auf dem Anzeigebildschirm 60 angezeigte Einstelltaste einer grafischen Benutzeroberfläche wird angeklickt, um einen Einstellungsbefehl zu erzeugen. Wenn die Steuerung 80 den Einstellungsbefehl empfängt, schaltet sie gemäß dem Einstellungsbefehl den Betriebsmodus des Waferprobers 100 vom ersten Betriebszustand in den „Einstellungszustand“ um (Schritt S22). Die Betätigung des Klickens kann über eine Maus, eine Tastatur oder ein Anzeigetool mit ähnlichen Funktionen erfolgen. Wenn der Anzeigebildschirm 60 ein Touchscreen ist, kann die Betätigung des Klickens auch direkt mit einem Finger oder einem Berührungswerkzeug ausgeführt werden.
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Wenn die Steuerung 80 den Betriebsmodus des Waferprobers 100 in einen Einstellungszustand schaltet, wird der Substrathalter 30 so gesteuert, dass seine entsprechend dem Steuerstab 20 vorgenommene Verschiebung sofort gestoppt wird (Schritt S23). Anschließend erfasst die Steuerung 80 die aktuelle Steuerstabposition H3 des Steuerstabs 20 und die aktuelle Substrathalterposition CP1 des Substrathalters 30 (Schritt S24) und berechnet den Versatzabstand D1 zwischen der aktuellen Substrathalterposition CP1 des Substrathalters und der ersten oberen Position TP1 (Schritt S25).
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Es wird nun auf 9A Bezug genommen. Der Substrathalter 30 wird durch die Steuerung 80 so gesteuert, dass er von der aktuellen Substrathalterposition CP1 um den Versatzabstand D1 nach unten zu einer Zwischenposition CP2 bewegt wird (Schritt S26). Während des Steuerungsprozesses der Abwärtsbewegung des Substrathalters 30 von der aktuellen Substrathalterposition CP1 zur Zwischenposition CP2 kann der Anzeigebildschirm 60 optional eine Aufforderungsnachricht anzeigen, um den Bediener daran zu erinnern, dass sich der Substrathalter 30 in einem Bewegungszustand befindet. Es sei hier noch einmal darauf hingewiesen, dass während des Prozesses der Abwärtsbewegung des Substrathalters 30 von der aktuellen Substrathalterposition CP1 zur Zwischenposition CP2 der Steuerstab 20 immer in der aktuellen Steuerstabposition H3 bleibt. Nachdem der Substrathalter 30 die Zwischenposition CP2 erreicht hat, wird der Betriebsmodus des Waferprobers 100 vom Einstellungszustand in den „zweiten Betriebszustand“ umgeschaltet (Schritt S27).
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Es wird weiter auf 9B Bezug genommen. Wenn im zweiten Betriebszustand der Steuerstab 20 von der aktuellen Steuerstabposition H3 nach unten zur unteren Grenzposition H2 bewegt wird, wird die erste Antriebseinheit 91 durch die Steuerung 80 zum Antreiben des Substrathalters 30 so gesteuert, dass dieser entsprechend dazu von der Zwischenposition CP2 nach oben zur aktuellen Substrathalterposition CP1 bewegt wird. Wenn der Steuerstab 20 von der unteren Grenzposition H2 nach oben zur oberen Grenzposition H1 bewegt wird, wird die erste Antriebseinheit 91 durch die Steuerung 80 zum Antreiben des Substrathalters 30 so gesteuert, dass dieser entsprechend dazu von der aktuellen Substrathalterposition CP1 nach unten zur zweiten unteren Position BP2 bewegt wird, wobei die zweite untere Position BP2 niedriger als die erste untere Position BP1 ist und die zweite untere Position BP2 von der ersten unteren Position BP1 durch einen Versatzabstand D1 getrennt ist. Mit anderen Worten wird der gesamte Bereich der entsprechend dem Steuerstab 20 vorgenommenen Bewegung des Substrathalters 30 um den Versatzabstand D1 entlang der Z-Achsenrichtung verringert. Unabhängig davon, wo sich der Steuerstab 20 in irgendeiner Position befindet, kann auf diese Weise der Substrathalter 30 nicht über die aktuelle Substrathalterposition CP1 hinaus angehoben werden, wodurch im folgenden Betrieb das Auftreten einer „Beschädigung der Nadelspitzen“ vermieden wird.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 eine wie in 11A gezeigte lineare Beziehung oder eine wie in 12A gezeigte nichtlineare Beziehung bestehen, wobei die relative Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 ungeachtet des ersten Betriebszustands oder des zweiten Betriebszustands unverändert bleibt.
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Nachdem in einigen Ausführungsbeispielen der Waferprober 100 durch die Steuerung 80 in den zweiten Betriebszustand geschaltet wurde, ändert sich entsprechend dazu die relative Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20. Wenn sich beispielsweise im zweiten Betriebszustand der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, ist die höchste Position des Substrathalters 30 entsprechend der Bewegung des Steuerstabs 20 von der ersten oberen Position TP1 auf die aktuelle Substrathalterposition CP1 herabgesunken. Wenn sich jedoch der Steuerstab 20 in der oberen Grenzposition H1 befindet, wird die niedrigste Position, in der der Substrathalter 30 entsprechend der Betätigung des Steuerstabs 20 bewegbar ist, immer noch in der ersten unteren Position BP1 gehalten. D. h. im Vergleich zum ersten Betriebszustand wurde der maximale Hub der entsprechend der Bewegung des Steuerstabs 20 vorgenommenen Bewegung des Substrathalters 30 im zweiten Betriebszustand verkürzt, wobei der verkürzte Abstand der Versatzabstand D1 zwischen der ersten oberen Position TP1 und der aktuellen Substrathalterposition CP1 ist. In diesem Fall ist die relative Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 und dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand unterschiedlich, wie in 11B und 12B gezeigt.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet und der Bediener eine bestimmte auf dem Waferprober 100 befindliche physikalische Taste drückt oder auf die auf dem Anzeigebildschirm 60 angezeigte Einstelltaste einer grafischen Benutzeroberfläche klickt, macht die Steuerung 80 das Drücken oder das Klicken ungültig oder umgeht es (invalidate or bypass). Daher wird der Einstellungsbefehl nicht erzeugt und der Waferprober 100 nicht in einen Einstellungszustand geschaltet.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet und der Bediener zur Erzeugung eines Einstellungsbefehls eine bestimmte auf dem Waferprober 100 befindliche physikalische Taste drückt oder auf die auf dem Anzeigebildschirm 60 angezeigte Einstelltaste der grafischen Benutzeroberfläche klickt, macht die Steuerung 80 den Einstellungsbefehl ungültig oder umgeht ihn (invalidate or bypass). Daher wird der Einstellungsbefehl nicht erzeugt und der Waferprober 100 nicht in einen Einstellungszustand geschaltet.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, wird die auf dem Anzeigebildschirm 60 angezeigte Einstelltaste der grafischen Benutzeroberfläche durch die Steuerung 80 mit Unschärfe belegt, um den Bediener daran zu erinnern, dass in diesem Fall der Waferprober 100 nicht durch das Anklicken der Einstelltaste in einen Einstellungszustand geschaltet wird.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, wird die grafische Benutzeroberfläche des Anzeigebildschirms 60 durch die Steuerung 80 so gesteuert, dass die Einstelltaste ausgeblendet wird.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet und der Bediener auf die auf dem Anzeigebildschirm 60 angezeigte Einstelltaste der grafischen Benutzeroberfläche klickt, poppt eine Warnmeldung auf dem Anzeigebildschirm 60 auf, um den Bediener daran zu erinnern, dass in diesem Fall der Betrieb nicht in einen Einstellungszustand geschaltet werden kann.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen im ersten Betriebszustand oder im zweiten Betriebszustand die erste Antriebseinheit 91 durch die Steuerung 80 zum Antreiben des Substrathalters 30 so gesteuert wird, dass er entlang der Z-Achsenrichtung bewegt wird, wird die zweite Antriebseinheit 92 durch die Steuerung 80 gemäß dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 oder dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 zum Antreiben des Kameramoduls 70 so gesteuert, dass es entlang der Z-Achsenrichtung bewegt wird und seine Fokussierung auf die Halbleiterscheibe W aufrechterhalten wird.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen im ersten Betriebszustand oder im zweiten Betriebszustand des Waferprobers 100 die erste Antriebseinheit 91 durch die Steuerung 80 zum Antreiben des Substrathalters 30 so gesteuert wird, dass er entlang der Z-Achsenrichtung bewegt wird, wird die zweite Antriebseinheit 92 durch die Steuerung 80 gemäß dem Verschiebungsbetrag des Steuerstabs 20 oder dem Verschiebungsbetrag des Substrathalters 30 zum Antreiben des Kameramoduls 70 so gesteuert, dass es entlang der Z-Achsenrichtung bewegt wird und die Fokussierung des Kameramoduls 70 auf die Halbleiterscheibe W aufrechterhalten wird.
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Bei einem Waferprober ist die Sondenhalterplatte 40 in der Regel viel schwerer als der Substrathalter 30. Daher ist zum Antreiben der Sondenhalterplatte 40 zur Bewegung eine höhere Leistung und ein stärkerer Mechanismus als zum Antreiben des Substrathalters 30 erforderlich. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Bewegungsrichtung des Steuerstabs 20 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Substrathalters 30. Wenn daher der Bediener den Steuerstab 20 von der oberen Grenzposition H1 zur unteren Grenzposition H2 bewegt, fühlt es sich an, als ob die Sondenhalterplatte 40 so gesteuert würde, dass sie nach unten bewegt wird, ohne dabei zu bemerken, dass der Substrathalter 30 tatsächlich angehoben wird.
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Es wird auf die 10A bis 10C Bezug genommen. Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 in der oberen Grenzposition H1 befindet, befindet sich der Substrathalter 30 in der niedrigsten Position. Wenn sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, befindet sich der Substrathalter 30 in der höchsten Position. Die höchste Position des Substrathalters 30 entspricht der ersten oberen Position TP1 in 6 oder 9B im ersten Betriebszustand und sie entspricht der zweiten oberen Position TP2 in 6 oder der aktuellen Substrathalterposition CP1 in 9B im zweiten Betriebszustand. Im ersten Betriebszustand oder im zweiten Betriebszustand kann die höchste Position, die der Substrathalter 30 erreichen kann, als Ursprungsposition des Substrathalters 30 angesehen werden. Wenn der Bediener den Steuerstab 20 bewegt, zeigt der Anzeigebildschirm 60 kontinuierlich die Entfernungsinformationen 62 des Substrathalters 30 an. Die Entfernungsinformationen 62 beziehen sich darauf, wie weit der Substrathalter 30 relativ zur Ursprungsposition bewegt wird. Die Entfernungsinformationen helfen dem Bediener, die aktuelle Substrathalterposition 30 zu erkennen und dann festzustellen, ob die Spitzen der Probenadeln 50 im Begriff sind, mit der auf dem Substrathalter 30 befindlichen Halbleiterscheibe W in Kontakt zu kommen. Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet (siehe 10C), zeigt der Anzeigebildschirm 60 die Entfernungsinformationen 62 nicht an. Mit anderen Worten zeigt der Anzeigebildschirm 60 die Entfernungsinformationen 62 nur dann an, wenn der Steuerstab 20 die untere Grenzposition H2 verlässt. Dies liegt daran, dass, wenn sich der Steuerstab 20 in der unteren Grenzposition H2 befindet, sich der Substrathalter 30 bereits in der höchsten Position (der Ursprungsposition) befindet und nicht weiter nach oben bewegt werden kann. Wie oben erwähnt, werden die Entfernungsinformationen 62 angezeigt, um dem Bediener zu helfen, zu erkennen, ob die Spitzen der Probenadeln 50 dabei sind, mit der auf dem Substrathalter 30 befindlichen Halbleiterscheibe W in Kontakt zu kommen. Wenn sich der Substrathalter 30 bereits in der höchsten Position (Ursprungsposition) befindet, bietet das Anzeigen der Entfernungsinformationen 62 zu diesem Zeitpunkt keine Unterstützung für den Bediener.
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Wenn in einigen Ausführungsbeispielen sich der Steuerstab 20 hingegen in der unteren Grenzposition H2 befindet und entsprechend dazu sich der Substrathalter 30 in der zweiten oberen Position TP2 in 6 oder in der aktuellen Substrathalterposition CP1 in 9B befindet, ist die Oberfläche der Halbleiterscheibe W nur nahe an den Spitzen der Probenadeln 50, aber nicht in Kontakt mit ihnen. In diesem Fall kann der Bediener über die auf dem Anzeigebildschirm 60 angezeigte grafische Benutzeroberfläche arbeiten und dadurch den Substrathalter 30 durch genaues Steuern anheben, bis die Oberfläche der Halbleiterscheibe W mit den Spitzen der Probenadeln 50 in Kontakt kommt.
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In einigen Ausführungsbeispielen beträgt der Abstand zwischen der ersten oberen Position TP1 und der ersten unteren Position BP1 3 bis 5 mm.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Erfindung beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Waferprober
- 10
- Gehäuse
- 20
- Steuerstab
- 202
- Sensor
- 21
- Gleitrille
- 30
- Substrathalter
- 40
- Sondenhalterplatte
- 50
- Probenadel
- 60
- Anzeigebildschirm
- 62
- Entfernungsinformation
- 70
- Kameramodul
- 80
- Steuerung
- 90
- Objektivlinsenmodul
- 91
- erste Antriebseinheit
- 92
- zweite Antriebseinheit
- W
- Halbleiterscheibe
- P
- Kontaktpad
- D1
- Versatzabstand
- H1
- obere Grenzposition
- H2
- untere Grenzposition
- H3
- aktuelle Steuerstabposition
- TP1
- erste obere Position
- TP2
- zweite obere Position
- BP1
- erste untere Position
- BP2
- zweite untere Position
- CP1
- aktuelle Substrathalterposition
- CP2
- Zwischenposition
- S11 - S16
- Schritte
- S21 - S27
- Schritte