本文關(guān)鍵詞：探針臺(tái)精準(zhǔn)控制關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：集成電路自動(dòng)化裝備-探針臺(tái)是晶圓測(cè)試領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。由于晶圓片上晶粒很小,達(dá)到微米級(jí),所以要求探針臺(tái)要保持很高的定位精度和運(yùn)動(dòng)精度才能保證探針與晶粒的準(zhǔn)確對(duì)針和測(cè)試。因此,本文主要研究的問(wèn)題是如何保證探針臺(tái)高精密控制,從而達(dá)到微米級(jí)定位要求。本文來(lái)自于國(guó)家02專(zhuān)項(xiàng)-面向12”晶圓片的全自動(dòng)探針臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究。首先,本文介紹了探針臺(tái)兩大部分-LOADER和PROBER的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)流程；其次,本文重點(diǎn)對(duì)預(yù)對(duì)位、Z軸升降、XY平臺(tái)三個(gè)關(guān)鍵部件的精準(zhǔn)控制進(jìn)行研究,分析影響控制精度的多維度因素,并提出相應(yīng)的技術(shù)方案和算法；最后,本文從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā),借助CAN總線技術(shù),從通信層面實(shí)現(xiàn)探針臺(tái)實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的控制。第一章,闡述集成電路行業(yè)的發(fā)展,引出探針臺(tái)的研究現(xiàn)狀,提煉出探針臺(tái)高精度控制的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,給出本文研究框架。第二章,概括探針臺(tái)各整體結(jié)構(gòu)和工作流程。詳細(xì)分析預(yù)對(duì)位、Z軸機(jī)構(gòu)以及XY平臺(tái)的動(dòng)作流程,給出關(guān)鍵部件的控制要求和技術(shù)指標(biāo)。第三章,在精準(zhǔn)預(yù)對(duì)位技術(shù)問(wèn)題上,本文提出步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)均勻化技術(shù)及無(wú)偏擬合圓算法。采用電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)并結(jié)合Newton插值法對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行修正補(bǔ)償,輸出均勻的步距值。另一方面,采用最小二乘擬合圓線性無(wú)偏估計(jì)算法求取圓心坐標(biāo)以及缺口位置,對(duì)比其它算法,該算法為高精準(zhǔn)晶圓預(yù)對(duì)位提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。最后,提出補(bǔ)償角的概念,并給出不同情況下的計(jì)算公式,滿足預(yù)對(duì)位需求。第四章,在晶圓片與探針微變形接觸精準(zhǔn)控制的技術(shù)層面上,本文分析變形量、頂升力以及驅(qū)動(dòng)電壓三者之間的關(guān)系并探究可重復(fù)定位影響因子。得出Z軸位移與頂升力之間的曲線,通過(guò)實(shí)驗(yàn)擬合輸出電壓與頂升力的關(guān)系模型,從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)微米級(jí)的精準(zhǔn)控制的目的。結(jié)合Z軸升降的實(shí)際工況要求,提出可重復(fù)定位精度的概念,從而確定Z軸升降的位移和速度。第五章,在XY平臺(tái)精準(zhǔn)控制的技術(shù)要求上,本文提出采用光柵尺+MAP形成雙閉環(huán)反饋。首先對(duì)XY平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)作了簡(jiǎn)要的分析；其次采用邊緣掃描方案極大提高掃描效率和準(zhǔn)確度,對(duì)比傳統(tǒng)的網(wǎng)格生成算法,基于動(dòng)態(tài)閾值的MAP生成算法保證了晶圓映射的全局性和唯一性,為XY平臺(tái)系統(tǒng)反饋提供數(shù)據(jù)支撐。第六章,在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的層面上,本文基于CAN總線解決精度控制問(wèn)題。描述了基于CAN總線控制的PROBER系統(tǒng)框架,主要針對(duì)CAN節(jié)點(diǎn)模塊的軟硬件行設(shè)計(jì)。針對(duì)預(yù)對(duì)位關(guān)鍵模塊和Z軸升降模塊,從通信響應(yīng)時(shí)間、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)精度以及驅(qū)動(dòng)電壓輸出的離散度來(lái)分析CAN總線相比集中式控制的優(yōu)越性。第七章,總結(jié)本文創(chuàng)新點(diǎn),并展望今后的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：精準(zhǔn)控制 晶圓預(yù)對(duì)位 微變形接觸 MAP圖 CAN通信
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN407
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 引言12-13
• 1.2 探針臺(tái)用途及關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析13-16
• 1.2.1 探針臺(tái)用途13-14
• 1.2.2 探針臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析14-16
• 1.3 探針臺(tái)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)16-20
• 1.3.1 探針臺(tái)國(guó)外研究進(jìn)展闡述17-18
• 1.3.2 探針臺(tái)國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展18-20
• 1.3.3 探針臺(tái)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)20
• 1.4 本文主要研究背景及意義20-23
• 1.4.1 課題來(lái)源20-22
• 1.4.2 研究意義22-23
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)框架23-27
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.5.2 本文框架24-27
• 第2章 探針臺(tái)關(guān)鍵模塊結(jié)構(gòu)及精準(zhǔn)控制要求27-39
• 2.1 引言27
• 2.2 探針臺(tái)整體結(jié)構(gòu)及工作流程27-31
• 2.2.1 探針臺(tái)整體結(jié)構(gòu)27-29
• 2.2.2 探針臺(tái)工作流程29-31
• 2.3 關(guān)鍵模塊結(jié)構(gòu)和動(dòng)作流程31-36
• 2.3.1 預(yù)對(duì)位模塊結(jié)構(gòu)和動(dòng)作流程31-33
• 2.3.2 Z軸升降機(jī)構(gòu)及控制流程33-35
• 2.3.3 X-Y平臺(tái)結(jié)構(gòu)及控制流程35-36
• 2.4 關(guān)鍵模塊的精準(zhǔn)控制要求36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 晶圓精準(zhǔn)預(yù)對(duì)位技術(shù)39-59
• 3.1 引言39-40
• 3.2 預(yù)對(duì)位裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-41
• 3.3 預(yù)對(duì)位步進(jìn)電機(jī)精準(zhǔn)控制技術(shù)41-48
• 3.3.1 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)41-45
• 3.3.2 步距角均勻化方法45-48
• 3.4 晶圓預(yù)對(duì)位檢測(cè)定位算法48-56
• 3.4.1 晶圓圓心四點(diǎn)定位算法49-50
• 3.4.2 晶圓圓心最小二乘擬合圓線性無(wú)偏估計(jì)算法50-53
• 3.4.3 晶圓旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償角分析53-56
• 3.5 預(yù)對(duì)位實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析56-58
• 3.6 本章小結(jié)58-59
• 第4章 探針與晶圓微變形接觸精準(zhǔn)控制技術(shù)59-73
• 4.1 引言59-60
• 4.2 探針與晶圓片微變形情況分析60-62
• 4.2.1 晶圓片升降運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-61
• 4.2.2 探針微變形機(jī)理分析61-62
• 4.3 微接觸變形的力學(xué)分析62-69
• 4.3.1 微變形運(yùn)動(dòng)的速度模式選擇62-64
• 4.3.2 微變形運(yùn)動(dòng)頂升力與變形量的關(guān)系分析64-67
• 4.3.3 步進(jìn)電機(jī)輸出電壓與頂升力關(guān)系實(shí)驗(yàn)擬合67-69
• 4.4 微接觸變形的重復(fù)定位精度分析69-72
• 4.4.1 微接觸變形的重復(fù)定位精度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)69
• 4.4.2 重復(fù)定位精度測(cè)試方法論證69-71
• 4.4.3 基于影響因素分離法的重復(fù)定位精度分析71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第5章 晶圓MAP圖反饋的XY平臺(tái)精準(zhǔn)控制73-85
• 5.1 引言73-74
• 5.2 X-Y平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)74-75
• 5.3 MAP圖生成算法優(yōu)化75-82
• 5.3.1 晶圓掃描方案分析75-79
• 5.3.2 基于傳統(tǒng)網(wǎng)格的MAP圖生成算法79-80
• 5.3.3 基于動(dòng)態(tài)閾值的MAP圖生成算法80-82
• 5.4 MAP圖反饋XY平臺(tái)精度分析82-84
• 5.5 本章小結(jié)84-85
• 第6章 基于CAN總線的探針臺(tái)精準(zhǔn)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)85-95
• 6.1 引言85-86
• 6.2 CAN總線技術(shù)分析86-88
• 6.2.1 CAN總線簡(jiǎn)介86-87
• 6.2.2 CAN總線通信協(xié)議87-88
• 6.3 探針臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)88-92
• 6.3.1 基于CAN總線的探針臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)88-89
• 6.3.2 關(guān)鍵模塊CAN節(jié)點(diǎn)軟硬件實(shí)現(xiàn)89-92
• 6.4 CAN總線實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)控制的實(shí)驗(yàn)研究92-94
• 6.4.1 CAN節(jié)點(diǎn)高精度控制預(yù)對(duì)位模塊的實(shí)驗(yàn)研究92-93
• 6.4.2 CAN節(jié)點(diǎn)高精度控制Z軸升降模塊的實(shí)驗(yàn)研究93-94
• 6.5 本章小結(jié)94-95
• 第7章 總結(jié)與展望95-98
• 7.1 結(jié)論95-96
• 7.2 展望96-98
• 參考文獻(xiàn)98-102

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 姜斌，惲正中;掃描探針技術(shù)的進(jìn)展[J];儀器儀表學(xué)報(bào);1996年S1期

2 張艷輝,孫以材,劉新福,陳志永;斜置式方形探針測(cè)量單晶斷面電阻率分布mapping技術(shù)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2004年06期

3 王昭;李焰;王惠;李捷;秦學(xué)軍;;一種電探針脈沖形成電路的改進(jìn)[J];計(jì)測(cè)技術(shù);2013年04期

4 李建昌;王永;簡(jiǎn)曉慧;巴德純;;半導(dǎo)體表面電學(xué)特性微觀四點(diǎn)探針測(cè)試技術(shù)研究進(jìn)展[J];真空;2011年01期

5 邵大川;有源探針的原理和特性[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;1996年01期

6 徐瑩;楊勇;鄒紹芳;王平;;用于嗅覺(jué)機(jī)理研究的MEMS微探針陣列[J];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2009年01期

7 邵大川;集成電路有源探針的原理和特性[J];微處理機(jī);1996年03期

8 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 李喜德;;探針實(shí)驗(yàn)力學(xué)[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（上）[C];2007年

2 余道軍;吳盛海;王賢軍;童文娟;;AllGlo探針?biāo)闹責(zé)晒舛縋CR技術(shù)同時(shí)檢測(cè)四種皰疹病毒[A];2011年浙江省檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2011年

3 余道軍;吳盛海;童文娟;;AllGlo探針?biāo)闹責(zé)晒舛縋CR技術(shù)同時(shí)檢測(cè)四型皰疹病毒[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第九次全國(guó)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國(guó)醫(yī)院協(xié)會(huì)臨床檢驗(yàn)管理專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第六屆全國(guó)臨床檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室管理學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

4 王虹;鐘敏;許頌霄;尹一兵;;新型duplex scorpion探針技術(shù)在結(jié)核分枝桿菌定量PCR檢測(cè)中的應(yīng)用[A];第五次全國(guó)中青年檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2006年

5 陳洪亮;;64排CT血管探針技術(shù)在頸部動(dòng)脈狹窄評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十八次全國(guó)放射學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年

6 杜立波;姜玉崗;王廣清;徐元超;賈宏瑛;田秋;劉揚(yáng);;新型納米自由基探針的設(shè)計(jì)、合成及ESR研究[A];第十六屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2010年

7 劉蘋(píng);楊金堂;王紅寧;;用地高辛素標(biāo)記M41株S1基因cDNA探針檢測(cè)IBV的研究[A];動(dòng)物學(xué)專(zhuān)輯——上海市動(dòng)物學(xué)會(huì)2000年年會(huì)論文集[C];2000年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 本報(bào)記者 趙建國(guó);甲型H1N1流感病毒速測(cè)技術(shù)顯神威[N];中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李春陽(yáng);念珠菌基因酶切分析及生物素探針的研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);1991年

2 王艷艷;掃描探針精密測(cè)控中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2014年

3 張舒林;結(jié)核分枝桿菌耐藥分子機(jī)制及其快速檢測(cè)方法的建立[D];四川大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：探針臺(tái)精準(zhǔn)控制關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：276567