一种晶圆检测台的探针位置控制方法、装置及系统

本发明涉及晶圆检测，具体涉及一种晶圆检测台的探针位置控制方法、装置及系统。

背景技术：

1、随着半导体产业的蓬勃发展，对晶圆生产和测试的要求也越来越高，晶圆检测台是一种用于晶圆生产测试的常见设备，具有高精度、高速度、高稳定性等特点，探针测试是半导体硅片在生产制造过程中的一个重要的测试项目，探针测试是使用探针卡与晶圆上的压焊点接触以传输电信号的过程，探针卡是测试仪器与待测器件之间的接口，测试中常见的探针卡是一种带有很多细针的的印刷电路板，在测试中这些细针会和待测器件之间进行物理和电学接触，探针传递进出晶圆测试中压焊点的电压电流，即晶圆检测台是通过探针卡上的探针与晶圆上的测试接触压焊点接触，测试台会发送测试电信号，通过探针及与探针接触的压焊点输入到晶圆上的晶粒并获得测试数据，所以对于晶圆检测台上的探针位置控制显得尤为重要；

2、但是传统的探针位置控制方法对模型具有不确定性并且对外界干扰的应对能力较差，这会使得探针位置控制精度较低，且传统控制方法需要用到连续的探针位置和速度信号，但实际中往往只能测得位置的离散采样信号，无法满足实际的应用需求，因此，需要设计基于探针位置采样信号的新型抗干扰位置控制方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种晶圆检测台的探针位置控制方法，它能够克服模型不确定性和外界干扰等因素的影响，提高探针运动位置的控制精度，且只需要用到探针位置的采样信号，更方便于工程应用。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种晶圆检测台的探针位置控制方法，包括：

3、连续测量晶圆测试台上的探针的位置信息，以预设的时间间隔对所述位置信息进行采样，得到采样信号，每得到一个新的采样信号，执行一次控制信号获取步骤；所述控制信号获取步骤包括：

4、s1，将新的采样信号经过零阶保持器保持，得到采样数据xk；

5、s2，将采样数据xk输入离散连续观测器，得到连续的估计位置信号x；

6、s3，将估计位置信号x和预设的探针期望位置信号r输入位置跟踪控制器，得到位置跟踪控制信号u；

7、s4，将估计位置信号x和位置跟踪控制信号u作为扰动补偿器的输入，得到扰动补偿控制信号w；

8、s5，将位置跟踪控制信号u和扰动补偿控制信号w相加，作为探针位置的控制输入信号，实现对探针运动位置的控制。

9、进一步，所述控制信号获取步骤中还包括：

10、s6，将位置跟踪控制信号u和扰动补偿控制信号w输入离散连续观测器，更新所述估计位置信号x,然后返回s3。

11、进一步，所述离散连续观测器的设计方法为：

12、

13、

14、其中，v表示辅助状态变量，l1和l2为正的观测器增益系数，t和tk分别为当前时刻和采样信号的采样时刻，e为自然对数的底，m(x)为以x为自变量的探针惯性矩阵函数。

15、进一步，所述位置跟踪控制器的构建算法为：

16、u＝-k1(x-r)-θ

17、

18、其中，k1和k2为正的控制器增益系数，θ为无实际意义的辅助变量。

19、进一步，所述扰动补偿器的构建算法为：

20、w＝m-1(x)(-αu+α∫udt)

21、其中，α为正的滤波参数，m-1(x)为m(x)的逆矩阵，m(x)为以x为自变量的探针惯性矩阵函数。

22、本发明还提供了一种晶圆检测台的探针位置控制信号获取装置，包括：

23、零阶保持器，用于对采样信号进行零阶保持，以得到采样数据xk；

24、离散连续观测器，用于基于采样数据xk，得到连续的估计位置信号x；

25、位置跟踪控制器，用于基于估计位置信号x和预设的探针期望位置信号r，得到位置跟踪控制信号u；

26、扰动补偿器，用于基于估计位置信号x和位置跟踪控制信号u，得到扰动补偿控制信号w；

27、控制信号生成器，用于将位置跟踪控制信号u和扰动补偿控制信号w相加，得到探针位置的控制输入信号。

28、本发明还提供了一种晶圆检测台的探针位置控制系统，包括：

29、测量模块，用于连续测量晶圆测试台上的探针的位置信息；

30、采样模块，用于以预设的时间间隔对所述位置信息进行采样，得到采样信号；

31、晶圆检测台的探针位置控制信号获取装置。

32、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

33、采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

34、1、本发明通过采用离散连续观测器，运用离散的位置采样信号估计出连续的位置和速度信号，省去了对探针的速度的测量，简化了控制系统结构，节约了成本；

35、2、本发明只需要使用离散的位置采样信号来获取探针位置的控制输入信号，更符合工程应用需求；

36、3、针对模型不确定性和外界干扰等因素，本发明通过对不确定模型和扰动进行估计和补偿，从而提高了对探针位置控制的精度。

技术特征：

1.一种晶圆检测台的探针位置控制方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种晶圆检测台的探针位置控制方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种晶圆检测台的探针位置控制方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种晶圆检测台的探针位置控制方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种晶圆检测台的探针位置控制方法，其特征在于，

6.一种晶圆检测台的探针位置控制信号获取装置，其特征在于，

7.一种晶圆检测台的探针位置控制系统，其特征在于，

技术总结
本发明涉及一种晶圆检测台的探针位置控制方法、装置及系统，方法包括：连续测量探针的位置信息，以预设的时间间隔对位置信息进行采样，得到采样信号，每得到一个新的采样信号，执行一次控制信号获取步骤；控制信号获取步骤包括：S1，将新的采样信号经过零阶保持器保持，得到采样数据x<subgt;k</subgt;；S2，将x<subgt;k</subgt;输入离散连续观测器，得到连续的估计位置信号x；S3，将x和探针期望位置信号r输入位置跟踪控制器，得到位置跟踪控制信号u；S4，将x和u作为扰动补偿器的输入，得到扰动补偿控制信号w；S5，将u和w相加，作为探针位置的控制输入信号。本发明能克服模型不确定性和外界干扰等因素的影响，提高探针运动位置的控制精度，且只需要用到探针位置的采样信号，更方便于工程应用。

技术研发人员：夏新栋,沈绍博,兰昊,汤芷涵,黄怡,黄振涛,杨长春,杨彪
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13