模块化晶片卡盘系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于晶片的安装或夹紧以及温度控制的模块化晶片卡盘系统，涉及一种用于模块化卡盘晶片系统的传感器模块，还涉及一种用于设置模块化晶片卡盘系统的模块的方法。


背景技术：

2.卡盘用在例如半导体工业中，特别是用在微电子和微系统技术中，用于提供晶片，例如用于检查晶片的几何参数。此外，还可借助测试工具(探针)接触晶片上的结构(电子元件，如二极管、晶体管、集成电路等)，并进行各种功能测试。功能测试包括对结构施加电压和/或电流并测量特定参数。对于此类功能测试，待被测试的晶片或晶片结构在测试开始时具有一定的温度是特别有利的。这样做的好处是可以减少或基本避免对测试的干扰。此外，由于与测试工具(探针)的相互作用，特别是在结构与探针接触时，以及在功能测试过程中由于电流流动，结构或晶片的温度通常会发生变化。因此，对结构或晶片进行连续的温度控制或对其温度进行控制或调节是有利的，从而优选基本相同的测试条件适用于功能测试。进行功能测试的温度范围通常在-75℃到400℃之间。
3.通常，提供大量的温度控制元件用于加热和/或冷却卡盘或晶片，通过温度传感器控制或调节温度。特别是，对卡盘或晶片的温度进行监控，当温度偏离目标温度时，对相应的温度控制元件进行控制，使晶片或卡盘的温度始终基本相同，并基本对应于目标温度。
4.卡盘最好有一个与晶片上待测结构相适应的接触面。特别是，为了例如在功能测试期间获得改进的温度监测和/或控制，适用于待被测结构的温度测量的设置是有利的。
5.然而，适用于待被测试的不同结构的不同卡盘的制造是极其昂贵的，并且与所增加的时间和资源的支出相关联。


技术实现要素：

6.因此，本发明的目的是提供一种模块化晶片卡盘系统、传感器模块和用于设置模块化晶片卡盘系统的模块的方法，以便能够以成本和资源节约的方式对具有不同待测试结构的晶片进行改进的功能测试。
7.这个目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施例是从属权利要求的主题。
8.本发明的一个方面涉及一种用于晶片的安装或夹紧以及温度控制的模块化晶片卡盘系统，包括:卡盘，用于晶片的温度控制；传感器模块，包括至少一个温度测量装置，所述温度测量装置用于测量所述传感器模块的温度和/或所述卡盘的温度和/或由所述晶片卡盘系统安装或夹紧的晶片的温度；其中所述卡盘具有耦合面，所述耦合面被配置为可拆卸地耦合所述传感器模块；以及其中，所述传感器模块具有第一耦合面和第二耦合面，所述第一耦合表面被配置为安装或夹紧晶片，所述第二耦合面用于与所述卡盘的耦合面耦合。
9.特别地，所述卡盘和/或所述传感器模块是独立的单元，并且可以单独地和/或彼
此独立地使用。特别地，模块化晶片卡盘系统的卡盘被配置为用于晶片的耦合和/或温度控制，而不需要耦合传感器模块。可选地和/或附加地，晶片卡盘系统的传感器模块被配置为用于与任何卡盘和/或晶片耦合，并测量耦合晶片的温度。
10.这种模块化晶片卡盘系统具有特别的优点，即适用于和/或定制于待被测试晶片的结构的传感器模块可以耦合到标准卡盘上。为测试晶片或晶片的结构，只有传感器模块可有利地被另一个传感器模块更换或替换。这样就消除了额外制造卡盘以控制待被测试的不同晶片或结构的晶片温度的需要，因为传感器模块可以与任何卡盘组合和/或耦合。这进一步允许测试环境的优化布置，因为永久安装的卡盘可用于测试多个不同的晶片和/或结构。
11.特别地，模块化晶片卡盘系统在卡盘和传感器模块之间没有用于传输电信号的直接连接。换句话说，晶片卡盘系统的卡盘和传感器模块是独立的单元，可以单独地和/或独立地使用。
12.晶片卡盘系统的模块化的特点特别在于，卡盘和传感器模块优选地基本上仅通过各自的耦合面彼此耦合。在预期操作中，卡盘的耦合面朝上。在预期操作中，用于与卡盘耦合的传感器模块的第二耦合面优选地向下对准，用于与晶片耦合的传感器模块的第一耦合面优选地在操作中向上对准。当传感器模块设置在卡盘上时，卡盘的耦合面和传感器模块的第二耦合面相互抵靠和/或相互堆叠。
13.卡盘的耦合面和/或传感器模块的第二耦合面优选地为基本平坦和/或平面表面，其优选具有基本圆形或矩形形状。优选地，卡盘的耦合面和传感器模块的第二耦合面具有基本相同的形状和/或尺寸。通过这些耦合面，基本上只有热能可以从卡盘传输到传感器模块。
14.模块化晶片卡盘系统的卡盘优选地可以耦合到多个不同的传感器模块和/或与多个不同传感器模块一起使用。可替换地和/或附加地，即使没有传感器模块，卡盘也适用于晶片的温度控制和/或测试。
15.此外，模块化晶片卡盘系统的优点在于，一个或多个温度测量传感器可以放置在传感器模块中，从而更接近晶片或待测试结构。此外，传感器模块的设计可以根据需求进行单独调整。这也提供了优点，特别是在涉及一个或多个温度测量传感器的设置方面，因为例如在传感器模块中没有用于系统温度控制的组件。因此，模块化晶片卡盘系统能够增加温度测量传感器的数量和/或优化温度测量传感器的分布，从而实现改进温度监测和/或控制，特别是在功能测试期间。
16.优选地，模块化晶片卡盘系统的卡盘和/或传感器模块包括至少一个用于安装或夹紧晶片的真空室。进一步优选地，卡盘和/或传感器模块包括至少一个用于连接真空管线的连接装置。
17.为了将可更换传感器模块耦合到卡盘，在卡盘的耦合面上，卡盘优选地具有一个或多个真空室，这些真空室与用于连接到真空管线的连接装置相连。这样，可以在一个或多个真空室中产生负压，从而使得传感器模块能够可拆卸地耦合到卡盘的耦合面。有利地，在传感器模块的第二耦合面上，传感器模块也具有一个或多个真空室，这样晶片可以被安装或夹紧在传感器模块上或被传感器模块安装或夹紧。这里，传感器模块可以具有用于连接真空管线的连接装置。可替换地和/或附加地，传感器模块包括一个或多个连续的通孔，即
通道和/或孔，使负压能够从卡盘的一个或更多个真空室传输到晶片。以这种方式，晶片就可以被安装或夹紧在传感器模块上，而传感器模块不需要用于连接到真空管线的连接装置。这种配置是特别有利的，因为以这种方式实现了传感器模块的简化设计和/或简化制造。
18.优选地，模块化晶片卡盘系统包括绝缘层，绝缘层用于可拆卸地耦合到卡盘和/或传感器模块。提供绝缘层在高压测试领域是特别有利的，以防止损坏卡盘和/或传感器模块及其电子设备和/或与其连接的控制/测量装置。绝缘层可以设置在卡盘和传感器模块之间和/或传感器模块和晶片之间。绝缘层优选地至少部分由具有高比电阻的材料制成，例如氧化铝陶瓷、氮化硼、滑石、陶瓷、玻璃、(玻璃纤维增强)塑料、硅橡胶、聚四氟乙烯和/或环氧树脂。优选地，绝缘层具有高的热传导系数，因此绝缘层对晶片卡盘系统的温度测量和/或温度控制几乎没有影响。
19.进一步优选地，可更换传感器模块具有用于与温度测量单元进行通信的第一通信接口，第一通信接口适于传输来自至少一个温度测量装置的电信号，并且温度测量单元适于接收来自传感器模块的至少一个温度测量装置的电信号。温度测量单元优选地被配置为处理，特别是组合和/或合并来自一个或多个温度测量装置的测量值。特别优选地，温度测量单元被配置为至少部分地执行根据本技术的一个方面的用于温度控制或调节的方法。
20.有利地，用于卡盘和/或传感器模块和/或安装的或夹紧的晶片的温度控制的卡盘包括：第二通信接口，用于将温度控制介质供应到卡盘中和/或从卡盘排出温度控制介质；和/或第三通信接口，用于与卡盘的至少一个电热转换器进行通信。进一步优选地，模块化晶片卡盘系统包括：温度控制装置中的控制单元，其与温度测量单元和第二和/或第三通信接口连接，用于：基于测量到的传感器模块和/或卡盘和/或晶片的温度来控制或调节卡盘和/或者传感器模块和/或晶片的温度。
21.卡盘的温度，例如通过温度控制装置或控制单元的控制和/或调节来控制，在本技术中如下所述。
22.进一步地，卡盘可选择性地具有一个或多个温度测量装置，这些装置也可以由温度控制装置和/或控制单元和/或温度测量单元提供，用于卡盘的温度监测和/或温度控制和/或调节。
23.本发明的另一方面涉及一种用于耦合到模块化晶片卡盘系统的卡盘上的传感器模块，包括：至少一个温度测量装置，用于测量传感器模块的温度、和/或测量耦合的卡盘的温度、和/或测量由传感器模块和/或卡盘安装或夹紧的晶片的温度；用于安装或夹紧晶片的第一耦合面；以及用于耦合到卡盘的第二耦合面。
24.有利地，传感器模块还包括：多个温度测量装置；和/或至少一个用于安装或夹紧晶片的真空室；和/或用于连接真空管线的连接装置；和/或第一通信接口，用于与温度测量单元进行通信来控制卡盘的温度；其中，第一通信接口适于传输来自至少一个温度测量装置的电信号，温度控制单元适于接收来自所述传感器模块的至少一个温度测量装置的电信号。
25.传感器模块是独立的单元，其可以具有模块化晶片卡盘系统的传感器模块的一个或多个上述特征。特别地，传感器模块适用于与不同的卡盘连接并且与之形成模块化的晶片卡盘系统。
26.有利地，传感器模块是独立且独立使用的单元，用于耦合到晶片并测量耦合晶片的温度。传感器模优选地不被配置为控制传感器模块和/或耦合晶片的温度，和/或不被配置为不具有用于温度控制的装置，特别是没有电热转换器。
27.本发明的另一方面涉及一种用于设置模块化晶片卡盘系统的模块的方法，包括:提供用于晶片温度控制的卡盘；将传感器模块耦合到卡盘的耦合面；其中所述传感器模块具有:第一耦合面，被配置为安装或夹紧晶片；以及至少一个温度测量装置，用于测量传感器模块和/或卡盘和/或由晶片卡盘系统安装或夹紧的晶片的温度。
28.优选地，所述方法进一步包括以下步骤：将晶片与所述传感器模块的第一耦合面安装或夹紧；以及优选地，卡盘、传感器模块和/或安装的或被夹紧的晶片的温度控制步骤。
29.有利地，可更换的传感器模块设置在卡盘的耦合面上，并且优选地借助于负压和/或真空和/或施加的磁场被安装或夹紧在其上。晶片可以被安装或夹紧在传感器模块的第一耦合面上，特别是如本技术中所描述的那样。在此，传感器模块的第一耦合面优选地设置在传感器模块的背向卡盘的一侧。
30.该方法还可以包括：在卡盘和传感器模块之间和/或传感器模块和晶片之间设置绝缘层。
31.本方法特别地用于准备测试晶片或位于晶片上的待测试结构。更进一步地，根据本技术的一个方面，该方法可以包括用于控制或调节晶片的卡盘的温度的测试过程和方法步骤。
32.在该方法中描述的本发明的各个方面也适用于执行如下文所述的方法和/或具有下文所述的温度控制装置和/或晶片测试系统的特征。
33.另一方面涉及一种用于晶片的模块化晶片卡盘系统的卡盘的温度控制或调节方法，包括以下步骤：检测用于测试晶片的测试装置的位置；确定测试装置与传感器模块的多个温度测量装置之间各自的空间距离，该传感器模块用于测量传感器模块的温度，和/或测量卡盘的温度，和/或测量由晶片卡盘系统安装或夹紧的晶片的温度；在多个温度测量装置中选择至少一个温度测量装置作为参考温度测量装置；基于由所选择的参考温度测量装置测量到的传感器模块和/或卡盘和/或晶片的温度，来控制或调节卡盘的温度。
34.特别地，这种方法能够简化晶片卡盘系统或晶片，和有利地对晶片卡盘系统或晶片的温度控制，因为整个卡盘的温度控制基本上是均匀进行的，例如通过控制用于卡盘温度控制的所有装置。因此，该方法对工艺处理和/或控制或调节电子设备方面要求较低。此外，也不会对卡盘或晶片上对功能测试无关紧要的区域进行不必要的加热和/或冷却。
35.优选地，传感器模块具有用于夹紧晶片的平台，晶片被传感器模块安装或夹紧，例如通过产生磁场或真空的方式。
36.优选地，传感器模块和/或卡盘包括多个温度测量装置，这些温度测量装置设置在传感器模块上或传感器模块中，和/或设置在卡盘中或卡盘上，以便测量传感器模块和/或卡盘和/或晶片在优选地几个不同位置的温度。
37.晶片由传感器模块安装或夹紧，使得测试装置(例如探针或探针卡(probe card)能够接触晶片表面上的不同位置，并测试位于晶片中或晶片表面上的结构。在此，多个探针或探针指(probe finger)优选地以这样的方式排列，使得它们可以接触待测试结构的接触表面，例如，通过引入电流或施加电压，能够检测结构的特性。
38.优选地，基本均匀地控制或调节卡盘的温度，即以基本相同的方式或一致地控制或调节，特别优选地，通过均匀地控制用于卡盘温度控制的一个或多个装置，例如设置在卡盘中或卡盘上的多个电热转换器。
39.优选地，选择温度测量装置作为参考温度测量装置，包括步骤：选择与测试装置空间距离最小的温度测量装置。
40.优选地，卡盘的温度，以及另外的传感器模块和/或晶片的温度，优选地基于多个温度测量装置中的单个温度测量装置的测量温度来控制或调节。优选地，使用温度测量装置，或使用温度测量装置测量的温度，温度测量装置与测试装置的空间距离最小或最接近测试装置。从而，有利地，选择潜在最精确地和/或在时间上最先检测或记录待被测结构所在晶片区域温度变化的温度测量装置作为参考温度测量装置，用于控制和调节卡盘和/或耦合的传感器模块和/或晶片的温度。
41.优选地，如果确定的两个或多个温度测量装置的空间距离在一定公差t
±
内和/或尺寸基本相同，则选择参考温度测量装置包括步骤：在两个或多个温度测量装置中选择具有最大温度差tdiff和/或单位时间的温度变化tgrad最大的温度测量装置；或者选择两个或多个温度测量装置作为参考温度测量装置，其中，基于由所述参考温度测量装置测量到的温度的平均值或平均值，控制或调节所述卡盘的温度。在此，公差t
±
可对应于例如优选小于约10cm、更优选小于约1cm、更优选小于约0.1cm的当量。尺寸基本相同优选地相当于例如距离差小于约10％、更优选小于约1％，更优选小于约0.1％。可以根据结构条件，特别是多个温度测量装置的数量和/或设置，和/或所期望的温度控制或调节行为来选择这些值。可选地，可以选择两个或多个温度测量装置作为参考温度测量装置，由两个或更多个参考温度测量装置测量的温度(例如，优选地是所测量温度的平均值)用于调节或控制卡盘的温度。
42.在此，温度差tdiff对应于所测量的温度t(t)和卡盘或晶片的目标温度tsoll之间的差值：
43.tdiff＝|t(t)-tsoll|
44.或者，对应于所测量的温度t(t)和同一温度测量装置之前测量的温度t(t-x)之间的差值：
45.tdiff＝|t(t)-t(t-x)|
46.或者，对应于所测量温度t(t)和多个温度测量装置的平均温度tavg之间的差值：
47.tdiff＝|t(t)-tavg|＝|t(t)-(t1+t2+t3+...+tx)/x|
48.优选地，在一定时间段t1内比较单位时间温度变化tgrad：
49.tgrad＝|(t(x)-t(x+t1))/t1|
50.以此方式，在时间段t1内检测到最大温降或最大温升的温度测量装置优选地被选择作为参考温度测量装置。时间段t1优选小于约5秒，更优选小于约1秒。
51.特别优选地，测试装置和温度测量装置之间的空间距离是根据矢量坐标来确定的。在此，将测试装置和温度测量装置的位置优选地投影到坐标系中，并且计算连接矢量以及它们的量(长度)，以便确定测试装置和温度测量装置之间各自的距离。为了确定距离，可以使用测试装置和温度测量装置的二维和/或三维坐标，测试装置和/或温度测量装置的二维坐标优选地与平行于晶片表面的平面相关。根据矢量坐标确定距离的示例性优选方法在
图中的详细说明中进行了更详细的描述。
52.另一方面涉及一种温度控制装置，用于卡盘和/或耦合到卡盘的传感器模块和/或由模块化晶片卡盘系统定位或夹紧的晶片的温度控制，包括:用于与传感器模块和/或卡盘进行通信的第一通信接口，第一通信接口适于传输电信号；与第一通信接口连接的控制单元，用于:从多个温度测量装置接收电信号，以测量卡盘和/或传感器模块和/或晶片的温度；选择一个温度测量装置作为参考温度测量装置；基于由被选择的参考温度测量装置测量的卡盘和/或传感器模块和/或晶片的温度来控制或调节卡盘的温度。
53.优选地，温度控制装置进一步适于选择与用于测试晶片的测试装置空间距离最小的温度测量装置作为参考温度测量装置。
54.进一步优选地，温度控制装置的控制单元适于选择具有最大温度差tdiff和/或单位时间温度变化tgrad最大的温度测量装置作为参考温度测量装置，条件是两个或多个温度测量装置的确定的空间距离在一定公差t
±
内和/或尺寸基本上是相同的。
55.特别优选地，所述温度控制装置还包括：
56.第二通信接口，用于将温度控制介质供应到所述卡盘中和/或从所述卡盘中排出和/或
57.第三通信接口，用于与控制卡盘温度的至少一个电热转换器通信。
58.另一个方面涉及一种用于测试晶片的模块化晶片卡盘系统，包括：卡盘和耦合到卡盘的传感器模块，用于提供或夹紧晶片以及晶片的温度控制，传感器模块包括多个温度测量装置，温度测量装置用于测量卡盘和/或传感器模块和/或安装或夹紧的晶片的温度；至少一个测试装置，用于测试晶片；位置检测装置，用于检测测试装置相对于晶片卡盘系统和/或晶片的位置；在该方法中描述的温度控制装置。
59.在下文中，将参考附图以示例的方式来描述用于解决目的的各个实施例。所描述的一些个别实施例具有对于实现所要求的主题并非绝对必要的特征，但其在某些应用中提供了所需的特性。因此，不包括以下描述的实施例的所有特征的实施例也应被视为落入所描述的技术教导之下。此外，为了避免不必要的重复，某些特征将仅在下文所描述的相关个别实施例中提及。应注意的是，个别实施例因此不仅应该独立地看，也应当一起看。基于该概述，本领域技术人员将认识到，还可以通过包括其他实施例的单个或多个特征来修改个别实施例。需要指出的是，将个别实施例与相关其他实施例描述的一个或多个特征的系统性组合在一起可能是期望的和实用的，因此应予以考虑，并且还应被视为包括在说明书中。
附图说明
60.图1示出了模块化晶片卡盘系统的示例性实施例，该模块化晶片卡盘系统具有安装在传感器模块上的晶片、用于测试晶片的测试装置以及通过多个电热转换器实现对卡盘进行温度控制的温度控制装置；
61.图2示出了模块化晶片卡盘系统的可替代示例性实施例，该模块化晶片卡盘系统包括卡盘、用于测试晶片的测试装置以及通过将温度控制介质引入卡盘来控制卡盘温度的温度控制装置；
62.图3示出了模块化晶片卡盘系统的平面图和安装有多个待测试结构的晶片，以及用于测试多个待测试结构的测试装置和传感器模块的多个温度测量装置；
63.图4示出了由传感器模块的多个温度测量装置测量的传感器模块、卡盘和/或晶片的温度的示例性分布；
64.图5示出了模块化晶片卡盘系统的可替代示例性实施例，该系统包括两个独立的温度控制电路，用于不同的温度控制介质；
65.图6示出了模块化晶片卡盘系统的另一示例性实施例；
66.图7示出了用于模块化晶片卡盘系统的传感器模块的示例性实施例；
67.图8示出了模块化晶片卡盘系统的传感器模块中温度测量装置的示例性设置。
68.附图标记列表
69.1.卡盘；2.晶片；3.晶片表面；4.待测试结构；6.温度测量装置；8.介质管线；9.电热转换器；10.温度控制装置；12.通信接口；14.控制单元；18.温度控制介质；20.晶片测试系统；22.测试装置；23.探针；24.探针卡；
70.25.电路板；26.接触元件；28.位置检测装置；30.第一温度控制电路；32.第二温度控制电路；40.晶片卡盘系统；42.传感器模块；43.温度测量单元；44.真空室；46.绝缘层；48.通孔；50.连接装置；52.真空管线；54.真空泵；56.电路板。
具体实施方式
71.图1示出了根据一个示例性、特别优选的实施例的模块化晶片卡盘系统40的剖视图。图中所示的模块化晶片卡盘系统40包括卡盘1或夹持或夹紧装置以及可拆卸地耦合到卡盘1的传感器模块42，该传感器模块42安装或夹紧晶片2。晶片2优选地通过外加的磁场平行安装在卡盘1和/或传感器模块42的大致平坦的表面上。可替代地，卡盘1和/或传感器模块42可具有多个吸槽(未示出)，通过这些吸槽，晶片可被负压被吸入，从而被模块化晶片卡盘系统40夹紧或定位。
72.由于吸力的作用，晶片2被压靠在传感器模块42上或者被放置在其上，从而确保了传感器模块42和晶片2之间良好的热传导系数。传感器模块42与卡盘1的耦合也是如此。
73.卡盘1和/或传感器模块42优选地包括陶瓷本体，例如包括氧化铝或氮化铝，并且更优选地，在卡盘1和/或传感器模块42的表面上有朝向晶片2的导电屏蔽层。晶片2优选地与传感器模块42的屏蔽层基本上表面接触。
74.晶片2优选地还具有晶片表面3，晶片表面3包括一个或多个待测试结构4。待测试结构4例如是集成电路或电子元件(二极管、晶体管等)，在此，晶片2可以根据晶片表面3和待测试结构4的尺寸具有不同数量和/或不同设置的待测试结构4。
75.在这种情况下，请参考如专利说明书de 10 2005 014 513 b4和de 20 2005 014 918 u1中所描述的卡盘的特别优选实施例，其内容在此通过引用并入本公开中。
76.所示的模块化晶片卡盘系统40的优选实施例，还包括至少一个测试装置22，利用该测试装置可以测试晶片2的待测试结构4。特别优选地，合适的测试装置22具有一个或多个探针23，每个探针接触待测试结构4的接触点。结构4的特性可以以这种方式被检查或测试，例如通过引入电流或施加电压和/或通过探针23测量电压/电流。测试装置22的控制，特别是测试装置22相对于晶片2或结构4的排列，例如通过一个(优选地是单独的)控制装置来实现。
77.在所示的模块化晶片卡盘系统40的优选实施例中，测试装置22在晶片2上移动，并
且根据待测试结构4的位置在晶片表面3上对齐。另外，优选地，还提供了用于检测和/或检查测试装置22位置的位置检测装置28。优选地，位置检测装置28，例如从用于移动测试装置22的开动(actuating)或定位装置接收测试装置22的位置。
78.可替代地和/或另外地，位置检测装置28可以通过传感器(例如，红外传感器、电阻传感器和/或磁传感器)来检测测试装置22的位置。借助于位置检测装置28来检测或确定测试装置22的位置，优选地是相对于晶片2和/或卡盘1和/或传感器模块42的基准元件/点(例如晶片表面3、晶片的结构4、卡盘1和/或传感器模块42的温度检测装置6)的位置。
79.作为在该方法中描述的测试装置22的替代，适用于测试晶片2的测试装置22可以具有所谓的探针卡24，这种探针卡24优选地包括电路板25，电路板25上有多个接触元件26，其可以与多个待测试的结构4的接触点接触。使用这样的探针卡24具有特别的优点，即可以基本上同时或一个接一个地测试多个待测试结构4，而不需要重新调整测试装置22。图2示出了模块化晶片卡盘系统40的另一示例性优选的实施例，该系统带有这样的探针卡24，作为测试装置22，用于测试晶片2上的待测试结构4。
80.在所示的优选的实施例中，模块化晶片卡盘系统40的传感器模块42包括多个温度测量装置6，适用于测量晶片2的温度和/或传感器模块42的温度和/或卡盘1的温度，测量范围接近或基本接近晶片2(例如温度传感器：pt100、pt500、pt1000、ntc、ptc等)。
81.在所示实施例中，多个(优选为5个)温度测量装置6以大致规则的间隔彼此相邻，并且在基本平行于晶片表面3的平面上。优选地，温度测量装置6设置在传感器模块42中，靠近传感器模块42的表面，晶片2被夹紧/安装在该表面上，这样晶片2的温度能够有利地传输到传感器模块42。根据所示的示例性的实施例的模块化晶片卡盘系统40的卡盘1优选具有一个或多个电热转换器9(例如电加热元件和/或珀尔贴(peltier)元件)，以便能够控制卡盘1的温度以及之后的耦合的传感器模块42和/或晶片2的温度。优选地，卡盘1具有5个以上，更优选地，10个以上的电热转换器9，优选地，电热转换器9以大致均匀分布的方式设置在卡盘1中，使得卡盘1的温度能够被有利地控制，特别是冷却和/或加热。优选地，模块化晶片卡盘系统40的卡盘1具有一个或多个温度测量装置6，以便能够测量施加到卡盘1上的温度。
82.作为在该方法中描述的卡盘1的示例性实施例的替代，也可以安装用于卡盘1的温度控制或调节的其他装置或特征。用于模块化晶片卡盘系统40的卡盘1的另一优选的实施例具有管线8，管线8适合由温度控制介质18，特别是温度控制的空气和/或温度控制的液体流过。优选地，卡盘1的介质管线8被设计成这样一种方式，即优选地，通过流过介质管线8的温度控制介质18，使得卡盘1的大部分能够基本均匀地得到温度控制。特别优选地，介质管线8在卡盘1的内部至少部分地基本呈曲折形的路线。图2是带有卡盘1的模块化晶片卡盘系统40的另一示例性和优选实施例，卡盘1的温度可以通过温度控制介质18来控制或调节。
83.如图1所示的模块化晶片卡盘系统40的示例性和优选的实施例优选地还包括用于控制或调节卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度控制的温度控制装置10。优选地，温度控制装置10包括用于与模块化晶片卡盘系统40的传感器模块42和/或卡盘1进行通信的装置，例如以一个或多个通信接口12的形式，温度控制装置10可经由该一个或多个通信接口12连接到卡盘1。特别优选地，温度控制装置10具有至少一个第一通信接口12a，该第一通信接口12a特别适合于传输电信号，特别是从传感器模块42的一个或多个温度测量装置6
到温度控制装置10的电信号。进一步优选地，根据示例性优选实施例的温度控制装置10具有至少一个另外的通信接口12c，特别地，通信接口12c能够与卡盘1的一个或多个电热转换器9进行通信，特别是对电热转换器9的控制。
84.所示的示例性温度控制装置10优选地还具有控制单元14(例如(微)控制器、fpga等)，该控制单元14与一个或多个通信接口12连接，并且能够经由这些接口与传感器模块42和/或卡盘1进行通信。特别地，控制单元14适用于接收、处理和/或评估来自传感器模块42和/或卡盘1的温度测量装置/温度传感器6的信号。此外，图1的控制单元14的示例性和优选实施例适用于影响或控制/调节卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度。特别地，控制单元14适于控制卡盘1的电热转换器9，以便增加、减少和/或保持卡盘1的温度基本恒定。进一步优选地，控制单元14被设计为能从位置检测装置28获得测试装置22的位置。可替换地和/或另外地，控制单元14优选适用于控制或调节用于卡盘1的温度控制的温度控制介质18的供应和/或排放。参考图2将对此进行详细说明。
85.此外，如图1所示的控制单元14的特别优选的实施例使得温度控制装置10能够执行用于对卡盘1和/或可拆卸耦合的传感器模块42和/或由卡盘1安装或夹紧的晶片2进行温度控制或调节的方法，包括以下步骤：
86.确定测试装置22和多个温度测量装置6之间各自的空间距离，这些温度测量装置用于测量传感器模块42和/或卡盘1或由模块化晶片卡盘系统40夹紧的晶片2的温度。
87.在所示的优选的实施例中，控制单元14能够确定测试装置22和模块化晶片卡盘系统40的多个温度测量装置6之间各自的空间距离。
88.适用于该步骤的一种示例性和优选的方法包括在一个坐标系(优选是笛卡尔坐标系)中确定测试装置22和多个温度测量装置6的位置。测试装置22的位置优选地近似于一个点或基本点状的、无穷小的区域，更优选地在基本平行于晶片表面3的平面中。特别优选地，该点基本上对应于测试装置22的几何重心或其在由模块化晶片卡盘系统40的温度测量装置6所定义的平面上的投影。
89.更优选地，参考点被确定为二维坐标系的坐标原点或极点/零点，优选地，该坐标原点或极点/零点位于多个温度测量装置6的平面上。进一步优选地，各个温度测量装置6以及测试装置22的位置近似于一个基本点状的、无穷小的区域(优选地对应于几何重心)，并且被分配坐标系中的一个坐标。此外，控制单元14确定各个温度测量装置6与测试装置22的距离，优选地是通过计算测试装置22和温度测量装置6各自坐标之间的连接向量的长度(数量)。
90.在确定测试装置22和各个温度测量装置6之间的空间距离的过程中描述的方法仅代表一个示例性优选的实施例。例如，测试装置22或温度测量装置6的位置也可以被分配三维坐标系中的坐标(不投影到某个平面——见图2)。此外，还可以使用任何替代方法来确定测试装置22与温度测量装置6的距离。
91.更进一步地，用于卡盘1、可拆卸地耦合到卡盘1的传感器模块42和/或由模块化晶片卡盘系统40夹紧的晶片2的温度控制或调节的示例性优选的方法包括以下步骤：
92.从多个温度测量装置6中选择温度测量装置6作为参考温度测量装置；
93.其中，优选选择与测试装置22空间距离最小的温度测量装置6。
94.为此，控制单元14优选比较各个温度测量装置6与测试装置22之间确定的空间距
离ai，并且选择距离ai最小的温度测量装置6作为参考温度测量装置。特别优选地，如果两个或多个温度测量装置6的距离基本相同或距离相差小于某一公差值t
±
(优选小于约1cm，更优选小于约0.1厘米)，则通过在两个或多个温度测量装置6(其与测试装置22的确定空间距离在一定公差t
±
范围内和/或基本相同)中选择具有温度差tdiff最大和/或单位时间温度变化tgrad最大的温度测量装置6，在有关温度测量装置6中进行(进一步)选择。
95.可替代地，也可以选择两个或多个温度测量装置6作为参考温度测量装置，例如，可以使用由参考温度测量装置测量的温度的平均值作为用于控制模块化晶片卡盘系统40温度的基准温度。
96.对于在该方法中描述的两个或多个温度测量装置6与测试装置22的距离基本相同的情况，进一步优选比较由有关温度测量装置6测量的温度或温度曲线，或比较由具有与测试装置的距离基本相同的温度测量装置6测量的温度或温度曲线：
97.在此，温度测量装置6各自的温度差tdiff对应于由温度测量装置6在时间t t(t)测量的温度和卡盘或晶片的目标温度tsoll之间的差值:
98.tdiff＝|t(t)-tsoll|
99.或，和同一温度测量装置6之前测量的温度t(t-x)之间的差值：
100.tdiff＝|t(t)-t(t-x)|
101.(基于这一温度差的选择过程如图3和图4所示)，
102.或，和x个温度测量装置6(优选卡盘1的所有温度测量装置6)的平均温度tavg之间的差值：
103.tdiff＝|t(t)-tavg|＝|t(t)-(t1+t2+t3+...+tx)/x|
104.在一定时间段t1内，单位时间温度变化tgrad优选对应于由温度测量装置6在持续时间或时间段t1内测量的温度变化量：
105.tgrad＝|t(x)-t(x+t1)|
106.因此，在时间段t1内检测到最大温度损失或最大温升的温度测量装置6随后被选择为参考温度测量装置。确定温度分布的时间段t1优选小于约5秒，更优选小于约1秒，更优选小于约0.1秒。
107.对于选择参考温度测量装置的步骤，在从相关温度测量装置6中(进一步)选择一个温度测量装置6的过程中描述的参数既可以单独使用，也可以任意组合使用，参数可能具有不同的权重。这同样适用于所确定的相关温度测量装置的距离。此外，其他可选参数也可以用于选择参考温度测量装置。
108.更进一步地，用于卡盘1或由卡盘1夹紧的晶片2的温度控制或调节的示例性优选方法包括步骤:基于由所选择的参考温度测量装置测量的卡盘1或晶片2的温度来控制或调节卡盘1的温度。
109.优选地，整个卡盘1的温度，即优选地，用于卡盘1的温度控制的所有装置(例如电热转换器、温度控制介质/介质管线)的温度被基本均匀/相同地控制，从而卡盘1的温度也被基本均匀地控制。
110.为了控制或调节卡盘1的温度，优选地仅使用所选参考温度测量装置的测量温度。优选地，将由参考温度测量装置测量的温度与卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的特定目标温度进行比较，例如，通过相应地控制温度控制装置(例如电热转换器9)，使其基本适
应卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的目标温度(参见图4)。因此，影响晶片2温度的卡盘1和/或传感器模块42的不同区域可能具有不同的温度。
111.图2示出了根据另一个示例性和特别优选的实施例(类似于图1中的实施例)的模块化晶片卡盘系统40的剖视图。图中所示的模块化晶片卡盘系统40包括卡盘1和加紧晶片2的传感器模块42，优选地，传感器模块42通过磁场或施加负压来夹紧晶片2。与图1中的传感器模块42一样，传感器模块42优选地具有多个温度测量装置6(例如pt100、pt500、pt1000、ntc、ptc),其用于测量卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度。卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2通过第一通信接口12a连接到控制单元14。模块化晶片卡盘系统40类似于图1中的系统，适用于执行在控制卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度的过程中描述的方法。模块化晶片卡盘系统40的卡盘1优选具有一个或多个温度测量装置6。
112.然而，作为图1所示的模块化晶片卡盘系统40的替代，在图2所示的系统中，提供了所谓的探针卡24作为用于测试晶片2或晶片2上的结构4的测试装置。这种探针卡24优选包括电路板25，电路板25上有多个接触原件26，探针卡24的多个接触元件26以这样的方式设置，即它们可以与晶片2上的多个待测试结构4的接触点接触。因此，通过一次对齐或定位测试装置22或探针卡24，可以有利地基本同时和/或按次序测试多个结构，从而加速测试方法。
113.图2还示出了温度测量装置6和测试装置22或探针卡24之间各自的空间距离的不同确定方法。与图1不同，探针卡24的位置没有投影到由温度测量装置6的位置形成的平面上，而是根据另一种方法来确定。该示例性的优选方法给测试装置22(探针卡24)和温度测量装置6分配三维(优选笛卡尔)坐标系中的坐标，并确定三维空间中连接向量的长度或数量。如图1所述，各个温度测量装置6的位置和测试装置22的位置优选近似于一个基本点状的、无穷小的区域(优选地对应于各自的几何重心)。距离ai对应于温度测量装置6和测试装置22的坐标之间的连接向量的长度(数量)。
114.同样不同于图1所示的实施例，用于温度控制或控制或调节卡盘1的温度的装置包括温度控制介质18和设置在卡盘8中用于传导温度控制介质18的介质管线8。例如，温度控制介质包括温度控制空气和/或温度控制液体，并且流经卡盘的介质管线8，以便实现温度控制(增加/降低/保持卡盘1的温度)。优选地，卡盘1的介质管线8被设计成基本上是曲折形的，至少是部分曲折的，以便通过温度控制介质18实现卡盘1的有利的温度控制。根据所示的优选实施例，温度控制装置10具有相应的通信接口12b，其适用于例如将温度控制介质供应到卡盘1中和/或从卡盘1排出温度控制介质。
115.优选地，相应配置的控制单元14适用于根据需要影响或调节流动参数、温度和/或温度控制介质18的成分。各种醇类，例如戊醇(戊醇)和甲醇，以及庚烷，特别适合作为温度控制介质。以硅油为基础的导热油更合适。优选地，使用包含全氟化聚醚(例如，可从苏威苏莱克斯公司以商品名galden ht获得)、聚酯纤维(含氧全氟正亚烷基)(例如，可从苏威苏莱克斯公司以商品名galden zt获得)和/或三乙氧基烷基硅烷混合物(例如，可从dws合成技术公司以商品名dw-therm获得)的温度控制液体。然而，也可以使用本领域技术人员已知的其他物质。进一步优选地，卡盘1可以具有多条(独立的)介质管线8，其优选地适用于对卡盘1的大部分进行温度控制，这些介质管线还可以优选地被基本均匀地控制，从而可以使用整个卡盘1或卡盘的所有温度控制元件的基本均匀的温度控制。
116.图3示出了根据优选实施例的卡盘1和/或传感器模块42的俯视图，该卡盘1和/或传感器模块42具有安装或夹紧的晶片2，该晶片2具有基本呈圆形的晶片表面3。该晶片具有多个待测试结构4(优选在1和约1000之间；更优选在约5和约200之间；更优选在约10和约100之间；例如14个,如图3所示),其以基本均匀的样式设置在晶片2(晶片表面3)中或晶片2(晶片表面3)上。在所示的示例性实施例中，传感器模块42具有多个(优选在大约3个和大约20个之间；例如5个，如图3所示)温度测量装置6a、6b、6c、6d、6e，优选pt-100温度传感器，其优选位于晶片2的下方。可替代地和/或附加地，还可以提供其他温度传感器，例如pt系列、pt500、pt1000、htcs和/或ntcs，以测量卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度。
117.温度测量装置6a-6e优选地根据如图所示的样式设置，并且更优选地基本均匀地设置在晶片表面3之上。图3还示出了带有多个(优选为4个)探针23(未标出)的测试装置22，探针23适用于接触待测试结构4的接触表面，以便对其进行测试。
118.在图3所示的测试装置22的状态下，它基本上位于多个待测试结构4之一的上方，其探针23分别接触结构4的接触表面。在这种状态下，测试装置22具有一个位置(优选地近似的、基本点状且基本对应于几何重心)，它与温度测量装置6a、6b和6c的位置(优选地近似的、基本点状且基本对应于几何重心)的距离基本上相同(或者，其中，测试装置22与温度测量装置a6a、a6b或a6c中的一个之间的距离在规定公差值t
±
内)。如果在使用在卡盘1和/或模块化晶片卡盘系统40的温度控制或调节的过程中描述的方法时出现这种情况，考虑温度测量装置6a、6b和6c的温度差tdiff和/或温度梯度tgrad，优选地在温度测量装置6a、6b和6c中选择参考温度测量装置。
119.图4示出了图3所示设置的示例性温度曲线，并在本方法中进行了描述。在此示出了由温度测量装置6a-6e测量的温度t6a、t6b、t6c、t6d和t6e的曲线。如在本方法中所描述，基于其对卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度进行调节或控制的参考温度测量装置从温度测量装置6a、6b和6c中选择。为此，在本优选示例中，将在时间t测量的温度测量装置6a-6c的温度t(t)的温度差tdiff与在时间tx(即时间t之前的持续时间段x)测量的各温度测量装置6a-6c的温度进行比较:
120.tdiff6a＝|t6a(t)
–
t6a(t-x)|
121.tdiff6b＝|t6b(t)
–
t6b(t-x)|
122.tdiff6c＝|t6c(t)
–
t6c(t-x)|
123.在图3中，温度测量装置6a的温度差tdiff6a作为示例或代表示出，在该示例性场景中，其也对应于温度测量装置6a-6c的最大温度差。
124.将温度差tdiff6a、tdiff6b和tdiff6c相互比较，并确定具有最大差值的温度差。根据该示例性方法，选择与最高值温度差相关的温度测量装置6作为参考温度测量装置。因此，在本示例性和优选的方法中，温度测量装置6a被选择作为参考温度测量装置，并且用于控制卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度。
125.进一步优选地，温度控制(温度的控制或调节)是通过基本调节由温度测量装置6a测量的温度来实现。如图4所示，温度控制影响多个温度测量装置6中的每一个，因此优选地基本上影响传感器模块42和/或卡盘1的几乎全部或至少大部分区域。在本示例中，温度测量装置6b-6e测量(清楚地)低于晶片1和/或传感器模块42和/或卡盘1的目标温度的值。
126.关于图3和4所解释的方法仅仅是卡盘和/或传感器模块和/或晶片的温度控制方
法的一个示例性优选实施例。特别地，用于选择参考温度测量装置的参数可以根据要求和/或期望而变化。例如，温度测量装置的温度梯度可被选择作为或被用作确定参数。两个或多个温度测量装置6的测量温度也可以用作温度控制的参考值，例如通过对所测量的温度取平均值。温度控制方法也可以以另一种方式进行，例如通过将参考温度测量装置的温度与卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的目标温度之间的差值大致减半。
127.图5示出了用于模块化晶片卡盘系统40的卡盘1的另一个优选实施例，卡盘1的温度控制通过优选地在第一温度控制电路30和第二温度控制电路32中优选不同的温度控制介质18a、18b来成为可能。更优选地，两个温度控制电路30、32各自具有一条介质管线8a、8b，该介质管线至少在某些区域中并且基本上以曲折的方式延伸。这种示例性和优选的实施例能够有利地控制卡盘1的温度，因为优选地，不同的温度控制介质18可以用于不同温度范围内的温度控制。例如，第一温度控制介质18a用于第一温度范围，例如大约-75℃和大约100℃之间的范围，第二温度控制介质18b用于第二温度范围，例如大约50℃到大约400℃之间。各种醇，例如戊醇(戊醇)和甲醇，以及庚烷，特别适合用作温度控制介质18。以硅油为基础的导热油更适合使用。优选使用包含全氟化聚醚(例如，可从苏威苏莱克斯公司以商品名galden ht获得)、聚酯纤维(含氧全氟正亚烷基)(例如，可从苏威苏莱克斯公司以商品名galden zt获得)和/或三乙氧基烷基硅烷混合物(例如，可从dws合成技术公司以商品名dw-therm获得)的温度控制液体。然而，也可以使用本领域技术人员已知的其他物质。
128.更进一步地，图5的卡盘1优选具有一个或多个电热转换器9，以便能够进一步有利地控制卡盘1和/或传感器模块42的温度。优选地，一个或多个电热转换器9特别适用于温度控制，可以在大约
±
50℃的相对较低的温度范围内精确且快速地调节。卡盘1可以有一个或多个温度测量装置6，该温度测量装置6可以连接到温度控制装置10。
129.在这种情况下，请参考在专利说明书de 10 2005 049 598 b4中描述的特别适合于该目的卡盘的优选实施例，其内容通过引用结合到本公开中。
130.图6示出了模块化晶片卡盘系统40的另一个优选实施例，该系统具有卡盘1和耦合到卡盘1的传感器模块42。所示的模块化晶片卡盘系统40的例子进一步包括至少一个可选的和可更换的绝缘层46，其设置在卡盘1和传感器模块42之间。绝缘层46在高电压应用和/或低噪声应用中特别有利，用于将卡盘1与传感器模块42和/或晶片2电绝缘。根据一个可替代的实施例，模块化晶片卡盘系统40不包括绝缘层46或传感器模块42和晶片2之间的绝缘层46。
131.传感器模块42可拆卸地和/或可更换地耦合到卡盘1。这可以通过一个或多个真空室44来实现，真空室44通过连接装置50连接到真空管线52，真空泵54通过真空管线52向真空室44施加真空和/或负压。因此，传感器模块42被吸附和/或耦合到卡盘1上。可替代地和/或附加地，传感器模块42可以通过施加磁场耦合到卡盘1上。也可以借助一个或多个夹具和/或类似装置进行机械耦合。
132.传感器模块42与卡盘1的耦合优选地使得基本上只有传感器模块42的第二耦合面42a靠在卡盘1的耦合面1a上和/或与之抵靠。因此，在卡盘1和传感器模块42之间只有一个用于温度控制和/或用于热和/或冷的传递的耦合是有利地且优选地。特别地，卡盘1和传感器模块42是独立的单元，这样使得卡盘1也可以单独地被配置用于晶片的耦合和温度控制，而不需要耦合传感器模块，因此传感器模块可以被配置为耦合到(不同的)卡盘和/或晶片
并测量晶片的温度。
133.如果存在至少一个可选的绝缘层46，优选地将其设计成在卡盘1的一个或多个真空室44的区域中具有开口和/或凹陷，以便真空室44中的真空和/或负压可以将传感器模块42吸到卡盘1上。绝缘层46优选地由具有高电阻率的材料组成，例如氧化铝陶瓷、滑石、瓷器、玻璃、(玻璃纤维增强)塑料、硅橡胶、聚四氟乙烯、氮化硼和/或环氧树脂。绝缘层46优选地具有较高的热传导系数，从而使绝缘层46对晶片卡盘系统40的温度测量和/或温度控制影响很小或几乎没有影响。
134.类似于图2中的卡盘1，图6的模块化晶片卡盘系统40的示例性实施例具有第二通信接口12b，该第二通信接口12b可以通过温度控制介质18实现对卡盘1的温度控制。卡盘1还具有设置在卡盘1中用于传导温度控制介质18的介质管线8。温度控制介质包括例如温度控制空气和/或温度控制液体或流体，并且流经卡盘的介质管线8，以实现温度控制(增加/降低/保持卡盘1和/或传感器模块42和/或晶片2的温度)。
135.可替代地和/或附加地，卡盘1可以具有第三通信接口12c，以便与设置在卡盘1中的一个或多个电热转换器9(例如电加热元件和/或热电效应元件)进行通信，特别是为了实现卡盘1的温度控制以及之后的晶片2的温度控制。卡盘1优选具有多于5个，更优选地多于10个电热转换器9，这些电热转换器9优选以基本上均匀分布的方式设置在卡盘1中，这样就可以有利地对卡盘1进行温度控制，特别是冷却和/或加热。
136.晶片卡盘系统40的温度控制由温度控制装置10和/或控制单元14控制和/或调节。例如，温度控制可以根据上文过程中描述的方法进行。
137.传感器模块42优选可以具有一个或多个通孔48，即从传感器模块42的第一耦合面42a延伸到第二耦合面42b的孔和/或通道。通孔48被配置为通过传感器模块42将施加到卡盘1的一个或多个真空室44的负压和/或真空传输到安装在传感器模块42的第一耦合面42a上的晶片2。可替代地和/或附加地，传感器模块42可以在第一耦合面42a上具有一个或多个真空室44，以及至少一个与一个或多个真空室44相连的连接装置50。通过对连接装置50施加负压和/或真空，晶片2可以被安装或夹紧在传感器模块42的第一耦合面42a上。可替代地和/或附加地，传感器模块42可以被配置为产生磁场，以将晶片2耦合到耦合面42a上。
138.图中所示的传感器模块42还具有一个或多个(例如4个)温度测量装置6，用于测量传感器模块42和/或晶片2和/或卡盘1的温度。如图1和2所描述，温度测量装置6可以包括例如一个或多个pt100温度传感器。可替代地和/或附加地，一个或多个ntc或ptc电阻器或其他合适的传感器也可以用于测量温度。
139.根据一个特别优选的实施例，传感器模块42具有一个或多个凹陷，特别是一个或多个通道和/或凹槽和/或孔，其中具有一个或多个温度传感器(温度测量装置6)的电路板56可以至少部分地布置和/或设置在其中。有利地，传感器模块42具有位于第二耦合面42b上的一个或多个凹陷，即位于传感器模块42面向卡盘1的耦合面上。这样能够使得一个或多个温度测量装置在传感器模块42中和/或上的简化附着(attachment)或集成。可替代地和/或附加地，传感器模块42可以由两个或两个以上的独立部件组成，在这些部件之间设置一个或多个温度测量装置6。这样做是特别有利的，因为两个耦合面42a、42b都有一个基本封闭的表面，其可以保护一个或多个温度测量装置6不受外界影响。
140.传感器模块42优选地包括一个或多个印刷电路板56或电路板或pcb，其上附着一
个或多个温度测量装置6。一方面，这可以使得温度测量装置6简化附着到传感器模块42上或传感器模块42中，另一方面，可以使得以smd(表面安装器件)形式的使用温度传感器(温度测量装置6)成为可能。因此，可以简化传感器模块42和/或晶片卡盘系统40的制造。
141.一个或多个电路板56的布局和/或一个或多个温度测量装置的设置可以根据需要而变化。图8示出了一种特别优选的设置方式。
142.卡盘1可以具有一个或多个温度测量装置6，其可优选地也能用于温度调节或控制。特别地，电信号可以从卡盘1的一个或多个温度测量装置6馈送到温度测量单元43和/或温度控制装置10和/或控制单元14。
143.制造传感器模块42和/或卡盘1的材料优选包括以下一种或多种:铝、铝合金、铜、铜合金、陶瓷，例如sic、sisic、ain、si3n4、ai2o3或堇青石，和/或玻璃和玻璃陶瓷，例如硼硅酸盐玻璃或石英玻璃。传感器模块42和/或卡盘1最好具有金和/或镍涂层。通过这种方式，尤其能够实现降低接触电阻、提高热导率或温度耦合和/或提高尺寸稳定性。
144.此外，一个或多个结构，例如旋钮，可以连接到卡盘1的耦合面和/或传感器模块42的第一和/或第二耦合面，以减少和/或限定卡盘1和传感器模块42或传感器模块42和晶片2之间的接触面积和/或根据需要增加接触面积。
145.优选地，卡盘1和/或传感器模块42和/或它们的耦合面的直径在大约100毫米和大约305毫米之间，优选地在大约150毫米和大约205毫米之间。传感器模块42的高度优选地在大约5毫米和大约30毫米之间，优选地在大约7毫米和大约13毫米之间。然而，卡盘1和/或传感器模块42和/或它们的耦合面也可以根据要连接到其上的晶片的形状和/或尺寸，具有任何形状(偏离圆形)。对于特殊应用，例如可以使用基本为矩形/正方形的卡盘。
146.图7示出了用于模块化晶片卡盘系统40的传感器模块42的示例性实施例，该模块具有不同的真空结构或真空模式，即一个或多个真空室44的配置和/或设置，特别是传感器模块42的第一耦合面42a上的凹陷和/或孔和/或凹槽和/或凹口。为了安全地安装或夹紧晶片，真空室44在传感器模块42的第一耦合面42a上基本均匀的分布是特别有利的，以保证安全地夹持晶片，而不会使晶片2集中或区域过载。可选地和/或附加地，可以通过施加磁场来安装或夹紧晶片2。
147.实施例(a)和(b)的传感器模块42包括例如位于第一耦合面42a上的多个基本上点状的真空室44。此外，所示的示例性实施例(a)和(b)具有至少一个(例如3个)通孔48，可以将负压从卡盘1通过传感器模块42传导到晶片2。通过提供一个或多个通孔48，可以将晶片安装或夹紧在传感器模块42上，而无需将传感器模块42连接到真空泵54或产生磁场。
148.实施例(d)还具有两个真空室，每个真空室都呈基本环形的凹槽和/或凹口形式。
149.实施例(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(g)的传感器模块42展示有一个或多个第一通信接口12a，其被配置为将来自各传感器模块42的至少一个温度测量装置6的电信号传输到温度测量单元43。根据温度测量装置6的数量和/或设置，例如对应于不同的扇区，传感器模块42可以具有多个第一通信接口12a。可替代地和/或附加地，一个或多个第一通信接口12a具有多个电连接，例如电缆线。
150.传感器模块42可以具有多个扇区，例如四个扇区，每个扇区可以被设计成基本相同或不同。有利地，在传感器模块42的每一个扇形面上的容器(case)中可以布置、安装或夹紧一个晶片2。实施例(c)在传感器模块42的第一耦合面42a上的四个对称分布的扇区中包
括基本相同的真空样式。传感器模块42(c)相应地包括四个第一通信接口12a，其中一个通信接口12a被分配给一个扇区，并且连接到相应扇区的一个或多个温度测量装置6。
151.根据一个优选实施例，传感器模块42(c)包括几个连接装置，例如两个连接装置50，这样在一个或多个扇区上的晶片安装或夹紧可以独立于一个或多个其他扇区进行。可替换地，真空结构的某些部分可以连接到不同的连接装置50上，这样负压和/或真空可以只作用于真空结构的一部分。
152.示例性实施例(e)包括用于连接到真空管线52的单个连接装置50，以及带有多个基本平直、正交排列且相交的凹槽或缺口的真空样式。实施例(f)包括多个基本上同心设置的圆形凹槽或凹口，以及一些连接它们并沿径向和直线延伸的凹槽或凹口。
153.根据实施例(g)，传感器模块42具有多个基本呈点状的真空室44并且没有通孔48。
154.图7所示的示例性传感器模块42可以具有一个或多个不同设置的温度测量装置6(未示出)。根据要求，特别是要安装或夹紧的晶片2的尺寸和/或数量，和/或晶片2上待测试结构的布局，可以提供具有不同数量和/或定位和/或排列的温度测量装置的不同复杂性的设置。图3和图8示出了示例性的设置。
155.图6和7所示的实施例还可以具有图1、图2、图3和图5实施例的一个或多个特征。
156.图8示出了用于模块化晶片卡盘系统40的传感器模块42之中或之上的温度测量装置6的示例性设置。在所示的示例中，多个温度测量装置6连接到电路板56，并且优选地在传感器模块42的第一耦合面42a上基本对称和/或均匀分布。传感器模块42有利地具有一个或多个凹槽，电路板56和温度测量装置6至少部分地放置和/或嵌入和/或设置在该凹槽中。
157.带有温度传感器的电路板56也是有利的，因为在一个或多个传感器出现故障的情况下，更换就变得简单了。同样地，只有电路板可以适应待测试结构的变化，而不必更换卡盘1和/或传感器模块42。此外，电路板56的部分和/或全自动生产节省了成本和时间。
158.本公开还涉及以下示例:
159.示例1.一种用于晶片(2)的卡盘(1)的温度控制或调节的方法，包括步骤:
160.检测用于测试晶片(2)的测试装置(22)的位置；
161.确定测试装置(22)和多个温度测量装置(6)之间各自的空间距离，温度测量装置(6)用于测量卡盘(1)或传感器模块(42)的温度或由卡盘(1)安装或夹紧的晶片(2)的温度；
162.从多个温度测量装置(6)中选择至少一个温度测量装置(6)作为参考温度测量装置；
163.基于由被选择的参考温度测量装置测量到的卡盘(1)或传感器模块(42)或晶片(2)的温度来控制或调节卡盘(1)的温度。
164.示例2.根据示例1所述的方法，其中选择温度测量装置(6)作为参考温度测量装置包括:
165.选择与测试装置(22)的空间距离最小的温度测量装置(6)。
166.示例3.如上所述的方法，其中在两个或多个温度测量装置(6)的确定空间距离在一定公差t
±
内和/或基本相同的条件下，选择至少一个参考温度测量装置包括：
167.在两个或多个温度测量装置(6)中选择具有最大的温度差tdiff和/或单位时间温度变化tgrad最大的温度测量装置(6)；或者
168.选择两个或更多个温度测量装置(6)作为参考温度测量装置，其中卡盘(1)温度的
控制或调节基于由参考温度测量装置测量到的温度的平均值。
169.示例4.根据示例3的方法，其中温度差tdiff是测量的温度t(t)和以下参数之间的差值:
170.卡盘(1)或晶片(2)的目标温度tsoll；或
171.同一温度测量装置之前测量的温度t(t-x)；或
172.对应于多个温度测量装置(6)的平均温度tavg。
173.示例5.根据示例3所述的方法，其中在特定时间段t1内比较单位时间温度变化tgrad。
174.示例6.如上所述的方法，其中测试装置(22)和温度测量装置(6)之间的空间距离是根据矢量坐标确定的。
175.示例7.一种温度控制装置(10)，用于卡盘(1)和/或由卡盘(1)安装或夹紧的晶片(2)的温度控制，包括:
176.用于与卡盘(1)进行通信的第一通信接口(12a)，该第一通信接口适于传输电信号；
177.与第一通信接口(12a)连接的控制单元(14),用于:
178.接收来自多个温度测量装置(6)的电信号，温度测量装置(6)用于测量卡盘(1)、传感器模块(42)或晶片(2)的温度；
179.选择至少一个温度测量装置(6)作为参考温度测量装置；
180.基于由所选择的参考温度测量装置测量到的卡盘(1)或传感器模块(42)或晶片(2)的温度来控制或调节卡盘(1)的温度。
181.示例8.根据示例7所述的温度控制装置，其中控制单元(14)适于选择与用于测试晶片(2)的测试装置(22)的空间距离最小的温度测量装置(6)作为参考温度测量装置。
182.示例9.根据示例7或8所述的温度控制装置(10)，其中所述控制单元(14)适于选择具有最大温度差tdiff和/或单位时间温度变化tgrad最大的温度测量装置(6)作为参考温度测量装置，条件是两个或多个温度测量装置(6)的确定空间距离在一定公差t
±
内和/或尺寸基本上是相同的。
183.示例10.根据示例7-9的一个示例的温度控制装置(10)，进一步包括:
184.第二通信接口(12b),用于向卡盘(1)内供应用于控制卡盘(1)温度的温度控制介质(18)，和/或向卡盘(1)外排出用于控制卡盘(1)温度的温度控制介质(18)；和/或
185.第三通信接口(12c)，用于与至少一个电热转换器(9)进行通信，以控制卡盘(1)的温度。
186.示例11.一种用于测试晶片的晶片测试系统(20)，包括:
187.卡盘(1)，用于晶片(2)的安装或夹紧以及温度控制，晶片(2)包括多个温度测量装置(6)，温度测量装置(6)用于测量卡盘(1)或由卡盘(1)或由传感器模块(42)安装或夹紧的晶片(2)的温度；
188.至少一个测试装置(22)，用于测试晶片(2)；
189.位置检测装置(24)，用于检测测试装置(22)相对于卡盘(1)或传感器模块(42)或晶片(2)的位置；
190.根据示例7至10之一的温度控制装置(10)。

技术特征：
1.一种用于晶片(2)的安装或夹紧以及温度控制的模块化晶片卡盘系统(40)，包括:卡盘(1)，用于晶片(2)的温度控制；传感器模块(42)，包括至少一个温度测量装置(6)，所述温度测量装置(6)用于测量所述传感器模块(42)的温度和/或所述卡盘(1)的温度和/或由所述晶片卡盘系统安装或夹紧的晶片(2)的温度；其中，所述卡盘(1)具有耦合面(1a)，所述耦合面(1a)被配置为可拆卸地耦合所述传感器模块(42)；以及其中，所述传感器模块(42)具有第一耦合面(42a)和第二耦合面(42b)，所述第一耦合面被配置为安装或夹紧晶片(2)，所述第二耦合面(42b)用于与所述卡盘(1)的耦合面(1a)耦合。2.根据权利要求1所述的模块化晶片卡盘系统(40)，其中，所述卡盘(1)和/或所述传感器模块(42)是独立的单元，并且可以单独地和/或彼此独立地使用。3.根据权利要求1或2所述的模块化晶片卡盘系统(40)，其中，所述卡盘(1)和/或所述传感器模块(42)包括至少一个用于安装或夹紧晶片的真空室(44)。4.根据权利要求3所述的模块化晶片卡盘系统(40)，其中所述卡盘(1)和/或所述传感器模块(42)具有至少一个用于连接真空管线(52)的连接装置(50)。5.根据上述权利要求之一所述的模块化晶片卡盘系统(40)，还包括绝缘层(46)，所述绝缘层(46)用于与所述卡盘(1)和/或所述传感器模块(42)可拆卸地耦合。6.根据上述权利要求之一所述的模块化晶片卡盘系统(40),其中，所述传感器模块(42)包括用于与温度测量单元(43)通信的第一通信接口(12a)，其中所述第一通信接口(12a)适于传输来自所述至少一个温度测量装置(6)的电信号，并且所述温度测量单元(43)适于接收来自所述传感器模块(42)的所述至少一个温度测量装置(6)的电信号。7.根据上述权利要求之一所述的模块化晶片卡盘系统(40),其中，用于所述卡盘(1)的温度控制和/或所述传感器模块(42)的温度控制和/或安装的或被夹紧的晶片(2)的温度控制的所述卡盘(1)包括：第二通信接口(12b)，用于将温度控制介质(18)供应到所述卡盘(1)中和/或从所述卡盘(1)中排出；和/或第三通信接口(12c)，用于与所述卡盘(1)的至少一个电热转换器(9)通信。8.根据上述权利要求之一所述的模块化晶片卡盘系统(40)，还包括：温度控制装置(10)中的控制单元(14)，所述控制单元(14)与温度测量单元(43)和第二通信接口和/或第三通信接口(12b、12c)连接，用于：基于测量到的所述传感器模块(42)的温度和/或所述卡盘(1)的温度和/或所述晶片(2)的温度来控制或调节所述卡盘(1)和/或所述传感器模块(42)和/或晶片(2)的温度。9.根据上述权利要求之一所述的模块化晶片卡盘系统(40)，还包括：用于与所述卡盘(1)进行通信的第一通信接口(12a)，所述第一通信接口适于传输电信号；连接所述第一通信接口(12a)的控制单元(14)，用于：接收来自所述传感器模块(42)的多个温度测量装置(6)的电信号；选择至少一个所述温度测量装置(6)作为参考温度测量装置；
基于由所述被选择的参考温度测量装置测量到的所述传感器模块(42)的温度和/或所述卡盘(1)的温度和/或所述晶片(2)的温度来控制或调节所述卡盘(1)的温度。10.一种用于耦合到模块化晶片卡盘系统(40)的卡盘(1)的传感器模块(42)，包括：至少一个温度测量装置(6)，用于测量所述传感器模块(42)的温度和/或耦合卡盘(1)的温度和/或由所述传感器模件(40)和/或由所述卡盘(1)安装或夹紧的晶片(2)的温度；第一耦合面(42a)，用于安装或夹紧晶片(2)；和第二耦合面(42b)，用于与卡盘(1)耦合。11.根据权利要求10所述的传感器模块(42)，还包括：多个温度测量装置(6)；和/或至少一个真空室(44)，用于安装或夹紧晶片(2)；和/或连接装置(50)，用于连接真空管线(52)；和/或第一通信接口(12a)，用于与温度控制单元(43)通信，所述温度控制单元(43)用于控制卡盘(1)的温度，其中，所述第一通信接口(12a)适于传输来自所述至少一个温度测量装置的电信号，所述温度控制单元(43)适于接收来自所述传感器模块的所述至少一个温度测量装置的电信号。12.一种用于设置模块化晶片卡盘系统(40)的模块的方法，包括：提供用于晶片(2)的温度控制的卡盘(1)；将传感器模块(42)耦合到所述卡盘(1)的耦合面(1a)；其中，所述传感器模块(42)包括：第一耦合面(42a)，被配置为安装或夹紧晶片(2)；和至少一个温度测量装置(6)，用于测量所述传感器模块(42)的温度和/或所述卡盘(1)的温度和/或者由所述晶圆卡盘系统安装或夹紧的晶片(2)的温度。13.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：将晶片(2)与所述传感器模块的第一耦合面(42a)安装或夹紧；和，可选地，所述卡盘(1)、所述传感器模块(42)和/或安装的或被夹紧的晶片(2)的温度控制步骤。14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括步骤：检测测试装置(22)的位置，所述测试装置(22)用于测试晶片(2)；确定所述测试装置(22)和多个温度测量装置(6)之间各自的空间距离，所述多个温度测量装置(6)用于测量所述卡盘(1)和/或所述传感器模块(42)和/或由所述卡盘(1)安装和/或夹紧的晶片(2)的温度；从所述多个温度测量装置(6)中选择至少一个温度测量装置(6)作为参考温度测量装置；基于由所述被选择的参考温度测量装置测量到的所述传感器模块(42)的温度和/或所述卡盘(1)的温度和/或所述晶片(2)的温度来控制或调节所述卡盘(1)的温度。

技术总结
本发明涉及一种用于晶片的安装或夹紧以及温度控制的模块化晶片卡盘系统，该系统包括:用于晶片温度控制的卡盘；传感器模块，包括至少一个温度测量装置，用于测量传感器模块和/或卡盘和/或由晶片卡盘系统安装或夹紧的晶片的温度；其中卡盘具有耦合面，被配置为与传感器模块可拆卸地耦合；并且其中传感器模块还具有被配置为安装或夹紧晶片的第一耦合面，以及用于与卡盘的耦合面耦合的第二耦合面。以及用于与卡盘的耦合面耦合的第二耦合面。以及用于与卡盘的耦合面耦合的第二耦合面。


技术研发人员：马克斯
受保护的技术使用者：ATT先进温度测试系统有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/10/8