JP2008205234A

JP2008205234A - チャックトップの高さを求める方法及びこの方法を記録したプログラム記録媒体

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Publication number: JP2008205234A
Application number: JP2007040311A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Ishii; 一成石井; Masaru Suzuki; 勝鈴木
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2027-02-21
Also published as: US8027528B2; JP4695106B2; KR20080077926A; US20080198176A1; KR100938014B1

Abstract

【課題】チャックトップの高さのバラツキを小さくして常に一定のオーバードライブを掛けることができるチャックトップの高さを求める方法及びこの方法を記録したプログラム記録媒体を提供する。
【解決手段】チャックトップ１１の上面の中心及びその上下左右の５点の理想座標面で座標値ｘ、ｙを指定し、上カメラによって５点に対応するチャックトップ１１の高さを計測する工程と、ＸＹ座標面の所定の象限の上記各指定座標値に対応するチャックトップ１１の中心Ｏ以外の隣り合う２点Ａ、Ｂの計測値がチャックトップ１１の中心Ｏを中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、所定の象限内の任意の一点を指定し、この指定座標値、所定の座標変換式及び上記円錐モデルに基づいてチャックトップ１１の任意の点の高さＺを求める工程と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検査体とプローブカードの複数のプローブとを電気的に接触させる際に常に一定のオーバードライブを掛けられるようにチャックトップの高さを求める方法に関し、更に詳しくは、チャックトップの任意の一点の高さを高精度に求めることができるチャックトップの高さを求める方法及びこの方法を記録したプログラム記録媒体に関する。

被検査体、例えば半導体ウエハの電気的特性検査を行う場合には半導体ウエハのまま検査するプローブ装置が用いられている。この種のプローブ装置は、例えば、検査室の内部に配置され且つ半導体ウエハを昇降可能に載置するウエハチャックと、ウエハチャックをＸ、Ｙ方向へ移動させるＸＹステージと、ＸＹステージの上方に配置されたプローブカードと、プローブカードの複数のプローブと載置装置１上の半導体ウエハとのアライメントを行うアライメント機構と、を備え、アライメント後の半導体ウエハをオーバードライブさせ、半導体ウエハのチップと複数のプローブとを電気的に接触させてチップの電気的特性検査を行う。アライメント機構は、例えば、ウエハチャックに付設された下カメラと、プローブカードの真下まで移動可能なアライメントブリッジに設けられた上カメラと、を有している。

而して、チップ内の電極とプローブとを電気的に接触させる時には、全てのチップで常に同一のオーバードライブが掛かるようにチャックトップを制御している。ところが、ウエハチャックには製作誤差等があるため、常に一定のオーバードライブを掛けることが難しい。そこで、チャックトップ上の半導体ウエハ面の中心及びその左右前後の５点の高さを実測し、中心の高さを原点として半導体ウエハ面を４つの象限に分け、各象限に入るコンタクト位置（コンタクト座標）に対して均等割して高さを求めている。半導体ウエハはチャックトップ上に真空吸着されているため、チャックトップ上の半導体ウエハ面はチャックトップの上面に倣った平面として取り扱うことができる。

そこで、チャックトップ上面の高さを高精度に求めることが重要である。例えば図４の（ａ）、（ｂ）はチャックトップ上面の第１象限内のチャックトップの高さを求める従来の方法の原理を示している。第２、第３、第４象限についても第１象限と同一手順で高さを求めることができる。

従来の方法では、コンピュータのＸＹ座標面（以下、「理想座標面」と称す。）のチャックトップの第１象限のＸＹ座標を規定する３点のＸＹ座標値を指定する。この指定座標値に基づいてチャックトップ１上の３点が図４の（ａ）、（ｂ）に示すように求められる。チャックトップ１の第１象限の上面は、図４の（ａ）に示すようにチャックトップ１の中心Ｏと、中心Ｏで直交する直線ＯＡ、ＯＢによって形成される面ＯＡＢが均一な平面である平面モデルを設定する。そして、コンピュータによって指定された理想座標面の原点Ｏは、チャックトップ１の中心Ｏと一致し、理想座標面のＸ軸、Ｙ軸上のそれぞれの点ａ、ｂでなす平面をＯａｂとする。チャックトップ１上の点Ａ、Ｂは、それぞれ理想座標面で指定された点ａ、ｂに対応して測定された点である。これらの３点で形成されるチャックトップ１の平面ＯＡＢと理想座標面の面Ｏａｂの関係を示したものが図４の（ｂ）である。

図４の（ｂ）に示すようにコンピュータを用いて理想座標面上のＸ軸上の点ａ（ｘ_０，０）及びＹ軸上の点ｂ（０，ｙ_０）を指定すると、チャックトップ１の指定位置が高さ検出位置の真下へ移動する。そして、これらの位置でチャックトップ１の高さを測定し、その時のチャックトップ１の移動量に基づいて点ａ、ｂに対応するチャックトップ１上の点Ａ、Ｂの座標値（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ，Ｚ_Ａ）、（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂ）をそれぞれ求めることができる。

理想座標面上の任意の指定座標値とこれに対応するチャックトップ１上の高さを求める時には、下記の座標変換式が用いられる。この座標変換式は、コンタクト座標値Ｘ、Ｙがそれぞれ指定座標値ｘ、ｙに応じて配分され、更にコンタクト座標の座標値Ｚが座標値Ｘ、Ｙに応じて配分された値である。下記の座標変換式において、理想座標面の面０ａｂ上の一点が点ｐ（ｘ，ｙ）であり、この点ｐに対応するチャックトップ１の面０ＡＢ上の一点が点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）であると定義する。
Ｘ＝ａｘ＋ｂｙ
Ｙ＝ｃｘ＋ｄｙ
Ｚ＝ｅＸ＋ｆＹ
この座標変換式に、理想座標面上の指定座標値とこれらに対応するチャックトップ１の測定値を代入し、座標変換式の各係数を求めると以下のようになる。各係数を求めた後には、コンピュータにより任意のコンタクト座標値（ｘ，ｙ）を指定すると、コンピュータではこの座標値を座標変換式に代入して、指定コンタクト座標に対応するチャックトップ１のコンタクト座標値Ｘ、Ｙを求めることができ、更にこれらの座標値Ｘ、Ｙに基づいてコンタクト座標値Ｚ、即ち、チャックトップ１の高さＺを求めることができる。
ａ＝Ｘ_Ａ／ｘ_０
ｂ＝Ｘ_Ｂ／ｙ_０
ｃ＝Ｙ_Ａ／ｘ_０
ｄ＝Ｙ_Ｂ／ｙ_０
ｅ＝（Ｙ_Ｂ＊Ｚ_Ａ−Ｙ_Ａ＊Ｚ_Ｂ）／（Ｘ_Ａ＊Ｙ_Ｂ−Ｘ_Ｂ＊Ｙ_Ａ）
ｆ＝−（Ｘ_Ｂ＊Ｚ_Ａ−Ｘ_Ａ＊Ｚ_Ｂ）／（Ｘ_Ａ＊Ｙ_Ｂ−Ｘ_Ｂ＊Ｙ_Ａ）

尚、特許文献１には半導体ウエハとプローブとが均一な接触圧で接触させる技術について開示されている。また、特許文献２にはチップとプローブとを高精度に位置合わせできる技術が開示されている。
特公平０７−１０５４１４特許第２９８６２４１

しかしながら、従来のチャックトップの高さを求める方法は、コンピュータ上でチャックトップ１の上面が平面であると仮定してチャックトップ１の高さを指定座標値ｘ、ｙに即して均等割して求めていたため、プローブの接触位置が計測点から離れるほど、計測点に基づいて補正されたコンタクト座標Ｚと実際のチャックトップ１の高さとの差が大きくなり、コンタクト位置によるバラツキが大きくなっていた。特に直線ＯＡ及び直線ＯＢから４５°方向のバラツキが最も大きくなっていた。そのため、この部分でチャックトップ１をオーバードライブさせても検査の信頼性が必ずしも十分でなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、チャックトップの数点の実測高さに基づいて補正するチャックトップの高さのバラツキを小さくして常に一定のオーバードライブを掛けることができるチャックトップの高さを求める方法及びこの方法を記録したプログラム記録媒体を提供することを目的としている。

本発明者等は、チャックトップの上面の状態をピーコック等の測定機器を用いて高精度に測定した結果、チャックトップの上面が平面ではなく、その中心が最も低く、外周に行くに従って徐々に高くなる円錐形状に近い状態であることを知見した。

本発明は上記知見に基づいてなされたもので、本発明の請求項１に記載のチャックトップの高さを求める方法は、プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法であって、上記コンピュータを用いて、上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、上記コンピュータを用いて、上記所定の象限内の任意の一点を指定し、この指定座標値、上記座標変換式及び上記円錐モデルに基づいて上記チャックトップの任意の点の高さを求める工程と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のチャックトップの高さを求める方法は、プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法であって、上記コンピュータを用いて、上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、上記コンピュータを用いて、上記ＸＹ座標面の上記所定の象限内で上記チャックトップの任意の一点を指定する工程と、上記コンピュータを用いて、上記任意の一点を示す指定座標値を上記円周に沿って回転させて上記ＸＹ座標面のＸ軸上及びＹ軸上のＸ座標値及びＹ座標値をそれぞれ求める工程と、上記コンピュータを用いて、上記任意の指定座標に対応する上記Ｘ座標値、Ｙ座標値及び上記座標変換式に基づいて上記Ｘ座標値及び上記Ｙ座標値に対する上記チャックトップの高さを求める工程と、上記コンピュータを用いて、上記チャックトップの中心と上記隣り合う２点のいずれか一点と上記任意の一点で形成する中心角を求める工程と、上記コンピュータを用いて、上記隣り合う２点の高さの差と上記中心角の上記Ｘ軸と上記Ｙ軸のなす角度に対する割合に基づいて上記任意の一点の高さを求める工程と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載のチャックトップの高さを求める方法は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記座標変換式は、Ｘ＝ａｘ＋ｂｙ、Ｙ＝ｃｘ＋ｄｙ、Ｚ＝ｅｘ＋ｆｙであり、上記座標変換式の各係数は、上記所定の象限の上記３点の指定座標値及びこれらの指定座標に対応する上記円錐モデルの３点に基づいて算出することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載のプログラム記録媒体は、プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法をプログラムとして記録した記録媒体であって、上記プログラムによって上記コンピュータを駆動させて、上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、上記所定の象限内の任意の一点を指定し、この指定座標値、上記座標変換式及び上記円錐モデルに基づいて上記チャックトップの任意の点の高さを求める工程と、を実行させることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載のプログラム記録媒体は、プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法をプログラムとして記録した記録媒体であって、上記プログラムによって上記コンピュータを駆動させて、上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、上記ＸＹ座標面の上記所定の象限内で上記チャックトップの任意の一点を指定する工程と、上記任意の一点を示す指定座標値を上記円周に沿って回転させて上記ＸＹ座標面のＸ軸上及びＹ軸上のＸ座標値及びＹ座標値をそれぞれ求める工程と、上記任意の指定座標に対応する上記Ｘ座標値、Ｙ座標値及び上記座標変換式に基づいて上記Ｘ座標値及び上記Ｙ座標値に対する上記チャックトップの高さを求める工程と、上記チャックトップの中心と上記隣り合う２点のいずれか一点と上記任意の一点で形成する中心角を求める工程と、上記隣り合う２点の高さの差と上記中心角の上記Ｘ軸と上記Ｙ軸のなす角度に対する割合に基づいて上記任意の一点の高さを求める工程と、を実行させることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載のプログラム記録媒体は、請求項４または請求項５に記載の発明において、上記座標変換式は、Ｘ＝ａｘ＋ｂｙ、Ｙ＝ｃｘ＋ｄｙ、Ｚ＝ｅｘ＋ｆｙであり、上記座標変換式の各係数は、上記所定の象限の上記３点の指定座標値及びこれらの指定座標に対応する上記円錐モデルの３点に基づいて算出することを特徴とするものである。

本発明によれば、チャックトップの数点の実測高さに基づいて補正するチャックトップの高さのバラツキを小さくして常に一定のオーバードライブを掛けることができるチャックトップの高さを求める方法及びこの方法を記録したプログラム記録媒体を提供することができる。

以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明のチャックトップの高さを求める方法を適用したプローブ装置の一例を示す概念図、図２、図３はそれぞれ本発明のチャックトップの高さを求める方法の原理を説明するための説明図である。

まず、本発明の本発明のチャックトップの高さを求める方法を適用するプローブ装置の一例について図１を参照しながら説明する。このプローブ装置１０は、例えば図１に示すように、被処理体であるノッチ付き半導体ウエハＷを載置する移動可能なウエハチャック１１と、このウエハチャック１１の上方に配置されたプローブカード１２と、このプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａとウエハチャック１１上の半導体ウエハＷとのアライメントを行うアライメント機構１３と、アライメント機構１３を構成する第１、第２の撮像手段（例えば、ＣＣＤカメラ）１４、１５と、第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５によって撮像された画像を表示する表示画面１６を有する表示装置と、これらの構成機器を制御するコンピュータ１７と、を備え、コンピュータ１７の制御下で、アライメント機構１３によってウエハチャック１１上の半導体ウエハＷとプローブカード１２の複数のプローブ１２Ａとのアライメントを行った後、複数のプローブ１２Ａと半導体ウエハＷとを電気的に接触させて半導体ウエハＷの電気的特性検査を行うように構成されている。

また、プローブ装置１０は、図１に示すようにキーボード等の入力部１８を備え、入力部１８によって種々の検査条件を入力することができ、表示画面１６上に表示されたメニュー１６Ａやアイコン（図示せず）を指定して種々のプログラム等を実行することができる。

ウエハチャック１１は、図１に示すように駆動機構１１Ａ及び検出器（例えば、エンコーダ）１１Ｂを備え、駆動機構１１Ａを介してＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に移動すると共にエンコーダ１１Ｂを介して移動量を検出するように構成されている。駆動機構１１Ａは、ウエハチャック１１が配置されたＸＹテーブルを駆動する、例えばモータとボールねじを主体とする駆動機構（図示せず）と、ウエハチャック１１に内蔵された昇降駆動機構と、ウエハチャック１１をθ方向に回転させるθ駆動機構と、を備えている。エンコーダ１１Ｂは、モータの回転数を介してＸＹテーブルのＸ、Ｙ方向への移動距離をそれぞれ検出し、それぞれの検出信号をコンピュータ１７へ送信する。コンピュータ１７は、エンコーダ１１Ｂからの信号に基づいて駆動機構１１Ａを制御し、もってウエハチャック１１のＸ、Ｙ方向への移動量を制御する。

アライメント機構１３は、上述のように第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５及びアライメントブリッジ１９を備えている。図１に示すように、第１のＣＣＤカメラ１４はアライメントブリッジ１９に装着され、第２のＣＣＤカメラ１５はウエハチャック１１の側方に装着されている。第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５は、いずれも高倍率と低倍率の二つの倍率を備え、所定の倍率でプローブ１２Ａや半導体ウエハＷを撮像する。

第１のＣＣＤカメラ１４は、アライメントブリッジ１９を介してプローバ室の背面からプローブセンタまで進出してプローブカード１２とウエハチャック１１との間に位置し、ここでコンピュータ１７からの指令に基づいてウエハチャック１１がＸ、Ｙ方向へ移動する間に、所定の倍率で半導体ウエハＷの中心及びその左右前後の５点を撮像し、それぞれの位置を記憶部１７Ｃに格納する。また、第２のＣＣＤカメラ１３Ｃは、アライメントブリッジ１９がプローブ室内の背面に後退した後、プローブカード１２の下方でウエハチャック１１がＸ、Ｙ方向へ移動する間に、プローブカード１２の下方から複数のプローブ１２Ａを所定の倍率で撮像し、プローブ１２Ａの高さを記憶部１７Ｃに格納する。

コンピュータ１７は、中央演算処理部１７Ａと、本発明のチャックトップの高さを求める方法を実行するためのプログラムを含む各種のプログラムが記憶されたプログラム記憶部１７Ｂと、種々のデータを記憶する記憶部１７Ｃと、第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５からの撮像信号を画像処理する画像処理部１４Ａ、１５Ａと、これらの画像処理部１４Ａ、１５Ａからの画像信号を画像データとして記憶する画像記憶部１４Ｂ、１５Ｂと、これらの画像信号に基づいて表示画面１６に中央演算処理部１７Ａの処理画像を表示するための表示制御部１４Ｃ、１５Ｃと、を備え、中央演算処理部１７Ａがプログラム記憶部１７Ａ、記憶部１７Ｃとの間で信号を送受信してプローブ装置１０の各種の構成機器を制御する。

中央演算処理部１７Ａには入力部１８が接続され、入力部１８から入力された各種のデータ信号を処理し、記憶部１７Ｃへ格納する。本実施形態ではプログラム記憶部１７Ｃに本発明のチャックトップの高さを求める方法を実行するためのプログラムが格納され、表示画面１６のメニューからプログラムを選択して実行させることができる。また、この方法は、メニュー表示に代えてアイコン表示にしても良い。図１に示すように表示画面１６にはウエハチャック１１の５点の高さ、つまり奥（上）、左、前（下）及び右の実測高さを表す部分等が表示される。本実施形態では、ピーコックを用いてウエハチャック１１の中心及び周囲の８点を測定し、その実測値を入力し、表示するようになっている。

また、中央演算処理部１７Ａには画像記憶部１４Ｂ、１５Ｂ及び表示制御部１４Ｃ、１５Ｃが接続され、第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５による撮像画像を中央演算処理部１７Ａ及び表示制御部１４Ｃ、１５Ｃを介して表示画面１６上にそれぞれ表示することができる。画像記憶部１４Ｂ、１５Ｂには第１、第２のＣＣＤカメラ１４、１５による現在の撮像画像以外に、過去の撮像画像等を格納することができる。

チャックトップの高さを求める方法のプログラムやその他のプログラムは、種々の記憶媒体を介してプログラム記憶部１７Ｂに格納されている。また、これらのプログラムは、通信媒体によって各種のプローブ装置にダウンロードすることもできる。本実施形態では、プログラム記憶部１７Ｂに格納されたウエハの中心検出方法のプログラムを実行する。

次に、本実施形態のチャックトップの高さを求める方法の原理について図２、図３を参照しながら説明する。本実施形態のチャックトップの高さを求める方法は、プログラム記憶部１７Ｃに格納されたプログラムに基づいて駆動するコンピュータ１７によって実行することができる。このプログラムに基づいてコンピュータ１７が駆動する。まず、コンピュータ１７が駆動し、理想座標面を用いてウエハチャック１１の中心及びその左右前後の５点を指定すると、これらの５点に対応するウエハチャック１１の指定点が上カメラ１４の真下まで移動する。そして、上カメラ１４によってウエハチャック１１のチャックトップの５点の高さを測定する。そして、これらの５点及び理想座標面の指定座標値に基づいてウエハチャック１１の高さを求める。ここでは図２、図３に示すように理想座標面の４象限のうちの第１象限上の任意の点に対応するウエハチャック１１上の高さを求める方法について説明する。尚、図２、図３ではチャックトップにウエハチャックの符号１１を付してチャックトップ１１として説明する。

まず、従来と同様に理想座標面において原点(０，０)、その右側の点ａ（ｘ_０，０）及びその上側の点ｂ（０，ｙ_０）を指定する。この時、理想座標面の原点(０，０)は、チャックトップ１１の中心と一致する。理想座標面上の第１象限を規定する点ａ、ｂに対応するチャックトップ１１上の点Ａ、Ｂ（図２の（ａ）参照）の座標値は、従来と同様にチャックトップ１１の移動量に基づいてそれぞれ図２の（ｂ）に示すように（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ，Ｚ_Ａ）、（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂ）として求めることができる。ここで従来の場合には、チャックトップ１１の第１象限を規定する３点Ｏ、Ａ、Ｂが均一な平面ＯＡＢで、この平面内に全てのコンタクト座標値が存在するとする平面モデルに基づいてチャックトップ１１の高さを求めていた。しかし、この平面モデルでは前述のようにオーバードライブ量のバラツキが大きい。

そこで、本発明者等がチャックトップ１１の高さをピーコック等の測定機器を用いて高精度に測定した結果、チャックトップ１１の上面は、平面ではなく、チャックトップ１１の中心を頂点として外周ほど高くなる円錐形状に近い円錐形であることが明らかになったため、平面モデルに代えて円錐モデルを用いてチャックトップ１１の高さを求めることに特徴がある。

即ち、本実施形態では、図２の（ｂ）に示すように原点（０，０，０）に対して、座標Ａ（Ｘ_Ａ，Ｙ_Ａ，Ｚ_Ａ）、Ｂ（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ，Ｚ_Ｂ）が円周状に結ぶ曲線に従って高さが変化すると考える。任意の点Ｐを理想座標上でＸＹ座標値を指定すると、この点に対応するチャックトップ１１上の点Ｐは座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として得られる。円錐モデルでは、点Ｐは原点Ｏを中心にしてＸ軸からＹ軸まで点Ａ、Ｂを通る曲線に沿って高さが変化する曲線（点Ｐ_Ａ−点Ｐ_Ｂを結ぶ曲線）上にあると考える。

点Ｐ_Ａは、点Ｐ_Ａが原点Ｏを中心にして曲線ＡＢに沿ってＸ軸上まで高さが変化しながら回転した時のＸ軸上の点であり、その点Ｐ_Ａの座標値はＰ_Ａ（Ｌ，０，Ｚ_１）である。また、点Ｐ_Ｂは、点Ｐが原点Ｏを中心にして曲線ＡＢに沿ってＹ軸上まで高さが変化しながら回転した時のＹ軸上の点であり、その点Ｐ_Ａの座標値はＰ_Ａ（０，Ｌ，Ｚ_２）である。ここでＬは、直線ＯＰの長さであり、この長さＬは、√（Ｘ^２＋Ｙ^２）である。

点Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｂの高さ、即ち座標値Ｚ_１、Ｚ_２は、それぞれ理想座標面に３点の指定座標値、これらの点に対応するチャックトップ１１上の座標値に基づいて上記座標変換式を用いて求めることができる。また、点Ｐの高さＺは、点Ｐ_Ａの高さと点Ｐ_Ｂの高さの差（Ｚ_２−Ｚ_１）をＸ軸とＹ軸のなす角度（９０°）に対する直線ＯＰとＸ軸のなす角度θ（図２の（ｂ）参照）の割合で求め、この値（Ｚ_２−Ｚ_１）*（θ／９０）を点Ｐ_Ａの高さＺ_１に加算する下記の式によって求められる。ここで、角度θはｔａｎθ＝絶対値（Ｙ／Ｘ）の関係から、θ＝ｔａｎ^−１[絶対値（Ｙ／Ｘ）]として求めることができる。
Ｚ＝Ｚ_１＋（Ｚ_２−Ｚ_１）*（θ／９０）
ここでは求めたチャックトップ１１の高さは、第１象限におけるものであるが、チャックトップ１１の第２〜第４象限の高さについても同様の手順で求めることができる。

本実施形態の円錐モデルと従来の平面モデルとを比較したものが図３である。即ち、図３の（ａ）はチャックトップ１１を直線ＯＡに沿って切断して示す断面図、同図の（ｂ）は直線ＯＡから４５°進んだ位置の断面図であり、同図の（ｃ）は同図（ｂ）の上面を示す平面図である。

チャックトップ１１上で互いに直交する直線ＯＡと直線ＯＢは、それぞれ測定値に基づいて求められたものであることから、円錐モデルでも平面モデルでも一致する。しかしながら、直交する直線ＯＡと直線ＯＢの間に位置する位置では、円錐モデルと平面モデルとでは高さが異なる。例えば、図３の（ｃ）に示すように直線ＯＡと４５°の角度をなす直線上で点Ａと点Ｂを結ぶ直線ＡＢ上にある点Ｄについて考える。

円錐モデルでは、チャックトップ１１の上面を実際の形態を反映した円錐形状として取り扱い、チャックトップ１１の面ＯＡＢ内の点Ｄが原点Ｏを中心としてチャックトップ１１上の曲線ＡＢの高さに沿って変化する曲線上にあるように処理するため、点Ｄと原点Ｏを結ぶ直線ＯＤの延長線上の点はいずれもチャックトップ１１の上面にある。従って、同図の（ｂ）に示すように直線ＯＤの延長線と円弧ＡＢの交点Ｃがチャックトップ１１の高さと一致する。円錐モデルではコンピュータ１７においてチャックトップ１１の外周位置を指定しても、実際のチャックトップ１１の高さ実質的に一致し、外周の如何なる指定位置でもチャックトップ１１の高さが実質的に同一になる。

これに対して、従来の平面モデルでは、チャックトップ１１の上面を平面として取り扱い、チャックトップ１１の面０ＡＢが傾斜した均一な平面であるとして処理するため、図３の（ｂ）に示すように直線ＯＤと直線ＯＡとが一致しない。従って、コンピュータ１７においてチャックトップ１１の外周位置を指定しても、実際のチャックトップ１１の高さとの間にズレがあり、外周の指定位置毎にチャックトップ１１の高さが異なることになる。

尚、図３の（ｂ）の数値は、図３の（ｃ）における直線ＯＡの長さをＬとした場合の各点までの寸法を示している。

以上説明したように本実施形態によれば、チャックトップ１１の上面の高さを実際の形態の即した円錐モデルを用いて求めるようにしたため、平面モデルを用いる従来の方法と比較してチャックトップ１１の高さを高精度に求めることができ、半導体ウエハの検査を行う場合には、チャックトップ１１の高さのバラツキが小さいため、チャックトップ１１に対して常に一定のオーバードライブを掛けることができ、信頼性の高い検査を行うことができる。

尚、本発明は、上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて適宜設計変更することができる。

本発明は、例えば半導体ウエハ等の被検査体の検査を行うプローブ装置に好適に利用することができる。

本発明のチャックトップの高さを求める方法を適用したプローブ装置の一例の要部を示すブロック図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のチャックトップの高さを求める方法の原理を説明するための説明図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明のチャックトップの高さを求める方法と従来の方法とを比較して説明するための説明図である（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来のチャックトップの高さを求める方法の原理を説明するための説明図である。

符号の説明

１０プローブ装置
１１チャックトップ
１７コンピュータ
１７Ｂプログラム記憶部
Ｗ半導体ウエハ

Claims

プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法であって、
上記コンピュータを用いて、上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、
上記コンピュータを用いて、上記所定の象限内の任意の一点を指定し、この指定座標値、上記座標変換式及び上記円錐モデルに基づいて上記チャックトップの任意の点の高さを求める工程と、を備えた
ことを特徴とするチャックトップの高さを求める方法。
プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法であって、
上記コンピュータを用いて、上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、
上記コンピュータを用いて、上記ＸＹ座標面の上記所定の象限内で上記チャックトップの任意の一点を指定する工程と、
上記コンピュータを用いて、上記任意の一点を示す指定座標値を上記円周に沿って回転させて上記ＸＹ座標面のＸ軸上及びＹ軸上のＸ座標値及びＹ座標値をそれぞれ求める工程と、
上記コンピュータを用いて、上記任意の指定座標に対応する上記Ｘ座標値、Ｙ座標値及び上記座標変換式に基づいて上記Ｘ座標値及び上記Ｙ座標値に対する上記チャックトップの高さを求める工程と、
上記コンピュータを用いて、上記チャックトップの中心と上記隣り合う２点のいずれか一点と上記任意の一点で形成する中心角を求める工程と、
上記コンピュータを用いて、上記隣り合う２点の高さの差と上記中心角の上記Ｘ軸と上記Ｙ軸のなす角度に対する割合に基づいて上記任意の一点の高さを求める工程と、を備えた
ことを特徴とするチャックトップの高さを求める方法。
上記座標変換式は、Ｘ＝ａｘ＋ｂｙ、Ｙ＝ｃｘ＋ｄｙ、Ｚ＝ｅｘ＋ｆｙであり、上記座標変換式の各係数は、上記所定の象限の上記３点の指定座標値及びこれらの指定座標に対応する上記円錐モデルの３点に基づいて算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチャックトップの高さを求める方法。
プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法をプログラムとして記録した記録媒体であって、
上記プログラムによって上記コンピュータを駆動させて、
上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、
上記所定の象限内の任意の一点を指定し、この指定座標値、上記座標変換式及び上記円錐モデルに基づいて上記チャックトップの任意の点の高さを求める工程と、を実行させる
ことを特徴とするプログラム記録媒体。
プローブ装置のチャックトップで保持された被検査体の電気的特性検査を行う際に、コンピュータ上のＸＹ座標面において上記チャックトップの上面の少なくとも中心及び左右前後の５点のＸＹ座標値を上記コンピュータによって指定し、これらの指定座標値に対応する上記チャックトップの高さを順次測定し、上記指定座標値と上記各測定高さに基づいて上記ＸＹ座標値を上記チャックトップの上面の高さを含む座標値に変換する座標変換式を上記ＸＹ座標面の４象限それぞれについて求めた後、上記コンピュータによって上記ＸＹ座標面で指定する任意の位置に対応する上記チャックトップの上面の高さを上記各象限毎に上記座標変換式に基づいて求める方法をプログラムとして記録した記録媒体であって、
上記プログラムによって上記コンピュータを駆動させて、
上記ＸＹ座標面の所定の象限の上記指定座標値に対応する上記チャックトップの中心以外の隣り合う２点が上記チャックトップの中心を中心として形成される円周上を変化して得られる点であるとする円錐モデルを設定する工程と、
上記ＸＹ座標面の上記所定の象限内で上記チャックトップの任意の一点を指定する工程と、
上記任意の一点を示す指定座標値を上記円周に沿って回転させて上記ＸＹ座標面のＸ軸上及びＹ軸上のＸ座標値及びＹ座標値をそれぞれ求める工程と、
上記任意の指定座標に対応する上記Ｘ座標値、Ｙ座標値及び上記座標変換式に基づいて上記Ｘ座標値及び上記Ｙ座標値に対する上記チャックトップの高さを求める工程と、
上記チャックトップの中心と上記隣り合う２点のいずれか一点と上記任意の一点で形成する中心角を求める工程と、
上記隣り合う２点の高さの差と上記中心角の上記Ｘ軸と上記Ｙ軸のなす角度に対する割合に基づいて上記任意の一点の高さを求める工程と、を実行させる
ことを特徴とするプログラム記録媒体。
上記座標変換式は、Ｘ＝ａｘ＋ｂｙ、Ｙ＝ｃｘ＋ｄｙ、Ｚ＝ｅｘ＋ｆｙであり、上記座標変換式の各係数は、上記所定の象限の上記３点の指定座標値及びこれらの指定座標に対応する上記円錐モデルの３点に基づいて算出することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプログラム記録媒体。