KR20050114235A - 프로브 카드 분석기의 컴포넌트 편향 효과들을 완화시키는 방법 - Google Patents

프로브 카드 분석기의 컴포넌트 편향 효과들을 완화시키는 방법 Download PDF

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Abstract

프로브 카드 분석기시스템에서 컴포넌트 편향들의 효과들을 완화시키는 시스템 및 방법은 편향 특성들을 모델링하는 3차원 비교 광학 계측 기술들로 구현될 수 있다. 예시되는 시스템 및 방법은 "효과적으로 로딩되는" 평탄도 측정값들을 형성하기 위해 넌-버스 전기적 평탄도 측정값들과 신속한 광학 평탄도 측정값들을 조합한다.

Description

프로브 카드 분석기의 컴포넌트 편향 효과들을 완화시키는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF MITIGATING EFFECTS OF COMPONENT DEFLECTION IN A PROBE CARD ANALYZER}
본 출원은 "MITIGATING THE EFFECTS OF PROBE CARD/FIXTURE AND METROLOGY BASE DEFLECTION IN A PROBE CARD ANALYZER"란 명칭으로 2003년 3월 14일자 출원된 미국 가출원 시리얼 넘버 60/454,574의 장점을 청구하며, 그 명세서 전체는 참조로 본 발명에 포함된다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 프로브 카드 분석기(probe card analyzer) 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브 카드 분석기 시스템의 컴포넌트 편향(deflection) 효과들을 완화시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전통적인 프로브 카드 분석기들은 전기적 수단에 의해 프로브 평탄도(planarity)를 측정하며, 일반적으로 광학 수단에 의해 프로브 정렬을 측정한다. 전기적 평탄도 측정은 통상적으로 전도성 콘택 표면을 프로브 카드 상의 프로브들에 천천히 접촉시킴으로써 이루어진다. 이와 관련하여, 상기 전도성 콘택 표면은 프로브 카드를 향해 이동되고; 상기 전도성 표면은 상기 프로브 카드 표면에서 가장 멀리 연장되는 프로브("최저" 프로브)와 먼저 접촉되고, 상기 프로브 카드 표면으로부터 가장 적게 연장되는 프로브("최고" 프로브)와 마지막으로 접촉된다. 이러한 범주에서, "최저" 및 "최고"라는 용어들은 반드시 수직 배향(orientation)을 의미하는 것은 아니다. 최초 콘택 지점에서 최종 콘택 지점 및 이를 지나가도록 전도성 콘택 표면을 이동시키는 프로세스는 전도성 콘택 표면과 접촉하는 제 1 프로브가 최초 콘택 지점을 넘어서 로딩되기 때문에 일반적으로 "오버트래블(overtravel)"로서 종래기술에서 지칭된다.
프로브들이 "오버트래블"됨에 따라, 콘택 로딩(contact load)들은 증가한다. 많은 프로브들을 구현하는 프로브 카드들에 대해, 이러한 콘택 로딩들은 매우 높아질 수 있고, 측정 결과들의 정확도에 큰 영향을 줄 수 있는 시스템 컴포넌트들의 편향들을 형성할 수 있다.
단일 대형 콘택 표면에 대한 전기적 평탄도 측정법들을 이용하는 통상적인 프로브 카드 분석기에서, 프로브 카드의 편향, 프로브 카드 고정체(fixture), 계측 프레임, 또는 이들의 몇몇 조합물은 자체적으로 평탄도 측정의 통합 부분이 될 수 있다. 이것은 더 낮은 프로브들과의 접촉으로 발생되는 로딩들이 편향을 유발하고 반대로 더 높은 프로브들의 외형상 평탄도를 증가시킨다는 사실 때문이다.
한편, 광학 평탄도 측정법들은 프리-행잉(free-hanging) 프로브들의 팁들을 광학적으로 스캐닝함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 조건들에서(즉, 오버트래블 없는 프리-행잉 프로브들), 콘택 로딩들이 결코 발생되지 않으므로, 컴포넌트 편향들 또는 임의의 형태의 만곡(flexure)을 유발할 수 없다. 따라서, 이러한 광학 평탄도 측정법들은 분석시 동일한 프로브 카드에 대해서도 전기적 평탄도 측정법들과 상이할 수 있다. 부가적으로, 광학 방법론들은 일반적으로 전기적 평탄도 평가 방법들에 비해 속도 장점을 갖는다. 광학 평탄도 측정법들 및 기술들의 신속성은 이러한 광학 기술을 매력적이게 하고; 빠른 광학 측정법들을 기반으로 또는 빠른 광학 측정법들의 이점을 갖는 동일한 전기적 평탄도 분석을 형성하는 방법을 개발하는 것이 매우 바람직하다.
현재 구현되는 시스템들 및 방법들은 전통적인 방법론들이 콘택 로딩들 없이 이루어지는 광학 평탄도 측정법들을 이러한 콘택 로딩들이 없고 콘택 로딩들에 의해 영향을 받는 전기적 평탄도 측정법들에 정확히 상호 관련시키지 못한다는 점에서 불충분하다.
도 1은 프로브 카드 분석기 시스템의 일 실시예의 컴포넌트들을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 2는 오버트래블로 인한 콘택 로딩에서 예시적인 z-스테이지 편향을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 3은 오버트래블로 인한 콘택 로딩에서 예시적인 기점 플레이트 편향을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 4는 기점 플레이트 편향을 측정하기 위한 기술의 일 실시예를 도시한느 개략적인 블록도이다.
도 5는 프로브 카드 분석 시스템에서 평탄도 측정값들을 획득하는 방법의 일 실시예의 일반적인 동작을 도시하는 개략적인 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은 프로브 카드 분석기 시스템에서 컴포넌트 편향들의 효과들을 완화시키는 시스템 및 방법을 제공하고 종래기술의 전술한 단점들 및 다른 단점들을 극복한다. 예시되는 시스템 및 방법은 "효과적으로 로딩(loaded)되는" 평탄도 측정값들을 형성하기 위해 넌-버스(non-bussed) 전기적 평탄도 측정법들을 빠른 광학 평탄도 측정법들과 결합시킨다.
하나의 예시적인 실시예에 따라, 프로브 카드 분석 시스템에서 평탄도 측정값들을 획득하는 방법은, 기점 플레이트(fiducial plate) 편향으로 인한 평탄도 효과들을 컴퓨팅하는 단계; 프로브 카드 편향과 프로브 카드 고정체 편향으로 인한 평탄도 효과들을 조합하는 단계; 및 상기 컴퓨팅 및 조합 단계에 응답하여, 프로브 카드에 대한 로딩 보상된 평탄도를 계산하는 단계를 포함한다. 몇몇 구현예들에서, 상기 방법은 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 부가적으로, 상기 로딩 보상된 평탄도를 계산하는 단계는 상기 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들을 계산하는 단계에 추가로 응답할 수 있다. 예시적인 방법의 일 실시예에 따른 상기 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들을 계산하는 단계는 상기 스테이지 편향에 근접한 거리 센서를 이용하는 단계를 포함한다.
상기 컴퓨팅 단계는 3차원 광학 계측법과 같은 광학 계측 기술을 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광학 계측 기술을 이용하는 단계는, 상기 기점 플레이트 상의 기점의 영상 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득에 응답하여 상기 기점 플레이트의 편향을 나타내는 편향 데이터 값들을 식별하는 단계; 및 상기 식별에 응답하여 상기 편향의 1차 보정을 가능하게 하는 보정 데이터 값들을 제공하는 단계를 포함한다. 몇몇 선택적 실시예들에서, 상기 방법은 상기 기점 플레이트의 편향율을 나타내는 비율 데이터 값들을 추가로 식별하는 단계, 및 상기 추가적인 식별에 응답하여, 상기 편향의 2차 보정을 가능하게 하는 부가적인 보정 데이터 값들을 제공하는 단계를 더 포함한다.
평탄도 측정 방법의 몇몇 실시예들의 다른 실시예에 따른 상기 조합 단계는, 상기 프로브 카드에 대한 광학 평탄도 및 전기적 평탄도의 측정값들을 획득하는 단계; 제 1 전기 콘택에서 기점 플레이트 편향을 측정하는 단계; 및 상기 획득 및 측정에 응답하여, 상기 프로브 카드 및 상기 프로브 카드 고정체에 대한 조합된 편향값을 컴퓨팅하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예들을 참조로 이하에서 보다 구체적으로 설명되는 것처럼, 상기 프로브 카드와 프로브 카드 고정체의 편향들에 대한 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법은, 모든 넌-버스 프로브들에 대한 광학적 평탄도의 측정값들 및 전기적 평탄도의 측정값들을 획득하는 단계; 모든 넌-버스 프로브 지점들에서 제 1 전기 콘택의 기점 플레이트 편향을 식별하는 단계; 및 상기 획득 및 식별에 응답하여, 상기 프로브 카드의 편향과 상기 프로브 카드 고정체의 편향에 기인하는 조합된 편향을 컴퓨팅하는 단계를 포함할 수 있다. 몇가지 이러한 방법들은 근접 센서 지점들에서 스테이지 편향 측정값들을 획득하는 단계를 더 포함하는 것으로서 개시되며, 상기 컴퓨팅 단계는 상기 획득에 추가로 응답하고, 선택적으로 상기 스테이지 편향 측정값들은 몇몇 애플리케이션들에서 제로(zero)로 가정될 수 있다.
조합된 편향 측정값을 획득하는 방법의 몇몇 실시예들에 다라, 기점 플레이트 편향을 식별하는 동작은, 선택된 넌-버스 프로브 지점에서 광학 데이터를 획득하는 영상 장치를 선택적으로 위치설정하는 단계; 넌-버스 프로브가 상기 선택된 넌-버스 프로브 지점에서 상기 기점 플레이트와 접촉될 때 상기 광학 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 획득에 응답하여, 상기 선택된 넌-버스 프로브 지점에서 상기 기점 플레이트 편향을 측정하는 단계를 포함한다. 상기 선택적으로 위치설정하는 단계, 획득 단계, 및 측정 단계는 선택되는 상이한 넌-버스 프로브 지점에 대해 선택적으로 반복될 수 있다.
선택적으로, 상기 기점 플레이트 편향을 식별하는 동작은 특정 프로브 지점에서 전체 오버트래블 플레이트 편향과 광학 평탄도의 함수로서 상기 기점 플레이트 편향을 컴퓨팅하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨팅 단계는 다른 프로브 지점들에서 대략적인 편향들에 대한 2차원 보간 계산법을 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 개시된 실시예들의 전술한 실시예들 및 다른 실시예들은 도면들과 연계하여 이하의 상세한 설명을 통해 보다 완전히 이해될 것이다.
일반적인 배경기술에 의해, 종래기술에 일반적으로 공지되고 본 발명의 예에 의해 기술되는 광학 평탄도 측정값들을 획득하는 방법은 실질적으로 투명한 기점 기판, 즉 유리, 아크릴, 석영, 또는 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같은 다른 적절한 투명 기점 플레이트를 이용하는 3차원 비교 계측법이라는 것을 이해할 것이다. 예시적인 3차원 비교 계측 기술은 이하에서 기술되지만, 다른 광학 평탄도 평가 방법들이 일반적으로 공지된 원리들에 따라 개시 또는 개발될 수 있다. 이하의 상세한 설명은 예시로 제공되는 것일 뿐 이에 제한되지 않으며, 본 명세서는 광학 평탄도 분석을 수행하는 임의의 특정 방법으로 제한하려는 것은 아니다.
도 1은 프로브 카드 분석기 시스템의 일 실시예의 컴포넌트들을 도시하는 개략적인 블록도이다. 종래기술에 일반적으로 알려진 바와 같이, 시스템(100)은 다른 컴포넌트들이 장착되는 계측 프레임(110)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 예시적인 시스템(100)은, 실질적으로 투명한 기점 플레이트(122)를 지지하거나 운반하도록 구성되고 동작되는 플레이트 기준면(121), 프로브 카드 고정체(131)에 부착되거나 지지되는 프로브 카드(132), 및 기점 플레이트(122)와 프로브 카드(132) 사이에서 상대성 운동(예를 들어, 도 1에서 수직인 z축을 따라)을 제공하도록 구성되고 동작되는 z-스테이지(140)를 일반적으로 포함한다. 몇몇 실시예들에서, z-센서(141)와 같은 하나 이상의 센서들은 예를 들어, 프로브 카드 고정체(131)와 플레이트 기준면(121) 사이의 상대적 거리를 측정할 수 있다.
통상적으로, 이하에서 보다 상세히 기술되는 바와 같이 실질적으로 투명한 것과 더불어, 기점 플레이트(122)는 전기적 평탄도 측정을 가능하게 하는 전기 전도성이다.
광학 어셈블리(150)는 실질적으로 투명한 기점 플레이트(122)를 통해 하나 이상의 프로브들(133)의 영상 데이터(예, 시각 또는 광학 데이터)를 획득하는데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 "실질적으로 투명한"이라는 용어는 일반적으로 예를 들어, 광학 어셈블리(150)가 기점 플레이트(122)를 통해 영상들 또는 광학 데이터를 획득할 수 있도록 하는 스펙트럼의 가시 파장들과 같은 전자기 스펙트럼의 적어도 일부분에서 충분한 에너지의 전송을 허용하는 특성을 지칭한다. 이러한 범주에서 "실절적으로 투명한" 특정 기점 플레이트(122)의 특성에 다양한 인자들이 영향을 줄 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, "실질적인" 투명도는 다른 인자들 중에서 이하의 인자들 일부 또는 모두에 의해 영향을 받을 수 있다: 기점 플레이트(122)를 구성하는데 사용되는 물질의 전송 특성들 및 감쇠 특성들(예, 굴절률, 임의의 교합(occlusion)들의 존재 및 밀도 등); 광학 어셈블리(150)의 광학 축을 따르는 기점 플레이트(122)의 두께; 기점 플레이트(122)에 충돌하거나 관통하는 에너지의 형태(예, 주파수 및 진폭); 광학 어셈블리(150)에 사용되는 광학계 또는 영상 하드웨어의 용량 및 감도 등. 몇몇 실시예들에서, 기점 플레이트(122)는 유리, 아크릴, 석영, 또는 미리 결정되거나 목표되는 스펙트럼 부분에서 전자기 에너지에 실질적으로 투명한 유사한 물질로 이루어질 수 있다.
시스템(100)은 z-스테이지(140), x-스테이지(160), y-스테이지(미도시), 광학 어셈블리(150), 기점 플레이트(122), 및 프로브 카드(132)와 같은 다양한 컴포넌트들의 상대적 위치설정 및 배향을 제어하도록 구성 및 동작되는, 다양한 모터들, 엑추에이터들, 위치 센서들 등(도 1에 미도시됨)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 광학 설비의 동작 촛점 길이, 렌즈 장치들, 센서들(예, 전하-결합 장치(CCD) 또는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 검출기), 또는 광학 어셈블리(150)에 사용되는 다른 영상 하드웨어는 광학 어셈블리(150)와 기점 플레이트(122) 사이의 최적 거리 또는 목표되는 거리(z차원에서)에 영향을 줄 수 있다. 유사하게, x 및/또는 y 방향에서 기점 플레이트(122), 프로브 카드(132), 또는 이들 모두에 대한 광학 어셈블리(150)의 선택적 위치설정이 요구되거나 바람직할 수 있다. 많은 애플리케이션들에서, 다양한 컴포넌트들의 정확한 3차원 위치설정 및 배향은 하나 이상의 컴퓨터들, 마이크로컨트롤러들, 프로그래머블 로직 컨트롤러들, 또는 스텝 모터, 웜 기어, 정밀 엑추에이터 등과 같은 다른 전자장치 또는 전기기계 컴포넌트들에 의해 영향을 받거나 제어될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 많은 하드웨어 및 소프트웨어 구성들은 일반적으로 종래기술에 공지되어 있으며, 많은 변화들 및 변형들이 가능할 수 있다. 본 명세서는 3차원 공간에서 시스템(100)의 컴포넌트들을 선택적으로 조정하도록 동작되는 하드웨어 엘리먼트 및 소프트웨어 모듈들의 임의의 특정 조합으로 제한하려는 것은 아니다.
부가적으로, 예시적인 도 1의 실시예에 도시된 다양한 컴포넌트들은 하나 이상의 컴퓨터들 또는 다른 처리 컴포넌트들에 결합될 수 있다. 구체적으로, 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 데이터 처리 컴포넌트는 획득된 영상 데이터를 수신하고 평탄도를 컴퓨팅하거나, 예를 들어 다른 동작들을 수행하도록 구성 및 동작될 수 있다. 이러한 데이터 처리 컴포넌트는 이하에서 보다 상세히 기술되는 바와 같이 편향들을 보정하는 다양한 시스템 컴포넌트들의 운동 또는 회전을 명령하거나 요청하도록 부가적으로 동작될 수 있다. 본 명세서는 임의의 특정 데이터 처리 하드웨어 또는 소프트웨어 구현, 제어 전자장치, 피드백 메커니즘 등으로 제한하려는 것은 아니다.
종래기술에서 일반적으로 공지된 것처럼, 전기적 평탄도 분석 방법론들에 비해 광학 평탄도 분석법들의 속도 우위성 및 효율성에 기초가 되는 한가지 요소는 광학 기술을 이용하여 버스 프로브들의 평탄도가 신속하고 효율적으로 측정될 수 있다는 것이다.
몇몇 실시예들에서, 본 발명에 따라 구성 및 동작되는 시스템 및 방법은 "효과적으로 로딩되는" 평탄도 측정을 형성하기 위해 넌-버스 전기적 평탄도 측정값들과 신속한 광학 평탄도 측정값들을 조합한다. 구체적으로는, 본 발명의 실시예들은 통상적인 전기적 평탄도 측정값들에 나타나는 로딩에서의 편향 효과들을 포함시키는 신속한 평탄도 측정값들을 획득하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명에서 소개되는 예시적인 방법들은 프로브 카드(132) 및 프로브 카드 고정체(131)의 로딩에서 조합된 편향의 유용한 측정값들을 생성한다.
본 발명에서 예시되고 배경기술에 의해 추가로 예시되는 것처럼, 이하의 전문용어는 평탄도를 측정하기 위한 다양한 방법들을 기술하는데 사용될 것이다:
"전기적 평탄도"는 일반적으로 로딩(load) 조건(즉, 콘택 로딩에서)에서 획득되는 넌-버스 프로브들의 전기적 평탄도 측정값들을 지칭한다;
"광학 평탄도" 또는 "언로딩(unloaded) 평탄도"는 일반적으로 언로딩 조건(즉, 콘택 로딩이 없는 조건)하에서 획득되는 모든 프로브들의 광학 평탄도 측정값들을 지칭한다; 및
"로딩(loaded) 평탄도"는 일반적으로 로딩하에서 획득되는 모든 프로브들의 하이브리드 평탄도 측정값들을 지칭한다. 이러한 범주에서, 로딩 평탄도 측정값들은 신속한 광학 및 신속한 넌-버스 전기적 평탄도 측정값들의 조합으로부터 유도될 수 있다. 이러한 측정값들은 일반적으로 로딩시 편향의 효과들을 포함할 수 있으므로, "전기적 평탄도" 측정값들과 관련 또는 상호 연관될 수 있다.
로딩 평탄도를 계산하기 위해, 다양한 시스템 컴포넌트들과 관련되는 편향들 또는 만곡들의 크기가 먼저 결정될 수 있으며, 일반적으로 상술한 바와 같이, 이러한 편향들 또는 만곡들은 하나 이상의 프로브들이 오버트래블 조건의 결과로서 로딩될 때 전기적 평탄도 측정 동안 발생할 수 있다. 구체적으로, 이러한 편향들은 이에 제한됨이 없이 이하의 일부 또는 모두를 포함할 수 있다: z-스테이지(140)의 편향; 기점 플레이트(122)의 편향; 및 프로브 카드(132), 고정체(131), 또는 이들 모두의 편향.
스테이지 편향 측정 효과들
상술한 바와 같이, 전기적 평탄도는 기준면(예, 플레이트 기준면(121))을 프로브 카드 고정체(131)와 연동되는 기준면(135)에 대해 천천히 이동시키거나 "오버트래블"시킴으로써 통상적으로 측정된다. 비교 계측법을 통해 광학적으로 평탄도를 측정하는 프로브 카드 분석기(도 1에서 참조번호 "100"으로 지칭되는 것처럼)의 경우, 적절한 기준면은 통상 플레이트 기준면(121)이다. 프로브 카드(132)에 대한 평탄도는 최저 프로브(133)가 기점 플레이트(122)와 먼저 전기적으로 접촉되는 지점에서 플레이트 기준면(121)에 대한 z-스테이지(140)(z-축을 따라)의 위치로서 기록될 수 있다. 이러한 스테이지 위치(z차원에서)는 일반적으로 프로브 카드 고정체(131)의 기준면(135)에 대한 플레이트 기준면(121)의 위치를 나타내는 것으로 고려된다.
도 2는 오버트래블로 인한 콘택 로딩시의 예시적인 z-스테이지 편향을 도시하는 개략적인 블록도이다. 도 2에 도시된 것처럼, 오버트래블 동안 로딩 전개에서 문제가 발생한다. 구체적으로, z-스테이지(140)는 z 방향으로 편향되거나 하나 이상의 축에 대해 만곡되거나, 구조적 컴플라이언스(compliance)로 인해 고정체(131)의 기준면(135)에 대해 변형될 수 있으며, 부가적으로 또는 선택적으로, 이하에서 해결되는 바와 같이, 프로브들(133)상의 콘택 로딩에 의해 발생되는 동일한 힘들로 인해 만곡 또는 다른 변형이 고정체(131), 프로브 카드(132), 또는 이들 모두에서 발생될 수 있다. 예로서, 도 2의 좌측에 프로브 카드 고정체(131)의 기준면(135)에 대한 플레이트 기준면(121)의 편향을 나타낸다. 평탄도를 추정하는데 사용되는 스테이지(140)의 베이스라인 또는 공허(tare) z-위치가 상기한 편향 효과들을 관측 또는 고려하지 않는 원격 측정값에서 선택되는 경우(예, 계측 프레임(110)의 베이스 근처의 모터축 인코더로부터 획득되는 측정값), 평탄도 측정값에 에러가 발생될 수 있다.
전술한 에러를 효과적으로 제거할 수 있는 하나의 예시적인 메커니즘은 플레이트 기준면(121)과 프로브 카드 고정체(131)와 연동되는 기준면(135)에 가능한 근접하게 획득되는 직접적인 측정값을 사용한다. 이와 관련하여, 도 2의 실시예는 플레이트 기준면(121) 및 프로브 카드 고정체(131)와 연동되는 기준면(135)에 인접하게 적절히 배치되는 직접 측정 센서(z-센서(141))를 사용하는 것으로 도시된다. 이러한 근접 센서 측정값들을 기초로 하거나 고려하는 전기적 평탄도 측정값들은 스테이지(140)의 편향으로 발생되는 에러들을 크게 감소시킬 수 있다.
기점 표면 편향
오버트래블되는 프로브들(133)로부터의 로딩하에서, 기점 플레이트(122)는 편향, 만곡, 휘거나 변형될 수 있다. 이러한 편향은 통상적으로 2개의 주 컴포넌트들을 갖는다: 그 지지부들에서 컴플라이언스로 인한 기점 플레이트(122)의 강성(rigid) 몸체 편향; 및 기점 플레이트(122) 자체의 컴플라이언스로 인한 굽힘(bending) 편향. 이러한 편향은 프로브 어레이에 대해 하나 이상의 프로브들(133)의 감소된 잠재적으로 불균일한 오버트래블을 초래할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3은 오버트래블로 인해 콘택 로딩하에서 예시적인 기점 플레이트 편향을 도시하는 개략적인 블록도이다.
예시적인 실시예에 따라, 본 발명에서 기술되는 시스템 및 방법은 프로브들(133)의 어레이와 실제로 접촉되는 기점 플레이트(122)의 영역에서 발생되는 편향의 양(amount)을 정확히 측정할 수 있고, 이에 따라 명령된 오버트래블은 수치화된 편향의 예기치 못한 효과들을 없애거나 완화시키도록 보상될 수 있다. 구체적으로, 순 합산(net resultant) 오버트래블은 목표되는 오버트래블에 매우 근사될 수 있다. 보상되지 않은 편향 부분만이 프로브들(133)의 어레이와 실제로 접촉되는 영역내에서 기점 플레이트(122)의 편향일 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 실제로, 이러한 편향 컴포넌트는 식별되는 다른 편향 컴포넌트들 보다 훨씬 덜 중요하기 때문에, 무시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 기술되는 예시적인 광학 계측 기술들은 입체 영상 처리들과 실질적으로 투명한 기점 플레이트(122)를 사용하거나 포함하는 3차원 비교 계측 분석들이다. 프로브 평탄도 및 정렬 측정과 더불어, 이러한 광학 분석 방법론들은 광학 어셈블리(150)에 대한 기점 플레이트(122)의 편향을 측정할 수도 있다.
도 4는 기점 플레이트 편향을 측정하기 위한 기술의 일 실시예를 도시하는 개략적인 블록도이다. 하나의 영상화 동작에서, 기점 플레이트(122)의 구조물에 포함되거나 그 상부에 배치되는 기점 그리드 망은 2개의 투시도들로부터 영상화될 수 있다. 이러한 영상화 동작은 로딩되지 않는 상황, 즉 기점 플레이트(122)가 이러한 영상 처리의 목적으로 로딩되지 않는 상황에서 기점 그리드의 시각 데이터 또는 다른 영상 데이터를 획득할 수 있게 한다. 기점 어레이의 위치(로딩되지 않는 조건에서)는 각각의 영상 투시도로부터 측정될 수 있다.
다른 영상화 동작에서, 로딩(예를 들어, 프로브 분석 애플리케이션에서 오버트래블 동안 예상될 수 있는 것처럼)이 기점 플레이트(122)에 제공될 수 있으며, 상술한 바와 같이, 기점 플레이트(122)는 이러한 로딩하에서 편향될 수 있다. 그 다음, 기점 그리드 망은 2개의 투시도들로부터 다시 영상화될 수 있다. 도 4에 도시된 예시적인 실시예를 포함하는 몇몇 애플리케이션들에서, 이러한 투시도들은 언로딩 영상화 처리에 사용되는 투시도들에 해당할 수 있으며, 선택적으로 몇가지 보다 지능화된 영상 기술들에서, 하나 또는 두개의 투시도들은 언로딩 영상 처리에 사용되는 투시도들과 상이할 수 있다. 이러한 로딩 영상화 동작(즉, 시각 또는 다른 영상 데이터 획득)을 기반으로, 각각의 영상 투시도로부터 그리드 구조물의 측정값들이 선택될 수 있다(로딩 조건에서).
전술한 영상화 동작들이 구성되는 순서는 중요하지 않을 수 있거나 부수적으로만 중요할 수 있으며, 몇몇 애플리케이션들에서, 로딩 또는 언로딩 조건이 먼저 영상화될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 영상 처리들은 보정 에러들을 방지하거나 그 효과들을 완화시키기 위해 한번 이상 반복되거나 교번될 수 있다. 도 4에 도시된 것처럼, 기점 플레이트(122)는 거리 δZ만큼 편향된다. 원래 위치(예, 언로딩 조건에서)에 대한 기점 그리드의 하나 이상의 엘리먼트들의 외관상 위치의 변화들(예, 로딩 조건에서)은 각각의 투시도에 대해 δy0 및 δy1으로 표현될 수 있다. 이러한 형태는 도 4에 도시되며, 여기서 z축은 수직이고 y축은 도면의 평면에 수평이다. 각 투시도에서 수직이 아닌 광학 어셈블리(150)의 시계각은 각 θ로 정의된다.
도 4의 형태가 주어지면, 식(1)을 통해 언로딩 조건에 대한 기점 플레이트(122)의 편향을 컴퓨팅할 수 있다:
δZ=(δy0 +δy1)/2tanθ (1)
개별적인 편향들은 아래의 식(2)에서 기술되는 것처럼, 콘택 영역에 대한 편향들의 수 n을 나타내는 측정값들의 세트를 형성하도록 프로브들(133)과 접촉되는 기점 플레이트(122)의 영역에 대해 맵핑될 수 있다.
P li=(xi, yi,δgli)(i=1,2,…,n)
여기서, xi 및 yi는 편향 측정값의 x 및 y 위치이고, δgli는 기점 플레이트(122)의 측정 편향(z 방향에서)이다. x축은 도 4의 평면에 수직이라는 점을 유의한다.
개별적인 지점(point)들 P li는 예를 들어 선형 최소제곱법 기술, 또는 몇가지 다른 적절한 통계적 방법론과 같은 다양한 방법들에 의해 최적합(best-fit) 평면에 고정될 수 있다. 평면 피팅(fit)으로부터, 기점 플레이트(122)에 대한 이하의 모든 물리적 특징들이 추출될 수 있다: 중심에서의 편향(δglcenter); x축에 대한 피치각 θgl; y축에 대한 롤 각 Φgl.
전술한 평면 피팅 또는 유사한 정량(quantitative) 편향 분석 동작에 따라, z-스테이지(140)는 측정된 편향들의 1차 보정을 수행하기 위해 z, 피치, 롤, 또는 이들의 몇몇 조합으로 증분 이동을 수행하도록 제어되거나 조정될 수 있다. 이러한 증분 이동 또는 위치 조정은 공칭 오버트래블 위치에 대해 이루어질 수 있으며, 이하의 식 3-5에서 기술되는 것처럼 일반적으로 정의될 수 있다.:
Δz1cmd = -δg1center (3)
θ1cmd = -θgl (4)
Φlcmd = -Φgl (5)
여기서, 축 회전들은 기점 플레이트(122)의 중심에 대해 수행된다.
이러한 증분 이동들 또는 조정들은 편향 효과들의 1차 보정을 형성하는 효과를 가질 수 있다. 많은 경우들에서, 이러한 1차 보정은 야기되는 임의의 효과들을 보정하기 위해 현저한 편향 특징들을 수용하기에 충분하고, 원하는 레벨의 균일한 오버트래블을 모델링하기에 충분하다. 대개 만곡, 변형, 또는 다른 물질 편향 또는 컴플라이언스로 인해, 명령 또는 목표되는 증분 이동(z 이동 또는 x 또는 y 회전)의 전체 범위는 몇몇 애플리케이션들에서 수행되지 않을 수 있다.
이와 관련하여, 전술한 명령 또는 목표되는 조정으로부터의 임의의 편차는 일반적으로 2차 편향 에러를 나타내는 것을 이해한다. 보상에서 보다 높은 레벨의 정확도(상술한 1차 보정에 의해 제공되는 것보다)를 원한다면, 2차 증분 이동 또는 조정이 이러한 2차 에러 효과들의 제거 또는 최소화를 가능하게 할 수 있다. 몇몇 애플리케이션들에서, 예를 들어 2차 보정은 1차 증분 이동 이전에 측정되는 것과 동일한 영역에 대해 기점 플레이트(122)의 편향을 측정함으로써 수행될 수 있다. 이러한 2차 편향 분석은 이하의 식(6)에서 나타내는 것처럼 측정값들의 세트의 획득을 허용할 수 있다:
P 2i=(xi, yi,δg2i)(i=1,2,…,n) (6)
다시, 이러한 측정값들 P 2i는 기점 플레이트(122)의 중심 편향 및 회전들 (δg2center, θg2, 및 Φg2)을 식별하기 위해 예를 들어, 선형 최소제곱법 기술 또는 다른 적절한 통계 메커니즘을 통해 최적합 평면에 고정될 수 있다. 2차 평행 및 회전 편향 비율들은 식(7)-(9)를 통해 컴퓨팅될 수 있다:
f2=(δg2center - δg1center)/δg1center (7)
fθ=(θg2 - θg1)/θg1 (8)
fΦ=(Φg2 - Φg1)/Φg1 (9)
공칭 오버트래블 위치(즉, 편향 보상 위치가 없는) 부가적인 증분 오버트래블 명령은 식(10)-(12)에서 아래와 같이 표현될 수 있다:
Δz1cmd = -δg1center[1/(1-fz)] (10)
θ1cmd = -θgl[1/(1-fθ)] (11)
Φlcmd = -Φgl[1/(1-fΦ)] (12)
프로브들(133)의 어레이에 대한 기점 플레이트(122)의 굽힘 변화들로 인한 에러들을 제외하고 2차 증분 이동이 종료되면, 목표되는 전체 오버트래블이 달성될 수 있다.
프로브 카드 및 고정체 편향
몇몇 실시예들에 따라, 프로브 카드(132), 고정체(131), 또는 이들 모두의 편향 또는 다른 변형으로 야기되는 편향 효과들이 고려될 수 있다. 전술한 2개의 컴포넌트들의 상대적 컴플라이언스의 배경지식이 없다고 가정하면, 각각의 컴플라이언스 효과들은 서로 조합될 수 있기 때문에, 조합된 카드/고정체 편향 측정값들이 획득될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 측정된 광학 평탄도 및 전기적 평탄도 사이의 관계는 식(13)에서 기술되는 바와 같이 일반적으로 표현될 수 있다:
P einb= P oinb + δginb + δcfinb + δsinb (13)
수치값들 P einb 및 P oinb는 넌-버스 프로브 inb에서 전기적 및 광학 평탄도를 각각 나타낸다. 나머지 3개 항들 δginb,δcfinb,δsinb는 제 1 전기 콘택시에 넌-버스 프로브 inb에서, 기점 플레이트(122)의 편향, 조합된 프로브 카드/고정체 편향, 및 z-스테이지(140)의 편향을 각각 나타낸다. 도 2를 참조로 구체적으로 상세히 상술된 바와 같이, 항 δsinb는 예를 들어, 적절한 위치에서 적합한 z-센서 데이터를 이용하여 효과적으로 제로로 만들 수 있다.
식(13)에서 카드/고정체 편향 δcfinb에 대해 풀면,
δcfinb= P einb - P oinb - δginb - δsinb (14)
식(14)에서 유일하게 알지못하는 항은 제 1 전기 콘택에서 기점 플레이트(122)의 편향 δginb이다. 본 명세서는 이러한 1차 접촉 플레이트 편향 δginb를 측정 또는 추정하기 위한 몇가지 메커니즘들을 예시한다.
δginb를 컴퓨팅하는 가장 직접적인 방법은 기점 플레이트(122)와 접촉될 때 광학 어셈블리(150)를 조절함으로써 바로 반대편의 각 프로브(133)를 이미징하고, 상기 지점에서 기점 플레이트(122)의 편향을 측정하는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 광학 어셈블리(150)를 정확히 위치설정하고 제 1 콘택으로 이동함에 따라 각각의 프로브(133)에서 기점 플레이트(122)의 편향을 측정하도록 광학 어셈블리(150), 기점 플레이트(122), 또는 이들 모두의 2차원 운동(x 및 y 방향에서)이 요구되기 때문에, 복잡성 및 시간면에서 비용이 상승된다.
δginb를 컴퓨팅하는 다른 방법은 힘들과 롤 및 피치 순간들에 대한 기점 플레이트(122)의 로딩이 총 누적 프로브 오버트래블과 함께 대략적으로 선형적으로 처리될 수 있다는 가정을 기초로 한다. 이러한 범주에서, "총 누적 프로브 트레블"은 각각의 제 1 접촉으로부터 현재의 위치로의 모든 오버트래블 컴포넌트들(그 각각은 개별적인 각 프로브(133)에 제공될 수 있음)의 합을 일반적으로 지칭한다. 기점 플레이트 레벨링 조건들에서 통상적인 프로브 아래에 있는 대부분의 프로브 카드들에 대해, 이러한 가정의 선형 총 누적 로딩은 좋은 가정이다. 수직 버클 빔 기술을 이용하는 프로브 카드들의 경우에 한가지 주목할 만한 예외가 있지만, 이러한 기술도 제 1 접촉에서 버클링 직전의 지점으로 선형적으로 증가되는 로딩들을 갖는다.
전술한 선형성을 가정하면, 제 1 접촉 기점 플레이트 편향은 특정 프로브(inb) 및 광학 평탄도 P oinb의 인지하에서 총 오버트래블 기점 플레이트 편향 δgfinb의 함수로서 계산될 수 있다.
초기에, 제 1 접촉에서 최종 오버트래블 위치로의 총 누적 오버트래블은 식(15)에 따라 결정될 수 있다:
여기서, 수치 zfinal은 일반적으로 상기 식(10)에 의해 결정되는 최종 오버트래블 위치를 나타내고, 수치 δzbuckle은 일반적으로 프로브 버클링 거리를 나타낸다. 그 다음, 모든 프로브에 대해, 제 1 접촉으로부터 도달되는데 요구되는 총 선형 오버트래블 i는 이하의 식(16)으로 주어진다. 이러한 범주에서, "총 선형 오버트래블"은 로딩들이 이동과 함께 선형적으로 증가되는 총 오버트래블 거리를 지칭한다.
누적 오버트래블과 함께 로딩 선형도의 가정하에, 제 1 접촉에서의 기점 플레이트 편향은 제 1 접촉으로의 누적 오버트래블 대 총 누적 오버트래블의 비율만큼 곱해지는 총 오버트래블에서 기점 플레이트 편향으로서 간단히 표현된다. 이는 이하의 식(17)에서 기술되는 것처럼 수학적으로 표현된다:
δginb=δgfinb(OTinb/OTtotal) (17)
식(14)가 주어지면, 모든 넌-버스 프로브에서의 조합된 카드/고정체 편향 inb가 컴퓨팅될 수 있다. 다른 지점들에서의 고정체 편향은 2차원 보간법에 의해 용이하게 결정 및 정량화될 수 있다.
로딩 보상된 광학 평탄도
식(13)은 전기적 및 광학 평탄도 사이의 관계를 기술한다. 이러한 식은 로딩된 평탄도가 계산될 수 있도록 한다. 주어진 프로브에 대한 측정된 광학 평탄도를 취해서 상기 프로브에서 관찰되는 제 1 접촉 카드/고정체 편향을 부가함으로써, 동등한 로딩된 평탄도가 식(18)에서 나타낸 것처럼 표현될 수 있다:
P li= P oi + δcf(xi, yi) (18)
식(18)에서 항 δcf(xi, yi)는 평가를 위해 2차원 보간법을 요구한다. 프로브의 위치 i에서 특징들을 모델링하는 이러한 보간법은 지점 (xi, yi)에서 평가되는 삼중항의 데이터(xinb, yinb, δcfinb)상에서 수행될 수 있다.
도 5는 프로브 카드 분석 시스템에서 평탄도 측정값들을 획득하는 방법의 일 실시예의 일반적 동작을 도시하는 개략적인 흐름도이다. 도 5의 중심에 나타낸 것처럼, 평탄도 측정값들을 획득하는 예시적인 방법은, 스테이지 편향 효과들을 컴퓨팅 또는 계산하는 단계(510), 기점 플레이트 편향 효과들을 컴퓨팅 또는 계산하는 단계(520), 프로브 카드 및 프로크 고정체 편향 효과들을 컴퓨팅 또는 계산하는 단계(530), 및 로딩 보상된 평탄도를 컴퓨팅하는 단계(540)를 일반적으로 포함한다.
평탄도 에러들을 유발하는 스테이지 편향 효과들을 완화시키기 위한 하나의 예시적인 메커니즘은 기점 플레이트와 프로브 카드 고정체에 가능한 근접하게 획득되는 직접적인 측정값을 사용하며, 즉 근접 센서 위치들에서 스테이지 편향 측정값들을 획득하고, 여기서 "근접"은 일반적으로 스테이지 편향이 대부분 발생되는 기점 플레이트 및 프로브 카드 고정체의 주변을 지칭한다. 적절히 배치되는 직접 측정 센서를 사용하는 애플리케이션들은 도 1 및 도 2를 참조로 구체적으로 상술되었다. 블럭 511에서 나타낸 것처럼, 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들을 계산하는 단계는 스테이지 편향에 인접한 거리 센서(예, 도 2의 실시예에서 z-센서(141))를 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
블럭 520에서 나타낸 것처럼 기점 플레이트 편향 효과들을 컴퓨팅하는 다양한 방법들은 도 3 및 도 4를 참조로 구체적으로 상세히 상술된다. 구체적으로, 블럭 520에서의 동작은 프로브들의 어레이에 접촉되는 기점 플레이트 영역에서 발생되는 편향의 양이 정확히 측정될 수 있는 프로세스를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 기점 플레이트 편향을 측정하기 위한 광학 분석법들(블럭 521)은 기점 플레이트상의 그리드 또는 미리 결정된 패턴으로 하나 이상의 기점들의 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다(블럭 522). 블럭 522에서 나타낸 영상 데이터 획득 프로세스는 예를 들어, CCD 또는 CMOS 장치를 이용할 수 있으며, 부가적으로 다른 광학 컴포넌트들을 필요로 하거나 활용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 영상 데이터는 2개 이상의 투시도들과 같은 상이한 투시도들로부터 획득되고, 로딩 조건 및 언로딩 조건과 같은 상이한 로딩 조건들에서 획득될 수 있다. 특히, 블럭 522에서의 영상화 동작은 언로딩 조건 및 로딩 조건에서 기점 그리드의 시각 또는 다른 영상 데이터를 획득하도록 할 수 있으며, 상기 각 조건은 2개의 투시도들로부터 영상화된다. 따라서, 상이한 조건들하에서 다수의 영상 투시도로부터 그리드 구조물의 측정값들이 획득될 수 있다.
전술한 측정값들은 예를 들어, 식(1)-(5)를 참조로 구처젝으로 상술된 바와 같이 1차 보정(블럭 524)을 통해 보상될 수 있는 기점 플레이트의 편향, 피치, 및 롤을 컴퓨팅(블럭 523)하는데 사용될 수 있다. 블럭 524에서 블럭 520으로 점선 화살표는 기점 플레이트 편향들을 계산하는 단계가 블럭 524에서 종료될 수 있음을 나타내는 것으로서, 즉 2차 이상의 보정들이 요구되지 않거나 원치 않을 수 있다. 기점 플레이트에 대한 편향, 피치, 및 롤 비율들이 부가적으로 컴퓨팅(블럭 525)될 수 있기 때문에, 식(6)-(12)을 참조로 상술된 바와 같은 2차 보정(블럭 526)이 가능할 수 있다. 통상의 당업자는 본 발명에서 기술된 예시적인 계산들에 많은 변형들이 이루어질 수 있고, 예를 들어 전체 시스템 구성(configuration) 및 기계적 정밀도, 사용되는 영상 장치의 해상도, 데이터 처리 컴포넌트들의 컴퓨팅 용량, 보정의 목표되는 정확도, 및 다른 요소들에 의해 변경 또는 영향을 받을 수 있음을 고려해야 할 것이다. 2차 보정을 초과하는 보정들 또한 가능할 수 있으며 적절한 하드웨어 및 데이터 처리 용량들로 용이하게 구현될 수 있다.
도 5에서 나타낸 것처럼, 프로브 카드 및 프로브 카드 고정체 편향 효과들을 컴퓨팅 또는 계산하는 단계(530)는 일반적으로, 모든 넌-버스 프로브들에 대한 광학 평탄도의 측정값들 및 전기적 평탄도의 측정값들을 획득하는 단계(531), 모든 넌-버스 프로브 위치들의 제 1 전기 콘택에서 기점 플레이트 편향을 식별하는 단계(532), 및 프로브 카드의 편향 및 프로브 카드 고정체의 편향에 기인하는 조합된 편향을 컴퓨팅하는 단계(533)를 포함할 수 있다. 예로서, 블럭 530-533에서 나타낸 다양한 동작들이 식(13)-(17)을 참조로 구체적으로 상술된 바와 같이 실질적으로 수행될 수 있다.
유사하게, 로딩 보상된 평탄도를 컴퓨팅하는 단계(540)는 전술한 바와 같이 실질적으로 수행될 수 있다. 식(13)에서 표현된 바와 같은 전기적 및 광학 평탄도 사이의 관계는 예를 들어, 로딩된 평탄도가 주어진 프로브에 대한 측정된 광학 평탄도 및 상기 프로브에서 관찰되는 제 1 접촉 카드/고정체 편향의 함수로서 계산될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예들은 예로서만 특정 실시예들을 참조로 상세히 도시 및 기술되었으며, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 범주와 사상을 벗어남이 없이 상기 예시적인 실시예들에 다양한 수정들과 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범주에 의해서만 제한되는 것으로고려되어야 한다.

Claims (19)

  1. 프로브 카드 분석 시스템에서 평탄도 측정값들을 획득하는 방법으로서,
    기점 플레이트(fiducial plate) 편향으로 인한 평탄도 효과들을 컴퓨팅하는 단계;
    프로브 카드 편향으로 인한 평탄도 효과들 및 프로브 카드 고정체(fixture) 편향으로 인한 평탄도 효과들을 조합시키는 단계; 및
    상기 컴퓨팅 및 조합에 응답하여, 상기 프로브 카드에 대한 로딩(load) 보상된 평탄도를 계산하는 단계
    를 포함하는 평탄도 측정값들을 획득하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들을 계산하는 단계를 더 포함하며, 상기 로딩 보상된 평탄도 계산 단계는, 상기 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들 계산 단계에 추가적으로 응답하는 것을 특징으로 하는 평탄도 측정값들을 획득하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들 계산 단계는, 상기 스테이지 편향에 근접한 거리 센서를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 측정값들을 획득하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 단계는 광학 계측 기술을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 측정값들을 획득하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 광학 계측 기술을 이용하는 단계는,
    상기 기점 플레이트상의 기점의 영상 데이터를 획득하는 단계;
    상기 획득에 응답하여, 상기 기점 플레이트의 편향을 나타내는 편향 데이터 값들을 식별하는 단계; 및
    상기 식별에 응답하여, 상기 편향의 1차 보정을 가능하게 하는 보정 데이터 값들을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 측정값들을 획득하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 광학 계측 기술을 이용하는 단계는,
    상기 기점 플레이트의 편향 비율을 나타내는 비율 데이터 값들을 추가로 식별하는 단계; 및
    상기 추가적인 식별에 응답하여, 상기 편향의 2차 보정을 가능하게 하는 부가적인 보정 데이터 값들을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 측정값들을 획득하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 조합 단계는,
    상기 프로브 카드의 광학 평탄도 및 전기적 평탄도의 측정값들을 획득하는 단계;
    제 1 전기 콘택에서 기점 플레이트 편향을 측정하는 단계; 및
    상기 획득 및 측정에 응답하여, 상기 프로브 카드 및 상기 프로브 카드 고정체에 대한 조합된 편향 값을 컴퓨팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄도 측정값들을 획득하는 방법.
  8. 프로브 카드 및 프로브 카드 고정체의 편향들에 대한 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법으로서,
    모든 넌-버스(non-bussed) 프로브들에 대한 광학 평탄도의 측정값들 및 전기적 평탄도의 측정값들을 획득하는 단계;
    모든 넌-버스 프로브 위치들의 제 1 전기 콘택에서 기점 플레이트 편향을 식별하는 단계; 및
    상기 획득 및 상기 식별에 응답하여, 상기 프로브 카드의 편향 및 상기 프로브 카드 고정체의 편향에 기여하는 조합된 편향을 컴퓨팅하는 단계
    를 포함하는 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 근접 센서 위치들에서 스테이지 편향 측정값들을 획득하는 단계를 더 포함하며, 상기 컴퓨팅 단계는 상기 스테이지 편향 측정값들 획득 단게에 추가적으로 응답하는 것을 특징으로 하는 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 스테이지 편향 측정값들은 제로로 가정되는 것을 특징으로 하는 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 기점 플레이트 편향을 식별하는 단계는,
    선택된 넌-버스 프로브 위치에서 광학 데이터를 획득하도록 영상 장치를 선택적으로 위치설정하는 단계;
    넌-버스 프로브가 상기 선택된 넌-버스 프로브 위치에서 상기 기점 플레이트와 접촉될 때 상기 광학 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 획득에 응답하여, 상기 선택된 넌-버스 프로브 위치에서 상기 기점 플레이트 편향을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 기점 플레이트 편향을 식별하는 단계는 선택되는 상이한 넌-버스 프로브 위치에 대해, 상기 선택적으로 위치설정하는 단계, 상기 획득 단계, 및 상기 측정 단계를 선택적으로 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 기점 플레이트 편향을 식별하는 단계는 특정 프로브 위치에서 전체 오버트래블(overtravel) 플레이트 편향 및 광학 평탄도의 함수로서 상기 기점 플레이트 편향을 컴퓨팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 단계는 2차원 보간 계산법을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조합된 편향 측정값을 획득하는 방법.
  15. 프로브 카드 분석 시스템에 대해 평탄도 측정값들을 획득하기 위한 데이터 및 명령어들로 인코딩되는 컴퓨터 판독가능한 매체로서, 상기 데이터 및 상기 명령어들은,
    기점 플레이트 편향으로 인한 평탄도 효과들을 컴퓨팅하는 단계;
    프로브 카드 편향으로 인한 평탄도 효과들 및 프로브 카드 고정체 편향으로 인한 평탄도 효과들을 조합시키는 단계; 및
    상기 프로브 카드에 대한 로딩 보상된 평탄도를 계산하는 단계
    로 장치가 상기 명령어들을 실행하게 하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  16. 제 15 항에 있어서, 스테이지 편향으로 인한 평탄도 효과들을 계산하도록 상기 장치가 상기 명령어들을 실행하게 하는 데이터 및 명령어들로 추가로 인코딩되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
  17. 제 15 항에 있어서, 광학 계측 데이터 처리 기술을 이용하여 기점 플레이트 편향으로 인한 상기 평탄도 효과들을 컴퓨팅하도록 상기 장치가 상기 명령어들을 실행하게 하는 데이터 및 명령어들로 추기로 인코딩되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 광학 계측 데이터 처리 기술은,
    상기 기점 플레이트 상의 기점의 영상 데이터를 획득하는 단계;
    상기 획득에 응답하여, 상기 기점 플레이트의 편향을 나타내는 편향 데이터 값들을 식별하는 단계; 및
    상기 식별에 응답하여, 상기 편향의 1차 보정을 가능하게 하는 보정 데이터 값을 제공하는 단계로 수행되도록 상기 장치가 상기 명령어들을 추가로 실행하게 하는 데이터 및 명령어들로 추가로 인코딩되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 광학 계측 데이터 처리 기술은,
    상기 기점 플레이트의 편향 비율을 나타내는 비율 데이터 값들을 추가로 식별하는 단계; 및
    상기 추가 식별에 응답하여, 상기 편향의 2차 보정을 가능하게 하는 부가적인 보정 데이터 값들을 제공하는 단계로 수행되도록 상기 장치가 상기 명령어들을 추가로 실행하게 하는 데이터 및 명령어들로 추가로 인코딩되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1604218A2 (en) * 2003-03-14 2005-12-14 Applied Precision, LLC Method of mitigating effects of component deflection in a probe card analyzer
US8466703B2 (en) * 2003-03-14 2013-06-18 Rudolph Technologies, Inc. Probe card analysis system and method
JP4996119B2 (ja) * 2006-03-30 2012-08-08 東京エレクトロン株式会社 プローブの先端位置の検出方法、この方法を記録した記憶媒体、及びプローブ装置
WO2008079307A1 (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Rudolph Technologies, Inc. Probe card analysis system and method
WO2009048618A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Veraconnex, Llc Probe card test apparatus and method
DE202008013982U1 (de) * 2008-10-20 2009-01-08 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Messsystem zum Bestimmen von Streuparametern
US8436631B2 (en) * 2009-06-12 2013-05-07 Semicaps Pte Ltd Wafer stage
US8365611B1 (en) * 2009-11-30 2013-02-05 Amkor Technology, Inc. Bend test method and apparatus for flip chip devices
KR20130136794A (ko) * 2012-06-05 2013-12-13 삼성전자주식회사 반도체 테스트 장비 및 이를 이용한 반도체 소자 테스트 방법
US9417308B2 (en) 2013-07-03 2016-08-16 Stichting Continuiteit Beijert Engineering Apparatus and method for inspecting pins on a probe card
US10281518B2 (en) * 2014-02-25 2019-05-07 Formfactor Beaverton, Inc. Systems and methods for on-wafer dynamic testing of electronic devices
WO2015188093A1 (en) * 2014-06-06 2015-12-10 Rudolph Technologies, Inc. Method of measuring and assessing a probe card with an inspection device
US9885671B2 (en) 2014-06-09 2018-02-06 Kla-Tencor Corporation Miniaturized imaging apparatus for wafer edge
US9645097B2 (en) 2014-06-20 2017-05-09 Kla-Tencor Corporation In-line wafer edge inspection, wafer pre-alignment, and wafer cleaning
US9997336B2 (en) 2016-04-26 2018-06-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multi-zone gas distribution plate (GDP) and a method for designing the multi-zone GDP
CN113495178B (zh) * 2020-04-07 2024-11-15 迪科特测试科技(苏州)有限公司 用于探测系统的屏蔽

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4195259A (en) * 1978-04-04 1980-03-25 Texas Instruments Incorporated Multiprobe test system and method of using same
US4201939A (en) * 1978-06-26 1980-05-06 Texas Instruments Incorporated Multiprobe contact monitor and control system
US4687324A (en) * 1983-05-18 1987-08-18 Gerd Selbach Laser-based measuring system
US5180977A (en) * 1991-12-02 1993-01-19 Hoya Corporation Usa Membrane probe contact bump compliancy system
JPH0756498B2 (ja) * 1991-12-04 1995-06-14 株式会社東京カソード研究所 プローブカード検査装置
US5657394A (en) * 1993-06-04 1997-08-12 Integrated Technology Corporation Integrated circuit probe card inspection system
US5974662A (en) * 1993-11-16 1999-11-02 Formfactor, Inc. Method of planarizing tips of probe elements of a probe card assembly
US5831443A (en) * 1996-06-05 1998-11-03 Applied Precision, Inc. Probe card array check plate with transition zones
US5861759A (en) * 1997-01-29 1999-01-19 Tokyo Electron Limited Automatic probe card planarization system
US6002426A (en) 1997-07-02 1999-12-14 Cerprobe Corporation Inverted alignment station and method for calibrating needles of probe card for probe testing of integrated circuits
US6040700A (en) 1997-09-15 2000-03-21 Credence Systems Corporation Semiconductor tester system including test head supported by wafer prober frame
US6043668A (en) * 1997-12-12 2000-03-28 Sony Corporation Planarity verification system for integrated circuit test probes
JPH11251379A (ja) 1998-02-27 1999-09-17 Toshiba Microelectronics Corp ウエハプロービング装置
US5920068A (en) * 1998-03-05 1999-07-06 Micron Technology, Inc. Analysis of semiconductor surfaces by secondary ion mass spectrometry
US6239590B1 (en) * 1998-05-26 2001-05-29 Micron Technology, Inc. Calibration target for calibrating semiconductor wafer test systems
US6100709A (en) * 1998-05-29 2000-08-08 Intel Corporation Silicon wafer testing rig and a method for testing a silicon wafer wherein the silicon wafer is bent into a dome shape
US6710798B1 (en) * 1999-03-09 2004-03-23 Applied Precision Llc Methods and apparatus for determining the relative positions of probe tips on a printed circuit board probe card
US6414477B1 (en) * 1999-06-07 2002-07-02 Applied Precision, Inc. Method for optimizing probe card analysis and scrub mark analysis data
JP2001110857A (ja) * 1999-10-06 2001-04-20 Tokyo Electron Ltd プローブ方法及びプローブ装置
DE10000845B4 (de) * 2000-01-12 2006-07-27 Bwg Bergwerk- Und Walzwerk-Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Planheitsmessung von Metallbändern aus ferromagnetischen Werkstoffen
US6774621B2 (en) * 2000-06-15 2004-08-10 Tokyo Electron Limited Inspection stage having a plurality of Z axes
JP4782953B2 (ja) * 2001-08-06 2011-09-28 東京エレクトロン株式会社 プローブカード特性測定装置、プローブ装置及びプローブ方法
ATE464535T1 (de) * 2001-12-28 2010-04-15 Rudolph Technologies Inc Stereoskopisches dreidimensionales metrologiesystem und -verfahren
DE10205132A1 (de) * 2002-02-07 2003-08-28 Bfi Vdeh Inst Angewandte Forschung Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum optischen Messen der Oberflächenform und zur optischen Oberflächeninspektion von bewegten Bändern in Walz- und Weiterbearbeitungsanlagen
US6794889B2 (en) * 2002-04-26 2004-09-21 Agilent Technologies, Inc. Unified apparatus and method to assure probe card-to-wafer parallelism in semiconductor automatic wafer test, probe card measurement systems, and probe card manufacturing
US6870382B2 (en) * 2002-05-03 2005-03-22 Texas Instruments Incorporated System and method for evaluating the planarity and parallelism of an array of probe tips
US6841991B2 (en) * 2002-08-29 2005-01-11 Micron Technology, Inc. Planarity diagnostic system, E.G., for microelectronic component test systems
JP4659328B2 (ja) * 2002-10-21 2011-03-30 東京エレクトロン株式会社 被検査体を温度制御するプローブ装置
US6720789B1 (en) * 2003-02-13 2004-04-13 International Business Machines Corporation Method for wafer test and wafer test system for implementing the method
WO2004083873A2 (en) * 2003-03-14 2004-09-30 Applied Precision, Llc Adjusting device for the planarization of probe sets of a probe card
EP1604218A2 (en) * 2003-03-14 2005-12-14 Applied Precision, LLC Method of mitigating effects of component deflection in a probe card analyzer

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