KR20080077926A - 척 탑의 높이를 구하는 방법 및 이 방법을 기록한 프로그램기록 매체 - Google Patents

척 탑의 높이를 구하는 방법 및 이 방법을 기록한 프로그램기록 매체 Download PDF

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Abstract

척 탑의 높이의 편차를 작게 하여 항상 일정한 오버드라이브를 걸 수 있는 척 탑의 높이를 구하는 방법 및 이 방법을 기록한 프로그램 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법은, 척 탑(11)의 상면의 중심 및 그 상하좌우의 5점의 이상 좌표면에서 좌표값 x, y를 지정하여, 상부 카메라(14)에 의해서 5점에 대응하는 척 탑(11)의 높이를 계측하는 공정과, XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 각 지정 좌표값에 대응하는 척 탑(11)의 중심(O) 이외의 이웃하는 2점 A, B의 계측값이 척 탑(11)의 중심(O)을 중심으로 하여 형성되는 원주상(上)을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과, 소정의 상한내의 임의의 1점을 지정하여, 이 지정 좌표값, 소정의 좌표 변환식 및 상기 원추모델에 기하여 척 탑(11)의 임의의 점의 높이 Z를 구하는 공정을 구비하고 있다.

Description

척 탑의 높이를 구하는 방법 및 이 방법을 기록한 프로그램 기록 매체{METHOD FOR CALCULATING HEIGHT OF CHUCK TOP AND PROGRAM STORAGE MEDIUM FOR STORING SAME METHOD}
본 발명은, 피검사체와 프로브 카드의 복수의 프로브를 전기적으로 접촉시킬 때에 항상 일정한 오버 드라이브를 걸 수 있도록 척 탑(chuck top)의 높이를 구하는 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 척 탑의 임의의 1점의 높이를 고정밀도로 구할 수 있는 척 탑의 높이를 구하는 방법 및 이 방법을 기록한 프로그램 기록 매체에 관한 것이다.
피검사체, 예컨대 반도체 웨이퍼의 전기적 특성검사를 실행하는 경우에는 반도체 웨이퍼 그대로 검사하는 프로브 장치가 이용되고 있다. 이러한 종류의 프로브 장치는, 예컨대, 검사실의 내부에 배치되고 또한 반도체 웨이퍼를 승강 가능하게 탑재하는 웨이퍼척과, 웨이퍼척을 X, Y 방향으로 이동시키는 XY 스테이지와, XY 스테이지의 상방에 배치된 프로브 카드와, 프로브 카드의 복수의 프로브와 웨이퍼 척상의 반도체 웨이퍼의 얼라이먼트를 실행하는 얼라이먼트 기구를 구비하여, 얼라 이먼트후의 반도체 웨이퍼를 오버 드라이브시켜, 반도체 웨이퍼의 칩과 복수의 프로브를 전기적으로 접촉시켜 칩의 전기적 특성검사를 실행한다. 얼라이먼트 기구는, 예컨대, 웨이퍼척에 부설된 하부 카메라와, 프로브 카드의 바로 아래까지 이동 가능한 얼라이먼트 브리지에 마련된 상부 카메라를 갖고 있다.
그리 하여, 칩내의 전극과 프로브를 전기적으로 접촉시킬 때에는, 모든 칩에 항상 동일한 오버드라이브가 걸리도록 척 탑을 제어하고 있다. 그런데, 웨이퍼척에는 제작오차 등이 있기 때문에, 항상 일정한 오버드라이브를 거는 것이 어렵다. 그래서, 척 탑상의 반도체 웨이퍼면의 중심 및 그 좌우전후의 5점의 높이를 실측하여, 중심의 높이를 원점으로하여 반도체 웨이퍼면을 4개의 상한으로 나누어, 각 상한에 들어가는 콘택트위치(콘택트좌표)에 대한 평균을 구하여 높이를 구하고 있다. 반도체 웨이퍼는 척 탑상에 진공 흡착되어 있기 때문에, 척 탑상의 반도체 웨이퍼면은 척 탑의 상면에 따른 평면으로서 취급할 수 있다.
그래서, 척 탑 상면의 높이를 고정밀도로 구하는 것이 중요하다. 예컨대 도 4a 및 도 4b는 척 탑 상면의 제 1 상한내의 척 탑의 높이를 구하는 종래의 방법의 원리를 나타내고 있다. 제 2, 제 3, 제 4 상한에 대해서도 제 1 상한과 동일한 순서로 높이를 구할 수 있다.
종래의 방법으로는, 컴퓨터의 XY 좌표면(이하,「이상 좌표면」이라고 칭함)의 척 탑의 제 1 상한의 XY 좌표를 규정하는 3점의 XY 좌표값을 지정한다. 이 지정 좌표값에 기하여 척 탑(1)상의 3점이 도 4a 및 도 4b에 도시하는 바와 같이 요구된다. 척 탑(1)의 제 1 상한의 상면은, 도 4a에 도시하는 바와 같이 척 탑(1)의 중심(O)과, 중심(O)에서 직교하는 직선(OA, OB)에 의해서 형성되는 면(OAB)가 균일한 평면인 평면모델을 설정한다. 그리고, 컴퓨터에 의해서 지정된 이상 좌표면의 원점(O)은, 척 탑(1)의 중심(O)과 일치하고, 이상 좌표면의 X 축, Y 축상의 각각의 점 a, b에서 이루는 평면을 Oab로 한다. 척 탑(1)상의 점 A, B는, 각각 이상 좌표면에서 지정된 점 a, b에 대응하는 점에서 측정된 높이를 포함한 실제 척 탑(1)의 좌표이다. 이들 3점에서 형성되는 척 탑(1)의 평면OAB와 이상 좌표면의 면 Oab의 관계를 나타낸 것이 도 4b이다.
도 4b에 도시하는 바와 같이 컴퓨터를 이용하여 이상 좌표면상의 X축상의 점 a(xo, O) 및 Y축상의 점 b(O, yo)을 지정하면, 점 a,b에 대응하는 척 탑(1)의 지정위치가 높이 검출위치의 바로 아래로 이동한다. 그리고, 이들 위치에서 척 탑(1)의 높이를 측정하여, 그 때의 척 탑(1)의 이동량에 기하여 점 a, b에 대응하는 척 탑(1)상의 점 A, B의 좌표값(XA, YA, ZA), (XB, YB, ZB)를 각각 구할 수 있다.
이상 좌표면상의 임의의 지정 좌표값과 이에 대응하는 척 탑(1)상의 높이를 구할 때에는, 하기의 좌표 변환식이 이용된다. 이 좌표 변환식은, 콘택트좌표값 X, Y가 각각 지정 좌표값 x, y에 따라 배분되고, 또한 콘택트좌표의 좌표값 Z가 좌표값 X, Y에 따라 배분된 값이다. 하기의 좌표 변환식에 있어서, 이상 좌표면의 면 Oab 상의 1점이 점 p(x, y)이며, 이 점 p에 대응하는 척 탑(1)의 면 OAB 상의 1점이 점 P(X, Y, Z)라고 정의한다.
X= ax+by
Y= cx+ dy
Z= eX+ fY
이 좌표 변환식에, 이상 좌표면상의 지정 좌표값과 이에 대응하는 척 탑(1)의 측정값을 대입하여, 좌표 변환식의 각 계수를 구하면 아래와 같이 된다. 각 계수를 구한 후에는, 컴퓨터에 의해 임의의 콘택트 좌표값(x, y)을 지정하면, 컴퓨터에서는 이 좌표값을 좌표 변환식에 대입하여, 지정 콘택트좌표에 대응하는 척 탑(1)의 콘택트 좌표값 X, Y을 구할 수 있고, 또한 이들 좌표값 X, Y에 기하여 콘택트좌표값 Z, 즉, 척 탑(1)의 높이 Z를 구할 수 있다.
a= XA/xo
b= XB/yo
c= YA/xo
d= YB/yo
e=(YB*ZA-YA*ZB)/(XA*YB-XB*YA)
f=-(XB*ZA-XA*ZB)/(XA*YB-XB*YA)
또한, 특허문헌1에는 반도체 웨이퍼와 프로브가 균일한 접촉압으로 접촉시키는 기술에 대하여 개시되어 있다. 또한, 특허문헌2에는 칩과 프로브를 고정밀도로 위치 정렬할 수 있는 기술이 개시되어 있다.
(특허문헌1)일본 특허 공고 평성 제07-105414
(특허문헌2)특허 제2986141
그러나, 종래의 척 탑의 높이를 구하는 방법은, 컴퓨터상에서 척 탑(1)의 상면이 평면이라고 가정하여 척 탑(1)의 높이를 지정 좌표값 x, y에 의거하여 평균값으로 구하고 있었기 때문에, 프로브의 접촉위치가 계측점에서 떨어질수록, 계측점에 기하여 보정된 콘택트좌표 Z와 실제의 척 탑(1)의 높이의 차가 커져, 콘택트위치에 대한 편차가 커져 있었다. 특히 직선 OA 및 직선 OB에서 45° 방향으로의 편차가 가장 커져 있었다. 그 때문에, 이 부분에서 척 탑(1)을 오버드라이브시키더라도 검사의 신뢰성이 꼭 충분하지도 않았다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 척 탑의 수점의 실측높이에 기하여 보정하는 척 탑의 높이의 편차를 작게 하여 항상 일정한 오버드라이브를 걸 수 있는 척 탑의 높이를 구하는 방법 및 이 방법을 기록한 프로그램 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명자들은, 척 탑의 상면의 상태를 피콕(PEACOCK:상표) 등의 측정기기을 이용하여 고정밀도로 측정한 결과, 척 탑의 상면이 평면이 아니라, 그 중심이 가장 낮고, 바깥둘레로 감에 따라 서서히 높아지는 원추형 형상에 가까운 상태인 것을 알 수 있었다.
본 발명은 상기 발견에 기하여 이루어진 것으로, 본 발명의 청구항 1에 기재 된 척 탑의 높이를 구하는 방법은, 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하고, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 뒤, 상기 컴퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법으로서, 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로 하여 형성되는 원주상(上)을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과, 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 소정의 상한내의 임의의 1점을 지정하고, 이 지정 좌표값, 상기 좌표 변환식 및 상기 원추모델에 기하여 상기 척 탑의 임의의 점의 높이를 구하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 척 탑의 높이를 구하는 방법은, 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하고, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 뒤, 상기 컴퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법으로서, 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로 하여 형성되는 원주상을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과, 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 XY 좌표면의 상기 소정의 상한내에서 상기 척 탑의 임의의 1점을 지정하는 공정과, 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 임의의 1점을 나타내는 지정 좌표값을 상기 원주에 따라 회전시켜 상기 XY 좌표면의 X축상 및 Y축상의 X 좌표값 및 Y 좌표값을 각각 구하는 공정과, 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 임의의 지정좌표에 대응하는 상기 X 좌표값, Y 좌표값 및 상기 좌표 변환식에 기하여 상기 X 좌표값 및 상기 Y 좌표값에 대한 상기 척 탑의 높이를 구하는 공정과 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 척 탑의 중심과 상기 이웃하는 2점 중 어느 1점과 상기 임의의 1점으로 형성하는 중심각을 구하는 공정과, 상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 이웃하는 2점의 높이의 차와 상기 중심각의 상기 X축과 상기 Y축이 이루는 각도에 대한 비율에 기하여 상기 임의의 1점의 높이를 구하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 척 탑의 높이를 구하는 방법은, 청구항1 또는 청구항2에 기재된 발명에 있어서, 상기 좌표 변환식은, X= ax+by, Y= cx+dy, Z= eX+fY 이고, 상기 좌표 변환식의 각 계수는, 상기 소정의 상한의 상기 3점의 지정 좌표값 및 이들 지정 좌표에 대응하는 상기 원추모델의 3점에 기하여 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 4에 기재된 프로그램 기록 매체는, 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하여, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 후, 상기 컴퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법을 프로그램으로서 기록한 기록 매체로서, 상기 프로그램에 의해서 상기 컴퓨터를 구동시켜, 상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로 하여 형성되는 원주상을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과, 상기 소정의 상한내의 임의의 1점을 지정하고, 이 지정 좌표값, 상기 좌표 변환식 및 상기 원추모델에 기하여 상기 척 탑의 임의의 점의 높이를 구하는 공정을 실행시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 5에 기재된 프로그램 기록 매체는, 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하고, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 뒤, 상기 컴퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법을 프로그램으로서 기록한 기록 매체로서, 상기 프로그램에 의해서 상기 컴퓨터를 구동시켜, 상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로 하여 형성되는 원주상을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과, 상기 XY 좌표면의 상기 소정의 상한내에서 상기 척 탑의 임의의 1점을 지정하는 공정과, 상기 임의의 1점을 나타내는 지정 좌표값을 상기 원주에 따라 회전시켜 상기 XY 좌표면의 X축상 및 Y축상의 X 좌표값 및 Y 좌표값을 각각 구하는 공정과, 상기 임의의 지정좌표에 대응하는 상기 X 좌표값, Y 좌표값 및 상기 좌표 변환식에 기하여 상기 X 좌표값 및 상기 Y 좌표값에 대한 상기 척 탑의 높이를 구하는 공정과, 상기 척 탑의 중심과 상기 이웃하는 2점 중 어느 1점과 상기 임의의 1점으로 형성하는 중심각을 구하는 공정과, 상기 이웃하는 2점의 높이의 차와 상기 중심각의 상기 X축과 상기 Y축이 이루는 각도에 대한 비율에 기하여 상기 임의의 1점의 높이를 구하는 공정을 실행시키는 것 을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 6에 기재된 프로그램 기록 매체는, 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 발명에 있어서, 상기 좌표 변환식은, X= ax+by, Y= cx+dy, Z= eX+fY 이며, 상기 좌표 변환식의 각 계수는, 상기 소정의 상한의 상기 3점의 지정 좌표값 및 이들 지정좌표에 대응하는 상기 원추모델의 3점에 기하여 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 척 탑의 수점의 실측높이에 기하여 보정하는 척 탑의 높이의 편차를 작게 하여 항상 일정한 오버드라이브를 걸 수 있는 척 탑의 높이를 구하는 방법 및 이 방법을 기록한 프로그램 기록 매체를 제공할 수 있다.
이하, 도 1∼도 3c에 나타내는 실시형태에 기하여 본 발명을 설명한다. 또한, 각 도면 중, 도 1은 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법을 적용한 프로브 장치의 일례를 나타내는 개념도, 도 2a 및 도 2b, 도 3a 내지 도 3b는 각각 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.
우선, 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법을 적용하는 프로브 장치의 일례에 대하여 도 1을 참조하면서 설명한다. 이 프로브 장치(10)는, 예컨대 도 1에 도시하는 바와 같이 피처리체인 노치(notch)부착 반도체 웨이퍼를 탑재하는 이동 가능한 웨이퍼척(11)과, 이 웨이퍼척(11)의 상방에 배치된 프로브 카드(12)와, 이 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)와 웨이퍼척(11)상의 반도체 웨이퍼의 얼라이먼트를 실행하는 얼라이먼트 기구(13)와, 얼라이먼트 기구(13)를 구성하는 제 1, 제 2 촬상 수단(예컨대, CCD 카메라)(14, 15)과, 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)에 의해서 촬상된 화상을 표시하는 표시 화면(16)을 갖는 표시 장치와, 이들 구성기기를 제어하는 컴퓨터(17)를 구비하고, 컴퓨터(17)의 제어하에서, 얼라이먼트 기구(13)에 의해서 웨이퍼척(11)상의 반도체 웨이퍼와 프로브 카드(12)의 복수의 프로브(12A)의 얼라이먼트를 실행한 뒤, 복수의 프로브(12A)와 반도체 웨이퍼를 전기적으로 접촉시켜 반도체 웨이퍼의 전기적 특성검사를 실행하도록 구성되어 있다.
또한, 프로브 장치(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 키보드 등의 입력부(18)를 구비하여, 입력부(18)에 의해서 여러가지 검사 조건을 입력할 수 있어, 표시 화면(16)상에 표시된 메뉴나 아이콘(도시하지 않음)을 지정하여 여러가지 프로그램 등을 실행할 수 있다.
웨이퍼척(11)은, 도 1에 도시하는 바와 같이 구동 장치(11A) 및 검출기(예컨대, 인코더)(11B)를 구비하여, 구동 장치(11A)를 거쳐서 X, Y, Z 및 θ 방향으로 이동함과 동시에 인코더(11B)를 거쳐서 이동량을 검출하도록 구성되어 있다. 구동 장치(11A)는, 웨이퍼척(11)이 배치된 XY 테이블을 구동하는, 예컨대 모터와 볼나사를 주체로 하는 구동 장치(도시하지 않음)와, 웨이퍼척(11)에 내장된 승강 구동 장치와, 웨이퍼척(11)을 θ 방향으로 회전시키는 θ 구동 장치를 구비하고 있다. 인코더(11B)는, 모터의 회전수를 거쳐서 XY 테이블의 X, Y 방향으로의 이동거리를 각 각 검출하여, 각각의 검출 신호를 컴퓨터(17)로 송신한다. 컴퓨터(17)는, 인코더(11B)로부터의 신호에 기하여 구동 장치(11A)를 제어하고, 그로인해 웨이퍼척(11)의 X, Y 방향으로의 이동량을 제어한다.
얼라이먼트 기구(13)는, 상술 한 바와 같이 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15) 및 얼라이먼트 브리지(19)를 구비하고 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이 제 1 CCD 카메라(14)는 얼라이먼트 브리지(19)에 장착되고, 제 2 CCD 카메라(15)는 웨이퍼척(11)의 측쪽에 장착되어 있다. 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)는, 모두 고배율과 저배율의 두개의 배율을 구비하여, 소정의 배율로 프로브(12A)나 반도체 웨이퍼를 촬상한다.
제 1 CCD 카메라(14)는, 얼라이먼트 브리지(19)를 거쳐서 프로버실의 배면에서 프로브 센터까지 진출하여 프로브 카드(12)와 웨이퍼척(11)의 사이에 위치하고, 여기서 컴퓨터(17)로부터의 지령에 기하여 웨이퍼척(11)이 X, Y 방향으로 이동하는 사이에, 소정의 배율로 반도체 웨이퍼의 중심 및 그 좌우전후의 5점을 촬상하여, 각각의 위치를 기억부(17C)에 저장한다. 또한, 제 2 CCD 카메라(15)는, 얼라이먼트 브리지(19)가 프로브실내의 배면으로 후퇴한 뒤, 프로브 카드(12)의 하방으로 웨이퍼척(11)이 X, Y 방향으로 이동하는 사이에, 프로브 카드(12)의 하방에서 복수의 프로브(12A)를 소정의 배율로 촬상하고, 프로브(12A)의 높이를 기억부(17C)에 저장한다.
컴퓨터(17)는, 중앙 연산 처리부(17A)와, 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 각종의 프로그램이 기억된 프로그램 기 억부(17B)와, 여러가지 데이터를 기억하는 기억부(17C)와, 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)로부터의 촬상 신호를 화상 처리하는 화상 처리부(14A, 15A)와, 이들 화상 처리부(14A, 15A)로부터의 화상 신호를 화상 데이타로서 기억하는 화상 기억부(14B, 15B)와, 이들 화상 신호에 기하여 표시 화면(16)에 중앙 연산 처리부(17A)의 처리 화상을 표시하기위한 표시 제어부(14C, 15C)를 구비하여, 중앙 연산 처리부(17A)가 프로그램 기억부(17B), 기억부(17C)의 사이에서 신호를 송수신하여 프로브 장치(10)의 각종의 구성기기를 제어한다.
중앙 연산 처리부(17A)에는 입력부(18)가 접속되어, 입력부(18)로부터 입력된 각종의 데이터 신호를 처리하여, 기억부(17C)에 저장한다. 본 실시형태에서는 프로그램 기억부(17B)에 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법을 실행하기 위한 프로그램이 저장되어, 표시 화면(16)의 메뉴로부터 프로그램을 선택하여 실행시킬 수 있다. 또한, 이 방법은, 메뉴 표시대신에 아이콘 표시로 해도 좋다. 도 1에 도시하는 바와 같이 표시 화면(16)에는 웨이퍼척(11)의 중심 및 주위의 4점의 높이, 즉 안측(상), 좌측, 앞측(하) 및 우측의 실측높이를 나타내는 부분 등이 표시된다. 본 실시형태에서는, 피콕을 이용하여 웨이퍼척(11)의 중심 및 주위의 8점을 측정하여, 그 실측값을 입력하고, 표시하도록 되어 있다.
또한, 중앙 연산 처리부(17A)에는 화상 기억부(14B, 15B) 및 표시 제어부(14C, 15C)가 접속되고, 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)에 의한 촬상 화상을 중앙 연산 처리부(17A) 및 표시 제어부(14C, 15C)를 거쳐서 표시 화면(16)상에 각각 표시할 수 있다. 화상 기억부(14B, 15B)에는 제 1, 제 2 CCD 카메라(14, 15)에 의 한 현재의 촬상 화상이외에, 과거의 촬상 화상 등을 저장할 수 있다.
척 탑의 높이를 구하는 방법의 프로그램이나 다른 프로그램은, 여러가지 기억 매체를 거쳐서 프로그램 기억부(17B)에 저장되어 있다. 또한, 이들 프로그램은, 통신 매체에 의해서 각종의 프로브 장치에 다운로드할 수도 있다. 본 실시형태에서는, 프로그램 기억부(17B)에 저장된 웨이퍼의 중심 검출 방법의 프로그램을 실행한다.
다음에, 본 실시형태의 척 탑의 높이를 구하는 방법의 원리에 대하여 도 2a 및 2b, 도 3a 내지 도 3c를 참조하면서 설명한다. 본 실시형태의 척 탑의 높이를 구하는 방법은, 프로그램 기억부(17B)에 저장된 프로그램에 기하여 구동하는 컴퓨터(17)에 의해서 실행할 수 있다. 이 프로그램에 기하여 컴퓨터(17)가 구동한다. 우선, 컴퓨터(17)가 구동하여, 이상 좌표면을 이용하여 웨이퍼척(11)의 중심 및 그 좌우전후의 5점을 지정하면, 이들 5점에 대응하는 웨이퍼척(11)의 지정점이 상부 카메라(14)의 바로 아래까지 이동한다. 그리고, 상부 카메라(14)에 의해서 웨이퍼척(11)의 척 탑의 5점의 높이를 측정한다. 그리고, 이들 5점 및 이상 좌표면의 지정 좌표값에 기하여 웨이퍼척(11)의 높이를 구한다. 여기서는 도 2a 및 2b, 도 3a 내지 도 3c에 도시하는 바와 같이 이상 좌표면의 4상한중 제 1상한상에 있어서의 임의의 점에 대응하는 웨이퍼척(11)상의 높이를 구하는 방법에 대하여 설명한다. 또한, 도 2a 및 2b, 도 3a 내지 도 3c에서는 척 탑에 웨이퍼척의 부호(11)를 부여하여 척 탑(11)으로서 설명한다.
우선, 종래와 동일하게 이상 좌표면에서 원점(O, O), 그 우측의 점 a(xO, O) 및 그 상측의 점 b(O, yO)를 지정한다. 이 때, 이상 좌표면의 원점(O, O)은, 척 탑(11)의 중심과 일치한다. 이상 좌표면상의 제 1 상한을 규정하는 점 a, b에 대응하는 척 탑(11)상의 점 A, B(도 2a참조)의 좌표값은, 종래와 동일하게 척 탑(11)의 이동량에 기하여 각각 도 2b에 도시하는 바와 같이 (XA, YA, ZA), (XB, YB, ZB)로 하여 구할 수 있다. 여기서 종래의 경우에는, 척 탑(11)의 제 1 상한을 규정하는 3점 O, A, B가 균일한 평면 OAB에서, 이 평면내에 모든 콘택트 좌표값이 존재한다고 하는 평면모델에 기하여 척 탑(11)의 높이를 구하고 있었다. 그러나, 이 평면모델에서는 전술한 바와 같이 오버드라이브량의 편차가 크다.
그래서, 본 발명자들이 척 탑(11)의 높이를 피콕 등의 측정기기를 이용하여 고정밀도로 측정한 결과, 척 탑(11)의 상면은, 평면이 아니라, 척 탑(11)의 중심을 정점으로 하여 외주만큼 높아지는 원추형인 것이 밝혀졌기 때문에, 평면모델대신에 원추모델을 이용하여 척 탑(11)의 높이를 구하는 것에 특징이 있다.
즉, 본 실시형태에서는, 도 2b에 도시하는 바와 같이 원점(O, O, O)에 대하여, 좌표A(XA, YA, ZA), B(XB, YB, ZB)가 원주형상으로 연결하는 곡선에 따라서 높이가 변화한다고 생각된다. 임의의 점 P를 이상 좌표상에서 XY 좌표값을 지정하면, 이 점에 대응하는 척 탑(11)상의 점 P는 좌표(X, Y, Z)로서 얻어진다. 원추모델에서는, 점 P는 원점 O를 중심으로 하여 X축에서 Y축까지 점 A, B를 지나는 곡선에 따라 높이가 변화하는 곡선(점 PA -점 PB를 연결하는 곡선)상에 있다고 생각된다.
점 PA는, 점 P가 원점 O를 중심으로 하여 곡선 AB에 따라서 X축상까지 높이가 변화하면서 회전했을 때의 X축상의 점이며, 그 점 PA의 좌표값은 PA(L, O, Z1)이다. 또한, 점 PB는, 점 P가 원점 O를 중심으로 하여 곡선 AB에 따라 Y축상까지 높이가 변화하면서 회전했을 때의 Y축상의 점이며, 그 점 PB의 좌표값은 PB(O, L, Z2)이다. 여기서 L은, 직선 OP의 길이이며, 이 길이 L은, √(X2+ Y2)이다.
점 PA, PB의 높이, 즉 좌표값 Z1, Z2는, 각각 이상 좌표면에 3점의 지정 좌표값, 이들 점에 대응하는 척 탑(11)상의 좌표값에 기하여 상기 좌표 변환식을 이용하여 구할 수 있다. 또한, 점 P의 높이 Z는, 점 PA의 높이와 점 PB의 높이의 차(Z2-Z1)를 X축과 Y축이 이루는 각도(90°)에 대한 직선 OP과 X축이 이루는 각도θ(도 2b 참조)의 비율로 구하고, 이 값(Z2-Z1)*(θ/90)을 점 PA의 높이 Z1에 가산하는 하기의 식에 의해서 구해진다. 여기서, 각도θ는 tanθ= 절대값(Y/X)의 관계에서, θ= tan-1[절대값(Y/X)]로서 구할 수 있다.
Z= Z1+(Z2-Z1)*(θ/90)
여기서는 구한 척 탑(11)의 높이는, 제 1 상한에 있어서의 것이지만, 척 탑(11)의 제 2∼제 4 상한의 높이에 대해서도 동일한 순서로 구할 수 있다.
본 실시형태의 원추모델과 종래의 평면모델을 비교한 것이 도 3a 내지 도 3c이다. 즉, 도 3a는 척 탑(11)을 직선 OA에 따라 절단하여 나타내는 단면도, 도 3b는 직선 OA에서 45° 진행한 위치의 단면도이며, 도 3c는 도 3b의 상면을 나타내는 평면도이다.
척 탑(11)상에서 서로 직교하는 직선 OA와 직선 OB는, 각각 측정값에 기하여 구해진 것이므로, 원추모델이라도 평면모델이라도 일치한다. 그러나, 직교하는 직선 OA와 직선 OB의 사이에 위치하는 위치에서는, 원추모델과 평면모델에서는 높이가 다르다. 예컨대, 도 3c에 도시하는 바와 같이 직선 OA와 45°의 각도를 이루는 직선과 점 A와 점 B를 연결하는 직선 AB가 교차하는 점 D에 대하여 생각한다.
원추모델에서는, 척 탑(11)의 상면을 실제의 형태를 반영한 원추형형상으로서 취급하고, 척 탑(11)의 면 OAB 내의 점 D가 원점 O를 중심으로하여 척 탑(11)상의 곡선 AB의 높이에 따라 변화하는 곡선상에 있도록 처리하기 때문에, 점 D와 원점 O를 연결하는 직선 OD의 연장선상의 점은 모두 척 탑(11)의 상면에 있다. 따라서, 도 3b에 도시하는 바와 같이 직선 OD의 연장선과 원호 AB의 교점 C가 척 탑(11)의 높이와 일치한다. 원추모델에서는 컴퓨터(17)에 있어서 척 탑(11)의 외주위치를 지정해도, 실제의 척 탑(11)의 높이가 실질적으로 일치하여, 외주의 어떠한 지정위치라도 구해진 척 탑(11)의 높이가 실제 척 탑(11)의 높이와 실질적으로 동일하게 된다.
이에 대하여, 종래의 평면모델에서는, 척 탑(11)의 상면을 평면으로서 취급하고, 척 탑(11)의 면 OAB가 균일한 평면이라고 하여 처리하기 때문에, 도 3b에 도 시하는 바와 같이 실제 척 탑(11)의 직선 OD와 직선 OA가 평면모델에서의 직선 OD와 직선 OA와 일치하지 않는다. 따라서, 컴퓨터(17)에 있어서 척 탑(11)의 외주위치를 지정하더라도, 실제의 척 탑(11)의 높이와의 사이에 편차가 있어, 외주의 지정위치마다 척 탑(11)의 높이가 실제의 척 탑(11)의 높이와 다르게 된다.
또한, 도 3b의 수치는, 도 3c에 있어서의 직선 OA의 길이를 L로 한 경우의 각 점까지의 치수를 나타내고 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 따르면, 척 탑(11)의 상면의 높이를 실제의 형태에 의거한 원추모델을 이용하여 구하도록 했기 때문에, 평면모델을 이용하는 종래 방법과 비교하여 척 탑(11)의 높이를 고정밀도로 구할 수 있어, 반도체 웨이퍼의 검사를 실행하는 경우에는, 척 탑(11)의 높이의 편차가 작기 때문에, 척 탑(11)에 대하여 항상 일정한 오버드라이브를 걸 수 있어, 신뢰성이 높은 검사를 실행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 하등 제한되는 것이 아니고, 필요에 따라서 적절히 설계 변경할 수 있다.
본 발명은, 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 피검사체의 검사를 실행하는 프로브 장치에 적합하게 이용할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법을 적용한 프로브 장치의 일례의 요부를 도시하는 블럭도이고,
도 2a 및 도 2b 는 각각 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법의 원리를 설명하기 위한 설명도이고,
도 3a 내지 도 3c 는 각각 본 발명의 척 탑의 높이를 구하는 방법과 종래의 방법을 비교하여 설명하기 위한 설명도이고,
도 4a 및 도 4b 는 각각 종래의 척 탑의 높이를 구하는 방법의 원리를 설명하기 위한 설명도이다.

Claims (6)

  1. 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하고, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 뒤, 상기 컴퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법에 있어서,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로하여 형성되는 원주상(上)을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 소정의 상한내의 임의의 1점을 지정하고, 이 지정 좌표값, 상기 좌표 변환식 및 상기 원추모델에 기하여 상기 척 탑의 임의의 점의 높이를 구하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 척 탑의 높이를 구하는 방법.
  2. 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하고, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 뒤, 상기 컴퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법에 있어서,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로 하여 형성되는 원주상을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 XY 좌표면의 상기 소정의 상한내에서 상기 척 탑의 임의의 1점을 지정하는 공정과,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 임의의 1점을 나타내는 지정 좌표값을 상기 원주에 따라 회전시켜 상기 XY 좌표면의 X축 상 및 Y축 상의 X 좌표값 및 Y 좌표값을 각각 구하는 공정과,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 임의의 지정좌표에 대응하는 상기 X 좌표값, Y 좌표값 및 좌표 변환식에 기하여 상기 X 좌표값 및 상기 Y 좌표값에 대한 상기 척 탑의 높이를 구하는 공정과,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 척 탑의 중심과 상기 이웃하는 2점 중 어느 1점과 상기 임의의 1점으로 형성하는 중심각을 구하는 공정과,
    상기 컴퓨터를 이용하여, 상기 이웃하는 2점의 높이의 차와 상기 중심각의 상기 X축과 상기 Y축이 이루는 각도에 대한 비율에 기하여 상기 임의의 1점의 높이를 구하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 척 탑의 높이를 구하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 좌표 변환식은, X= ax+by, Y= cx+dy, Z= eX+fY 이며,
    상기 좌표 변환식의 각 계수는, 상기 소정의 상한의 상기 3점의 지정 좌표값 및 이들 지정좌표에 대응하는 상기 원추모델의 3점에 기하여 산출하는 것을 특징으로 하는 척 탑의 높이를 구하는 방법.
  4. 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하고, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이 에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 뒤, 상기 컴퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법을 프로그램으로서 기록한 기록 매체에 있어서,
    상기 프로그램에 의해서 상기 컴퓨터를 구동시키고,
    상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로하여 형성되는 원주상을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과,
    상기 소정의 상한내의 임의의 1점을 지정하고, 이 지정 좌표값, 상기 좌표 변환식 및 상기 원추모델에 기하여 상기 척 탑의 임의의 점의 높이를 구하는 공정을 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램 기록 매체.
  5. 프로브 장치의 척 탑에서 유지된 피검사체의 전기적 특성검사를 실행할 때에, 컴퓨터상의 XY 좌표면에서 상기 척 탑의 상면의 적어도 중심 및 좌우전후의 5점의 XY 좌표값을 상기 컴퓨터에 의해서 지정하고, 이들 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 높이를 순차적으로 측정하여, 상기 지정 좌표값과 상기 각 측정높이에 기하여 상기 XY 좌표값을 상기 척 탑의 상면의 높이를 포함하는 좌표값으로 변환하는 좌표 변환식을 상기 XY 좌표면의 4상한의 각각에 대하여 구한 뒤, 상기 컴 퓨터에 의해서 상기 XY 좌표면에서 지정하는 임의의 위치에 대응하는 상기 척 탑의 상면의 높이를 상기 각 상한마다 상기 좌표 변환식에 기하여 구하는 방법을 프로그램으로서 기록한 기록 매체에 있어서,
    상기 프로그램에 의해서 상기 컴퓨터를 구동시키고,
    상기 XY 좌표면의 소정의 상한의 상기 지정 좌표값에 대응하는 상기 척 탑의 중심이외의 이웃하는 2점이 상기 척 탑의 중심을 중심으로 하여 형성되는 원주상을 변화하여 얻을 수 있는 점인 것으로 하는 원추모델을 설정하는 공정과,
    상기 XY 좌표면의 상기 소정의 상한내에서 상기 척 탑의 임의의 1점을 지정하는 공정과,
    상기 임의의 1점을 나타내는 지정 좌표값을 상기 원주에 따라 회전시켜 상기 XY 좌표면의 X축상 및 Y축상의 X 좌표값 및 Y 좌표값을 각각 구하는 공정과,
    상기 임의의 지정좌표에 대응하는 상기 X 좌표값, Y 좌표값 및 상기 좌표 변환식에 기하여 상기 X 좌표값 및 상기 Y 좌표값에 대한 상기 척 탑의 높이를 구하는 공정과,
    상기 척 탑의 중심과 상기 이웃하는 2점 중 어느 1점과 상기 임의의 1점으로 형성하는 중심각을 구하는 공정과,
    상기 이웃하는 2점의 높이의 차와 상기 중심각의 상기 X축과 상기 Y축이 이루는 각도에 대한 비율에 기하여 상기 임의의 1점의 높이를 구하는 공정을 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램 기록 매체.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 좌표 변환식은, X= ax+by, Y= cx+dy, Z= eX+fY 이며,
    상기 좌표 변환식의 각 계수는, 상기 소정의 상한의 상기 3점의 지정 좌표값 및 이들의 지정좌표에 대응하는 상기 원추모델의 3점에 기하여 산출하는 것을 특징으로 하는 프로그램 기록 매체.
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