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JPH03270040A - Theta mechanism - Google Patents

Theta mechanism

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Publication number
JPH03270040A
JPH03270040A JP2069223A JP6922390A JPH03270040A JP H03270040 A JPH03270040 A JP H03270040A JP 2069223 A JP2069223 A JP 2069223A JP 6922390 A JP6922390 A JP 6922390A JP H03270040 A JPH03270040 A JP H03270040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
theta
motion
ball screw
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2069223A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2860691B2 (en
Inventor
Masami Mizukami
水上 正巳
Yasuhiko Nishinakayama
西中山 康彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP6922390A priority Critical patent/JP2860691B2/en
Publication of JPH03270040A publication Critical patent/JPH03270040A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of a mechanism, and to conduct positioning at a high degree by converting a linear motion into a rotary motion, estimating a parameter after manufacture from the input value of the linear motion in rotation and the output value of the rotary motion to the input value and correcting the motion precision of rotation. CONSTITUTION:A command value is input to a theta drive mechanism in response to the result of the detection of a camera for upper alignment, thus turning a motor 512, then rotating a ball screw 508. Consequently, a guide member 510 is moved along a guide rail 505, a roller 545 abutting against the guide member 510 is pushed, an arm 544 is shifted, and a chuck section 54 is revolved. The quantity of the ball screw 508 turned is detected by a rotary encoder 506, and a command stopping the revolution of the motor 512 is output when the quantity of rotation corresponding to said command value is detected. Accordingly, the theta drive mechanism moves the arm by the linear displacement of the ball screw, and revolution theta is acquired. As a result, the values of theta are measured at three points or more, and the precision of the mechanism is calibrated by using a nonlinear type least square method, thus improving the prevision of theta.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はθ機構に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a θ mechanism.

(従来の技術) 従来から、位置決めを行う手段として直線運動を回転運
動に変換するθ機構が用いられている。
(Prior Art) Conventionally, a θ mechanism that converts linear motion into rotational motion has been used as a means for positioning.

しかしながら、従来のθ機構では、機構を構成する各部
のパラメータが設計値に基づく寸法を用いているので、
直線運動から回転運動の変換(X→θ変換)において誤
差が発生するという不具合がある。
However, in conventional θ mechanisms, the parameters of each part of the mechanism use dimensions based on design values.
There is a problem that an error occurs in the conversion from linear motion to rotational motion (X→θ conversion).

(発明が解決しようとする課′Jf3)上述したように
、従来のθ機構では、直線運動から回転運動への変換に
誤差が発生するという不具合がある。
(Issue to be Solved by the Invention 'Jf3) As described above, the conventional θ mechanism has a problem in that an error occurs in the conversion from linear motion to rotational motion.

本発明は上述した従来の課題を解決するためのもので、
機構の製作寸法を素移転し、この寸法値を直線運動から
回転運動の変換に用い、粘度を向上させることのできる
θ機構を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems,
The object of the present invention is to provide a θ mechanism that can improve viscosity by transferring the manufacturing dimensions of the mechanism and using these dimensional values to convert linear motion to rotational motion.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、θ位置決めを行うよう直線運動を回転運動に
変換する回転手段と、この回転手段における前記直線運
動の入力値および入力値に対する回転運動の出力値との
測定値から、製作後のパラメータを推定しこの推定値に
基づいて前記回転手段の運動精度を補正する補正手段と
を備えたものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a rotation means for converting a linear motion into a rotational motion to perform θ positioning, an input value of the linear motion in the rotation means, and a rotation with respect to the input value. The apparatus is provided with a correction means for estimating the parameters after manufacture from the measured value and the output value of the movement, and correcting the movement accuracy of the rotating means based on the estimated value.

(作 用) 本発明では、直線運動を回転運動に変換するとともに、
この回転における直線運動の入力値および入力値に対す
る回転運動の出力値との測定値から製作後のパラメータ
を推定しこの推定値に基づいて回転の運動精度を補正す
る。
(Function) In the present invention, while converting linear motion into rotational motion,
The parameters after manufacture are estimated from the measured values of the input value of the linear motion in this rotation and the output value of the rotational motion relative to the input value, and the precision of the rotational motion is corrected based on the estimated values.

したがって、機構の精度を向上させることができ、高度
な位置決めを実現することが可能である。
Therefore, it is possible to improve the precision of the mechanism and achieve advanced positioning.

る。Ru.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のθ機構を適用した検査装置
の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an inspection apparatus to which a θ mechanism according to an embodiment of the present invention is applied.

同図に示すように、装置本体1は、非導電性液体中で被
検査体となる半導体モジュール2を搬送および検査可能
な状態としたワーク3の所定の検査を行う検査部10と
、半導体モジュール2上に搭載された複数の半導体素子
(以下、チップと記す)に対応した複数の検査用接触端
子が収容され、これらの交換および位置合せを行う接触
端子供給部20とを備えている。また、装置本体1の検
査部10側の端部には、上記ワーク3をロード・アンロ
ードするためのワークローダ一部30が着脱自在に設置
されている。装置本体1およびワークローダ一部30上
には、それぞれワークローダ−部30、検査部10、接
触端子供給部20の並列方向(以下、X方向とよぶ)に
沿って移動可能とされたワーク搬送機構40と接触端子
移動機構50とが搭載されている。
As shown in the figure, the apparatus main body 1 includes an inspection section 10 that performs a predetermined inspection of a workpiece 3 in which a semiconductor module 2, which is an object to be inspected, can be transported and inspected in a non-conductive liquid; A plurality of inspection contact terminals corresponding to a plurality of semiconductor elements (hereinafter referred to as chips) mounted on the semiconductor device 2 are accommodated therein, and a contact terminal supply unit 20 is provided for exchanging and aligning these contact terminals. Further, a work loader part 30 for loading and unloading the work 3 is detachably installed at the end of the apparatus main body 1 on the inspection section 10 side. On the apparatus main body 1 and the work loader part 30, there are workpiece conveyors that are movable along the parallel direction (hereinafter referred to as the X direction) of the work loader part 30, the inspection part 10, and the contact terminal supply part 20, respectively. A mechanism 40 and a contact terminal moving mechanism 50 are mounted.

なお上記ワ〜す3は、例えば第2図に示すように、複数
品種からなる例えば36個のチップ2aが内部配線を有
する多層セラミックス基板2b上にボンディングされて
構成された半導体モジュール2の下部に、この半導体モ
ジュール2の図示を省略した各入出力ビンと電気的に接
触されたソケット4およびソケットボード5が配置され
ている。
Note that, as shown in FIG. 2, the above-mentioned waste 3 is located at the bottom of a semiconductor module 2 configured by bonding, for example, 36 chips 2a of multiple types onto a multilayer ceramic substrate 2b having internal wiring. , a socket 4 and a socket board 5 are arranged in electrical contact with each input/output bin (not shown) of the semiconductor module 2.

また半導体モジュール2の外周側に押え板6と0リング
7とによって液密シールが形成されたクランプ部となる
サポートボード8が配置されて構成されたものである。
Further, a support board 8 serving as a clamp portion in which a liquid-tight seal is formed by a holding plate 6 and an O-ring 7 is disposed on the outer peripheral side of the semiconductor module 2.

また、図示を省略したがチップ2aの周囲には7TPI
定用電極パツドが設けられている。
Also, although not shown, there is a 7TPI around the chip 2a.
A regular electrode pad is provided.

上記検査部10は、液槽13を有しており、ワーク3は
クランプ14によってワーク載置台12に苅し、液密シ
ールを形成するように密着固定される。そして、液槽1
3内に注入された非導電性不活性液体15中にワーク3
を浸漬し、その状態で検査が行われる。ワーク載置台1
2の開口部下方には、ワーク3のソケットボード5に対
して差込まれ電気的な接続を行う図示を省略した多数の
ポゴピンが突設されたワークセットベースユニット17
が設けられている。
The inspection section 10 has a liquid tank 13, and the workpiece 3 is placed on a workpiece mounting table 12 by a clamp 14 and tightly fixed to form a liquid-tight seal. And liquid tank 1
The workpiece 3 is placed in a non-conductive inert liquid 15 injected into the workpiece 3.
is immersed, and the test is carried out in that state. Workpiece mounting table 1
2, a work set base unit 17 has a number of protruding pogo pins (not shown) that are inserted into the socket board 5 of the work 3 for electrical connection.
is provided.

また、接触端子供給部20は、半導体モジュール2に搭
載されたチップ2の周囲に形成された測定用電極パッド
の形状およびピッチに応じてプローブビンが植設された
複数のビンブロック21を個々に保持する複数例えば9
個のビンブロックチェンジャ22と、接触端子移動機構
50側に受は渡されたビンブロック2]の位置確認を行
うビンブロック補正用カメラ23とによって構成されて
いる。
Further, the contact terminal supply unit 20 individually supplies a plurality of bin blocks 21 in which probe bins are implanted according to the shape and pitch of the measurement electrode pads formed around the chip 2 mounted on the semiconductor module 2. Hold multiple e.g. 9
The camera 23 includes a bottle block changer 22, and a bottle block correction camera 23 that confirms the position of the bottle block 2 passed to the contact terminal moving mechanism 50 side.

上記ビンブロックチェンジャ22は、ビンブロック21
を挟持する保持部24と、この保持部24を接触端子移
動機構50側に上昇させる例えばシリンダ機構25とに
よって構成されており、検査プログラムに応じて使用す
べきビンブロック21を個別に上昇させ、接触端子移動
機構50に供給する。
The bin block changer 22 includes a bin block 21
and a cylinder mechanism 25, for example, which raises the holding part 24 toward the contact terminal moving mechanism 50 side, and individually raises the bottle blocks 21 to be used according to the inspection program. It is supplied to the contact terminal moving mechanism 50.

ワークローダ一部30は、ローダ一部基台31と、ワー
ク3を収容しつつワーク交換位置とを移動fil能とさ
れたワークセットテーブル32と、ワク3をワーク搬送
機構40へと受渡すワーク昇吟機構33とにより構成さ
れている。
The work loader part 30 includes a loader part base 31, a work setting table 32 that accommodates the work 3 and is capable of moving between workpiece exchange positions, and a workpiece that transfers the work 3 to the work transfer mechanism 40. It is composed of a lifting mechanism 33.

また、接触端子移動機構50は、Xステージ51、Yス
テージ52およびZステージ53によって構成されてお
り、Zステージ53に固定されたチャック部54と上ア
ライメント用カメラ55とが設置された測定部56が、
x−y−z方向に移動可能とされている。また、後述す
る図示を省略したθ駆動機構によってチャック部54が
回転自在とされている。そして、チャック部54に保持
されたビンブロック21は、Zステージ53によって検
査部10の液槽13内まで下降し、液槽13内に浸漬さ
れているワーク3との接触が行われる。
The contact terminal moving mechanism 50 includes an X stage 51, a Y stage 52, and a Z stage 53, and includes a chuck part 54 fixed to the Z stage 53 and a measuring part 56 in which an upper alignment camera 55 is installed. but,
It is movable in the x-y-z directions. Furthermore, the chuck portion 54 is rotatable by a θ drive mechanism (not shown) which will be described later. Then, the bottle block 21 held by the chuck section 54 is lowered into the liquid tank 13 of the inspection section 10 by the Z stage 53, and comes into contact with the workpiece 3 immersed in the liquid tank 13.

測定部56には、上記チャック部54に近接して図示を
省略した冷却機構に接続された非導電性不活性液体導入
管57が配設されている。またチャック部54の上部に
はビンブロック21と図示を省略したテスタに接続され
たタッチプレートが配置されており、このタッチプレー
トによってビンブロック21とテスタとの電気的な接続
が行われている。
The measuring section 56 is provided with a non-conductive inert liquid introduction pipe 57 that is close to the chuck section 54 and connected to a cooling mechanism (not shown). Further, a touch plate connected to the bottle block 21 and a tester (not shown) is arranged on the upper part of the chuck part 54, and electrical connection between the bottle block 21 and the tester is established by this touch plate.

上記構成の検査装置における検査手順について、第3図
を参照して以下に説明する。
The inspection procedure in the inspection apparatus having the above configuration will be explained below with reference to FIG.

まず、ワークローダ一部30にワーク3を載置するとと
もに、ワーク3をワーク昇降機構33の上方の受渡位置
まで移動させる。次いで、ワーク3を位置決めしつつワ
ーク搬送機構40の保持部41位置まで上昇させる。ワ
ーク3の上昇を確認した後、保持部41の一対のつめ4
2によってワク3を保持する(第3図−a)。
First, the work 3 is placed on the work loader part 30, and the work 3 is moved to a delivery position above the work lifting mechanism 33. Next, while positioning the workpiece 3, it is raised to the position of the holding part 41 of the workpiece transport mechanism 40. After confirming that the workpiece 3 has risen, the pair of pawls 4 of the holding part 41
2 to hold the workpiece 3 (Fig. 3-a).

次に、ワーク3をワーク受渡位置まで搬送する。Next, the workpiece 3 is transported to the workpiece delivery position.

この陛、接触端子移動機構50は、接触端子供給部側へ
と移動する。
The contact terminal moving mechanism 50 then moves toward the contact terminal supply section.

そしてワーク3は、位置決めが行われワーク載置台12
上にワーク3が載置されクランプ14によってワーク載
置台12に対して液密に固定されると共に、ワーク3の
ソケットボード5と検査部10側のワークセットベース
ユニット17との電気的な接続が行われる(第3図−b
)。
Then, the workpiece 3 is positioned on the workpiece mounting table 12.
A workpiece 3 is placed on top and fixed liquid-tightly to the workpiece mounting table 12 by a clamp 14, and electrical connection between the socket board 5 of the workpiece 3 and the workpiece set base unit 17 on the inspection section 10 side is established. (Fig. 3-b)
).

ワーク3のセツティングと相前後して、ビンブロック2
1の装着が行われる。ビンブロック21の装着は、まず
検査プログラムに応じて自動的に、第1番目に検査を行
うチップ2aに対応したビンブロック21が保持された
ビンブロックチェンジャ22上に接触端子移動機構50
のチャック部54が位置するように、Xステージ51お
よびYステージ52が駆動される。チャック部54がビ
ンブロック21の受渡し位置に到達すると、ビンブロッ
クチェンジャ22のシリンダ機構25が上昇し、チャッ
ク部54によって当該ビンブロック21が保持される(
同第3図−b)。
Before and after setting workpiece 3, set bin block 2.
1 is installed. First, the contact terminal moving mechanism 50 is attached to the bin block changer 22 holding the bin block 21 corresponding to the chip 2a to be inspected first, automatically according to the inspection program.
The X stage 51 and the Y stage 52 are driven so that the chuck portion 54 is positioned. When the chuck part 54 reaches the delivery position of the bottle block 21, the cylinder mechanism 25 of the bottle block changer 22 rises, and the bin block 21 is held by the chuck part 54 (
Figure 3-b).

この後、ビンブロック補正用カメラ23によって、ビン
ブロック21の保持状態を撮像し、上アライメントカメ
ラ55との位置確認が行われた後、検査部10上方へと
接触端子移動機tg50は移動する。
Thereafter, the bin block correction camera 23 captures an image of the holding state of the bin block 21, and after confirming the position with the upper alignment camera 55, the contact terminal moving machine tg50 moves above the inspection section 10.

次に、ワーク3とビンブロック21とのアライメントが
行われる。そして、Xステージ51、Yステージ52お
よび後述するθ駆動機構を駆動して測定用電極パッドと
プローブビンとのアライメントが行われる。
Next, alignment between the workpiece 3 and the bin block 21 is performed. Then, alignment between the measurement electrode pad and the probe bin is performed by driving the X stage 51, the Y stage 52, and the θ drive mechanism described later.

そして、アライメントが終了すると、非導電性液体導入
管57からフッ素系不活性液が液槽13内に供給され、
ワーク3が浸漬された状態となる。
Then, when the alignment is completed, a fluorine-based inert liquid is supplied into the liquid tank 13 from the non-conductive liquid introduction pipe 57,
The workpiece 3 is now immersed.

この後、IN−]定郡部6を下降させ、ビンブロック2
1のプローブビンを測定用電極パッドに当接させる。そ
して、半導体モジュール2にテスト電圧を供給しチップ
2aの検査を行う(第3図−C)。
After this, lower the IN-] fixing section 6, and lower the bin block 2.
1 probe bottle is brought into contact with the measurement electrode pad. Then, a test voltage is supplied to the semiconductor module 2 to test the chip 2a (FIG. 3-C).

以上の動作により 1つのチップ2aに対する検査は終
了する。次に、半導体モジュール2内に同一規格のチッ
プ2aが存在する場合は、必要に応して位置補正を行っ
た後、同様に次のチップ2aの検査を行う。
The above operations complete the inspection of one chip 2a. Next, if there is a chip 2a of the same standard in the semiconductor module 2, the next chip 2a is inspected in the same way after positional correction is performed as necessary.

同一規格のチップか終了した後、未検査のチップ2aが
存7[する場合は、ビンブロック21の交換を行い、同
様に当該チップ2aの検査を実施する。
After checking the chips of the same standard, if there are any untested chips 2a, replace the bin block 21 and test the chips 2a in the same way.

そして、以上の工程を繰返し行うことによって全チップ
2aの検査が終了した後、非導電性不活性液体15を排
出し、ワーク3を移載する。そして、ワーク搬送機構4
0をワークローダ一部30まで移動して、ワーク3を搬
出し、一連の検査工程が終了する。
After the inspection of all the chips 2a is completed by repeating the above steps, the non-conductive inert liquid 15 is discharged and the workpiece 3 is transferred. Then, the workpiece transport mechanism 4
0 is moved to the work loader part 30, the work 3 is carried out, and a series of inspection steps is completed.

次に、上述した接触端子移動機構50におけるチャック
部54を回転させるθ駆動機構の詳細について説明する
Next, details of the θ drive mechanism for rotating the chuck portion 54 in the contact terminal moving mechanism 50 described above will be described.

第4図はθ駆動機構を示す平面図、第5図は第4図の側
面断面図、第6図は第5図の正面図である。
FIG. 4 is a plan view showing the θ drive mechanism, FIG. 5 is a side sectional view of FIG. 4, and FIG. 6 is a front view of FIG. 5.

これらの図において、501は、アーム544が形成さ
れたチャック部54を回転自在に支持したベース板を示
している。ベース板501上には、所定の間隔をおいて
支持片502.503を有する支持ブロック504が配
設されている。支持ブロック504上の支持片502.
503の間には、ガイドレール505が形成されている
。支持片502には、ロータリエンコーダ506が配設
され、支持片503には、ベアリング507が配設され
、これらの間にボールねじ508が回転可能に配設され
ている。ボールねじ508には、ナツト509が螺合さ
れており、ナツト509には、ガイドレール505にガ
イドされるガイド部材510が固定されている。また、
支持片503には、力・ノブリング511が配設されて
おり、力・ツブリング511には、ボールねじ508の
一端が連結されるとともに、支持片503に設けられた
モータ512の回転軸513が連結されている。
In these figures, 501 indicates a base plate that rotatably supports the chuck portion 54 on which the arm 544 is formed. A support block 504 having support pieces 502 and 503 at predetermined intervals is disposed on the base plate 501. Support piece 502 on support block 504.
A guide rail 505 is formed between the guide rails 503 . A rotary encoder 506 is disposed on the support piece 502, a bearing 507 is disposed on the support piece 503, and a ball screw 508 is rotatably disposed between them. A nut 509 is screwed onto the ball screw 508, and a guide member 510 that is guided by the guide rail 505 is fixed to the nut 509. Also,
A force/knob ring 511 is disposed on the support piece 503, and one end of a ball screw 508 is connected to the force/knob ring 511, and a rotating shaft 513 of a motor 512 provided on the support piece 503 is connected to the force/knob ring 511. has been done.

また、上述したアーム544には、ローラ545が回転
自在に配設されており、このローラ545は、ガイド部
材510に当接されている。また、アーム544とガイ
ド部材510とは、コイルバネ546.546により連
結されている。
Further, a roller 545 is rotatably disposed on the above-mentioned arm 544, and this roller 545 is in contact with the guide member 510. Further, the arm 544 and the guide member 510 are connected by coil springs 546 and 546.

したがって、θ駆動機構には、上アライメント用カメラ
55の検出結果に応じて指令値(入力値)が入力され、
これにより、モータ512が回転されてボールねじ50
8が回転される。これにより、ガイド部材510がガイ
ドレール505に沿って移動され、ガイド部材510に
当接するローラ545が押されてアーム544が移動さ
れ、これにより、チャック部54が回転する。ボールね
じ508の同転量は、ロークリエンコーダ506により
検出され、上述の指令値に対応する回転量を検出すると
、モータ512の回転を停止する命令を出力する。
Therefore, a command value (input value) is input to the θ drive mechanism according to the detection result of the upper alignment camera 55,
This causes the motor 512 to rotate and the ball screw 50 to rotate.
8 is rotated. As a result, the guide member 510 is moved along the guide rail 505, the roller 545 in contact with the guide member 510 is pushed, and the arm 544 is moved, thereby rotating the chuck portion 54. The amount of rotation of the ball screw 508 is detected by the rotary encoder 506, and when the amount of rotation corresponding to the above-mentioned command value is detected, a command to stop the rotation of the motor 512 is output.

次に、上述したθ駆動機構における指令値−入力値(直
線変位X)および出力値(回転変位θ)の較正について
説明する。
Next, the calibration of the command value-input value (linear displacement X) and output value (rotational displacement θ) in the θ drive mechanism described above will be explained.

〈1〉回転変位θの仕様 ストローク・・・・・・・・・±4 deg(±144
00秒) 位置決め精度・・・・・・±6 X 10−O−3de
±21.6秒) (2)Xとθの関係 θ駆動機構はボールねじの直線変位Xによってアームを
移動させ回転θを得る。その模式図を第7図に示す。
<1> Specification stroke of rotational displacement θ...±4 deg (±144
00 seconds) Positioning accuracy...±6 x 10-O-3de
(±21.6 seconds) (2) Relationship between X and θ The θ drive mechanism moves the arm by linear displacement X of the ball screw to obtain rotation θ. A schematic diagram thereof is shown in FIG.

同図において、Xとθとの関係は、次の式となる。In the figure, the relationship between X and θ is expressed by the following equation.

A sinθo    +r S s n 2θ0・・
 (2−7) これにより、Xとθとの関係式が求められた。
A sin θo +r S s n 2θ0...
(2-7) As a result, the relational expression between X and θ was determined.

次に、X−θの変換式である(2−7 Xの逆変換式を考える。Next, the conversion formula for X-θ is (2-7 Consider the inverse transformation formula for X.

sin  (θ+θo)−d cos  (θ+θ )−Jl−d” tan  (θ十〇 )−d/J1−62、°、θ−1
an −’ (d/J1−d” )−〇・・・ (2−
9) この式によって、θ機構のシミュレーションおよび分角
q能の計算が可能となる。
sin (θ+θo)-d cos (θ+θ)-Jl-d” tan (θ10)-d/J1-62,°, θ-1
an -' (d/J1-d”)-〇... (2-
9) This equation allows the simulation of the θ mechanism and the calculation of the angular q power.

なお、分解能の理論値を第9図に示す。Note that the theoretical value of resolution is shown in FIG.

(3)較正方法 Xとθとの関係式 %式%) (31) ) ) θ同転させるには、(2−7)式を制御ソフトで演算し
、そのXをボールねしへの指令値(入力値)とする。
(3) Calibration method Relational expression between X and θ % formula %) (31) ) ) To make θ rotate the same, calculate equation (2-7) with the control software, and use the X as a command to the ball screw. Value (input value).

そして、パラメータの設計値(、r5θに対して、組立
後の寸法が(十Δ℃、r+Δ「、θo十Δθ。となって
しまった場合を考える。
Then, consider a case where the dimensions after assembly are (10 Δ°C, r+Δ', θo 1 Δθ) for the design value of the parameter (, r5θ.

要求する回転角は、 θ−f  (XS、9、rl θ0) しかし、実際の回転角は、 θ−−f(X、、9+Δ℃、「十Δr1θ 十Δθ0) となる。つまり、θ′−θの誤差が生じる。この誤差は
、仕様を満足しない値になる虞れがある。
The required rotation angle is θ-f (XS, 9, rl θ0) However, the actual rotation angle is θ--f (X,, 9+Δ℃, 10Δr1θ 10Δθ0).In other words, θ'- An error occurs in θ.This error may result in a value that does not satisfy the specifications.

そこで、6℃、Δr1Δθ0の値を求めることにより、 X−−f−’(θ、(十Δ℃、r十Δ「θ0+Δθ0) を指令値とすることによって、誤差θ′−〇をなくすこ
とができる。
Therefore, by determining the value of Δr1Δθ0 at 6℃, the error θ′-〇 can be eliminated by using can.

この操作を較正(calibration )と呼んで
いる。
This operation is called calibration.

そこで、θの値を3点以上にわたって測定し、11線形
最小自乗法を使って、パラメータ誤差Δ(、Δr1Δθ
0を測定し、較正によってθの精度を高めることを試み
た。
Therefore, we measured the value of θ at three or more points and used the 11 linear least squares method to calculate the parameter error Δ(, Δr1Δθ
We measured 0 and tried to improve the accuracy of θ by calibration.

マシン・パラメータの設計値をJ2S rsθ0とする
。これを最も確からしい値の近似値とする。
Let J2S rsθ0 be the design value of the machine parameter. Let this be the most probable approximate value.

組立後の寸法、つまり最も確からしい値を(十ΔA、r
+Δr1θ 十Δθ0とする。n個のθの測定値からΔ
(、Δr、Δθ。を推定する。
The dimensions after assembly, that is, the most probable value, are (10ΔA, r
+Δr1θ +Δθ0. From n measured values of θ, Δ
(, Δr, Δθ. are estimated.

まず、機構に、 θ、−f、i、r1θo )   (i−1〜n )1
      1 であるn個の指令値を与える。これに対して実際に動い
た回転角を測定する。
First, in the mechanism, θ, -f, i, r1θo) (i-1~n)1
Give n command values that are 1. In contrast, the actual rotation angle is measured.

θ 、−f、i+Δ℃、r十Δr1 1      1 θ0+Δθ0) (i−1〜n) というn個の測定値が得られる。θ , -f, i+Δ℃, r+Δr1 1 1 θ0+Δθ0) (i-1~n) n measured values are obtained.

ここで、指令値θ、と測定値θ′、の間には次1   
             1の関係が成り立つ。
Here, the following 1 exists between the command value θ and the measured value θ'.
The relationship 1 holds true.

(以下余白) Δ θ 、−〇 −、−〇 。(Margin below) Δ θ , −〇 −, −〇 .

l          l       1=f1 (
[+6℃、r十Δr1θ0+Δθ )−f、i、rl 
θ0) l * C9f 、/9℃)Δ℃+ (i9f−/9r)  Δ 「 + C9f、/9θ。)Δθ。
l l 1=f1 (
[+6℃, r+Δr1θ0+Δθ)−f, i, rl
θ0) l*C9f,/9℃)Δ℃+ (i9f−/9r) Δ“+C9f,/9θ.)Δθ.

(i −1〜n) ・・・ (3−3) (6℃、Δr1Δθ0は微小量なので、テラー展開して
2次以上の項を省略する。)6℃、Δr1Δθ。を未知
数とするn個の1次方捏式を得ることかできた。行列の
形にすると、(以下余白) (以下余白) (3−4) となり、これを b−へ・X とする。
(i -1~n) ... (3-3) (6°C, Δr1Δθ0 is a minute amount, so perform Teller expansion and omit terms of second order or higher.) 6°C, Δr1Δθ. We were able to obtain n linear equations with unknowns. If we put it in the form of a matrix, we get (below the margin) (below the margin) (3-4), and let this be b-to・X.

次に、 9f、/lJ2.9fi/9r、9f−/9θ。next, 9f, /lJ2.9fi/9r, 9f-/9θ.

l の具体的な数式を求める。Xとθとの関係式(2−7)
式を再掲すると、 i + r sin 2 θ 一Il sin θQ             Oこ
れでは、θ、を微分できないので、陰関数の形にし、こ
れをg((、r、θ。、θ、)とおく。
Find a specific formula for l. Relational expression (2-7) between X and θ
To reproduce the formula, i + r sin 2 θ - Il sin θQ O Since θ cannot be differentiated, it is expressed in the form of an implicit function and is denoted by g((, r, θ., θ,).

g、((、r1θ 、θi) 0 −Xi−1sin(θi+00) +ぶsinθ0 、2 +rs+n  (θi十00) −rsin  θ〇 一〇            ・・・(3−5)この式
を全微分すると、 Δgi −(Qg i/[1)ΔA+(9fi/9r)Δr十(
9gi/Qθ0)Δθo + (9g i”θ1)Δθ
i −〇 変形して Δθi −(−1)/ C9g/9θ、)([Qgi/[1)Δ
i+ (c)gi/lr)Δr+(9gt/c)θ0)
Δθo)) ・・・(3−6 (3−3)式を再掲すると、 Δ θ i 一C9f 、/912)ΔJl+(fQf i/lr)
Δr+<9f、/9θ0)Δθ。
g. −(Qg i/[1)ΔA+(9fi/9r)Δr0(
9gi/Qθ0)Δθo + (9g i”θ1)Δθ
i −〇 Transformed to Δθi −(-1)/C9g/9θ, )([Qgi/[1)Δ
i+ (c)gi/lr)Δr+(9gt/c)θ0)
Δθo)) ... (3-6 Reproducing equation (3-3), Δ θ i -C9f, /912) ΔJl+(fQf i/lr)
Δr+<9f,/9θ0)Δθ.

・・・(3−7) (3−6)−(3−7)より (、9f  、/912> −(−1)/ <9g−/Qθi) (9g  、/cl) (fQf  、、’9r) −(−1)/  (Qg−/lθ 、)1      
    1 (Qg  、/9  r) <9f、/、Jθ。) −(−1)/  (lag  、/9θ  )1 (Qg、/lθ。) ・・・・・・ (3−8) (3−8)の右辺は(3−5)を偏微分することによっ
て容易に求まる。
...(3-7) From (3-6)-(3-7), (,9f,/912>-(-1)/<9g-/Qθi) (9g,/cl) (fQf,,' 9r) −(−1)/(Qg−/lθ,)1
1 (Qg, /9 r) <9f, /, Jθ. ) −(-1)/ (lag, /9θ)1 (Qg, /lθ.) ...... (3-8) The right side of (3-8) is the partial differentiation of (3-5). It can be easily determined by

(9g、/f9θ、) 1          1 =−J2cos(θ、+θo) +2 rs+n  (
θi十θ )cos(θ、+00) ロー 11)g、/[1) 画一sin  (θ、十θo) +sinθO(Qg、
/9r) ・ 2         ・ 2 ”Sln   (θ・十θo) −sin  θO(9
g、/f9θ。) 一−,9cos(θ、十θo)+Ccosθ0+2rs
ln(θ、十θ )cos(θ、十θ0)1 0   
   l 一2r sin θoCO8θ0 ここに(3−4)式b−A−%の行列へが求められたの
で1.T −<6℃、Δr、Δθ0)を求める。
(9g, /f9θ,) 1 1 =-J2cos(θ, +θo) +2 rs+n (
θi ten θ) cos (θ, +00) low 11) g, / [1) uniform sin (θ, ten θo) + sin θO (Qg,
/9r) ・2・2”Sln (θ・tenθo) −sin θO(9
g, /f9θ. ) 1-,9cos(θ, 10θo)+Ccosθ0+2rs
ln(θ, 10θ) cos(θ, 10θ0)1 0
l -2r sin θoCO8θ0 Here, the matrix of equation (3-4) b-A-% has been found, so 1. T −<6°C, Δr, Δθ0) are determined.

b  (lxn)−A  (3Xn)  φX  (I
X3)未知数の数(3)より方程式の数(n)の方が多
い。方程式誤差を最小にする最小自乗解を求める。
b (lxn)-A (3Xn) φX (I
X3) The number of equations (n) is greater than the number of unknowns (3). Find the least squares solution that minimizes the equation error.

ε−Ax−b εTEを最小にするXを求めるとともに、O(ε”E)
/9x−0にするXを求める。
Find X that minimizes ε-Ax-b εTE, and O(ε”E)
Find X to make /9x-0.

X−(A” A)−’A” b    ・・・(3−9
)(3−9)を解くことによって、Δ(、Δr1Δθ。
X-(A"A)-'A" b...(3-9
) (3-9), Δ(, Δr1Δθ.

を求めることができる。can be found.

これにより、(2−7)式において、マシン/くラメー
タの修正を行う。
As a result, the machine/parameter is corrected in equation (2-7).

ぶ−(+6℃ r → r + Δ r θ →θ0+Δθ0 とすると、ボールねじへの指令値Xは、X−((+Δf
f1)sin(θ十00+Δθ0)(r十Δr)sin
2 (θ十θ0+Δθ0)((+Δ()sln(θ0+
Δθ0) ・  2 +(r+Δr)sin   (θ0+Δθ0)となる。
Bu-(+6℃ r → r + Δ r θ →θ0+Δθ0 Then, the command value X to the ball screw is X-((+Δf
f1) sin (θ100+Δθ0) (r1Δr) sin
2 (θ+θ0+Δθ0)((+Δ()sln(θ0+
Δθ0) 2 + (r+Δr) sin (θ0+Δθ0).

第9図に上述の較正方法を用いてマシンパラメタを修正
したときの位置決め精度を示し、第10図に比較例とし
てマシンパラメータを設計値としたときの位置決め精度
を示す。
FIG. 9 shows the positioning accuracy when the machine parameters are corrected using the above-described calibration method, and FIG. 10 shows the positioning accuracy when the machine parameters are set to design values as a comparative example.

第9図に示したように、θ駆動機構の精度が全域に渡っ
て仕様21.6秒を満足している。また、第10図に示
したように、較正なしの比較例においては、3.5°と
4°で仕様21.6秒をはずしている。
As shown in FIG. 9, the accuracy of the θ drive mechanism satisfies the specification of 21.6 seconds over the entire range. Furthermore, as shown in FIG. 10, in the comparative example without calibration, the angles of 3.5° and 4° deviate from the specification of 21.6 seconds.

したがって、この実施例では、較正によって位置決め精
度を向上させることができる。
Therefore, in this embodiment, the positioning accuracy can be improved by calibration.

[発明の効果コ 以上詳細に説明したように本発明によれば、機構の製作
寸法を素移転し、この寸法値を直線運動から回転運動の
変換に用い、精度を向上させることのできるθ機構を提
供することができる。
[Effects of the Invention] As explained in detail above, the present invention provides a θ mechanism that can improve accuracy by transferring the fabrication dimensions of the mechanism and using these dimension values to convert linear motion to rotational motion. can be provided.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明方法の一実施例における半導体検査装置
を示す一部断面斜視図、第2図は第1図におけるワーク
を示す側面断面図、第3図(a、)〜(C)は第1図の
装置の検査工程を説明するための図、第4図は第1図の
装置におけるθ駆動機構を説明するための平面図、第5
図は第4図の側面断面図、第6図は第5図の正面図、第
7図は第4図のθ駆動機構の模式図、第8図は第7図の
θ駆動機構における分解能の理論値を示す図、第9図は
較正性を用いてマシンパラメータを修正したときの位置
決め粘度を示す図、第10図は第9図の比較例としてマ
シンパラメータを設計値としたときの位置決め精度を示
す図である。 2・・・半導体モジュール、2a・・・チップ、2b・
・・セラミックス基板、50・・・接触端子移動機構、
54・・・チャック部、504・・・支持ブロック、5
05・・・ガイドレール、506・・・ロータリエンコ
ーダ、508・・・ボールねし、509・・・ナツト、
510・・・ガイド部材、512・・・モータ、544
・・・アーム、545・・・ローラ、546・・・コイ
ルバネ。 と ノ 己  2 ′:゛ ミニ 3
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a partially sectional perspective view showing a semiconductor inspection apparatus in an embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing the workpiece in FIG. 1, and FIG. , ) to (C) are diagrams for explaining the inspection process of the device in FIG. 1, FIG. 4 is a plan view for explaining the θ drive mechanism in the device in FIG. 1, and FIG.
The figure is a side sectional view of Fig. 4, Fig. 6 is a front view of Fig. 5, Fig. 7 is a schematic diagram of the θ drive mechanism of Fig. 4, and Fig. 8 shows the resolution of the θ drive mechanism of Fig. 7. Figure 9 shows the theoretical values, Figure 9 shows the positioning viscosity when the machine parameters are corrected using calibratability, Figure 10 shows the positioning accuracy when the machine parameters are set to the design values as a comparative example of Figure 9. FIG. 2... Semiconductor module, 2a... Chip, 2b.
...Ceramics substrate, 50...Contact terminal moving mechanism,
54... Chuck part, 504... Support block, 5
05... Guide rail, 506... Rotary encoder, 508... Ball screw, 509... Nut,
510...Guide member, 512...Motor, 544
...Arm, 545...Roller, 546...Coil spring. Tonoki 2': ゛Mini 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  直線運動を回転運動に変換する回転手段と、この回転
手段における前記直線運動の入力値および入力値に対す
る回転運動の出力値の測定値と前記各運動系の設計値と
の誤差を推定しこの推定値に基づいて前記回転手段の運
動精度を補正する補正手段とを具備することを特徴とす
るθ機構。
A rotating means for converting linear motion into rotary motion, and estimating the error between the input value of the linear motion in this rotating means, the measured value of the output value of the rotary motion with respect to the input value, and the design value of each of the motion systems. and a correction means for correcting the motion accuracy of the rotation means based on the value.
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