KR100907628B1 - 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온측정 프루브 제어 장치 - Google Patents
진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온측정 프루브 제어 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100907628B1 KR100907628B1 KR1020070089578A KR20070089578A KR100907628B1 KR 100907628 B1 KR100907628 B1 KR 100907628B1 KR 1020070089578 A KR1020070089578 A KR 1020070089578A KR 20070089578 A KR20070089578 A KR 20070089578A KR 100907628 B1 KR100907628 B1 KR 100907628B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- helium
- probe
- temperature
- gas
- injector
- Prior art date
Links
- 239000001307 helium Substances 0.000 title claims abstract description 138
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 138
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 138
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- -1 Injector Substances 0.000 abstract 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/54—Providing fillings in containers, e.g. gas fillings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49057—Controlling temperature of workpiece, tool, probe holder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소량의 헬륨 기체를 정확하게 계량하여 프루브 내부로 주입할 수 있고, 액체 헬륨의 소모를 최소화 하면서 간단하게 헬륨 듀어 내부의 온도를 측정하고 자동으로 프루브의 높낮이를 조절하여 원하는 온도조건에서 보다 편리하게 반도체 소자의 저온 특성 및 온도 변화에 따른 특성 변화를 측정할 수 있는 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치에 관한 것이다.
헬륨, 주입기, 프루브, 반도체 소자, 저온
Description
본 발명은 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소량의 헬륨 기체를 정확하게 계량하여 프루브 내부로 주입할 수 있고, 액체 헬륨의 소모를 최소화 하면서 간단하게 헬륨 듀어 내부의 온도를 측정하고 자동으로 프루브의 높낮이를 조절하여 원하는 온도조건에서 보다 편리하게 반도체 소자의 저온 특성 및 온도 변화에 따른 특성 변화를 측정할 수 있는 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치에 관한 것이다.
종래의 저온 반도체 소자 측정 장비는 액체 헬륨 온도보다 더 낮은 온도에서 소자를 측정하기 위해 특별한 조성비를 갖는 3가의 헬륨과 4가의 헬륨의 희석(dilution) 현상을 이용하여 수 mK 온도 까지 내리고 히터를 이용하여 온도를 조절하는 장비가 사용되고 있다.
그러나, 상기 장비는 구동 방법이 복잡할 뿐만 아니라 샘플을 한 위치에 고정시키고 히터를 이용하여 극저온으로부터 온도를 높이는 방법을 사용하기 때문에 액체 헬륨의 소모량이 많은 단점이 있었다.
최근 반도체 소자의 지속적인 스케일 다운(Scale down)으로 인하여 액체 헬류 온도에서도 소자의 양자화 현상을 확인할 수 있음이 실험적으로 밝혀졌으며 이와 같은 추세는 앞으로도 계속되어 온도 의존성 측정을 용이하게 할 수 있는 방법이 지속적으로 연구되고 있다.
또한, 상기 언급한 고가의 장비에서도 기체 헬륨을 이용하여 열 교환을 하도록 하고 있으나 그 방법에 있어서는 고무풍선(Bladder)을 이용하여 사용자가 손가락으로 풍선의 목 부분을 잡고 진공이 잡힌 관의 밸브를 열어서 적당량의 헬륨 기체가 압력차에 의해서 관 안으로 주입되도록 한 뒤 신속히 밸브를 닫아 진공 수준을 유지하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 상기 방법은 소량의 기체 헬륨의 양을 정확하게 조절할 수 없을 뿐 아니라 기체 헬륨 이외의 다른 기체도 주입될 수 있으며 기체 헬륨을 주입하는 과정에서 고무풍선이 빠질 경우 갑작스런 압력 변화와 상온(300K)의 기체가 시스템 내부로 주입되어 액체 헬륨의 폭발적인 증발을 일으킬 수 있어 장비에 치명적인 손상을 가할 수 있는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소량의 헬륨 기체를 정확하게 계량하여 프루브 내부로 주입할 수 있는 기체 헬륨 주입기를 제공하는 데 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 단계적으로 분포된 헬륨 듀어 내부의 온도를 측정하고 이때 측정된 값을 피드백으로 받아들여 기계적으로 프루브의 높낮이를 적절히 제어함으로써 원하는 온도조건에서 용이하게 반도체 소자의 저온 특성 및 온도 변화에 따른 특성 변화를 측정할 수 있는 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기체 헬륨 주입기는 기체 헬륨이 투입되는 헬륨 제공 부재와 상기 헬륨 주입부와 연결어 주입되는 헬륨의 양을 조절하는 피스톤 부재와 상기 피스톤 부재가 삽입되도록 연결되어 헬륨을 프루브 내부로 주입하는 헬륨 주입 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 피스톤 부재는 상기 헬륨 제공 부재와 결합되는 제 1 연결부와 상기 제 1 연결부와 결합되어 헬륨의 이동 통로가 되는 헬륨 이동부와 상기 헬륨 이동부와 연결되고 기체를 한쪽 방향으로만 통과시키는 제 1 단방향 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 헬륨 주입부재는 일단에서 상기 피스톤부가 삽입 결합되어 헬륨이 저장 및 공급되는 헬륨 공급부와 타단에서 상기 헬륨 공급부와 프루브가 연결되는 제 2 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 연결부는 표면에 상기 헬륨 공급부 내부의 기체를 외부의 한 방향으로 배출하는 제 2 단방향 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 및 2 단방향 밸브는 밸브 마개에 용수철이 장착되어 한쪽 방향으로만 기체를 통과시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헬륨 공급부는 표면에 헬륨의 정확한 주입량 제어를 위한 눈금이 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치는 헬륨 듀어 내부에 삽입되는 반도체 소자 저온 측정 프루브와 상기 프루브 상단에 형성되어 상기 프루브를 상하로 이동시키는 제 1 구동모터와 상기 프루브 측면에 형성되어 상기 프루브의 상하 이동을 위한 풀림과 고정을 위한 조임을 조절하기 위해 좌우로 이동시키는 제 2 구동 모터와 프루브의 하부에 형성되어 온도를 측정하는 온도 측정 수단 및 상기 제 1 구동 모터와 제 2 구동 모터를 제어하여 온도에 따라 상기 프루브의 위치를 자동 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는 원하는 조건의 온도(TS)와 허용 오차(Er)를 설정하는 온도 설정 모듈과 상기 온도 측정 수단에 의해 측정된 온도(T)가 상기 설정범위(TS-Er < T < TS + Er)에 해당하는지 여부를 판단하는 온도 판단 모듈과 상기 측정된 온 도(T)가 설정범위 보다 높은 경우(TS + Er < T) 상기 프루브가 하부로 이동하도록 상기 제 1 구동모터를 제어하고, 상기 측정된 온도(T)가 설정범위보다 낮은 경우(TS + Er > T) 상기 프루브가 상부로 이동하도록 상기 제 1 구동모터를 제어하는 구동모터 드라이버을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 다른 기체 헬륨 주입기는 열 교환용으로 사용되는 기체 헬륨의 양을 정확하게 조절함으로써 프루브 내부에 기체 헬륨 이외의 이물질이 존재하지 않도록 하여 이물질의 응고와 갑작스런 온도변화로 인한 소자의 손상을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
또한, 기존의 게이지로 측정할 수 없을 만큼 소량의 기체 헬륨을 열교환 용으로 사용하기 때문에 특정 온도에서 안정한 상태로 오랜 시간 유지할 수 있으며 특히, 기존의 열 교환 기체를 주입할 때 사용하던 고무풍선(Bladder)을 사용하는 방법을 대체하여 편리성 및 정확성을 기할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
한편, 본 발명에 따른 반도체 저온 측정 프루브 제어 장치는 히터를 사용하지 않고 헬륨 듀어 내부에 분포된 4.2K 로 부터 300K 까지의 온도를 소자에 전달하여 저온상태 또는 온도 변화에 따른 소자의 특성 변화를 측정할 수 있으므로 냉매로 쓰이는 액체헬륨 소모량을 최소화할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
그리고, 기체 헬륨을 주입한 이후 헬륨 듀어 내부에서 프루브의 위치만 변화 시켜줌으로써 온도를 변화시킬 수 있기 때문에 외부 장비를 제어할 필요 없이 구동이 간단하고, 시스템 동작 과정에서 발생할 수 있는 고장 진단이 용이하기 때문에 반도체 소자 측정시 자주 발생하는 소자의 오동작과 관련된 해석이 용이한 탁월한 효과가 발생한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기체 헬륨 주입기의 분리사시도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기체 헬륨 주입기(10)는 기체헬륨이 투입되는 헬륨 제공 부재(110)와 상기 헬륨 제공 부재와 연결어 주입되는 헬륨의 양을 조절하는 피스톤 부재(120)와 상기 피스톤 부재가 삽입되도록 연결되어 헬륨을 프루브 내부로 주입하는 헬륨 주입 부재(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 헬륨 제공 부재(110)는 일단이 고순도 기체 헬륨 탱크와 튜브로 연결될 수 있으며, 타단은 피스톤 부재의 제 1 연결부(121)와 결합된다. 여기서, 상기 헬륨 제공 부재(110)와 피스톤 부재(120)는 기체의 누출을 방지할 수 있도록 밀봉 결합되어야 하고, 규격(N/W 25)의 마개를 가공하여 같은 규격(N/W 25)의 오링(O-ring)과 클램프를 사용하여 결합될 수 있다.
상기 피스톤 부재(120)는 상기 헬륨 제공 부재(110)와 일단에서 결합되는 제 1 연결부(121)와 상기 헬륨 제공 부재로부터 투입된 헬륨이 이동하는 공간인 헬륨 이동부(122)와 타단에서 기체를 한쪽 방향으로만 통과시키는 제 1 단방향 밸브(123)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 헬륨 주입 부재(130)는 일단에서 상기 피스톤 부재(120)가 삽입되어 결합되고, 헬륨 기체를 저장 및 프루브에 제공하는 헬륨 공급부(131)와 타단에서 프루브와 결합되는 제 2 연결부(132)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 헬륨 공급부 표면에는 헬륨이 정확하게 계측되어 프루브로 주입되도록 눈금이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 연결부(132)의 표면에는 상기 헬륨 공급부 내부의 이물질을 외부로 배출시키기 위해 기체를 한쪽 방향으로만 통과시키는 제 2 단방향 밸브(133)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제2단방향밸브(133)은 도 1에 도시된 바와 같이, 헬륨공급부(131)와 연결되는 제2연결부(132)의 상부 표면상에 형성된다. 상기 제2연결부(132)는 상기 헬륨공급부(130)과 연통되는 내부공간을 구비하며, 상기 내부공간과 제2단방향밸브의 한쪽 말단이 연통되도록 연결되며 다른쪽 말단은 제2단방향밸브(133)로 형성된다. 후술하겠지만, 외부의 헬륨 탱크에서 헬륨이 헬륨공급부(131)로 제공되면, 헬륨공급부 내부에 있는 이물질이 제2연결부를 거져 제2단방향밸브를 통해 배출되게된다.
상기 제 1 단방향 밸브(123) 및 제 2 단방향 밸브(133)는 용수철이 장착된 마개를 포함하여 한쪽 방향으로만 기체가 통과하도록 제작할 수 있으며, 이를 통해, 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로만 기체가 통과할 수 있다.
삭제
도 2는 상술한 도 1의 기체헬륨주입기가 연결되는 샘플홀더부재(20)의 정면도이다. 본 발명에 따른 반도체 소자 저온 측정 프루브는 샘플이 로딩되는 샘플 홀더 부재(20)와 후술할 샘플 홀더가 삽입되는 프루브 커버 부재(도 3의 부호 30)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 샘플 홀더 부재(20)는 외부 측정 장비와 연결되는 신호 측정용 진공 커넥터(210), 온도 측정용 진공 커넥터(220), 커넥터 하우징(211), 프루브 커버 부재(30)와 연결되는 제 3 연결부(230)와 반도체 소자를 장착하는 샘플 홀더부(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 커넥터 하우징(211)은 상기 신호 측정용 커넥터(210)가 프루브와 진공을 유지하여 결합할 수 있도록 제작되는 부분으로 용접 부위 없이 제작된다.
상기 샘플 홀더 부재(20)는 상기 커넥터, 커넥터 하우징을 제외한 부분은 스레인리스강을 사용하고 용접부위를 최소화하여 고진공을 견딜 수 있도록 설계할 수 있다.
샘플홀더부(240)는 온도 전달을 용이하게 하기 위해 무산소동으로 제작할 수 있으며, 사용 중의 부식을 방지하기 위해 금 도금하여 제작할 수 있다.
또한, 샘플 홀더부(240)는 온도를 측정하기 위한 온도 센서(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 반도체 소자가 위치하는 곳과 가장 가까운 곳에 온도 센서를 설치하여 측정 시 온도를 읽을 수 있도록 구성할 수 있다.
일반적으로, 샘플 홀더로부터 총 20가닥의 전선이 연결되어 외부 측정 장비로 연결되는 데 16가닥은 반도체 소자가 연결되는 패키지와 소켓에 전압, 전류 신호를 전달하거나 측정하기 위한 전선으로써 상기 신호 측정용 진공 커넥터로 이어지고, 나머지 4가닥은 온도센서로부터 온도 측정용 진공 커넥터로 연결된다.
여기서, 상기 20가닥의 전선은 잡음 신호의 영향을 배제하기 위해 두 가닥씩 쌍을 이루면서 꼬여지도록 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 샘플 홀더부(240)는 다수의 대류 차단판(241)을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 대류 차단판은 프루브의 상부에서 상대적으로 고온 상태를 유지하고 있는 기체 헬륨이 대류 현상에 의해 샘플 홀더 주변의 온도를 상승시키게 되는 원인을 최소화하고 시스템 외부로부터의 열방사에 의한 온도 상승 최소화를 위해 사용될 수 있다.
상기 대류 차단판(241) 상에는 2개의 구멍을 포함할 수 있으며, 상기 구멍을 통해 전류신호를 전달하는 선과 온도센서로 연결되는 선이 지나가도록 설치할 수 있다.
또한, 샘플 홀더부(240) 하단에는 반도체 소자를 장착하는 샘플홀더(242)가 형성되고, 그 하부에 유도판(243)을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 삼각 유도판(243)은 반도체 소자가 장착된 샘플 홀더부재(20)가 프루브 커버 부재(30)에 삽입시에 대류 차단판(241)이 프루브 커버 부재(30)와 충돌하면서 발생할 수 있는 기계적 충격으로 인한 반도체 소자의 손상을 방지할 수 있는 길잡이 역할을 담당한다.
그리고, 상기 유도판(243)은 삽입 시 프루브 커버 부재(30)와의 접촉으로 인해 발생할 수 있는 마찰을 최소화하기 위해 삼각형으로 설계하여 접촉 면적을 최소화할 수 있다.
도 3은 도 2에서 상술한 샘플홀더부재가 삽입되어 연결되는 프루브커버부재의 정면도이다. 상기 프루브 커버 부재(30)는 상기 샘플 홀더 부재(20)가 삽입되어 제 3 연결부(230)와 결합하는 제 4 연결부(310), 샘플 홀더 부재가 삽입되는 프루브 관(320), 기체헬륨의 누출을 막는 고진공밸브(330) 및 기체 헬륨 주입기와 연결되는 제 5연결부(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 연결부는 오링(O-ring)과 클램프를 이용하여 결합함으로써 고진공을 견딜 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.
도 4는 도 1 내지 도 3에서 설명한 구성요소가 결합한 모습을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헬륨 기체 주입기를 이용한 반도체 소자 저온 측정 프루브 사용 방법에 대해 살펴보면 하기와 같다.(다만, 도 4에 나타나지 않은 구성요소의 부호는 도 1 내지 도 3에서 차용한 것으로, 동일한 구성의 도면부호는 모두 동일하다.)
먼저, 도 2에서 설명한 샘플 홀더 부재(20)의 신호 측정용 진공 커넥터(210)와 온도 측정용 진공 커넥터(220)를 외부 측정 장비와 연결하고, 샘플 홀더(242)에 반도체 소자를 장착한다.
이어서, 도 2에서 설명한 샘플 홀더 부재(20)의 제 3 연결부(230)와 도 3에서 설명한 프루브 커버 부재(30)의 제 4 연결부(310)를 오링(O-ring)과 클램프를 이용하여 결합한다.
다음으로, 고진공 밸브(330)를 열고 제 5 연결부(340)에 진공펌프(미도시)를 연결하여 프루브 내부를 진공 상태로 하고 고진공 밸브(330)를 닫아 프루브 내부를 진공 상태로 유지한다.
그리고, 도 1에서 설명한 기체 헬륨 주입기(10)의 헬륨 주입부재의 제 2 연결부(132)와 도 3에서 설명한 프루브커버부재(20)의 좌측에 형성되는 제 5연결부(340)를 오링(O-ring)과 클램프를 이용하여 결합하고, 피스톤 부재(120)를 헬륨 주입 부재(130)에 삽입한다.
이 때, 진공 프루브의 내부로 투입될 만큼의 기체 헬륨의 양을 정확하게 조절하기 위해 피스톤 부재의 제 1 단방향 밸브(123)의 끝 부분이 헬륨 주입부재의 눈금의 필요한 양을 표시하고 있는 부분에 위치할 수 있도록 위치를 조절한다.
이와 동시에, 헬륨 제공 부재(110)를 고순도 기체 헬륨 탱크와 연결된 튜브와 결합한다.
이 상태에서 고순도 기체 헬륨 탱크의 밸브를 열어 기체 헬륨이 헬륨 제공 부재를 통해 공급되도록 하면 제 1 단방향 밸브(123)와 제 2 단방향 밸브(133)가 열리면서 기체 헬륨을 공급하기 이전에 채워져 있던 이물질을 모두 밖으로 배출하게 되며, 내부에는 기체 헬륨만 채워져 있게 되며, 제 1 및 2 단방향 밸브에 용수철이 장착된 마개가 닫혀있기 때문에 다음 단계의 작업을 행하기 전까지 이전 상태를 유지하게 된다.
그 후, 헬륨 제공 부재(110)와 피스톤 부재(120)를 분리하고, 상기 피스톤 부재의 제 1 연결부(121)에 진공 펌프를 연결하고 헬륨이동부(122) 내부를 진공 상태로 만들어 주면 피스톤 부재가 헬륨 주입기의 피스톤으로 사용할 준비를 마치게 된다.
이어서, 고진공 밸브(330)를 열어주고 기체 헬륨이 프루브 내부로 들어갈 수 있도록 한다. 이때, 제 1 단방향 밸브(123)는 헬륨 이동부(122)가 더 낮은 진공 상태를 유지하여 밸브가 열리지 않도록 하며, 제 2 단방향 밸브(133)는 대기압과 내부 사이에서 자연적으로 밸브가 열리지 않도록 설정된다.
기체 헬륨이 투입되면 고진공 밸브(330)를 닫아서 프루브 내로의 헬륨 주입을 마치고 프루브를 헬륨 듀어 내부로 삽입하여 원하는 온도에서 반도체 소자의 특성을 측정할 수 있게 된다.
<제 2 실시예>
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기체헬륨주입기가 적용된 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치는 헬륨 듀어(420) 내부에 삽입되는 상기 제 1 실시예에 따른 반도체 소자 저온 측정 프루브(410)와 상기 프루브 상단에 형성되어 상기 프루브를 상하로 이동시키는 제 1 구동모터(430)와 상기 프루브 측면에 형성되어 상기 프루브의 상하 이동을 위한 풀림과 고정을 위한 조임을 조절하기 위해 좌우로 이동시키는 제 2 구동 모터(440)와 프루브의 하부에 형성되어 온도를 측정하는 온도 측정 수단(미도시) 및 상기 제 1 구동 모터와 제 2 구동 모터를 제어하여 온도에 따라 상기 프루브의 위치를 자동 조절하는 제어부(450)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(450)는 원하는 조건의 온도(TS)와 허용 오차(Er)를 설정하는 온도 설정 모듈과 상기 온도 측정 수단에 의해 측정된 온도(T)가 상기 설정범위에 해당하는지 여부를 판단하는 온도 판단 모듈과 상기 온도 판단 모듈에 따라 프루브의 상승 및 하강을 제어하는 구동모터 드라이버를 포함하여 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프루브 위치를 자동 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 사용자는 온도 설정 모듈을 통해 원하는 조건의 온도(TS)와 허용 오차(Er)를 설정한다. 여기서, 온도 설정 모듈은 원하는 조건의 입력이 가능한 사용자 인터페이스 역할을 담당한다.
상기 온도(TS) 및 허용 오차(Er)는 실험 조건이 내용에 따라 사용자에 의해 자유롭게 설정될 수 있다.
이어서, 온도 판단 모듈은 온도 측정 수단을 통해 측정된 온도(T)가 설정 범위(TS-Er < T < TS + Er)에 해당되는지 여부를 판단한다.
만일, 상기 측정된 온도(T)가 설정범위보다 높은 경우(TS + Er < T) 구동모터 드라이버는 프루브가 하부로 이동하도록 상기 제 1 구동모터를 제어한다.
그리고, 상기 측정된 온도(T)가 설정범위보다 낮은 경우(TS + Er > T) 구동모터 드라이버는 상기 프루브가 상부로 이동하도록 상기 제 1 구동모터를 제어한다.
상기와 같은 과정을 통해 원하는 온도가 되면 반도체 소자의 특성을 측정하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기체 헬륨 주입기의 분리사시도이며, 도 2는 상술한 도 1의 기체헬륨주입기가 연결되는 샘플홀더부재(20)의 정면도이다.
도 3은 도 2에서 상술한 샘플홀더부재가 삽입되어 연결되는 프루브커버부재의 정면도이다. 그리고 도 4는 도 1 내지 도 3에서 설명한 구성요소가 결합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기체헬륨주입기가 적용된 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프루브 위치를 자동 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 기체헬륨 주입기 110 : 헬륨 제공 부재
120 : 피스톤 부재 121 : 제 1 연결부
122 : 헬륨 이동부 123 : 제 1 단방향 밸브
130 : 헬륨 주입 부재 131 : 헬륨 공급부
132 : 제 2 연결부 20 : 샘플 홀더 부재
210 : 신호측정용 진공 커넥터 211 : 커넥터 하우징
220 : 온도측정용 진공 커넥터 230 : 제 3 연결부
240 : 샘플 홀더부 241 : 대류 차단판
242 : 샘플홀더 243 : 유도판
30 : 프루브 커버 부재 310 : 제 4 연결부
320 : 프루브관 330 : 고진공 밸브
340 : 제 5 연결부
Claims (8)
- 기체 헬륨이 투입되는 헬륨 제공 부재(110)와;상기 헬륨제공부재(110)와 연결어 주입되는 헬륨의 양을 조절하는 피스톤 부재(120)와;상기 피스톤 부재(120)가 삽입되도록 연결되어 헬륨을 프루브 내부로 주입하는 헬륨 주입 부재(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 헬륨 주입기.
- 제 1항에 있어서,상기 피스톤 부재(120)는상기 헬륨 제공 부재와 결합되는 제 1 연결부(121)와;상기 제 1 연결부와 결합되어 헬륨의 이동 통로가 되는 헬륨 이동부(122)와;상기 헬륨 이동부와 연결되고 기체를 한쪽 방향으로만 통과시키는 제 1 단방향 밸브(123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 헬륨 주입기.
- 제 2항에 있어서,상기 헬륨 주입부재(130)는일단에서 상기 피스톤부재(120)가 삽입 결합되어 헬륨이 저장 및 공급되는 헬륨 공급부(131)와;타단에서 상기 헬륨 공급부(131)와 프루브가 연결되는 제 2 연결부(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 헬륨 주입기.
- 제 3항에 있어서,상기 제 2 연결부(132)는,상기 헬륨공급부(130)과 연통되는 내부공간을 구비하며, 상기 내부공간과 제2단방향밸브의 한쪽 말단이 연통되도록 연결되며 다른쪽 말단은 제2단방향밸브(133)로 형성되며,상기 제2단방향 밸브(133)는 상기 헬륨 공급부(131) 내부의 기체를 외부의 한방향으로 배출하는 것을 특징으로 하는 기체 헬륨 주입기.
- 제 4항에 있어서,상기 제 1 및 2 단방향 밸브는밸브 마개에 용수철이 장착되어 한쪽 방향으로만 기체를 통과시키는 것을 특징으로 하는 기체 헬륨 주입기.
- 제 3항에 있어서,상기 헬륨 공급부는표면에 헬륨의 정확한 주입량 제어를 위한 눈금이 형성된 것을 특징으로 하는 기체 헬륨 주입기.
- 상기의 청구항 1 내지 7 중 어느 한항에 기술된 기체헬륨주입기를 포함하여 형성되며, 헬륨 듀어 내부에 삽입되는 반도체 소자 저온 측정 프루브와;상기 프루브 상단에 형성되어 상기 프루브를 상하로 이동시키는 제 1 구동모터와;상기 프루브 측면에 형성되어 상기 프루브의 상하 이동을 위한 풀림과 고정을 위한 조임을 조절하기 위해 좌우로 이동시키는 제 2 구동 모터와;프루브의 하부에 형성되어 온도를 측정하는 온도 측정 수단 및;상기 제 1 구동 모터와 제 2 구동 모터를 제어하여 온도에 따라 상기 프루브의 위치를 자동 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치.
- 제 7항에 있어서,상기 제어부는원하는 조건의 온도(TS)와 허용 오차(Er)를 설정하는 온도 설정 모듈과;상기 온도 측정 수단에 의해 측정된 온도(T)가 상기 온도설정모듈에서 설정된 설정범위(TS-Er < T < TS + Er)에 해당하는지 여부를 판단하는 온도 판단 모듈과;상기 측정된 온도(T)가 설정범위보다 높은 경우(TS + Er < T) 상기 프루브가 하부로 이동하도록 상기 제 1 구동모터를 제어하고, 상기 측정된 온도(T)가 설정범위보다 낮은 경우(TS + Er > T) 상기 프루브가 상부로 이동하도록 상기 제 1 구동모터를 제어하는 구동모터 드라이버을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 저온 측정 프루브 제어 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070089578A KR100907628B1 (ko) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온측정 프루브 제어 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070089578A KR100907628B1 (ko) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온측정 프루브 제어 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090024517A KR20090024517A (ko) | 2009-03-09 |
| KR100907628B1 true KR100907628B1 (ko) | 2009-07-15 |
Family
ID=40693365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070089578A KR100907628B1 (ko) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온측정 프루브 제어 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100907628B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920008375A (ko) * | 1990-10-12 | 1992-05-27 | 원본 미기재 | 온도 응답 바이패스 밸브가 구비된 셀프블록킹 가스 스프링 |
| KR19990029782A (ko) | 1997-09-15 | 1999-04-26 | 가부시키가이샤 도시바 | 가스 온도 측정을 이용한 반도체 웨이퍼 온도 측정 및 제어 장치와 그 방법 |
| JP2002501615A (ja) | 1997-05-09 | 2002-01-15 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | 冷却剤の冷却性能を測定する方法および装置 |
-
2007
- 2007-09-04 KR KR1020070089578A patent/KR100907628B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920008375A (ko) * | 1990-10-12 | 1992-05-27 | 원본 미기재 | 온도 응답 바이패스 밸브가 구비된 셀프블록킹 가스 스프링 |
| JP2002501615A (ja) | 1997-05-09 | 2002-01-15 | アルキャン・インターナショナル・リミテッド | 冷却剤の冷却性能を測定する方法および装置 |
| KR19990029782A (ko) | 1997-09-15 | 1999-04-26 | 가부시키가이샤 도시바 | 가스 온도 측정을 이용한 반도체 웨이퍼 온도 측정 및 제어 장치와 그 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20090024517A (ko) | 2009-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101626619B1 (ko) | 재료 가스 농도 제어 장치 | |
| US10646844B2 (en) | Vaporization supply apparatus | |
| US9731593B2 (en) | Fuel storage system | |
| US9797765B2 (en) | Self-calibrating mechanism and self-calibrating method for flow rate sensor, and diagnostic mechanism and diagnostic method for fluid sensor | |
| US4778451A (en) | Flow control system using boyle's law | |
| US20160136661A1 (en) | Piezoelectric dispenser and method of calibrating stroke of the same | |
| WO2006132025A1 (ja) | 流量計及びこれを用いた流量制御システム | |
| US10663337B2 (en) | Apparatus for controlling flow and method of calibrating same | |
| US20090234596A1 (en) | Apparatus for detecting position of liquid surface and determining liquid volume | |
| KR20140070448A (ko) | 저온 액체를 위한 계량 시스템 및 방법 | |
| US7140264B2 (en) | Sampler and method of dispensing and cooling a fluid | |
| EP3299775B1 (en) | Calibration device | |
| KR100907628B1 (ko) | 진공 기체 헬륨 주입기 및 이를 이용한 반도체 소자 저온측정 프루브 제어 장치 | |
| KR101031221B1 (ko) | 가스미터 온압보정장치의 휴대용 검증장치 | |
| US6239602B1 (en) | Temperature managing apparatus for multi-stage container | |
| KR101329253B1 (ko) | 압력센서 테스트장치 | |
| US10247623B2 (en) | In-tank valve | |
| TWI679715B (zh) | 氣化用容器、氣化器及氣化裝置 | |
| US9968893B2 (en) | Modular electronic carbonator fluid level control mechanism | |
| KR100871287B1 (ko) | 유량계의 검교정을 위한 유체 공급장치 | |
| CN114964434A (zh) | 液位计标定装置 | |
| CN110337326A (zh) | 气化装置和气化系统 | |
| JP5511108B2 (ja) | 材料ガス濃度制御装置 | |
| JP4674216B2 (ja) | 吸着材の吸着容量測定装置 | |
| KR102438237B1 (ko) | 액체 소스 공급 시스템 및 이를 이용한 액체 소스 공급 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130621 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140630 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |