KR20070045196A - 프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법 - Google Patents

프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법은, 평탄 표면 및 모서리를 한정하며, 제1 결정면을 더 한정하는 지지 기판을 제공하는 단계와, 모서리에서 표면 상의 제1 노출 구역을 한정하는 제1 마스크를, 지지 기판의 표면에 제공하는 단계와, 특정 에칭 시약을 제공하는 단계를 포함하고, 리세스가 제1 노출 구역을 에칭하는 에칭 시약에 의해 형성되고, 리세스는 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 바닥벽을 한정한다. 방법은 평탄 표면 및 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판을 제공하는 단계와, 특정 에칭 시약을 사용하여 프로브 기판으로부터 프로브를 형성할 때, 제1 및 제2 결정면들이 동일하게 위치되도록 프로브 기판을 위치 설정하는 단계를 포함하고, 프로브는 제1 측벽 및 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정한다.
테스트 샘플, 프로브, 지지 기판, 리세스, 에칭, 마스크

Description

프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법 {A METHOD FOR PROVIDING ALIGNMENT OF A PROBE}
본 발명은 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 테스트 샘플의 전기적 특성을 테스트하기 위한 방법에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 아울러 외팔보 부분을 포함하는 테스트 프로브에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 테스트 샘플의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 장치에 관한 것이다.
US 6,358,762호, US 5,811,017호, WO 03/096429호, US 6,232,143호, US 5,475,318호, WO 03/046473호, EP 0 886 758호, EP 0 974 845호, EP 1 095 282호, US 6,479,395호, US 5,545,291호, US 5,347,226호, US 6,507,204호, US 6,343,369호, US 5,929,438호, 및 US 2002/174715호가 참조되며, 상기 언급된 특허 문헌들은 모두 본 명세서에서 전체적으로 참조되었다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브가 제공된다. 프로브는,
일 방향으로 가요성인 가요성 외팔보 부분 및 기부 부분을 각각 구성하는 대향하는 제1 및 제2 부분을 한정하는 지지 본체와,
외팔보 부분 내의 적어도 하나의 전도성 프로브 아암을 포함할 수 있고,
외팔보 부분은 일 방향에 대해 실질적으로 직교하는 외측 평탄 표면을 한정하고, 기부 부분은 협동식 테스트 기계 내에 고정되도록 적응되고,
적어도 하나의 전도성 프로브 아암 각각은 기부 부분에 대향하여 위치되고,
외팔보 부분은 대향하는 제1 및 제2 영역을 한정하고, 제2 영역은 기부 부분과 접촉하고, 제1 영역은 제1 및 제2 측표면을 한정하고, 제1 및 제2 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제1 각도를 한정하고, 제1 폭이 제1 및 제2 측표면들 사이에 한정되고, 제2 영역은 제3 및 제4 측표면을 한정하고, 제3 및 제4 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제2 각도를 한정하고, 제2 폭이 제3 및 제4 측표면들 사이에 한정되고, 제2 폭은 제1 폭과 동일하고 그리고/또는 그 보다 더 작다.
지지 본체는 전체 프로브를 구성하고, 둘 이상의 조각을 조립함으로써 하나의 단일편으로서 형성될 수 있다. 프로브는 제1 및 제2 폭을 한정하는 구역들 사이의 제1 전이 구역을 더 포함할 수 있다.
전도성 프로브 아암은 외팔보 부분으로부터 기부 부분에 대향하여 자유롭게 연장되어, 각각의 전도성 프로브 아암에 가요성 운동을 제공할 수 있다. 그러나, 전도성 프로브 아암은 대안적으로 외팔보 부분으로부터 연장되지 않고서, 가능하게는 외팔보 부분의 모서리에 또는 그 근방에 형성될 수 있다. 전도성 프로브 아암은 외팔보 부분의 임의의 표면에 위치될 수 있다.
주로 일방향으로 가요성이라는 표현은 프로브의 말단 부분이 일 방향으로 가요성이지만, 프로브가 기울어진 채로 테스트 샘플과 접촉하면, 복수의 방향으로의 가요성이 프로브의 테스트 샘플과의 완벽하거나 거의 완벽한 정렬을 가능케 하도록, 다른 방향으로도 가요성이라는 것으로 이해되어야 한다.
프로브는 지지 본체 상에 또는 그 안에 제3 폭을 한정하는 제3 구역을 포함할 수 있다. 제3 폭은 제1 또는 제2 폭과 동일할 수 있다. 대안적으로, 제3 폭은 제1 및 제2 폭과 다를 수 있다.
외팔보 부분은 말단 단부의 두께가 외팔보 부분의 다른 부분보다 더 두꺼운 부분을 포함할 수 있다. 프로브 헤드는 돌출 또는 리지 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 제1 및 제2 측표면들은 실질적으로 평행할 수 있고 그리고/또는 제3 및 제4 측표면들은 실질적으로 평행할 수 있다. 제1 및 제2 측면, 및 대응하여 제3 및 제4 측면들은 또한 그들 사이에 각도를 한정할 수 있고, 이에 의해 가능하게는 외팔보 부분에 쐐기 형태 또는 V-형태를 제공한다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 측면들은 외팔보 부분의 측면들을 구성하는 전체 구역 내에 한정될 필요는 없다. 이러한 종류의 프로브를 제작할 때, 제작 방법은 실제 적용 시에 완벽하게 평탄한 표면을 제작하지 않는 에칭을 포함한다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 제1 각도는 60 내지 90°일 수 있고, 그리고/또는 제2 각도는 대략 60 내지 90°, 양호하게는 90°미만일 수 있다. 제1 각도는 5 내지 89°, 10 내지 80°, 15 내지 75°, 20 내지 70°, 25 내지 60°, 30 내지 56°, 44 내지 55°, 0 내지 5°, 5 내지 15°, 15 내지 25°, 25 내지 35°, 35 내지 45°, 45 내지 50°, 50 내지 55°, 55 내지 65°, 65 내지 75°, 75 내지 85°, 85 내지 90°, 양호하게는 54.7° 또는 45° 또는 46.5° 또는 35.3° 또는 33.5°와 같은, 0 내지 90°일 수 있다.
제1 각도는 제2 각도와 동일하거나 다를 수 있다. 각도 또는 각도들은 임의의 가능한 방향으로 임의의 표면들 사이에 한정될 수 있다. 각도를 이루는 측면은 프로브 헤드의 전체 중량을 감소시키고, 아울러 프로브 헤드가 테스트 샘플과 접촉하는 방식을 쉽게 하거나 개선하기 위한 유리한 형상을 프로브에 제공하는 것으로 고려된다.
본 발명의 목적은, 제1 영역은 제1 상부 표면 및 대향하며 평행한 제1 바닥 표면을 더 한정하고, 제2 영역은 제2 상부 표면 및 대향하며 평행한 제2 바닥 표면을 더 한정하고, 기부 부분은 제3 상부 표면을 한정하고, 제1, 제2, 및 제3 상부 표면들은 실질적으로 평행하고,
외측 평탄 표면은 제1 상부 표면 및/또는 제2 상부 표면에 의해 구성되고,
제1 두께가 제1 상부 표면과 제1 바닥 표면 사이에 한정되고,
제2 두께가 제2 상부 표면과 제2 바닥 표면 사이에 한정되고,
제2 두께는 제1 두께보다 더 작거나 동일한 프로브를 제공하는 것이다.
제1 및 제2 두께는 양호하게는 동일하지 않고, 이에 의해 가능하게는 기부 부분과 외팔보 부분의 말단 단부 사이의 구역인 프로브가 가늘어진 부분을 갖는 프로브를 한정한다. 놀랍게도, 얇아지거나 가늘어진 구역은 기술 분야에 공지된 프로브와 비교하여 유리한 가요성을 프로브에 제공한다.
본 발명의 개시 내용에 따른 프로브는 외팔보 아암 내에 가늘어지거나 얇아진 구역을 포함할 수 있다. 외팔보 아암은 1개, 2개, 또는 3개의 치수에서, 대안적으로 이들의 임의의 조합에서 가늘어질 수 있다.
제1 및 제2 두께 사이의 비율은 1:1.5 내지 1:40, 1:2 내지 1:30, 1:2.5 내지 1:20, 1:3 내지 1:10, 1:4 내지 1:5, 1:1.05 내지 1:2, 1:2 내지 1:3, 1:3 내지 1:5, 1:5 내지 1:10, 1:10 내지 1:20, 1:20 내지 1:50과 같은, 1:1.05 내지 1:50일 수 있다. 더 작거나 더 얇은 구역은 프로브에 유리한 가요성을 증가시키거나 제공하는 것으로 고려된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 물리적인 실시예는 수학적 의미에서, 정밀하게 또는 완벽하게 평탄하지 않지만, 본 명세서에서, 실질적으로 평탄한 표면은 완벽하게 평탄한 것으로 파악되어야 한다.
본 발명의 특별한 특징에 따르면, 제2 두께는 전체 제2 영역 및/또는 제2 영역의 특정 부분을 가로질러 한정될 수 있다. 제2 영역이 제1 영역과 다른 두께를 갖는 구역은 전체 구역보다는 특정 구역으로 제한될 수 있다는 의미이다. 이에 의해, 제1 영역보다 더 작거나 더 큰 두께를 구비한 제2 영역 내의 특정 구역을 갖는 실시예가 제작될 수 있다. 다른 두께를 갖는 구역은 프로브에 가요성을 제공하는 것으로 고려된다.
본 발명의 제1 특징에 따르면, 제1 상부 표면 및 제2 상부 표면은 실질적으로 공통 평면일 수 있다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 제1 상부 표면 및 제3 상부 표면은 실질적으로 공통 평면일 수 있다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 제2 상부 표면 및 제3 상부 표면은 실질적으로 공통 평면일 수 있다.
본 발명의 제4 특징에 따르면, 제1, 제2, 또는 제3 상부 표면들은 모두 실질적으로 공통 평면이 아닐 수 있다.
본 발명의 제5 특징에 따르면, 제1 및 제2 바닥 표면들은 실질적으로 공통 평면일 수 있다.
전술한 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5 특징들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 이용될 수 있다.
제2 영역은 제2 상부 표면으로부터 제2 바닥 표면으로 연장되는 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있는 것이 본 발명의 장점이다. 하나의 개구를 갖는 프로브는 외팔보 부분 내에 전도성 프로브 아암을 위치시킬 때 바람직할 수 있고, 이는 각각의 전도성 프로브 아암으로부터 협동식 테스트 기계로의 전기 전도성 경로를 위치시킬 필요가 있기 때문이다. 또한, 하나의 큰 개구 또는 개방부를 갖는 프로브는 연결 구역의 측면들이 힌지 등으로서 기능할 수 있게 하여, 고도의 가요성을 제공할 수 있다. 개구 또는 개구들은 외팔보 프로브에 더 많은 가요성을 제공하는 것으로 고려된다. 전술한 힌지 메커니즘은 또한 하나 이상의 개구 및/또는 얇아진 구역 또는 구역들을 포함하는 실시예에서 존재하는 것으로 고려된다.
프로브는 상이한 두께를 갖는 부분들 사이의 전이 구역을 포함할 수 있다. 전이 구역은 각도를 이루는 표면들을 한정할 수 있다.
놀랍게도, 제2 영역 내의 개구의 하나 이상의 측면 내에 L-형 구조를 형성하는 것은 테스트 샘플의 테스트 구역과 접촉할 때 프로브가 휘어지는 지점을 이동시키거나 변화시킨다. L-형 구조는 하나 이상의 개구가 사이에 한정되어 있는 2개의 측면 내에 형성될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 제2 영역은 개구 대신에 리세스를 포함할 수 있고, 하나 이상의 오목부 또는 리세스가 제2 영역 내에 형성된다. 오목부는 기술 분야에 공지된 테스트 프로브와 비교하여 테스트 프로브의 외팔보 부분의 가요성을 개선하는 것으로 고려된다.
제2 영역이 제2 두께보다 더 작게 연장되는, 적어도 하나의 만입부, 노치, 함몰부, 덴트, 리세스, 딤플, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 것이 본 발명의 다른 장점이다. 만입부, 절결부, 절개부, 노치, 틈새, 딤플, 또는 톱니부는 재료가 제거되거나 존재하지 않는 프로브의 구역 또는 체적을 구성한다. 재료의 제거량은 외팔보 프로브에 더 많은 가요성을 제공하는 것으로 고려된다.
개구 또는 만입부 중 적어도 하나는 실질적으로 원형인 기하학적 형상, 실질적으로 타원형인 기하학적 형상, 실질적으로 정사각형인 기하학적 형상, 실질적으로 장방형인 기하학적 형상, 실질적으로 삼각형인 기하학적 형상, 절두 삼각형 기하학적 형상, 임의의 다각형인 기하학적 형상, 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 개방부를 한정할 수 있는 것이 본 발명의 특별한 장점이다.
본 발명의 제1 목적에 따르면, 제2 영역은 제2 상부 표면 및/또는 제2 바닥 표면 내에 적어도 하나의 홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 목적에 따르면, 적어도 하나의 홈 중 적어도 하나는 제3 측면으로부터 제4 측면으로 연장될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 홈은 제3 또는 제4 측면으로부터, 제2 폭보다 더 작게 연장될 수 있다. 아울러, 대안적으로, 홈은 제3 또는 제4 측면으로부터, 홈이 연장되는 측면에 대해 각도를 이루어 연장될 수 있다.
홈 또는 홈들은 외팔보 프로브에 더 많은 가요성을 제공하는 것으로 고려된다.
또한, 홈들 중 적어도 하나는 둥근 단면, 정사각형 단면, 직사각형 단면, 삼각형 단면, 절두 삼각형 단면, 임의의 다각형 단면, 또는 이들의 임의의 조합을 한정할 수 있다.
제3 및/또는 제4 측면이 제2 상부 표면으로부터 제2 바닥 표면으로 또는 제2 바닥 표면으로부터 제2 상부 표면으로 적어도 부분적으로 연장되는 트렌치를 포함할 수 있는 것이 본 발명의 특별한 장점이다. 또한, 트렌치는 둥근 단면, 정사각형 단면, 직사각형 단면, 삼각형 단면, 절두 삼각형 단면, 또는 이들의 임의의 조합을 한정할 수 있다. 트렌치 또는 트렌치들은 외팔보 프로브에 더 많은 가요성을 제공하는 것으로 고려된다.
트렌치 또는 홈, 대안적으로 트렌치 및 홈은 홈이 연장되는 경로를 따라 가변 깊이를 가질 수 있다. 양호하게는, 홈 또는 트렌치는 그가 연장되는 경로를 따라 실질적으로 동일한 깊이를 갖는다.
본 발명의 특별한 특징에 따르면, 외팔보는 금속 재료, 합금, 반도체 재료, 결정형 또는 무정형 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 만들어질 수 있다. 양호하게는, 장치는 SiO2, Si3N4, Si 또는 SOI 장치, 또는 대안적으로 임의의 언급된 재료를 포함하는 층상화된 구조물로부터 만들어질 수 있다.
본 발명의 목적은 프로브 상의 또는 그 안의 복수의 전도성 프로브 아암 각각에 대한 전기적 연결을 확립하기 위한 전도성 경로를 포함하는 것이다. 아울러, 전도성 경로는 프로브의 기부 부분으로부터 외팔보 부분으로 연장될 수 있다. 또한, 복수의 전도성 프로브 아암은 외측 평탄 표면에 위치될 수 있다. 외측 평탄 표면은 임의의 표면, 예를 들어 외팔보 부분의 측표면들 중 하나 이상, 외팔보 부분의 바닥 표면, 또는 대안적으로 외팔보 부분의 상부 표면일 수 있다.
아울러, 대안적으로, 복수의 전도성 프로브 아암은 한 번에 둘 이상의 측면, 모서리, 또는 표면에 또는 그 위에 위치/분포될 수 있다.
전도성 프로브 아암의 개수는 1개 내지 외팔보 부분 상에 위치될 수 있는 임의의 개수의 프로브의 범위일 수 있다. 전도성 프로브 아암의 개수는 개별 전도성 프로브 아암에 의해 점유되는 공간 및 외팔보 부분의 표면 또는 모서리에서 이용 가능한 공간에 의해 제한될 수 있다. 전술한 바와 같이, 전도성 프로브 아암들은 모두 일 측면에 또는 측면을 따라 임의의 분포로 위치될 수 있다. 둘 이상의 프로브 아암을 갖는 실시예가 유리한 것으로 고려된다.
4개 이상의 프로브 아암을 포함하는 실시예에서, 4개의 프로브 아암의 임의의 조합이 4점 측정을 수행하도록 사용될 수 있다. 짝수 또는 홀수의 프로브 아암을 갖는 실시예에 대한 선호는 주어지지 않는다. 통상, 협동식 테스트 기계는 전도성 프로브 아암들 중 하나, 그 이상, 또는 전부를 동시에 처리할 수 있다. 양호하게는, 테스트 기계는 임의의 개수의 전도성 프로브 아암을 처리할 수 있다.
본 발명의 제6 특징에 따르면, 제1 폭은 75 내지 750 마이크로미터, 75 내지 500 마이크로미터, 80 내지 350 마이크로미터, 85 내지 250 마이크로미터, 90 내지 150 마이크로미터, 60 내지 90 마이크로미터, 90 내지 110 마이크로미터, 110 내지 190 마이크로미터, 190 내지 240 마이크로미터, 240 내지 290 마이크로미터, 290 내지 340 마이크로미터, 340 내지 440 마이크로미터, 440 내지 550 마이크로미터, 550 내지 650 마이크로미터, 650 내지 800 마이크로미터, 양호하게는 100 마이크로미터과 같은, 50 내지 800 마이크로미터일 수 있다.
본 발명의 제7 특징에 따르면, 제2 폭은 50 내지 250 마이크로미터, 75 내지 200 마이크로미터, 100 내지 175 마이크로미터, 120 내지 150 마이크로미터, 40 내지 80 마이크로미터, 80 내지 120 마이크로미터, 120 내지 160 마이크로미터, 160 내지 200 마이크로미터, 200 내지 230 마이크로미터, 230 내지 280 마이크로미터, 280 내지 300 마이크로미터과 같은, 40 내지 300 마이크로미터일 수 있다.
본 발명의 제8 특징에 따르면, 제1 폭은 1 cm 내지 5.5 cm, 1.5 cm 내지 5 cm, 2 cm 내지 4.5 cm, 2.5 cm 내지 4 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 0.1 cm 내지 0.5 cm, 0.5 cm 내지 1 cm, 1 cm 내지 1.5 cm, 1.5 cm 내지 2 cm, 2 cm 내지 2.5 cm, 2.5 cm 내지 3 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 3.5 cm 내지 4 cm, 4 cm 내지 4.5 cm, 4.5 cm 내지 5 cm, 5 cm 내지 5.5 cm, 5.5 cm 내지 6 cm와 같은, 0.1 cm 내지 6 cm일 수 있다.
본 발명의 제9 특징에 따르면, 제2 폭은 1 cm 내지 5.5 cm, 1.5 cm 내지 5 cm, 2 cm 내지 4.5 cm, 2.5 cm 내지 4 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 0.1 cm 내지 0.5 cm, 0.5 cm 내지 1 cm, 1 cm 내지 1.5 cm, 1.5 cm 내지 2 cm, 2 cm 내지 2.5 cm, 2.5 cm 내지 3 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 3.5 cm 내지 4 cm, 4 cm 내지 4.5 cm, 4.5 cm 내지 5 cm, 5 cm 내지 5.5 cm, 5.5 cm 내지 6 cm와 같은, 0.1 cm 내지 6 cm일 수 있다.
본 발명의 제8 및 제9 특징에 따라 실시되는 프로브는 트랜지스터와 같은 복수의 전기 부품을 포함하는 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트할 때 유용할 수 있다.
본 발명의 제10 특징은 말단 단부에서 둥근 모서리 또는 코너를 갖는 외팔보 부분에 관한 것이다. 이는 외팔보가 전기적 특성이 측정되어야 하는 기판과의 더 양호한 정렬을 달성하는 것을 가능케 하는 것으로 고려된다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 장치가 제공된다. 테스트 장치는,
(a) 테스트 샘플을 수납하여 지지하기 위한 수단과,
(b) 테스트 신호를 발생시키기 위한 전기 발생 수단 및 측정 신호를 검출하기 위한 전기 측정 수단을 포함하는 전기적 특성 테스트 수단과,
(c) 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브를 포함할 수 있고,
프로브는,
1. 주로 일 방향으로 가요성인 가요성 외팔보 부분 및 기부 부분을 각각 구성하는 대향하는 제1 및 제2 부분을 한정하는 지지 본체와,
2. 외팔보 부분 내의 적어도 하나의 전도성 프로브 아암을 포함하고,
3. 외팔보 부분은 일 방향에 대해 실질적으로 직교하는 외측 평탄 표면을 한정하고, 기부 부분은 협동식 테스트 기계 내에 고정되도록 적응되고,
적어도 하나의 전도성 프로브 아암 각각은 기부 부분에 대향하여 위치되고,
외팔보 부분은 대향하는 제1 및 제2 영역을 한정하고, 제2 영역은 기부 부분과 접촉하고, 제1 영역은 제1 및 제2 측표면을 한정하고, 제1 및 제2 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제1 각도를 한정하고, 제1 폭이 제1 및 제2 측표면들 사이에 한정되고, 제2 영역은 제3 및 제4 측표면을 한정하고, 제3 및 제4 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제2 각도를 한정하고, 제2 폭이 제3 및 제4 측표면들 사이에 한정되고,
4. 제2 폭은 제1 폭과 동일하고 그리고/또는 그 보다 더 작고,
테스트 장치는,
(d) 전도성 프로브 아암이 전기적 특성의 테스트를 수행하기 위해 테스트 샘플의 특정 위치와 접촉되게 하도록 테스트 샘플에 대해 프로브를 이동시키기 위한 왕복 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 따른 테스트 장치는 기본적으로 본 발명의 제1 태양에 따른 점 프로브를 포함하고, 본 발명의 제2 태양에 따른 점 테스트 장치의 부품을 구성하는 프로브는 본 발명의 제1 태양에 따른 프로브의 임의의 상기 특징에 따라 실시될 수 있다. 아울러, 본 발명의 제2 태양에 따른 테스트 장치에서, 전기적 특성 테스트 수단은 테스트 샘플의 전기적 특성 검사를 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 왕복 수단은 프로브의 기부 부분을 협동식으로 수납하도록 적응된 유지 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 테스트 장치는 테스트 샘플을 가로질러 유지 수단을 위치 설정하고 테스트 샘플에 대한 유지 수단의 위치를 기록하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
위치 설정 수단은 유리하게는 테스트 샘플에 대해 공통 평면인 방향 및 테스트 샘플에 대해 직교하는 방향인, 모든 공간적 방향으로 이동할 수 있다.
아울러, 유리하게는, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 테스트 샘플의 표면에 대해 평행한 축을 따른 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 테스트 샘플의 표면에 대해 직교하는 축을 따른 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제11 특징에 따르면, 위치 설정 수단은 테스트 샘플과 프로브를 위한 수단 사이의 접촉을 감지하기 위한 수단을 더 포함한다.
가장 유리하게는, 본 발명의 제2 태양에 따른 프로브는 본 발명의 제1 태양과 관련하여 설명된 임의의 특징을 더 포함할 수 있다.
전통적으로, 프로브는 알루미늄, 또는 산화알루미늄 기판 상으로 접착되고, 공정은 접착제의 경화 이전에 또는 그 동안에 프로브의 기울임 또는 회전에 의한 일정량의 정렬 오류를 포함한다. 1 ~ 2°의 각도 불확실성은 측정 품질을 훼손하기에 충분하다. 그러나, 기판이 측정 헤드 내에 프로브를 지지하기 위해 필요하다. 여기서, 반영구적 부품으로서 측정 헤드 내에 통합되는 자동 정렬 기판이 설명된다.
결정 구조에서, 분자들의 결정 배향을 설명하기 위한 좌표계가 정의될 수 있다. 일반적으로, 이러한 종류의 좌표계의 축은 l, h, 및 k로 표시된다.
결정 방향은 또한 재료 내의 물리적 방향을 규정하도록 사용된다. l-축과 평행한 방향은 대괄호 [001]에 의해 표시된다. 단지 하나의 결정 축과 평행한 모든 방향은 <100>으로 표시되고, 즉 중괄호를 사용하는 것은 결정축들의 세트를 향해 동일한 관계를 갖는 대칭적으로 등가인 방향군을 표시하지만, 실제 방향이 규정될 필요는 없다.
반도체는 금속과 절연체 사이의 전도성을 갖는 재료의 그룹이다. 고체 상태에서의 반도체 재료의 원자들은 결정 구조로 배열된다. 결정 구조는 단위 셀에 의해 특징지어질 수 있다. 결정 구조는 단위 셀에 의해 설명되는 여러 상이한 기하학적 형상에 의해 구현될 수 있는 3차원 주기성에 의해 특징지어진다. 단위 셀은 특정 간격으로 재료 전체에 걸쳐 반복되는 작은 체적이다. 단위 셀은 입방계 또는 비입방계, 정방정계, 사방정계, 단사정계, 삼사정계, 육방정계, 마름모계, 또는 임의의 다른 기하학적 형상과 같은 복수의 기하학적 형상들 중 하나를 가질 수 있다. 단위 셀의 기하학적 형상은 문헌에 설명되어 있다.
실리콘은 단위 셀마다 8개의 원자로 다이아몬드 결정 구조로 배열된다. 다른 물리적 특성은 1415℃의 융점 및 2.3 g/cm3의 밀도를 포함한다.
실리콘은 고온에서 쉽게 산화되어, 거의 모든 비등방성 에칭에 고도로 저항성인 매우 안정되고 강한 산화물을 형성할 수 있다. 그러므로, 이산화규소는 거의 완벽하고 저렴한 마스킹 재료로서 사용될 수 있다. 매우 다양한 상이한 미세 기계 구조물이 마스크 설계, 상이한 결정 방향들에 대한 마스크의 배향, 시작 실리콘 웨이퍼의 결정 배향, 붕소 불순물을 사용한 도핑의 수준, 및 에칭 용액의 농도의 조성 및 에칭에 대해 사용되는 시간과 같은 상이한 파라미터들의 조합을 사용하여 얻어질 수 있다.
실리콘의 다이아몬드 입방계 구조는 간격, 즉 단위 셀의 길이의 1/4에 대해 X, Y, 및 Z 축을 따라 서로로부터 변위된 2개의 관통하는 면심 입방계로서 설명될 수 있다.
고체 Ge 내의 원자들은 Si와 거의 동일한 결정 구조로 배열된다. 또한, GaAs 또는 섬아연광과 같은 3/5 반도체는 Si와 동일한 결정 구조를 갖는다.
실리콘 재료를 에칭할 때, EDP, KOH, NaOH, 및 LiOH 에칭 용액을 사용하는 에칭과 같은, 여러 상이한 유형의 용액이 존재하고, KOH가 가장 인기있으며 일반적으로 사용되는 에칭제이다. {111} 평면으로부터 먼 실리콘 결정면에서의 KOH에 대한 전형적인 에칭 속도는 약 1 ㎛/min이다. KOH 용액에, 이소프로필 알코올이 첨가될 수 있고, 이소프로필 알코올의 첨가는 모서리 속도를 감소시키는 것을 의미한다.
마스킹 목적으로, 통상 특정 에칭 용액 내에서의 임의의 느린 에칭 재료가 마스크로서 적용될 수 있다. 산화규소, 질화규소, 금, 크롬, 은 등과 같은 유전체 및 금속이 비등방성 실리콘 에칭을 위한 마스킹 재료로서 역할할 수 있다.
자동 정렬 이면의 개념은 실리콘의 {111}-평면들의 특성을 활용하는 것이다. 프로브의 측벽들이 서로에 대해 100% 잘 정의되므로, 이러한 측벽들은 그의 측벽들의 동일한 각도 형성을 갖는 저장소 내로 완벽하게 끼워질 것이다. 실리콘 {100}-웨이퍼 내에서의 KOH 에칭에 의해, 프로브의 바닥의 압흔에 정확하게 끼워지는 외형을 구비한 저장소가 제작될 수 있다. 이러한 저장소는 프로브 리셉터클 또는 리세스로 불릴 것이다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법이 제공된다. 방법은,
평탄 표면 및 모서리를 한정하고, 제1 결정면을 한정하는 지지 기판을 제공하는 단계와,
모서리에서 표면 상의 제1 노출 구역을 한정하는 제1 마스크를, 지지 기판의 표면에 제공하는 단계와,
특정 에칭 시약을 제공하는 단계와,
프로브가 제1 측벽 및 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하도록 특정 에칭 시약을 사용하여, 평탄 표면 및 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판을 제공하는 단계와,
제1 및 제2 결정면들이 동일하게 위치되도록 프로브 기판을 위치 설정하는 단계를 포함할 수 있고,
리세스가 제1 노출 구역을 에칭하는 에칭 시약에 의해 형성되고, 리세스는 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 바닥벽을 한정한다.
지지 기판 및 프로브 기판은 본 발명의 현재의 양호한 실시예에서, 동일한 재료로부터 만들어진다. 그러나, 동일한 결정 구조를 갖는 상이한 재료들이 사용될 수 있다. 에칭 중의 결정면의 배향은 결과적인 구조에 영향을 준다. 예를 들어, 에칭의 속도는 결정 구조에 대해 상이한 각도 또는 방향으로 에칭할 때 상이할 것이다. 특정 결정 구조를 갖는 주어진 재료에 대해 특정 방향으로 특정 에칭 시약을 사용하는 것이 양호하다.
에칭이 결정 구조와 관련하여 동일한 방향으로 수행되면, 리세스 및 프로브는 프로브가 적절한 방식으로 리세스 내에 위치되는 것을 가능케 하는 측벽을 가질 것이다. 리세스의 측벽은 지지 기판의 상부 표면과 제1 특정 각도를 한정할 것이다. 프로브의 측벽은 프로브의 상부 표면과 제2 특정 각도를 한정할 것이다. 지지 기판 및 프로브 기판이 실질적으로 평탄한 표면을 한정하면, 제1 및 제2 특정 각도는 상보적인 각도가 될 것이다. 리세스의 측벽 및 프로브의 측벽은 둘 씩 평행할 것이다. 즉, 프로브가 리세스 내에 수납될 때 면 접촉하는 측벽들이 평행할 것이다. 특정 결정 구조를 가지며 특정 에칭 시약을 사용하는 재료의 특별한 조합은 지지 기판 내의 리세스 및 프로브에 원하는 구조를 주고, 이에 의해 리세스 및 프로브 기판의 표면들이 합동이거나 정합되어, 프로브가 리세스 내에 완벽하게 끼워지도록 보장한다.
본 발명의 제3 태양과 관련하여 사용되는 프로브는 본 발명의 제1 태양에 따른 프로브의 임의의 특징을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 태양에 따른 테스트 장치는 본 발명의 제3 태양에 따른 프로브 및/또는 지지 기판의 임의의 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 제12 특징에 따르면, 특정 에칭 시약은 특정 농도로 제공될 수 있다. 에칭 시약의 농도는 리세스 및/또는 프로브의 형성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 제13 특징에 따르면, 에칭이 수행되는 특정 온도가 제공될 수 있다. 에칭 시약이 기판에 노출되는 온도는 리세스 및/또는 프로브의 형성에 영향을 줄 수 있다. 또한, 에칭이 수행되는 특정 압력은 리세스 및/또는 프로브의 형성에 영향을 줄 수 있다. 아울러, 특정 에칭 시약 및/또는 온도 및/또는 특정 압력은 특정 시간 동안 적용될 수 있다. 프로브 및 지지 기판이 시약에 노출되는 시간, 온도, 및/또는 압력은 각각 리세스 및/또는 프로브의 형성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 프로브 및/또는 지지 기판을 형성하도록 사용되는 재료는 Si, GaAs, 임의의 다른 반도체 재료, 이들의 조합, 또는 반도체 재료와 유사한 비등방성 에칭 특성을 구비한 임의의 다른 단결정 재료일 수 있다.
본 발명의 제14 특징에 따르면, 제2 마스크가 바닥 벽에 제공될 수 있고, 제2 마스크는 제2 노출 구역을 한정할 수 있고, 돌출 구역이 특정 에칭 시약을 사용하여 제2 노출 구역을 에칭함으로써 바닥 표면 내에 형성된다. 또한, 제2 특정 에칭 시약이 채용될 수 있다.
본 발명의 제15 특징은 실질적으로 정사각형, 직사각형, 삼각형, 절두 피라미드, 다각형, 반원형, 부분 원형, 반타원형, 부분 타원형 기하학적 형상 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 단면을 한정할 수 있는 돌출 구역에 관한 것이다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 제3 태양의 방법은 제1 측벽 및/또는 상기 제2 측벽 및/또는 상기 단부 벽 또는 이들의 임의의 조합 내에 적어도 하나의 전도성 구역을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전도성 구역, 패드, 또는 전극은 프로브의 상의 전도성 경로와 프로브의 지지 기판 또는 홀더 상의 전도성 경로 사이의 전기적 접촉을 확립함으로써 측정 기계 또는 장치에 대해 프로브로의/그로부터의 전기적 접촉을 확립하는 것으로 고려된다. 이는 평탄 표면 상으로 적어도 하나의 전도성 구역의 연장부를 더 제공함으로써 개선될 수 있다.
제16 특징은 본 발명의 제3 태양에 따라 프로브를 리세스와 정렬되도록 위치 설정하는 것에 관한 것이다.
지지 기판은 프로브로의 전기적 연결을 확립하기 위해, 기판의 표면 및/또는 측벽들 및/또는 단부벽 중 하나 또는 모두 내에 또는 그 위에 형성된 하나 이상의 전기 전도성 경로를 가질 수 있다. 대안적으로, 전기적 연결은 프로브 자체의 표면 상의 패드에 직접 와이어를 결합시킴으로써 확립될 수 있다.
본 발명의 제4 태양에 따르면, 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 장치가 제공된다. 장치는,
표면 및 모서리를 한정하며, 제1 결정면을 한정하는 지지 기판과,
지지 기판 내의 모서리에서 표면 내에 특정 에칭 시약에 의해 형성되어, 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 바닥 벽을 한정하는 리세스와,
프로브가 제1 측벽 및 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하도록, 특정 에칭 시약을 사용하여 표면 및 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판으로부터 형성되어, 리세스 내에 수납되는 프로브를 포함할 수 있다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 제4 태양에 다른 장치 내에서 사용되는 프로브는 본 발명의 제1 태양에 따른 프로브의 임의의 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 제17 특징에 따르면, 바닥 벽은 돌출 부분을 포함할 수 있고, 프로브는 협동식 홈을 포함할 수 있다. 아울러, 돌출 부분은 실질적으로 정사각형, 직사각형, 삼각형, 절두 피라미드, 다각형, 반원형, 부분 원형, 반타원형, 부분 타원형 단면 또는 이들의 임의의 조합을 한정할 수 있다.
본 발명의 제18 특징에 따르면, 돌출 부분은 제1 측벽으로부터 제2 측벽으로 연장될 수 있다. 대안적으로, 돌출 부분은 제1 측벽으로부터 단부 벽으로 연장될 수 있고, 대안적으로 돌출 부분은 제2 측벽으로부터 단부 벽으로 연장될 수 있다. 또한, 대안적으로, 2개 이상의 돌출 부분이 리세스 내에 포함될 수 있다.
본 발명의 제19 특징에 따르면, 지지 기판은 적어도 하나의 기판 정렬 표지를 더 포함할 수 있고, 프로브는 적어도 하나의 대응하는 프로브 정렬 표지를 포함할 수 있다. 정렬 표지는 프로브가 지지 기판의 리세스 내에 바르게 위치되었는지를 시각적으로 검사하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 정렬 표지는 프로브를 리세스 내에 위치시킬 때 기계에 의해 사용될 수 있다. 특히, 기판 정렬 표지 및/또는 프로브 정렬 표지는 에칭된 정렬 리세스 및/또는 정렬 돌출 부분에 의해 구성될 수 있다.
본 발명의 제5 태양에 따르면, 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 장치가 제공된다. 테스트 장치는,
테스트 샘플을 수납하여 지지하기 위한 수단과,
테스트 신호를 발생시키기 위한 전기 발생 수단 및 측정 신호를 검출하기 위한 전기 측정 수단을 포함하는 전기적 특성 테스트 수단과,
테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브를 포함할 수 있고,
프로브는 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 장치 내에 수납되고,
장치는,
● 표면 및 모서리를 한정하고, 제1 결정면을 한정하는 지지 기판과, 지지 기판의 모서리에서 표면 내에 특정 에칭 시약에 의해 형성된 리세스를 포함하고,
● 리세스는 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 표면으로부터 최소 높이를 한정하는 바닥 벽을 한정하고,
● 프로브는 프로브가 제1 측벽 및 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하도록, 특정 에칭 시약을 사용하여 표면 및 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판으로부터 형성되고, 프로브는 리세스 내에 수납되고,
테스트 장치는,
프로브 상에 위치된 하나 이상의 전도성 프로브 아암이 전기적 특성의 테스트를 수행하기 위해 테스트 샘플의 특정 위치와 접촉되게 하도록 테스트 샘플에 대해 프로브를 이동시키기 위한 왕복 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 태양에 따른 장치는 본 발명의 제2, 제3, 또는 제4 태양에 따른 임의의 단계를 수행함으로써 생성되는 임의의 특징을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 태양에 따른 테스트 장치는 본 발명의 제4 및 제5 태양에 따른 임의의 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 제6 태양은 전기적 특성을 테스트하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은,
ⅰ) 일 구역이 그 위에 한정되어 있는 제1 표면을 한정하는 테스트 샘플을 제공하는 단계와,
ⅱ) 테스트 샘플 상의 각각의 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 제1 프로브 아암을 포함하는 제1 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅲ) 테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 제2 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅳ) 제1 및 제2 테스트 프로브를 각각 수납하기 위한 제1 및 제2 홀더를 포함하는 테스트 장치를 제공하는 단계와,
ⅴ) 제1 테스트 프로브의 프로브 아암의 전극을 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계와,
ⅵ) 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암의 적어도 하나의 전극을 제1 테스트 프로브로부터 이격된 위치에서 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계와,
ⅶ) 제1 테스트 프로브의 전극들 중 적어도 하나로부터, 또는 대안적으로 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극으로부터 테스트 신호를 송신하는 단계와,
제1 및 제2 테스트 프로브들 사이의 테스트 신호 송신을 검출하는 단계를 포함하고,
각각의 홀더는 각각의 홀더를 3차원으로 위치시키고 그리고/또는 재위치시키기 위한 위치 설정 장치를 포함하고, 테스트 장치는 제1 테스트 프로브의 각각의 전극 및 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되고, 테스트 장치는 테스트 샘플을 제1 및 제2 테스트 프로브에 대한 특정 배향으로 수납하여 유지하기 위한 샘플 홀더를 더 포함한다.
추가적으로, 제7 태양에 따른 방법은 단계 ⅵ) 이후에 다음의 중간 단계들을 더 포함할 수 있다.
a) 자장을 발생시키기 위한 자장 발생기를 제공하는 단계, 및
b) 자장의 자력선이 테스트 샘플의 구역과 특정 배향을 한정하도록 자장 발생기를 위치시키는 단계.
본 발명의 제6 태양에 따른 방법은,
c) 제1 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키고 그리고/또는 제2 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키는 단계와,
d) 단계 ⅶ) 및/또는 중간 단계 a) 및/또는 b)를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
테스트 프로브들 중 하나 또는 모두의 이동은 국소화된 변동이 있을 수 있으므로, 테스트 샘플의 더 큰 구역의 전기적 특성의 조사를 허용하는 것으로 고려된다.
모든 프로브를 동일한 방향 및 동일한 속도로 이동시켜서, 둘 이상의 테스트 프로브들 사이의 특정 거리 및 배향을 유지하는 것도 가능하다.
측정은 테스트 프로브들이 이동될 때 수행될 수 있고, 대안적으로 테스트 프로브들은 이동된 다음, 측정이 수행되기 전에 정지된다.
본 발명은 제7 태양에서, 전기적 특성을 테스트하기 위한 방법에 관한 것이고, 방법은,
ⅰ) 일 구역이 그 위에 한정되어 있는 제1 표면을 한정하는 테스트 샘플을 제공하는 단계와,
ⅱ) 테스트 샘플 상의 각각의 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 제1 프로브 아암을 포함하는 제1 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅲ) 테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 제2 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅳ) 제1 및 제2 테스트 프로브를 각각 수납하기 위한 제1 및 제2 홀더를 포함하는 테스트 장치를 제공하는 단계와,
ⅴ) 제1 테스트 프로브의 프로브 아암의 전극을 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계와,
ⅵ) 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암의 적어도 하나의 전극을 제1 테스트 프로브로부터 이격된 위치에서 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계와,
ⅶ) 자장을 발생시키기 위한 자장 발생기를 제공하는 단계와,
ⅷ) 자장의 자력선이 테스트 샘플의 구역과 특정 배향을 한정하도록 자장 발생기를 위치시키는 단계와,
ⅸ) 제1 및/또는 제2 테스트 프로브에서 전기 신호를 검출하는 단계를 포함하고,
각각의 홀더는 각각의 홀더를 3차원으로 위치시키고 그리고/또는 재위치시키기 위한 위치 설정 장치를 포함하고, 테스트 장치는 제1 테스트 프로브의 각각의 전극 및 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되고, 테스트 장치는 테스트 샘플을 제1 및 제2 테스트 프로브에 대한 특정 배향으로 수납하여 유지하기 위한 샘플 홀더를 더 포함한다.
추가적으로, 제7 태양에 따른 방법은,
a) 제1 테스트 프로브의 전극들 중 적어도 하나로부터, 또는 대안적으로 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극으로부터 테스트 신호를 송신하는 단계와,
b) 제1 및 제2 테스트 프로브들 사이의 테스트 신호 송신을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 제7 태양에 따른 방법은,
c) 제1 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키고 그리고/또는 제2 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키는 단계와,
d) 단계 ⅸ) 및/또는 단계 a) 및/또는 b)를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
자장은 영구 자석, 전자석, 코일, 또는 대안적으로 자장을 발생시킬 수 있는 임의의 다른 장치에 의해 발생될 수 있다. 자장은 실질적으로 일정하거나, 가변적이거나, 이들의 조합일 수 있다.
자장 공급원 또는 발생기는 양호하게는 테스트 샘플 상에 한정된 구역과 특정 배향을 한정하는 자장을 발생시킨다. 배향은 직각이거나, 기울어지거나, 각도를 이룰 수 있다.
자장 발생기는 고정된 위치에 있을 수 있거나, 또는 액추에이터 등과 같은 위치 설정 장치 또는 수단을 포함하는 홀더 내에 위치될 수 있다.
언급된 테스트 샘플은 양호하게는 ASIC, FPGA, SOC, 또는 전기적 특성의 테스트, 진단, 검출, 또는 등록이 수행되는 임의의 다른 장치와 같은, 반도체 장치이다.
제1 테스트 프로브는 양호하게는 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 4개의 프로브 아암을 갖지만, 테스트 프로브는 1개, 2개, 3개, 5개, 6개, 8개, 12개, 14개, 또는 임의의 다른 자연수의 프로브 아암을 가질 수 있다. 프로브 아암은 양호하게는 외팔보형이고, 임의의 기하학적 구성을 가질 수 있다.
제2 테스트 프로브는 단지 하나의 프로브 아암, 또는 4개와 같은 더 많은 프로브 아암을 포함할 수 있다. 제2 테스트 프로브는 양호하게는 물리적 치수, 기하학적 형상 등의 모두에서 제1 테스트 프로브와 유사하다. 제2 테스트 프로브는 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 프로브 아암을 포함할 수 있다.
테스트 장치는 상이한 부품들이 위치되거나 장착되는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 테스트가 수행되는 챔버를 추가로 제공할 수 있다. 챔버는 압력, 공기/대기의 조성, 온도, 진공, 또는 진공내 상태, 습도, 또는 이들의 임의의 조합과 같은, 테스트가 수행되는 상태를 제어하고 감시하는 능력 또는 수단을 제공할 수 있다.
테스트 장치 내의 홀더는 양호하게는 압전 액추에이터 또는 마이크로미터 이하의 해상도로 홀더의 제어를 허용하는 임의의 다른 액추에이터에 의해 구성된 위치 설정 장치에 의해 이동된다.
테스트 프로브는 각각의 테스트 프로브의 프로브 아암들 중 적어도 하나가 어느 정도 거리가 있는 적어도 2개의 위치에서 테스트 샘플과 접촉하도록 위치된다. 거리는 마이크로미터 범위 이하일 수 있고, 더 클 수도 있다.
테스트 신호가 신호 발생기로부터 테스트 프로브 상의 또는 그 안의 전기 연결부를 거쳐 전극들 중 적어도 하나로 인가될 수 있다. 대안적으로, 테스트 신호는 예를 들어 테스트 샘플 내의 또는 그 위의 신호 경로를 거쳐, 테스트 샘플을 통해 또는 그로부터 발생되고 그리고/또는 송신된다. 이는 전기적 특성 테스트, 회로 테스트 및 다른 테스트를 가능케 하는 것으로 고려된다.
테스트 신호는 AC 신호, DC 신호, HF 신호, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구성될 수 있다. 테스트 장치는 양호하게는 테스트 샘플을 통한 테스트 신호의 송신을 검출하기 위한 검출 장치를 포함한다. 검출은 기록 또는 검출되고, 그 다음 테스트 샘플의 전기적 특성에 관한 더욱 상세한 정보를 얻기 위해 신호 처리기로 보내질 수 있다.
본 발명의 개시 내용에 따르면, 복수의 전극 패드가 테스트 샘플의 표면 상에 한정될 수 있고,
방법은,
제1 특정 전극을 제2 특정 전극 패드와 접촉시키고, 제3 특정 전극을 제4 특정 전극 패드와 접촉시키는 단계와,
제1 또는 제3 특정 전극으로부터 테스트 신호를 송신하는 단계와,
제3 또는 제1 전극들 사이의 테스트 신호 송신을 각각 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전극 패드의 위치 결정은 시각적 검사에 의해 그리고/또는 전기 테스트가 전극 패드와의 접촉이 달성되었는지를 보여줄 때까지 테스트 프로브를 이동시킴으로써 수행될 수 있다.
제1 테스트 프로브의 프로브 아암들은 양호하게는 실질적으로 평행하고, 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정한다. 프로브 아암은 양호하게는 본 발명의 제1 내지 제5 태양과 관련하여 설명된 바와 같이, 테스트 프로브의 기부 부분을 형성하는 본체로부터 연장된다. 본 발명의 제6 태양과 관련하여 사용된 테스트 프로브는 본 발명의 제1 내지 제5 태양 중 하나에 다른 프로브 및/또는 방법의 임의의 또는 모든 특징을 포함할 수 있다.
각각의 테스트 프로브의 프로브 아암이 방향 또는 길이를 한정할 수 있으므로, 둘 이상의 이러한 테스트 프로브를 배열하는 것은 여러 가능한 구성을 생성할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 제6 및/또는 제7 태양에 따른 방법은,
제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 평행하도록 제1 및 제2 테스트 프로브를 배열하는 단계, 또는
제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 직각으로 배향되도록 제1 및 제2 테스트 프로브를 배열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 테스트 프로브들의 프로브 아암들 사이의 임의의 다른 각도가 0 내지 360°의 범위 내에서 얻어질 수 있다.
구체적으로, 테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브가 제공될 수 있고,
방법은 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브를 수납하여 유지하기 위해 테스트 장치 내에 적어도 하나의 추가의 홀더를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 추가의 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정할 수 있다. 본 발명의 제6 및/또는 제7 태양에 따른 방법은 제1 프로브의 프로브 아암들이 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암과 제1 각도를 한정하고, 제1 프로브의 프로브 아암들이 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브의 하나의 프로브 아암과 제2 각도를 한정하는 배열로, 제1, 제2, 및 적어도 하나의 테스트 프로브를 배열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 각도는 동일할 수 있고, 즉 각도는 120°일 수 있거나, 제1 및 제2 각도는 상이할 수 있다.
본 발명의 제6 및 제7 태양에 따른 방법은 본 발명의 제1 내지 제5 또는 제6 태양 중 하나의 임의의 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 제8 태양에 따르면, 전기적 특성을 테스트하기 위한 장치는,
하우징과,
각각의 홀더를 3차원으로 위치시키고 그리고/또는 재위치시키기 위한 위치 설정 장치를 각각 포함하고, 하우징 내에 장착된 제1 및 제2 테스트 프로브를 각각 수납하기 위한 제1 및 제2 홀더와,
테스트 샘플 상의 각각의 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 제1 프로브 아암을 포함하는 제1 테스트 프로브와,
테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 제2 테스트 프로브를 포함하고,
테스트 장치는 제1 테스트 프로브의 각각의 전극 및 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되고, 일 구역이 그 위에 한정되어 있는 제1 표면을 한정하는 테스트 샘플을 제1 및 제2 테스트 프로브에 대한 특정 배향으로 수납하여 유지하기 위한 샘플 홀더를 더 포함하고,
장치는,
구역과 접촉하는 제1 테스트 프로브의 전극들 중 적어도 하나를 거쳐, 또는 대안적으로 구역과 접촉하는 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극을 거쳐, 테스트 신호를 송신하기 위한 송신기에 전기적으로 연결된 테스트 신호를 발생시키기 위한 신호 발생기와,
제1 및 제2 테스트 프로브들 사이의 테스트 신호 송신을 검출하기 위한 검출 장치를 더 포함한다.
또한, 장치의 위치 설정 장치는 압전 액추에이터, 대안적으로 충분한 공간 이동 해상도를 제공하는 임의의 다른 장치에 의해 구성될 수 있다. 충분한 공간 이동 해상도는 양호하게는 마이크로미터 또는 마이크로미터 이하 범위, 가능하게는 훨씬 더 작은 범위 내이다.
제1 테스트 프로브의 프로브 아암들은 실질적으로 평행하고, 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정하고,
제1 및 제2 테스트 프로브들은 제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 평행하도록 배열되고,
제1 및 제2 테스트 프로브들은 제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 직각으로 배향되도록 배열된다.
유리하게는, 장치는 테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브와, 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브를 수납하여 유지하기 위한 테스트 장치의 하우징 내의 적어도 하나의 추가의 홀더를 더 포함할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정하고,
장치는 제1 프로브의 프로브 아암들이 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암과 제1 각도를 한정하고, 제1 프로브의 프로브 아암들이 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브의 하나의 프로브 아암과 제2 각도를 한정하는 배열로 배열된 제1, 제2, 및 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제8 태양에 따른 장치는 본 발명의 제1 내지 제7 태양 중 하나의 임의의 특징을 포함할 수 있다.
전술한 목적, 장점, 및 특징은 아래의 상세한 설명으로부터 많은 다른 목적, 장점, 및 특징과 함께, 명백해질 것이다.
도1은 본 발명에 따른 프로브의 개략도이다.
도2는 본 발명에 따른 프로브의 대안적인 실시예의 일부의 확대도이다.
도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 프로브의 개략적인 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 프로브의 일부의 개략도이다.
도5는 기판의 개략도이다.
도5a는 도5의 기판의 일부의 개략적인 확대도이다.
도5b는 도5에 도시된 기판의 일부의 개략적인 확대 단면도이다.
도6은 2개의 지지 기판의 개략도이다.
도7은 복수의 지지 기판을 포함하는 웨이퍼의 개략도이다.
도8은 프로브와, 리세스를 포함하는 지지 기판의 개략도이다.
도9는 도8의 프로브 및 지지 기판을 도시하는 개략적인 평면도이다.
도10은 측정 기구 내에 장착된 프로브의 개략도이다.
도11은 도10의 측정 기구 내에 장착된 프로브의 개략도이다.
도12는 기판과, 전기 전도성 경로를 포함하는 리세스의 개략도이다.
도13은 기판과, 돌출 부분을 포함하는 리세스의 개략도이다.
도14a 내지 도14d는 이동을 포함한, 2개의 다점 프로브를 포함하는 테스트 구성의 개략도이다.
도15는 2개의 다점 프로브를 포함하는 테스트 구성의 개략도이다.
도16은 2개의 다점 프로브를 포함하는 다른 테스트 구성의 개략도이다.
도17 내지 도25는 프로브의 대안적인 실시예들의 개략도이다.
도1은 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브(10)의 개략도이다. 프로브 본체 부분은 각각 기부 및 가요성 외팔보 부분을 구성하는 2개의 부분(12, 14)을 포함한다. 가요성 외팔보 부분(14)은 2개의 영역, 말단 영역(16) 및 연결 영역(18)을 포함한다. 연결 영역(18)은 외팔보 부분(14)을 기부 부분(12)과 연결한다.
본 발명의 현재 양호한 실시예에서, 말단 영역(16)은 도시되지 않은 테스트 샘플 상의 특정 구역의 전기적 특성을 테스트하기 위한, 도시되지 않은 복수의 전도성 프로브 아암을 더 포함한다. 전도성 프로브 아암은 양호하게는 말단 영역(16)의 상부 표면으로부터 연장된다. 대안적으로, 전도성 프로브 아암은 말단 영역(16)의 측표면(20) 및/또는 상부 표면(22) 및/또는 바닥 표면(24) 중 하나 이상에 위치된다.
테스트 장치에 대한 전기적 접촉을 확립하기 위해, 프로브 기부(12)는 전도성 프로브 아암에 대한 전기적 연결을 또한 확립하는 전기 전도성 경로(28)에 대한 전기적 연결을 확립하기 위한 전기 연결 패드(26)를 포함할 수 있다.
연결 영역(18)은 프로브 본체를 형성하도록 사용된 재료의 일부가 제거된 하나 이상의 구역을 포함할 수 있다. 이러한 구역들은 하나 이상의 개구, 구멍, 또는 만입부(30)에 의해 구성될 수 있다. 도1의 개구(30)는 장방형 개구로서 도시되어 있지만, 본 발명의 개시 내용에 따르면, 개구는 원형, 정사각형, 장방형, 타원형, 삼각형, 또는 임의의 다각형 기하학적 형상 또는 이들의 조합과 같은 임의의 기하학적 구성을 가질 수 있다.
구역(30)은 관통 구멍일 필요는 없지만, 만입부, 노치, 함몰부, 덴트, 홈, 리세스, 딤플, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
또한, 연결 영역(18)은 재료의 일부가 도1에서 32로 표시된 영역과 같이, 외부로부터 제거된 구역을 포함할 수 있다. 연결 영역(18)은 도1에 도시되지 않은 측면 상에서 대응하는 영역을 가질 수 있다. 도1에 도시된 영역(32)은 연결 영역(18)의 실질적으로 편평한 표면에 대해 직교하는 실질적으로 편평한 표면을 갖는다. 그러나, 영역(32) 또는 그의 일 부분은 45°와 같이, 90°와 다른, 연결 영역(18)의 표면에 대한 각도를 한정할 수 있다.
연결 영역(18)의 측면 또는 바닥의 부분(35)은 영역(32)과 같은, 연결 영역(18)의 다른 부분과 다른 폭을 한정할 수 있다. 이러한 얇은 구역은 외팔보(14)가 고도의 가요성을 달성할 수 있게 한다.
연결 영역(18) 및 말단 부분(16)은 영역(36, 38)에 의해 상호 연결될 수 있다. 영역(36, 38)들은 외팔보 프로브의 더 양호한 안정성을 제공할 수 있지만, 생략될 수도 있다.
기부 부분(12)은 양호하게는 테스트 기계 내의 홀더 장치 등 내의 협동식 수납 리세스 내로 끼워지도록 형성된다. 프로브(10)가 홀더 내에 위치될 때, 전기적 연결이 패드(26)를 거쳐 그에 대해 확립될 수 있다.
도2는 프로브(10)의 대안적인 실시예의 연결 영역(18) 및 말단 영역(16)의 확대도이다. 여기서, 프로브(10)의 외팔보 부분(14)의 개선된 가요성이 연결 영 역(18)을 가로질러 재료의 일 부분을 제거함으로써 달성된다. 도2에 도시된 실시예에서, 절결부(40)는 절두 삼각형 단면을 갖는다. 다른 가능한 단면이 도3a - 도3c에 도시되어 있다. 도2에서, 모든 전기 경로가 도면에서 생략되었다.
도1에 도시된 실시예 및 도2에 도시된 실시예에서, 개구(30)의 개수는 3개이지만, 개구의 개수는 0으로부터 가능한 개수까지 변경될 수 있다. 개선된 가요성은 전술한 수단, 즉 하나 이상의 가늘어지거나 얇아진 구역 및/또는 하나 이상의 개구 중 하나에 의해 달성될 수 있다.
프로브의 외팔보 부분의 말단 단부는 하나의 코너 내에서, 각도를 이룬 표면을 갖는 것으로 도시되었고, 대향 코너 내에서, 각도를 이루지 않는 표면이 도시되어 있다. 각도를 이룬 표면의 존재 여부는 프로브를 제작하기 위해 사용되는 방법, 즉 에칭 및 에칭 용액에 의존한다.
도3a에서, 본 발명의 따른 프로브의 단면이 도시되어 있다. 프로브(10)는 임의의 표면에서, 만입부 또는 절결 구역을 포함할 수 있다. 만입부 또는 절결 구역은 도2에 도시된 구역(40)을 구성할 수 있거나, 또는 연결 영역(18)의 표면들 중 하나, 즉 측표면 또는 상부 및/또는 바닥 표면들 중 하나 내에, 아울러 이들의 임의의 조합 내에 포함될 수 있다.
도3a는 측벽(44, 46)들 사이에 한정된 특정 각도를 구비한, 표면(50) 내의 불연속적인 만입부(42)를 갖는 구역을 구체적으로 도시한다. 표면(50)과 대향한 표면(48)도 만입부를 포함할 수 있다.
도3b는 연속적인 만입부(52)를 갖는 표면(54)을 도시한다. 만입부(52)는 쌍 곡선 또는 반원형 단면을 가질 수 있다. 표면(54)에 대향한 표면(56)도 만입부를 포함할 수 있다.
도3c는 2개의 측벽(64, 68) 및 바닥 벽(66)에 의해 한정된 만입부 또는 트렌치(62)를 포함하는 표면(58)을 도시한다. 2개의 측벽(64, 68)은 2개의 벽들 사이에 각도를 한정한다. 트렌치의 전체적인 기하학적 형상은 실질적으로 절두 삼각형일 수 있다. 측벽(64, 68)들이 실질적으로 평행하면, 트렌치는 실질적으로 정사각형 또는 장방형 단면을 한정할 것이다.
도4는 대향 표면(70, 72)들이 모두 여기서 실질적으로 둥근 바닥을 갖는 것으로 도시된 만입부(74, 76)를 포함하는 단면을 도시한다. 표면은 하나 이상의 만입부, 트렌치, 또는 절결 구역을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 SiO2 내에 프로브를 제작하기 위한 방법은 다음의 일련의 단계들을 포함할 수 있다.
a) 웨이퍼의 검증 및 두께 조정
b) 900 - 950℃에서의 습열식 웨이퍼 산화
c) 산화규소 패턴의 전면 리소그래피
d) 산화규소 에칭(비등방성 반응성 이온 비임 에칭(RIE))
e) 트렌치 노치 패턴의 전면 리소그래피
f) 실리콘 트렌치 에칭(심도 RIE)
g) 저응력 질화규소 적층(LPCVD)
h) 후면 리소그래피(후면 정렬)
i) 후면 질화규소 에칭(비등방성 RIE)
j) 후면 산화규소를 통한 HF 에칭
k) 습식 실리콘 에칭(KOH)
l) 전면 질화규소 에칭(비등방성 RIE)
m) 전면 실리콘 에칭(등방성 RIE)
n) 금속 증발(전자 비임; 정적 모드)
외팔보 또는 연결 구역의 세장화 또는 박형화는 심도 반응성 이온 비임 에칭(DRIE) 공정에서 단계(m, n)들 사이에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 SOI로서 프로브를 제작하기 위한 방법은 다음의 일련의 단계들을 포함할 수 있다.
a) 저응력 질화규소 적층(LPCVD)
b) 전면 리소그래피
c) 전면 질화규소 에칭(비등방성 에칭)
d) 후면 리소그래피(후면 정렬)
e) 후면 질화규소 에칭(비등방성 RIE)
f) 전후면 산화규소를 통한 HF 에칭
g) 습식 실리콘 에칭(KOH)
h) SiO2 에칭(bHF)
i) 전면 질화규소 에칭(비등방성 RIE)
j) 단일 외팔보 박형화(심도 RIE)
k) 전극 형성, 예를 들어 금속 증발 및 패턴화
프로브를 제작하는 방법은 당업자에 의해 변형될 수 있다.
도5에, 결정축(82, 84, 86)에 대한 {100} 표면(80)의 배향이 도시되어 있다. 마스크 구멍을 통한 에칭은 도5a 및 도5b에 상세하게 도시된 {111}-평면에 의해 한정된 피라미드형 홈(88)을 생성한다. 뒤집힌 피라미드의 기부 평면은 2개의 <110>-방향과 평행한 4개의 선 요소에 의해 한정된다.
제조를 위해 사용되는 기부 재료는 실리콘 {100} 웨이퍼일 수 있다. 중괄호 내의 숫자는 결정축에 대한 실리콘 표면의 배향을 표시한다. 실리콘 {100}에서, 웨이퍼 표면은 보통 하나의 특정 결정축과 평행하다. 도5에서, 웨이퍼가 3개의 축(h, k, l)과 함께 도시되어 있다. 이러한 예에서, l-축은 웨이퍼 표면에 대해 수직이다. 축들은 편의상 웨이퍼 외부에 그려져 있지만, 이러한 종류의 좌표계는 재료 내부의 대칭선들을 설명한다는 것을 아는 것이 중요하다.
결정축에 의해 한정된 표면 평편들이 재료를 제한한다. 따라서, 도시된 전방 표면은 제3 축에 대해 수직이므로, (001)-평면이다. 대칭으로 인해, 제2 축 또는 제1 축은 상방으로 향하도록 선택될 수 있고, 전방 표면은 그러한 경우에, 각각 (010)-평면 또는 (100)-평면으로 표시된다. 소괄호가 평면의 특정 배향을 표시하도록 사용된다. 모든 이러한 3개의 평면들이 등가의 대칭성을 가지므로, 이들은 일반적으로 {100}으로 표시된다. 중괄호는 동일한 결정 대칭을 갖는 복수의 평면 인 평면을 표시하여, {100}-평면들은 구체적으로 결정축에 대해 수직이지만 결정축들의 실제 시퀀스는 임의적이다.
다양한 기상 및 액체 화합물이 실리콘을 에칭할 수 있다. 이러한 화합물들 중 하나는 농축된 KOH 수용액이다. 그러나, KOH는 실리콘의 모든 방향에서 동일하게 에칭하지 않는다. <100>-방향들은 용이한 방향이고, 반면에 <111>은 극도로 느린 방향이다. 이제, {100}-평면 및 {111}-평면이 <110>-선을 따라 교차하므로, 이는 다음의 결과를 갖는다. 실리콘 {100} 표면이 내부에 몇몇 구멍을 구비한 화학적으로 저항성인 마스크 층으로 덮이면, KOH는 단지 마스크 내의 구멍을 구성하는 <110>-선에 의해 한정된 직사각형 구역을 공격할 수 있을 것이다. KOH가 <100>-방향을 따라 하방으로 에칭하므로, 이는 전방 표면 상에서 <110>-선에서 출현하는 {111}-평면에 의해 구속될 것이다. 그러한 에칭된 구멍(88)이 도5, 도5a, 및 도5에서 웨이퍼 내에 도시되어 있다. 구멍의 전방 외형이 정사각형이면, 피라미드형 구멍이 생성될 것이다. 도5a 및 도5b에 도시된 2개의 홈 스케치가 이를 도시한다. 전방 외형이 직사각형이면, 동일한 4개의 {111}-평면들이 에칭된 구멍을 한정할 것이지만, 한 쌍의 대향하여 배향된 {111}-평면들이 장방형이 되어 V-형의 장방형 홈을 생성할 것이다. 마스크 구멍이 웨이퍼 두께와 비교하여 충분히 작으면, KOH 에칭은 단순히 도5에 도시된 바와 같이 {111}-평면만이 남으면, 정지할 것이다. 전방 구멍이 충분히 크면, KOH는 웨이퍼를 관통하여 에칭할 수 있다.
{111}-평면들이 결정축에 의해 한정되므로, 결정축에 대한 이들의 배향은 100%로 잘 정의된다. {111}-평면이 [001]-방향 및 웨이퍼 법선에 대해 35.2°의 각도를 이룬다. 이러한 각도는 결정 대칭의 특성에 의해 주어지는 기하학적 사실이다.
다점 프로브의 일례가 앞서 상세하게 설명되었다. 복수의 자유롭게 현수된 프로브 핀들이 전통적인 MEMS 공정에 의해 실리콘 칩의 상부 상의 이산화규소 내로 에칭될 수 있다. 프로브 제조 공정은 그의 특정 부분들이 이러한 설명의 대상, 즉 리세스 내의 장착 시의 프로브의 자동 정렬에서 결정적인 역할을 하기 때문에, 여기에서 요약된다.
프로브 제조를 위한 공정 시퀀스는 다음과 같다.
1. 잘 정의된 두께의 양면 연마 실리콘 {100} 웨이퍼가 1 ㎛ 두께의 이산화규소 층으로 덮인다. 이는 습열식 성장에 의해 행해진다.
2. 전면이 선택되고, 전면 상에서, 프로브 패턴이 1:1 광리소그래피에 의해 포토 레지스트 층으로 전사된다. 패턴은 <110>-방향에 대해 수 분의 일도(°) 내로 정밀하게 정렬된다.
3. 포토 레지스트 패턴은 비등방성 반응성 이온 에칭에 의해 전면 이산화규소로 전사된다. 그 후에, 포토 레지스트가 박리된다.
4. 웨이퍼는 저압 화학 증착에 의해 저응력 질화규소의 얇은 층으로 덮인다.
5. 웨이퍼의 후면 상에서, 후면 패턴이 1:1 광리소그래피에 의해 포토 레지스트 층으로 전사된다. 이러한 후면 패턴은 마스크 정렬기 내에서 전면 패턴에 대해 신중하게 정렬된다. 후면 패턴은 개별 프로브의 후면 외형 및 전방 외형이 수직, 즉 {111}-평면에 대해 35.2°로 각도를 이룬 측벽을 생성하는 연속되는 KOH 에 칭 때문에 크기가 다를 것이라는 것을 고려하여 프로브 칩의 외형을 한정한다.
6. 후면 패턴은 비등방성 반응성 이온 에칭에 의해 질화규소 층으로 전사된다. 질화규소 층 내의 구멍 바로 아래의 이산화규소 층은 완충 불산 내에서 에칭 제거된다.
7. 웨이퍼는 신중하고 일정한 교반 하에서 가온된 농축 KOH 용액 내에서 에칭된다. KOH는 웨이퍼를 완전히 통해 에칭하고, 따라서 웨이퍼 상에 개별 프로브 칩을 한정한다. 실리콘 내의 고도로 비등방성인 에칭 속도로 인해, 칩은 특징적인 "금괴"형 형상을 얻는다.
8. 웨이퍼 전면 상의 질화규소는 반응성 이온 에칭에서 제거된다. 그 직후에, 전면 실리콘은 등방성 반응성 이온 에칭에서 수 ㎛로 언더 에칭(under-etch)된다. 이는 실리콘 기부로부터의 전면 패턴의 일정한 격리를 제공한다.
9. 약 100 nm의 금 층이 물리 증착 기술에 의해 웨이퍼의 전면 상에 적층되고, 전형적으로 전자 비임 증발이 선택된다.
프로브는 전기 전도성이며, 프로브가 현미경 체제에서 1점 또는 다점 저항 측정을 이루기 위해 사용될 수 있도록 수 ㎛의 간격을 구비한 하나 이상의 자유롭게 연장되는 외팔보를 갖는 실리콘 칩일 수 있다. 실제 상황에서 프로브를 취급하기 위해, 이는 고도의 기계적 안정성을 갖는 대형 기판 상에 장착되어야 한다. 기판은 필요한 접촉 및 예비 증폭 회로를 포함하는 측정 헤드 내로 기계식으로 끼워진다.
자동 정렬 이면의 개념은 실리콘의 {111}-평면들의 특성을 활용하는 것이다. 프로브의 측벽들이 서로에 대해 100% 잘 정의되므로, 이러한 측벽들은 실리콘 {100}-웨이퍼 내의 KOH 에칭에 의해, 그의 측벽들의 동일한 각도 형성을 갖는 저장소 내로 완벽하게 끼워지는 것으로 고려되고, 프로브의 바닥의 압입부에 정확하게 끼워지는 외형을 구비한 저장소가 만들어질 수 있다. 이러한 저장소는 프로브 리셉터클로 불릴 것이다.
기판 제조를 위한 공정 시퀀스는 다음과 같다.
A. 잘 정의된 두께의 단면 연마 실리콘 {100} 웨이퍼가 전형적으로 100 - 125 ㎚인 저응력 질화규소 층의 얇은 층으로 덮인다. 이는 저압 화학 증착에 의해 행해진다.
B. 웨이퍼의 전면이 포지티브 포토 레지스트로 덮인다. 전면 상에서, 기판 패턴은 1:1 광리소그래피를 사용하여 포토 레지스트 층으로 전사된다. 패턴은 <110>-방향에 대해 수 분의 일도(°) 내로 정밀하게 정렬된다. 패턴 배치는 도6에 요약되어 있다. 도6의 배치는 기판(104, 106)의 이중 세트를 한정한다. 백색의 얇은 실선(92) 내의 모든 배치 요소는 이용 가능한 웨이퍼(112) 구역에 대응하는 광리소그래피 마스크 상의 구역 전체에 걸쳐 직사각형 어레이로서 반복된다. 이는 도7에 도시되어 있다. 포토 레지스트는 검정색(94, 95, 100, 102, 108, 109, 110, 111) 그리고 체스판 패턴의 직사각형(98)으로 도시되어 있다. 포토 레지스트의 현상 후에, 모든 백색 영역들은 포토 레지스트에 의해 덮일 것이다.
C. 포토 레지스트 패턴은 비등방성 반응성 이온 에칭에 의해 전면 질화규소로 전사된다. 그 후에, 포토 레지스트가 박리된다. 이러한 스테이지에서, 도6의 모든 구역(94, 95, 100, 102, 108, 110, 111) 및 직사각형(98)에 대응하는 질화규소 층 내의 직사각형 구멍이 획득되었다.
D. 웨이퍼는 철저하고 일정한 교반 하에서 80℃의 가온된 농축 KOH 용액 내에서 에칭된다. KOH는 질화규소로 덮이지 않은 웨이퍼의 전면의 부분만을 공격할 것이다. 이러한 공정은 KOH가 프로브 리셉터클을 형성하는 그러한 패턴 요소 내에서 웨이퍼를 통해 완전히 에칭하면 정지된다.
E. 헹굼 및 건조 후에, 웨이퍼는 도6(세부) 및 도7(도6의 세부의 직사각형 어레이)에 의해 한정된 홈형 구조물을 갖는다. 이제, 백색 구역은 전면측을 나타낸다. 도6의 직사각형(98)은 KOH가 웨이퍼를 통해 완전히 에칭한 영역에 대응한다. 이러한 영역(98)은 2개의 반탈착된 프로브 기판(104, 106)의 리셉터클의 바닥을 한정한다. 백색 점선(96)은 2개의 이웃하는 {111}-평면들이 접하는 선 세그먼트를 나타낸다. 도6을 참조하면, 이들은 홈의 바닥에서 수직 또는 수평선을 따라 항상 접하고, 45° 각도를 이루는 선들은 항상 홈의 측면 모서리를 나타낸다. 4개의 정사각형 에칭 피트(pit: 108, 109, 110, 111)는 정렬 표지로서 사용된다. 또한, 수직 직사각형은 측면 모서리(45°선)를 갖지 않는다. 이는 이러한 직사각형들이 셀 배치를 통해 완전히 연속되기 때문이다. 이러한 방식으로, 이들은 수직으로 이웃하는 셀들로부터의 유사한 직사각형과 함께 "용융"될 것이다. 결과적인 수직 직사각형은 배치를 통해 완전히 연장되어, 배치의 수직 단부를 한정하는 2개의 각각의 셀에서 종결될 것이다.
F. 웨이퍼는 완전히 이어지는 수직 홈(94)을 따른 파단에 의해 기판 막대로 쉽게 파단된다. 막대는 그 다음 수평 홈(100 및/또는 102)을 따른 신중한 파단에 의해 개별 기판으로 파단된다. 파단의 전체적인 방식은 초콜릿의 홈 패턴 플레이트를 규칙적으로 형성된 조각으로 파단시키는 방식과 유사하다. 대안적으로, 웨이퍼는 일반적으로 다이싱으로 공지된 기술에 의해 분할될 수 있다.
도6은 웨이퍼의 전면으로부터 본 패턴 배치의 세부를 도시한다. 얇은 백색 선 내의 전체 패턴은 도7에 도시된 바와 같이 웨이퍼 크기에 의해 제한된 직사각형 어레이 내에서 수직 및 수평으로 반복된다. 검정색 및 체스판 패턴의 직사각형들은 포지티브 포토 레지스트가 조사되는 구역을 나타낸다. 이러한 영역들은 이후에 KOH 내에서 에칭될 것이다. KOH 에칭 후에, 검정색 구역(98)들은 에칭 홈을 한정하는 {111}-평면들을 나타낸다. 이러한 평면들은 점선(96)을 따라 접한다. KOH 에칭 후에, 체스판 패턴의 직사각형(98)은 2개의 프로브 리셉터클의 바닥을 나타낸다. 이러한 쌍의 프로브 기판(104, 106)들은 배치의 중간에서 2개의 작은 수평 홈(100, 102)과 평행한 수평선을 따를 파단에 의해 2개의 개별 기판으로 변환된다. 파단의 방식은 초콜릿의 홈 패턴 플레이트를 규칙적인 조각으로 파단시키는 방식과 유사하다.
최종 기판의 모서리들은 자연의 기하학적 특징에 의해 한정된다. 따라서, 서로에 대해 직교하는 모서리들은 정확히 90.0°의 각도를 이루지만, 서로 평행한 모서리들은 실제로 정확하게 평행하다. 결과적으로, 기판은 측정 헤드 내의 정합 슬롯의 측면 모서리와 정확히 평행하게 끼워질 수 있다.
도7은 6" 웨이퍼의 이용 가능한 구역 상에서 84회 반복되어 분포된 도6의 패 턴 배치를 개략적으로 도시한다.
도8은 프로브(122) 및 프로브 지지 기판(114)의 개략적인 사시도이다. 프로브 지지 기판(114) 내에, 리세스가 형성된다. 리세스는 후방 벽(116), 2개의 측벽(118, 120), 및 바닥(119)에 의해 한정된다.
측벽(118, 120)은 단부 벽(116)과 함께, 특정 에칭 시약에 의한 에칭에 의해 형성되었다. 에칭 시약은 KOH 또는 다른 에칭 시약일 수 있다.
프로브(122)는 측벽(124, 128) 및 단부 벽(126)을 포함한다. 측벽(124, 128)은 측벽(118, 120)이 기부(114)의 상부 표면 및 유사하게 바닥(119)과 한정하는 각도와 상보적인, 프로브(122)의 평탄 상부 표면과의 각도를 한정한다. 각도들이 상보적이므로, 프로브는 프로브가 리세스 내에 삽입되거나 위치될 때, 기판(114)과 정렬될 것이다. 프로브(122)는 기계식으로, 즉 전진 기계 또는 자동 위치 설정 방법에 의해 위치될 수 있다.
프로브(122)의 단부 벽(126)으로부터 이격된 단부(130)에서, 하나 이상의 프로브 아암(132)이 연장될 수 있다. 프로브 아암(132)은 테스트 샘플의 전기적 그리고 다른 특성의 측정을 수행하도록 사용될 수 있다.
프로브(122)는 프로브(122)의 상부 표면 상에서, 하나 이상의 정렬 표지(136, 134)를 더 포함할 수 있다. 정렬 표지는 프로브(122)가 리세스 내에 바르게 위치되었는지를 확인하는 것을 보조할 수 있다. 대응하는 정렬 표지(138, 140)가 지지 기판(114)의 상부 표면 내에, 형성되거나 다른 수단에 의해 제공될 수 있다.
도8은 자동 정렬 기판과, 프로브를 리셉터클 내로 어떻게 끼우는지를 도시하는, 위로부터의 측면의 개략도이다. 기판의 우측 및 좌측은 서로에 대해 엄격하게 평행하며 아울러 프로브 정렬 리셉터클에 대해 엄격하게 평행한 모서리들에 의해 한정된다. 기판의 후면은 대부분 우측 및 좌측 모서리에 대해 엄격하게 직교하는 모서리에 의해 한정된다.
도8에서, 기판은 표면의 약간 위에서 측면으로부터 도시되어 있다. 기판의 측벽(116, 118, 120)들은 재료의 결정 구조로 인해, 수직은 아니지만, 수직 방향과 35.2°의 각도를 한정한다.
기판의 전방 단부는 4개의 삼각형 부면(145a, 145b, 145c, 145d)을 갖는다. 이러한 부면(145a, 145b, 145c, 145d)들은 도6의 기판 쌍의 2개의 반부로의 파단 또는 다이싱으로 인해 출현하고, 홈의 에칭 후에 남는 실리콘으로 구성된다. 부면(145a, 145b, 145c, 145d)들은 약간 돌출할 수 있지만, 이는 중요성을 갖지 않는 것으로 고려된다.
기판의 중간에서, 프로브 리셉터클인 자동 정렬 홈이 도시되어 있다. 기판의 전방 단부 근방의 프로브 리셉터클의 각 측면 상의 2개의 구멍(138, 140)은 위치 정렬 표지로서 역할한다.
도8의 상부에서, 프로브(122)가 도시되어 있다. 화살표는 프로브(122)의 리셉터클 내로의 하향 이동을 표시한다. 기판 전방, 즉 벽(116)과 평행한 선을 따른 위치 설정의 약간의 불확실성은 수용될 수 있다. 이는 프로브가 리셉터클 내로 진입할 때, 결국 리셉터클의 측벽(118, 120)들 중 하나와 만날 것이기 때문이다. 프 로브(122)를 더욱 아래로 밀어넣는 것은 동시에 이를 리셉터클의 외형과 정렬되도록 측방으로 가압할 것이다.
도8 및 도9에서, 프로브 표면 상의 전기 경로는 생략되었고, 패드만이 도시되어 있다.
바닥 벽(119)이 시작 재료, 즉 기판(114)의 두께, 및 리세스를 에칭하기 위해 사용되는 시간에 의존하여, 리세스 또는 리셉터클의 바닥 내에 형성될 수 있다. 프로브의 바닥이 바닥 벽(119)과 면 접촉하지 않는 것이 양호하다. 리세스의 일 실시예에서, 바닥 벽(119)은 존재하지 않을 수 있고, 이는 리세스가 도8의 기구와 관련하여 하방으로 개방된 것을 의미한다.
도9는 도8의 기구의 개략적인 평면도이다. 프로브(122)는 기판(114)의 리세스 위에 위치되었다. 프로브(122)의 후방 벽(126)은 기판(114)의 후방 벽(116)과 면 접촉하지 않는다. 대안적인 실시예에서, 후방 벽(126) 및 후방 벽(116)은 면 접촉할 수 있다. 프로브(122)의 바닥은 리세스의 바닥 벽(119)과 면 접촉하도록 요구되지 않는다. 도9에서, "바닥"(119)은 존재하지 않는 것으로 도시되어 있다. 대안적인 실시예에서, 바닥(119)은 기판(114)의 두께 및 리세스를 에칭하기 위해 사용되는 시간, 아울러 에칭제의 농도에 의존하여 존재할 수 있다. 프로브의 바닥이 기판 내의 리세스의 바닥과 면 접촉하지 않는 것이 양호하다.
정렬 표지(134, 136)는 기판(114)의 표면 상의 정렬 표지(138, 140)와 정렬되어 위치된다.
표면(144, 146)은 에칭에 의해 형성되었다. 표면은 지지 기판이 형성되는 웨이퍼의 취약부를 구성하는 리세스를 형성했다. 취약부는 개별 지지 기판의 분리를 용이하게 했다.
프로브는 리셉터클 내로 끼워져서, 정렬 표지(138, 140)에 대해 바르게 위치된다. 정렬 표지(138, 140)에 대한 작업은 프로브의 접촉 패드가 이후에 끼워지는 측정 헤드의 접촉 소켓과 제 위치에 있도록 보장하는 것뿐이다. 정렬의 다른 문제, 즉 최소 기울기 및 최소 회전은 자동 정렬로 인해 처리된다. 프로브(122) 전방 표면은 기판(114) 표면과 평행한 평면이고, 프로브 길이 축은 기판 대칭 축과 평행하다.
영역(119)은 프로브 리셉터클의 바닥이다. 2개의 구멍 또는 에칭 피트(138, 140)는 위치 정렬 표지로서 역할한다. 접촉 패드는 리셉터클에 대해 어느 정도 신중하게 위치되어야 한다. 이러한 목적으로, 프로브(122)는 또한 두 쌍의 수평선 세그먼트(134, 136)를 포함한다. 도9에서, 선 세그먼트(134, 136)의 이러한 쌍들은 프로브를 수직 방향으로 정렬하도록 사용되었다. 이러한 기술에서의 위치 불확실성은 측정 헤드에 대한 프로브(122)의 이후의 접촉에 영향을 주지 않는 20 ㎛ 정도일 수 있다.
이러한 능동적인 위치 정렬은 필수 사항이 아닌 옵션이다. 위치 정렬 표지로부터의 거리가 프로브 및 기판의 배치로부터 한정되므로, 리셉터클의 길이를 단축시키는 것 (도6 및 도9에서 검정색 구역을 감소시키는 것)이 가능하여, 프로브(122)의 후방 단부(126)는 프로브 길이 축을 따라 밀릴 것이다. 이러한 방식으로, 프로브(122)는 리셉터클 내로 아래로 밀어 넣어질 때 양쪽 평면 방향으로 수동 적인 방식으로 정렬되도록 밀릴 것이다. 길이 축을 따른 이러한 수동 정렬은 프로브 후방 단부의 측벽이 수직선과 35.2° 각도가 아닌 0°에 가까운 각도 내지 몇 도(°) 내의 각도를 한정하므로, 능동 정렬보다 조금 더 불확실한 것으로 고려된다. 따라서, 길이 축을 따른 수동 정렬은 프로브 접촉 패드의 배치의 변화를 요구할 수 있다.
이제, 프로브(122)가 리셉터클 내로 끼워진다. 리셉터클의 폭은 프로브가 바닥과 면 접촉하지 않기에 충분히 좁다. 이러한 방식으로, 프로브(122)는 프로브 측벽(124, 128)과 리셉터클 측벽(118, 120) 사이의 접촉 때문에, 완전히 제 위치에 유지된다. 측벽들은 완벽하게 평탄하지 않지만, 약 1 ㎛ 이하의 표면 조도를 가질 수 있다. 이는 프로브가 끼워지면 중요성을 갖지 않지만, 이는 프로브 장착 절차 중에 프로브(122)의 허용 가능한 기울기에 대한 비교적 낮은 한계를 의미할 수 있다.
프로브(122) 및 리셉터클의 측벽을 이루는 {111}-평면들의 표면 조도가 작더라도, 끼워진 프로브(122)는 프로브(122) 본체의 전면 상에서 약간의 압력을 사용하여 쉽게 고정될 것이다. 프로브(122)의 질량은 본 발명의 현재 양호한 실시예에서, 대략 4mg이고, 이는 약 40μN의 프로브 내의 중력 당김을 제공한다. 측정 상황에서, 프로브의 외팔보는 총 4 - 40μN 범위 내의 힘으로 측정되는 샘플과 접촉하게 된다.
거시적 공구에 의해 프로브(122)의 전방 표면 상에 매우 적당하게 가압함으로써, 1N 크기 정도의 힘이 프로브(122)가 프로브 측벽과 리셉터클 측벽 사이의 결 과적인 마찰력으로 인해 제 위치에 유지되도록 보장한다. 따라서, 프로브(122)는 결코 접착될 필요가 없을 것이다. 다른 한편으로, 전방 표면 압력은 프로브(122)를 리셉터클 내로 비가역적으로 고정시킬 정도로 너무 높아서는 안 된다. 현재, 이러한 고정 압력의 허용 가능한 한계는 확립되어 있지 않지만, 고정 압력에 관한 개념 및 문제점은 기계 공구의 심압대 내로 회전 센터를 바르게 끼우는 작업과 유사하다.
전술한 고려에 따른 프로브의 충분한 고정이 도10에 도시되어 있다. 여기서, 프로브는 전방 측벽으로부터 도시되어 있다 (도8 참조). 정렬 기판은 측정 헤드의 관련 부분 내로 장착되고, 이때 그의 2개의 평행 측면 모서리들은 측정 헤드 프레임 내로 정확하게 끼워져서, 기판의 회전이 불가능하다. 실제 측정 상황에서, 측정 헤드는 프로브가 낙하될 수 있도록, 기판 및 프로브와 함께 거꾸로 회전될 것이다. 그러나, 이는 접촉을 위해 필요한 가요성 프린트로 인해 문제가 되지 않는다. 가요성 프린트 접촉 패드와 각각의 프로브 접촉 패드 사이의 적절한 전기적 연결을 보장하기 위해, 최소량의 기계력이 가요성 프린트의 로킹 가이드에 의해 가해져야 한다.
로킹 가이드의 로킹 메커니즘은 프로브의 전면 상에 가해지는 힘에 대한 요건을 달성하고 동시에 가요성 프린트 접촉 패드의 20 ㎛ 이내의 위치 설정을 허용하는 임의의 상업적으로 이용 가능한 방법에 의해 얻어질 수 있다. 로킹 메커니즘은 자석 부분을 포함하지 않아야 한다.
도10에서, 측정 헤드 내에 장착된 프로브(122)의 세부가 프로브(122)의 전면 을 향해 관찰된다. 프로브(122) 자체는 관찰자를 직접 향하는 4개의 외팔보(162, 164, 166, 167)를 갖는다. 프로브(122)는 정렬 기판(170)의 리셉터클 내에 끼워진다. 프로브(122)는 너무 넓어서 리셉터클의 바닥(172)과 면 접촉할 수 없다. 이에 의해, 갭이 프로브와 바닥(172) 사이에 한정된다. 바닥(172)은 도8 및 도9의 119를 통해 보일 수 있다. 기판(170)은 측정 헤드의 관련 부분의 평행한 프레임 조오(173a, 173b)들 사이에 정확하게 끼워진다. 프로브(122)의 최종 고정은 프로브(122)의 상부 상에 부착되어 완만하게 가압되는 접촉 가요성 프린트(174)에 의해 활성화된다.
지금까지, 기판(170) 자체가 측정 헤드 내에 고정되는 것으로 가정되었다. 그러나, 기판(170)은 여전히 전체 정렬 문제의 필수 부분이다. 도6 및 도10의 검사에 의해, 기판의 폭은 기판 제조를 위한 광리소그래피 마스크의 원래의 CAD 배치에 의해 한정되는 것으로 보인다.
실제로, 최종 기판의 폭 그리고 리셉터클의 폭 및 프로브 폭에 대한 어느 정도의 불확실성이 있다. 이는 <111>-방향으로의 KOH 에칭 속도가 정확히 0이 아니기 때문이며, 실리콘 결정축에 대한 정렬의 작은 불확실성 때문이다. 결과적으로, 측정 헤드 내의 기판 프레임은 유연한 폭을 가져야 한다.
실제로 이를 취급하기 위한 가장 간단하고 양호한 방법은 프레임 조오 중 하나, 즉 우측 조오(173b)를 고정시키는 것이다. 그 다음, 좌측 조오(173a)는 도10의 방향에 대해 좌측 및 우측으로 변위될 수 있다. 좌측 프레임 조오(173a)의 2개의 단부들 근방에서, 이는 2개의 안내식 스프링에 의해 측정 헤드의 본체 부분에 부착된다.
기판의 장착은 (도10에서와 같이) 측정 헤드를 거꾸로 회전시키고, 좌측 조오(173a)를 좌측으로 당김으로써 행해진다. 기판(170)은 측정 헤드의 편평 평면 상에 완만하게 놓인다. 좌측 조오(173a)는 서서히 해제되고, 이에 의해 기판이 고정될 것이다. 기판의 대향 측면, 즉 리셉터클에 대향한 기판의 영역은 기판 표면에 대해 수직인 유사한 고정을 허용하기에 충분히 크다.
전술한 바와 같이, 측정 중에, 기판 내의 프로브는 도10의 배향에 대해 거꾸로 회전될 것이다. 측정 상황이 도11에 도시되어 있다.
도11은 측정 상황의 개략적인 측면도이다. 프로브(122)는 도10에 대해 거꾸로 회전된다. 프로브(122)는 전형적으로 30°의 테스트 샘플의 표면과의 각도를 한정한다. 측정 각도는 가요성 프린트(174)와 그의 로킹 가이드(176)에 대해 공간을 제공한다. 프로브(122)가 장착된 전체 측정 헤드는 직교하여 그리고 수직 방향으로부터 프로브 외팔보의 관찰을 허용하도록 설계된다.
측정 헤드의 설계는 고정 메커니즘, 접촉 메커니즘, 및 임의의 광학 인식 시스템을 위한 공간을 남겨두어야 한다. 프로브는 전형적으로 30°의 각도로 샘플 표면에 접근되지만, 더 작은 각도가 특정 용도에서 필요할 수 있고, 후자의 경우에, 프로브 및 기판의 설계는 단순히 더 작은 접근 각도를 허용하도록 신장될 수 있다. 측정 헤드의 전방 단부는 프로브가 다양한 가능한 광학 검출 시스템에 대해 보이도록 "예리한" 형상을 갖는다.
전술한 바와 같이, 도11에서 프로브를 당겨내도록 작용하는 중력은 수 μN이 고, 프로브를 샘플에 접근시킬 때, 외팔보들의 약간의 굽힘의 합은 유사한 양이다. 외팔보 굽힘력으로부터 생성되는 토크는 이러한 힘이 프로브 본체 중심으로부터 약 1.5 mm의 거리에서 작용하므로, 포함되어야 한다. 그러나, 가요성 프린트 접촉 패드의 최후방 세트는 반대 방향으로 대략 0.5 mm로 변위되고, 따라서 프로브 본체 상의 접촉 패드 힘으로부터 생성되는 토크는 접촉 패드 힘이 외팔보 굽힘력과 관련되는 것과 같이, 외팔보 굽힘력과 다소 관련된다.
따라서, 프로브가 장착되면, 측정은 고려된 개선된 방식으로 프로브의 각도 정렬과 함께 수행될 수 있다.
모든 종류의 SPM-프로브는 마모되고 결국 기능을 정지한다. 이러한 단계에서, 프로브는 전형적으로 기계적인 관점에서는 손상되지 않았다. 결과적으로, 보통 프로브를 교환할 때 기판을 교환할 필요가 없어야 한다. 프로브를 제거하기 위해, 측정 헤드를 해제하고, 이를 프로브가 위로 향한 채로 회전시켜서 안내된 가요성 프린트를 해제한다. 이제, 프로브는 전형적으로 측정 헤드가 거꾸로 회전되면, 중력으로 인해 낙하될 것이다. 이는 가요성 프린트에 의해 가해지는 힘이 너무 높지 않으면, 적용된다. 그러나, 프로브가 스스로 낙하되지 않으면, 측정 헤드를 프로브가 위로 회전된 채로 위치시키고, 그 다음 이를 핀셋 또는 유사한 공구의 세트로 완만하게 밀어낸다.
프로브 및 자동 정렬 기판 상의 위치 정렬 표지는 또한 프로브가 상업적인 결합 공구 내에서 취급되는 바와 정확히 동일한 방식으로 리셉터클 내에 위치되도록 허용한다.
도12는 기판(150) 내에 형성된 리세스(148)의 대안적인 실시예에의 개략도이다. 리세스(148)는 도6 - 도11과 관련하여 설명된 바와 같이, 프로브를 수납하도록 적응된다. 리세스(148)는 프로브와 측정 장치 사이의 전기적 연결을 확립하기 위해, 도면 부호 152로 모두 표시된 4개의 전기 전도성 경로를 포함한다. 전기 전도성 경로(152)는 예를 들어 전기 전도성 재료를 표면 및 리세스(148)를 구성하는 측벽 상으로 적층시킴으로써, 리세스(148)의 형성 후에 기판(150) 상에 확립될 수 있다.
도13은 기판(156) 내에 형성된 리세스(154)의 다른 대안적인 실시예의 개략도이다. 리세스(154)는 리세스(154)의 바닥(160) 상에 또는 그 안에 형성된 돌출 부분(158)을 포함한다. 돌출 부분(158)은 여기서 절두 삼각형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 대안적인 실시예에서, 둥근 단면, 정사각형 단면, 직사각형 단면, 삼각형 단면, 임의의 다각형 단면, 또는 이들의 임의의 조합을 한정할 수 있다.
돌출 부분(158)은 리세스(154)의 일 부분을 형성한 후에 마스크를 적용함으로써 바닥 벽(160) 내에 형성될 수 있다. 마스크는 그 다음 바닥(160)이 노출되는 구역을 한정할 수 있다. 바닥(160)의 이러한 노출된 구역은 그 다음 에칭 시약에 노출되어, 기판의 재료를 에칭시키고, 따라서 돌출 구역(158)을 구성하는 재료를 남긴다.
협동식 리세스가 리세스(154) 내에 수납되는 프로브 내에 형성될 수 있다. 이러한 리세스들은 프로브 및 기판 조립체의 정렬 및 기계적 안정성을 증가시키는 것으로 고려된다.
돌출 구역(158)은 선형, 즉 리세스(154)의 측벽에 대해 실질적으로 직교하여 연장되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 돌출 부분은 임의의 기하학적 형상을 한정할 수 있고, 즉 회전을 포함하거나 만곡, 원형, 반원형, 다각형, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 비선형 기하학적 형상을 한정할 수 있다.
또한, 대안적으로, 돌출 부분은 리세스의 하나 이상의 측벽 내에 형성될 수 있다.
또한, 대안적으로, 상기 설명은 부정될 수 있다. 즉, 돌출 부분이 리세스일 수 있고, 리세스가 돌출 부분일 수 있다. 즉, 돌출 부분이 프로브 상에 형성될 수 있고, 대응하는 리세스가 프로브를 수납하는 리세스 내에 형성될 수 있다.
도14a 내지 도14b는 2개의 다점 프로브(160, 170)를 포함하는 시스템을 개략적으로 도시한다. 각각의 프로브(160, 170)는 각각 162, 164, 166, 168, 172, 174, 176, 178로 표시된 4개의 프로브 아암을 포함한다.
테스트 샘플이 제공되고, 프로브 아암들 중 하나 이상이 테스트 샘플과 접촉하게 된다. 테스트 샘플은 도14a 내지 도14d에 도시되지 않았다. 테스트 샘플은 도14a 내지 도14d에서, 지면 내에 위치되는 것으로 고려된다. x-y 좌표계가 테스트 샘플 및/또는 종이에 대해 정의된다. 도14a 내지 도14d에서, x-y 평면 내에서의 이동만이 도시되지만, 모든 방향 또는 차원, 즉 x 및/또는 y 및/또는 z에서의 이동이 가능하다.
프로브(160, 170)는 외팔보형 프로브이지만, 다른 유형의 프로브가 사용될 수 있다. 외팔보형 프로브는 양호하게는 초소형 전자-기계 시스템 기술(MEMS)에 의해 만들어진 미세 제조 외팔보 전극 어레이이다.
도14a 내지 도14d에 도시된 시퀀스에서, 프로브(160)는 프로브(170)에 대해 평행하게 이동된다. 도면은 실질적으로 하나의 방향 또는 차원으로의 이동을 표시하지만, 더 많은 차원 또는 방향으로의 이동을 포함하는 측정 시퀀스가 고려되고 실시될 수 있다. 프로브들은 압전 구동을 사용함으로써 평행사변형 구성에 대한 마이크로미터 이하의 해상도로 위치될 수 있고, 다른 마이크로미터 이하 이동 기술 또는 기술들이 대안적으로 사용될 수 있다.
도14a 내지 도14d의 테스트 기계에서, 신호가 하나의 프로브 아암(162)에 인가되고, 프로브 아암(174)은 수신 신호를 측정하도록 사용된다. 신호는 테스트 샘플을 통해 전파되는 것으로 고려된다. 또한, 프로브(170) 상의 하나 이상의 프로브 아암이 테스트 샘플을 통한 전파 후에 신호를 수신 또는 검출할 수 있고, 아울러 프로브(160) 상의 프로브 아암은 테스트 신호를 검출하도록 사용될 수 있다.
전파되는 테스트 신호는 점선(180)에 의해 도시되어 있다. 테스트 샘플 내에서 전파되는 신호는 직선과 다른 경로를 거쳐 전파될 수 있다. 이동은 테스트 샘플의 표면의 일 구역의 전기적 특성의 특징화를 가능케 한다.
프로브(160)가 프로브(170)에 대해 제어된 방식으로 이동되므로, 측정의 변동이 기록되고 분석된다. 분석은 테스트 기계에 의해 또는 테스트 기계에 부착되거나 그에 연결된 계산 장치에 의해 수행될 수 있다.
분석은 테스트 하의 재료 또는 장치의 비등방성 및 전자 운반 특성에 관한 정보를 제공하는 것으로 고려된다.
프로브(160)가 프로브(170)에 대해 이동되는 속도는 양호하게는 일정하지만, 측정 중에 가변적일 수 있다. 대안적으로, 일련의 측정이 특정 위치에서 수행될 수 있다. 즉, 측정은 프로브(160)가 프로브(170)에 대해 이동되지 않을 때 수행된다.
반도체 상치 상에서 수행되는 테스트는 회로 테스트, 전도성 테스트, 저항 테스트, 또는 임의의 다른 전기적 특성 또는 특징 테스트 또는 이들의 조합 및/또는 변경일 수 있다. 또한, 자장이 양호하게는 테스트 샘플의 표면에 의해 한정된 평면에 대해 실질적으로 직교하는 방향으로, 샘플 위에 또는 그에 인가될 수 있고, 자장 방향은 테스트 프로브의 표면으로부터 멀어지거나 그를 향한다. 자장의 인가는 홀(Hall) 효과를 사용하거나 이용하여 특징적인 전기적 특성의 측정 또는 결정을 가능케 하는 것으로 고려된다.
도15는 2개의 다점 프로브(182, 184)를 포함하는 시스템의 개략도이다. 프로브(182, 184)들은 2개의 좌표계에 의해 표시된 바와 같이, 3차원으로 이동 가능하다.
프로브(182, 184)들은 임의의 주어진 시간에 하나 이상의 프로브 아암 상의 하나 이상의 전극에 대한 전기적 연결을 허용하기 위해 각각의 멀티플렉스 유닛(186, 188)에 각각 전기적으로 연결된다. 멀티플렉스 유닛(186, 188)은 AC, DC, 또는 HF 신호와 같은, 임의의 유형의 신호의 전달을 허용한다.
도15에 도시된 기구는 저항성 및 용량성 측정을 위해 사용된다. 측정은 AC 또는 DC 전류, 대안적으로 HF 신호에 의해 구성된 테스트 신호를 인가함으로써 수행된다. 신호는 테스트 프로브들 중 하나, 즉 프로브(184)의 하나, 대안적으로 그 이상의 프로브 아암에 인가된다.
측정되거나, 기록되거나, 수집되거나, 수신된 신호는 그 다음 원하는 정보를 얻기 위해 처리된다. AC 또는 DC 신호가 인가되는 경우에, 전류 및 전압이 측정되거나 결정되고, 그 후에 저항 및/또는 커패시턴스가 계산된다. 신호는 원하는 구성에 의존하여, 임의의 잔여 프로브 아암의 임의의 잔여 전극에서 기록되거나 검출된다.
HF 신호는 FFT 또는 다른 양호하게는 디지털 신호 처리 계획 및/또는 알고리즘과 같은 신호 처리를 사용하여 처리된다. 처리는 디지털 신호 처리기, 또는 대안적으로 아날로그 신호 처리 장비 내에서 수행된다.
다른 실시예에서, 테스트 샘플은 복수의 전극 패드를 포함하고, 프로브(182, 184)의 위치는 하나 이상의 전극 패드와 정렬되도록 조정되고, 그 다음 프로브들의 제어된 상호 관련 이동 또는 위치 설정이 피시험 장치, 양호하게는 ASIC, FPGA, SOC, 또는 다른 유사한 장치와 같은 회로를 포함하는 반도체 장치의 성능에 관한 정보를 제공하도록 고려된다.
아울러, 멀티플렉싱 장치는 테스트 프로브들의 각각의 전극에 대한 전기적 연결의 독립된 제어를 위해 채용될 수 있고, 즉 복수의 테스트 프로브를 포함하는 기구 내에서, 제어는 각각의 전극에 대해 얻어진다. 이러한 멀티플렉싱 장치는 상이한 공간적 전극 구성에 의한 전기 테스트를 가능케 하여, 재료 테스트의 정확성 을 증가시키는 것으로 고려된다.
공지된 회로 및/또는 전기 패드 구성을 갖는 테스트 샘플과 같은 공지된 특성을 구비한 테스트 샘플을 제공하는 것은 양호하게는 둘 이상의 다점 프로브들의 보정 및 정렬을 가능케 한다.
전류 및 전압은 측정 및/또는 보정을 수행할 때, 2개의 프로브들 사이의 거리의 함수로서 감시된다.
프로브들이 테스트 샘플과 접촉하게 되고, 전기 신호가 하나 이상의 전극으로부터 송신되고, 프로브들의 상호 관련 위치의 함수로서 하나 이상의 잔여 전극을 거쳐 기록되거나, 수신되거나, 검출된다. 테스트 프로브들의 제어된 상호 관련 이동은 그 다음 전극들의 정렬에 대한 정보를 제공하고, 프로브들의 자동화된 보정 및 정렬이 그 다음 수행될 수 있다.
도16은 프로브(182', 184')들이 멀티플렉스 유닛(186', 188')을 거쳐 전기적으로 연결된 대안적인 테스트 기구의 개략도이다. 대안적인 기구는 하나 이상의 테스트 프로브 및/또는 전극의 하나 이상의 전극에 테스트 신호를 인가할 수 있는 가능성을 도시한다. 그 다음, 예를 들어 각각의 테스트 프로브 상에 하나씩, 2개의 프로브 아암에 테스트 신호를 인가하는 것이 가능하다.
아울러, 각각 자신의 고유한 주파수 대역으로 실질적으로 제한된 복수의 또는 여러 신호를 사용함으로써 상이하거나 동일한 프로브 아암을 사용하여 동일한 시간에서 둘 이상의 여러 측정을 실행하는 것이 가능하다.
도17은 프로브(200)의 대안적인 실시예의 개략도이다. 프로브는 기부 부 분(202) 및 기부(202)로부터 연장되는 외팔보(204)를 포함한다. 외팔보(204)는 직사각형이고, 전체 외팔보(204)를 가로질러 실질적으로 동일한 두께를 갖는다.
도17 - 도25에 도시된 프로브들은 지지 기부 부분과, 외팔보 부분 및 기부 부분에 연결된 부분을 형성하는 단일 기판을 포함한다. 지지 기부 및 기판은 동일한 재료 또는 상이한 재료들로부터 형성될 수 있다.
도18은 기부 부분(212) 및 외팔보 부분(214)을 포함하는 프로브(210)의 개략도이다. 외팔보 부분은 본체(212)로부터 연장되고, 구역(216, 218, 220)을 포함한다. 구역(218)의 폭은 각각 구역(216, 220)의 폭보다 더 작다. 구역(216, 220)에 비해 감소된 구역(218)의 폭은 외팔보 부분(214)에 더 큰 가요성을 주는 것으로 고려된다. 구역(216, 220)들의 폭은 실질적으로 동일한 것으로 도시되어 있다.
도17에 도시된 프로브(200)의 가요성을 비교할 때, 외팔보 부분(204, 214)들의 전체 길이가 각각 실질적으로 동일하면, 프로브(210)는 표 1에 표시된 바와 같이 더 큰 가요성을 제공한다.
표 1은 5 또는 10μN의 힘이 각각 테스트 프로브의 외팔보 부분의 말단 단부의 코너들 중 하나에 인가될 때, 도17 - 도25에 도시된 바와 같은 프로브들의 외팔보 부분의 종방향 중심축을 따른 이동의 정도를 도시한다.
[표 1]
상한/㎛ 하한/㎛ 각도/° 힘/μN
프로브(200) 54.58 53.63 1.360902694 5
프로브(200) 48.44 46.71 2.478815092 10
프로브(210) 51.31 49.92 1.991429077 5
프로브(210) 42.40 39.75 3.798622703 10
프로브(222) 47.72 45.97 2.507490091 5
프로브(222) 36.03 32.78 4.660405799 10
프로브(234) 40.21 37.61 3.726848698 5
프로브(234) 27.43 23.25 5.998312245 10
프로브(252) 34.79 31.47 4.761011744 5
프로브(252) 22.42 17.56 6.978577604 10
프로브(264) 47.43 45.36 2.966380202 5
프로브(264) 35.65 32.00 5.235498446 10
프로브(280) 45.21 42.88 3.339366856 5
프로브(280) 32.62 28.59 5.782320515 10
프로브(290) 19.55 -6.71 19.14690626 5
프로브(290) 7.03 -21.09 20.55674872 10
표 2는 도17 - 도25에 도시된 프로브들의 스프링 상수를 도시한다.
[표 2]
프로브명 스프링 상수(N/m)
프로브(200) 0.81
프로브(210) 0.50
프로브(222) 0.40
프로브(234) 0.22
프로브(252) 0.17
프로브(264) 0.33
프로브(280) 0.28
프로브(290) 0.06
도19는 기부 부분(224) 및 외팔보 부분(226)을 갖는 프로브(222)의 개략도이다. 외팔보 부분(226)은 3개의 섹션 또는 구역(228, 230, 232)을 포함한다. 프로브(222)를 도18에 도시된 프로브(210)와 비교하면, 구역(230)은 구역(218)보다 더 짧고 더 좁으며, 구역(232)은 구역(220)보다 더 크고, 즉 더 길고 더 넓다. 표 1에서 보이는 바와 같이, 프로브(222)는 프로브(210)보다 더 큰 가요성을 제공한다.
도20은 지지 본체(236) 및 외팔보 부분(238)을 포함하는 프로브(234)의 개략도이다. 외팔보 부분은 3개의 구역 또는 섹션(240, 242, 244)을 포함한다. 중간 섹션(242)은 3개의 개구 또는 개방부(246, 248, 250)를 포함한다. 개방부(246, 248, 250)들은 외팔보(230)를 따라 연장되는 직사각형 개방부로서 도시되어 있다. 개방부(246, 248, 250)들은 섹션(242)을 통해 연장될 수 있거나, 대안적으로 섹션(242)을 통해 부분적으로 연장되어, 지붕 또는 트렌치에 의해 구성될 수 있다.
섹션(242)은 또한 구역(240, 244)에 비해 더 작은 두께를 갖는 것으로 도시되어 있다. 추가적으로, 구역(240, 244)은 각도 측면(254, 256, 258, 260)을 포함한다. 각도 측면은 외팔보의 중량을 감소시키고 외팔보(238)의 개선된 가요성을 제공하는 것으로 고려된다.
현재의 도면에서, 도시된 바와 같은 중간 섹션들은 분리된 부분들로서 인지될 수 있지만, 현재 양호한 실시예에서, 전체 외팔보는 재료의 하나의 단일편으로부터 구성된다. 바아 또는 개구가 양호하게는 외팔보 부분의 중간 섹센을 에칭함으로써 형성된다.
도21은 도20에 도시된 프로브(234)와 유사한 구성을 갖는 프로브(252)의 개략도이다. 그러나, 섹션(254)은 도20의 섹션(242)에 비해 더 큰 개구 또는 더 좁은 바아를 포함한다. 표 1에서 보이는 바와 같이, 프로브(252)는 프로브(234)보다 더 큰 각도 이동성을 제공한다.
도22에 도시된 프로브(264)는 2개의 측면 바아(276, 278)와 함께, 2개의 넓은 바아(270, 274) 및 2개의 작은 바아(268, 272)를 갖는다.
프로브(264)의 중간 섹션(266)의 측면 내에서, 바아(276, 278)는 2개의 작은 바아(268, 272)와 L-형 구조를 형성한다. L-형 구조는 외팔보 부분 내에 그러한 구조를 갖지 않는 프로브에 비해, 프로브가 다른 지점에서 휘어지게 하는 것을 보였다. 중간 섹션의 모서리 또는 측면은 L-형 단면 또는 프로파일을 갖는다고 말할 수 있다.
도23은 3개의 동일하게 넓은 개구(284, 286, 288)를 갖는 중간 섹션(282)을 구비한 프로브(280)를 개략적으로 도시한다. 외팔보 부분의 전체 구조는 도22의 프로브(264)와 유사하다. 프로브(280)는 도22의 프로브에 도시된 것과 같은 L-형 구조를 갖는다.
도24는 지지 본체(294)로부터 연장되는 기다란 외팔보 부분(292)을 갖는 프 로브(290)의 개략도이다. 외팔보(292)는 외팔보를 지지 본체(294)에 연결하는 외팔보 부분보다 더 넓은 헤드 부분(296)을 포함한다. 본체(294)로부터 이격된 헤드(296)의 모서리(298) 상에, 인발 성형 부분이 형성된다. 모서리(298)의 부분은 외팔보 헤드에 추가의 중량을 제공하고, 표 1에서 보이는 바와 같이, 구조물은 다른 프로브에 비해 더 큰 이동성을 제공한다.
도25는 도24의 프로브(292)의 일 부분의 확대도이다.
도24 및 도25에 도시된 프로브의 외팔보의 프로브 헤드 또는 말단 부분은 본 명세서에서 도시되고 설명된 임의의 다른 프로브 구성과 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
표 1은 도17 - 도24에서 설명되고 전술한 바와 같은 프로브로부터의 시뮬레이션 데이터를 포함한다. 표는 프로브의 외팔보 부분의 일 측면에 5 또는 10μN의 힘을 인가한 결과를 포함한다. 결과는 상기 방향으로의 이동과 함께 프로브의 각도 이동을 도시한다.
도17 - 도24에 도시된 프로브는 개구를 갖는 것으로 언급되었지만, 다른 대안적인 실시예에서, 프로브는 중간 구역 또는 섹션이 상이한 두께를 구비한 복수의 구역들을 한정하도록 단지 부분적으로 에칭된 구역을 가질 수 있다. 상이한 두께를 구비한 이러한 구역들은 프로브, 또는 적어도 프로브의 외팔보 부분에 개선된 가요성을 주는 것으로 고려된다.
테스트 샘플의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 기계에서, 테스트 프로브가 테스트 샘플과의 충분한 전기적 및 기계적 접촉을 갖는지를 결정하기 위한 전통적인 방법은 테스트 프로브를 테스트 샘플 내로 또는 그 위로 밀어넣은 후에 테스트 샘플 내에 만들어진 표시 또는 흔적을 조사하는 것이다. 전통적으로, 방법은 테스트 프로브를 테스트 샘플과 접촉하도록 이동시키는 것을 포함하고, 테스트 프로브가 테스트 샘플과 접촉을 이룬 후에, 테스트 프로브는 테스트 샘플 내로 훨씬 더 이동되거나 가압되어, 테스트 샘플의 접촉 구역 내에 표시 또는 흔적을 생성한다. 이러한 공정에 대해 때때로 사용되는 용어는 오버드라이브이다.
표시 및/또는 흔적은 그 다음 테스트 프로브와 테스트 샘플 사이의 전기적 접촉의 품질을 평가하기 위해 검사된다. 평가는 그 다음 단지 테스트가 수행된 후에 행해지고, 테스트 프로브는 테스트 샘플로부터 멀리 이동되고, 아울러 평가는 단지 간접적으로 행해진다.
본원에서 설명되는 프로브 및 테스트 기계는 테스트 프로브와 테스트 샘플 사이의 전기적 접촉을 확인하는 대안적인 방법을 위해 이용될 수 있다. 대안적인 방법은 테스트 샘플의 테스트 구역 또는 각각의 테스트 구역과 접촉하는 2개의 프로브 헤드를 갖는 것을 포함하여, 2개의 테스트 프로브 헤드 사이의 전기 저항이 테스트 프로브와 테스트 샘플 사이의 전기적 접촉의 직접 측정인 2점 측정을 가능케 한다.
저항의 결정은 테스트 구역과 접촉하는 테스트 프로브 헤드들 중 하나를 통해 전기 신호를 보내거나 송신하는 것과, 다른 테스트 프로브 헤드 상에서 결과적인 신호를 샘플링 또는 측정하는 것을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 둘 이상의 테스트 프로브 헤드가 테스트 구역과 접촉할 수 있다. 전기 신호는 DC 신 호 또는 AC 신호일 수 있고, HF 또는 RF와 같은 고주파 또는 저주파일 수 있다.
본 발명은 본 발명을 특징짓는 다음의 요점들의 임의의 특징을 포함할 수 있다.
1. 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브이며,
일 방향으로 가요성인 가요성 외팔보 부분 및 기부 부분을 각각 구성하는 대향하는 제1 및 제2 부분을 한정하는 지지 본체와,
외팔보 부분 내의 적어도 하나의 전도성 프로브 아암을 포함하고,
외팔보 부분은 일 방향에 대해 실질적으로 직교하는 외측 평탄 표면을 한정하고, 기부 부분은 협동식 테스트 기계 내에 고정되도록 적응되고,
적어도 하나의 전도성 프로브 아암 각각은 기부 부분에 대향하여 위치되고,
외팔보 부분은 대향하는 제1 및 제2 영역을 한정하고, 제2 영역은 기부 부분과 접촉하고, 제1 영역은 제1 및 제2 측표면을 한정하고, 제1 및 제2 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제1 각도를 한정하고, 제1 폭이 제1 및 제2 측표면들 사이에 한정되고, 제2 영역은 제3 및 제4 측표면을 한정하고, 제3 및 제4 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제2 각도를 한정하고, 제2 폭이 제3 및 제4 측표면들 사이에 한정되고, 제2 폭은 제1 폭과 동일하고 그리고/또는 그 보다 더 작은 프로브.
2. 항목 1에 있어서, 제1 및 제2 측표면들은 실질적으로 평행하고 그리고/또는 제3 및 제4 측표면들은 실질적으로 평행한 프로브.
3A. 항목 1 또는 2에 있어서, 제1 각도는 60 내지 90° 사이이고, 그리고/또 는 제2 각도는 대략 60 내지 90°이고, 제1 각도는 제2 각도와 동일하거나 다른 프로브.
3B. 항목 1 또는 2에 있어서, 제1 각도는 60 내지 90° 사이, 양호하게는 90미만이고, 그리고/또는 제2 각도는 대략 60 내지 90°, 양호하게는 90°미만이고, 제1 각도는 제2 각도와 동일하거나 다른 프로브.
4. 항목 1 - 3A 또는 1 - 3B 중 어느 하나에 있어서, 제2 영역은 또한 제1 상부 표면 및 대향하며 평행한 제1 바닥 표면을 한정하고, 제2 영역은 또한 제2 상부 표면 및 대향하며 평행한 제2 바닥 표면을 한정하고, 기부 부분은 제3 상부 표면을 한정하고, 제1, 제2, 및 제3 상부 표면들은 실질적으로 평행하고,
외측 평탄 표면은 제1 상부 표면 및/또는 제2 상부 표면에 의해 구성되고,
제1 두께가 제1 상부 표면과 제1 바닥 표면 사이에 한정되고,
제2 두께가 제2 상부 표면과 제2 바닥 표면 사이에 한정되고,
제2 두께는 제1 두께보다 더 작거나 동일한 프로브.
5. 항목 4에 있어서, 제2 두께는 제2 영역 전체 및/또는 제2 영역의 특정 부분을 가로질러 한정되는 프로브.
6. 항목 4 또는 5에 있어서, 제1 상부 표면 및 제2 상부 표면은 실질적으로 공통 평면이고, 그리고/또는 제1 상부 표면 및 제3 상부 표면은 실질적으로 공통 평면이고, 그리고/또는 제2 상부 표면 및 제3 상부 표면은 실질적으로 공통 평면이고, 그리고/또는 제1, 제2, 또는 제3 상부 표면들은 모두 공통 평면이 아닌 프로브.
7. 항목 4 또는 5에 있어서, 제1 및 제2 바닥 표면들은 실질적으로 공통 평면인 프로브.
8. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서,
제2 영역은 제2 상부 표면으로부터 제2 바닥 표면으로 연장되는 적어도 하나의 개구를 포함하는 프로브.
9. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서,
제2 영역은 제2 두께보다 더 작게 연장되는 적어도 하나의 만입부를 포함하는 프로브.
10. 항목 8 또는 9에 있어서, 개구 또는 만입부 중 적어도 하나는 실질적으로 원형인 기하학적 형상, 실질적으로 타원형인 기하학적 형상, 실질적으로 정사각형인 기하학적 형상, 실질적으로 장방형인 기하학적 형상, 실질적으로 삼각형인 기하학적 형상, 절두 삼각형 기하학적 형상, 임의의 다각형인 기하학적 형상, 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 개방부를 한정하는 프로브.
11. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서,
제2 영역은 제2 상부 표면 및/또는 제2 바닥 표면 내에 적어도 하나의 홈을 포함하는 프로브.
12. 항목 11에 있어서, 적어도 하나의 홈 중 적어도 하나는 제3 측면으로부터 제4 측면으로 연장되는 프로브.
13. 항목 11에 있어서, 적어도 하나의 홈은 제2 폭보다 더 작게 연장되는 프로브.
14. 항목 11 - 13 중 어느 하나에 있어서, 홈들 중 적어도 하나는 둥근 단면, 정사각형 단면, 직사각형 단면, 삼각형 단면, 절두 삼각형 단면, 임의의 다각형 단면, 또는 이들의 임의의 조합을 한정하는 프로브.
15. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서,
제3 및/또는 제4 측면은 제2 상부 표면으로부터 제2 바닥 표면으로 또는 제2 바닥 표면으로부터 제2 상부 표면으로 적어도 부분적으로 연장되는 트렌치를 포함하는 프로브.
16. 항목 15에 있어서,
트렌치는 둥근 단면, 정사각형 단면, 직사각형 단면, 삼각형 단면, 절두 삼각형 단면, 또는 이들의 임의의 조합을 한정하는 프로브.
17. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서, 프로브는 실질적으로 금속 재료, 합금, 반도체 재료, 결정형 또는 무정형 재료, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 만들어지고, 양호하게는 프로브는 SiO2, Si3N4, Si 또는 SOI 장치, 또는 대안적으로 임의의 언급된 재료를 포함하는 층상화된 구조물로부터 만들어지는 프로브.
18. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서, 프로브는 복수의 전도성 프로브 아암 각각에 대한 전기적 연결을 확립하기 위한 전도성 경로를 더 포함하는 프로브.
19. 항목 17에 있어서, 전도성 경로는 기부 부분으로부터 외팔보 부분으로 연장되는 프로브.
20. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서, 복수의 전도성 프로브 아암은 외측 평탄 표면에 위치되는 프로브.
21. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서,
제1 폭은 75 내지 750 마이크로미터, 75 내지 500 마이크로미터, 80 내지 350 마이크로미터, 85 내지 250 마이크로미터, 90 내지 150 마이크로미터, 60 내지 90 마이크로미터, 90 내지 110 마이크로미터, 110 내지 190 마이크로미터, 190 내지 240 마이크로미터, 240 내지 290 마이크로미터, 290 내지 340 마이크로미터, 340 내지 440 마이크로미터, 440 내지 550 마이크로미터, 550 내지 650 마이크로미터, 650 내지 800 마이크로미터, 양호하게는 100 마이크로미터와 같은, 50 내지 800 마이크로미터이고,
제2 폭은 50 내지 250 마이크로미터, 75 내지 200 마이크로미터, 100 내지 175 마이크로미터, 120 내지 150 마이크로미터, 40 내지 80 마이크로미터, 80 내지 120 마이크로미터, 120 내지 160 마이크로미터, 160 내지 200 마이크로미터, 200 내지 230 마이크로미터, 230 내지 280 마이크로미터, 280 내지 300 마이크로미터와 같은, 40 내지 300 마이크로미터인 프로브.
22. 항목 1 - 20 중 어느 하나에 있어서,
제1 폭은 1 cm 내지 5.5 cm, 1.5 cm 내지 5 cm, 2 cm 내지 4.5 cm, 2.5 cm 내지 4 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 0.1 cm 내지 0.5 cm, 0.5 cm 내지 1 cm, 1 cm 내지 1.5 cm, 1.5 cm 내지 2 cm, 2 cm 내지 2.5 cm, 2.5 cm 내지 3 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 3.5 cm 내지 4 cm, 4 cm 내지 4.5 cm, 4.5 cm 내지 5 cm, 5 cm 내지 5.5 cm, 5.5 cm 내지 6 cm와 같은, 0.1 cm 내지 6 cm이고,
제2 폭은 1 cm 내지 5.5 cm, 1.5 cm 내지 5 cm, 2 cm 내지 4.5 cm, 2.5 cm 내지 4 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 0.1 cm 내지 0.5 cm, 0.5 cm 내지 1 cm, 1 cm 내지 1.5 cm, 1.5 cm 내지 2 cm, 2 cm 내지 2.5 cm, 2.5 cm 내지 3 cm, 3 cm 내지 3.5 cm, 3.5 cm 내지 4 cm, 4 cm 내지 4.5 cm, 4.5 cm 내지 5 cm, 5 cm 내지 5.5 cm, 5.5 cm 내지 6 cm와 같은, 0.1 cm 내지 6 cm인 프로브.
23. 상기 항목들 중 어느 하나에 있어서, 외팔보 부분은 말단 단부에서 둥근 모서리를 갖는 프로브.
24. 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 장치이며,
(a) 테스트 샘플을 수납하여 지지하기 위한 수단과,
(b) 테스트 신호를 발생시키기 위한 전기 발생 수단 및 측정 신호를 검출하기 위한 전기 측정 수단을 포함하는 전기적 특성 테스트 수단과,
(c) 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브를 포함하고,
프로브는,
1. 일 방향으로 가요성인 가요성 외팔보 부분 및 기부 부분을 각각 구성하는 대향하는 제1 및 제2 부분을 한정하는 지지 본체와,
2. 외팔보 부분 내의 복수의 전도성 프로브 아암을 포함하고,
3. 외팔보 부분은 일 방향에 대해 실질적으로 직교하는 외측 평탄 표면을 한정하고, 기부 부분은 협동식 테스트 기계 내에 고정되도록 적응되고,
각각의 전도성 프로브 아암은 외팔보 부분으로부터 기부 부분에 대향하여 자유롭게 연장되어, 각각의 전도성 프로브 아암에 가요성 운동을 제공하고,
외팔보 부분은 대향하는 제1 및 제2 영역을 한정하고, 제2 영역은 기부 부분과 접촉하고, 제1 영역은 제1 및 제2 측표면을 한정하고, 제1 및 제2 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제1 각도를 한정하고, 제1 폭이 제1 및 제2 측표면들 사이에 한정되고, 제2 영역은 제3 및 제4 측표면을 한정하고, 제3 및 제4 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제2 각도를 한정하고, 제2 폭이 제3 및 제4 측표면들 사이에 한정되고,
4. 제2 폭은 제1 폭과 동일하고 그리고/또는 그 보다 더 작은 테스트 장치.
테스트 장치는,
(d) 전도성 프로브 아암이 전기적 특성의 테스트를 수행하기 위해 테스트 샘플의 특정 위치와 접촉되게 하도록 테스트 샘플에 대해 프로브를 이동시키기 위한 왕복 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
25. 항목 24에 있어서, 전기적 특성 테스트 수단은 테스트 샘플의 전기적 특성 검사를 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
26. 항목 24 - 25에 있어서, 왕복 수단은 프로브의 기부 부분을 협동식으로 수납하도록 적응된 유지 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
27. 항목 25 - 26에 있어서, 테스트 샘플을 가로질러 유지 수단을 위치 설정하고 테스트 샘플에 대한 유지 수단의 위치를 기록하기 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
28. 항목 24 - 27에 있어서, 위치 설정 수단은 테스트 샘플에 대해 공통 평면인 방향 및 테스트 샘플에 대해 직교하는 방향인, 모든 공간적 방향으로의 가동성을 포함하는 테스트 장치.
29. 항목 24 - 28에 있어서, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
30. 항목 24 - 29에 있어서, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 테스트 샘플의 표면에 대해 평행한 축을 따른 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
31. 항목 24 - 30에 있어서, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 테스트 샘플의 표면에 대해 직교하는 축을 따른 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
32. 항목 24 - 31에 있어서, 위치 설정 수단은 테스트 샘플과 프로브를 위한 수단 사이의 접촉을 감지하기 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
33. 항목 24 - 32에 있어서, 프로브는 항목 2 - 23 중 어느 하나의 임의의 특징을 더 포함하는 테스트 장치.
34. 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법이며,
평탄 표면 및 모서리를 한정하고, 제1 결정면을 더 한정하는 지지 기판을 제공하는 단계와,
모서리에서 표면 상의 제1 노출 구역을 한정하는 제1 마스크를, 지지 기판의 표면에 제공하는 단계와,
특정 에칭 시약을 제공하는 단계와,
평탄 표면 및 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판을 제공하는 단계와,
특정 에칭 시약을 사용하여 프로브 기판으로부터 프로브를 형성할 때, 제1 및 제2 결정면들이 동일하게 위치되도록 프로브 기판을 위치 설정하는 단계를 포함하고,
리세스가 제1 노출 구역을 에칭하는 에칭 시약에 의해 형성되고, 리세스는 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 바닥벽을 한정하고, 프로브는 제1 측벽 및 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하는 방법.
35. 항목 34에 있어서, 특정 에칭 시약은 특정 농도로 제공되는 방법.
36. 항목 34 또는 35에 있어서, 에칭이 수행되는 특정 온도를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
37. 항목 34 - 36 중 어느 하나에 있어서, 에칭이 수행되는 특정 압력을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
38. 항목 34 - 37 중 어느 하나에 있어서, 특정 에칭 시약 및/또는 온도 및/또는 특정 압력은 특정 시간 동안 적용되는 방법.
39. 항목 34 - 38 중 어느 하나에 있어서, 지지 기판 및/또는 프로브 기판은 Si, GaAs, 또는 임의의 다른 반도체 재료인 방법.
40. 항목 34 - 39 중 어느 하나에 있어서,
제2 마스크를 바닥 벽에 제공하는 단계를 더 포함하고,
제2 마스크는 제2 노출 구역을 한정하고, 돌출 구역이 특정 에칭 시약을 사용하여 제2 노출 구역을 에칭함으로써 바닥 표면 내에 형성되는 방법.
41. 항목 40에 있어서, 돌출 구역은 실질적으로 정사각형, 직사각형, 삼각형, 절두 피라미드, 다각형, 반원형, 부분 원형, 반타원형, 부분 타원형 기하학적 형상 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 단면을 한정하는 방법.
42. 항목 34 - 41 중 어느 하나에 있어서, 제1 측벽 및/또는 제2 측벽 및/또는 단부 벽 내에 적어도 하나의 전도성 구역을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
43. 항목 42에 있어서, 평탄 표면 상으로 적어도 하나의 전도성 구역을 연장시키는 단계를 더 포함하는 방법.
44. 항목 34 - 43 중 어느 하나에 있어서, 프로브를 리세스와 정렬되도록 위치 설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
45. 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 장치이며,
표면 및 모서리를 한정하며, 제1 결정면을 한정하는 지지 기판과,
지지 기판 내의 모서리에서 표면 내에 특정 에칭 시약에 의해 형성되어, 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 바닥 벽을 한정하는 리세스와,
프로브가 제1 측벽 및 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하도록, 특정 에칭 시약을 사용하여 표면 및 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판으로부터 형성되어, 리세스 내에 수납되는 프로브를 포함하는 장치.
46. 항목 45에 있어서, 프로브는,
일 방향으로 가요성인 가요성 외팔보 부분 및 기부 부분을 각각 구성하는 대향하는 제1 및 제2 부분을 한정하는 지지 본체와,
외팔보 부분 내의 적어도 하나의 전도성 프로브 아암을 포함하고,
외팔보 부분은 일 방향에 대해 실질적으로 직교하는 외측 평탄 표면을 한정하고, 기부 부분은 리세스 내에 수납되도록 적응되고,
적어도 하나의 전도성 프로브 아암 각각은 기부 부분에 대향하여 위치되고,
외팔보 부분은 대향하는 제1 및 제2 영역을 한정하고, 제2 영역은 기부 부분과 접촉하고, 제1 영역은 제1 및 제2 측표면을 한정하고, 제1 및 제2 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제1 각도를 한정하고, 제1 폭이 제1 및 제2 측표면들 사이에 한정되고, 제2 영역은 제3 및 제4 측표면을 한정하고, 제3 및 제4 측표면 각각은 외측 평탄 표면과 제2 각도를 한정하고, 제2 폭이 제3 및 제4 측표면들 사이에 한정되고,
제2 폭은 제1 폭과 동일하고 그리고/또는 그 보다 더 작은 장치.
47. 항목 45 또는 46에 있어서, 바닥 벽은 돌출 부분을 포함하고, 프로브는 협동식 홈을 포함하는 장치.
48. 항목 47에 있어서, 돌출 부분은 실질적으로 정사각형, 직사각형, 삼각형, 절두 피라미드, 다각형, 반원형, 부분 원형, 반타원형, 부분 타원형 단면 또는 이들의 임의의 조합을 한정하는 장치.
49. 항목 47 또는 48에 있어서, 돌출 부분은 제1 측벽으로부터 제2 측벽으로 연장되는 장치.
50. 항목 47 또는 48에 있어서, 돌출 부분은 제1 측벽으로부터 단부 벽으로 연장되고, 그리고/또는 돌출 부분은 제2 측벽으로부터 단부 벽으로 연장되는 장치.
51. 항목 45 - 50 중 어느 하나에 있어서, 지지 기판은 적어도 하나의 기판 정렬 표지를 더 포함하고, 프로브는 적어도 하나의 대응하는 프로브 정렬 표지를 포함하는 장치.
52. 항목 51에 있어서, 기판 정렬 표지 및/또는 프로브 정렬 표지는 에칭된 정렬 리세스 및/또는 정렬 돌출 부분으로서 형성되는 장치.
53. 항목 45 - 52 중 어느 하나에 있어서, 지지 기판은 적어도 2개의 리세스 및/또는 적어도 2개의 프로브를 포함하는 장치.
54. 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 장치이며,
(b) 테스트 샘플을 수납하여 지지하기 위한 수단과,
(c) 테스트 신호를 발생시키기 위한 전기 발생 수단 및 측정 신호를 검출하기 위한 전기 측정 수단을 포함하는 전기적 특성 테스트 수단과,
테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브를 포함하고,
프로브는 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 장치 내에 수납되고,
장치는 표면 및 모서리를 한정하고, 제1 결정면을 한정하는 지지 기판과, 지 지 기판의 모서리에서 표면 내에 특정 에칭 시약에 의해 형성된 리세스를 포함하고, 리세스는 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 표면으로부터 최소 높이를 한정하는 바닥 벽을 한정하고,
프로브는 프로브가 제1 측벽 및 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하도록, 특정 에칭 시약을 사용하여 표면 및 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판으로부터 형성되고, 프로브는 리세스 내에 수납되고,
테스트 장치는,
(d) 프로브 상에 위치된 하나 이상의 전도성 프로브 아암이 전기적 특성의 테스트를 수행하기 위해 테스트 샘플의 특정 위치와 접촉되게 하도록 테스트 샘플에 대해 프로브를 이동시키기 위한 왕복 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
55. 항목 54에 있어서, 전기적 특성 테스트 수단은 테스트 샘플의 전기적 특성 검사를 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
56. 항목 54 또는 55에 있어서, 테스트 샘플을 가로질러 유지 수단을 위치 설정하고 테스트 샘플에 대한 유지 수단의 위치를 기록하기 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
57. 항목 54 - 56 중 어느 하나에 있어서, 위치 설정 수단은 테스트 샘플에 대해 공통 평면인 방향 및 테스트 샘플에 대해 직교하는 방향인, 모든 공간적 방향으로의 가동성, 및/또는 프로브를 위한 수단에 대해 각도 위치를 제공하기 위해 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 포함하는 테스트 장치.
58. 항목 54 - 57 중 어느 하나에 있어서, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 테스트 샘플의 표면에 대해 평행한 축을 따른 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
59. 항목 54 - 58 중 어느 하나에 있어서, 위치 설정 수단은 프로브를 위한 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 테스트 샘플의 표면에 대해 직교하는 축을 따른 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
60. 항목 54 - 59 중 어느 하나에 있어서, 위치 설정 수단은 테스트 샘플과 프로브를 위한 수단 사이의 접촉을 감지하기 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
61. 항목 54 - 60 중 어느 하나에 있어서, 프로브는 항목 33 - 53 중 어느 하나의 임의의 특징을 더 포함하는 테스트 장치.
62. 전기적 특성을 테스트하기 위한 방법이며,
ⅰ) 일 구역이 그 위에 한정되어 있는 제1 표면을 한정하는 테스트 샘플을 제공하는 단계와,
ⅱ) 테스트 샘플 상의 각각의 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 제1 프로브 아암을 포함하는 제1 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅲ) 테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 제2 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅳ) 제1 및 제2 테스트 프로브를 각각 수납하기 위한 제1 및 제2 홀더를 포 함하는 테스트 장치를 제공하는 단계와,
ⅴ) 제1 테스트 프로브의 프로브 아암의 전극을 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계와,
ⅵ) 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암의 적어도 하나의 전극을 제1 테스트 프로브로부터 이격된 위치에서 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계와,
ⅶ) 제1 테스트 프로브의 전극들 중 적어도 하나로부터, 또는 대안적으로 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극으로부터 테스트 신호를 송신하는 단계와,
ⅷ) 제1 및 제2 테스트 프로브들 사이의 테스트 신호 송신을 검출하는 단계를 포함하고,
각각의 홀더는 각각의 홀더를 3차원으로 위치시키고 그리고/또는 재위치시키기 위한 위치 설정 장치를 포함하고, 테스트 장치는 제1 테스트 프로브의 각각의 전극 및 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되고, 테스트 장치는 테스트 샘플을 제1 및 제2 테스트 프로브에 대한 특정 배향으로 수납하여 유지하기 위한 샘플 홀더를 더 포함하는 방법.
63. 항목 62에 있어서, 단계 ⅵ) 이후에 다음의 중간 단계들을 더 포함하는 방법.
a) 자장을 발생시키기 위한 자장 발생기를 제공하는 단계, 및
b) 자장의 자력선이 테스트 샘플의 구역과 특정 배향을 한정하도록 자장 발생기를 위치시키는 단계.
64. 항목 62 또는 63에 있어서,
c) 제1 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키고 그리고/또는 제2 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키는 단계와,
d) 단계 ⅶ) 및/또는 중간 단계 a) 및/또는 b)를 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.
65. 전기적 특성을 테스트하기 위한 방법이며,
ⅰ) 일 구역이 그 위에 한정되어 있는 제1 표면을 한정하는 테스트 샘플을 제공하는 단계와,
ⅱ) 테스트 샘플 상의 각각의 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 제1 프로브 아암을 포함하는 제1 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅲ) 테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 제2 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
ⅳ) 제1 및 제2 테스트 프로브를 각각 수납하기 위한 제1 및 제2 홀더를 포함하는 테스트 장치를 제공하는 단계와,
ⅴ) 제1 테스트 프로브의 프로브 아암의 전극을 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계와,
ⅵ) 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암의 적어도 하나의 전극을 제1 테스트 프로브로부터 이격된 위치에서 구역과 접촉하도록 위치시키는 단계 와,
ⅶ) 자장을 발생시키기 위한 자장 발생기를 제공하는 단계와,
ⅷ) 자장의 자력선이 테스트 샘플의 구역과 특정 배향을 한정하도록 자장 발생기를 위치시키는 단계와,
ⅸ) 제1 및/또는 제2 테스트 프로브에서 전기 신호를 검출하는 단계를 포함하고,
각각의 홀더는 각각의 홀더를 3차원으로 위치시키고 그리고/또는 재위치시키기 위한 위치 설정 장치를 포함하고, 테스트 장치는 제1 테스트 프로브의 각각의 전극 및 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되고, 테스트 장치는 테스트 샘플을 제1 및 제2 테스트 프로브에 대한 특정 배향으로 수납하여 유지하기 위한 샘플 홀더를 더 포함하는 방법.
66. 항목 64에 있어서,
a) 제1 테스트 프로브의 전극들 중 적어도 하나로부터, 또는 대안적으로 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극으로부터 테스트 신호를 송신하는 단계와,
b) 제1 및 제2 테스트 프로브들 사이의 테스트 신호 송신을 검출하는 단계를 더 포함하는 방법.
67. 항목 65 또는 66에 있어서,
c) 제1 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키고 그리고/또는 제2 테스트 프로브를 구역에 대해 재위치 또는 이동시키는 단계와,
d) 단계 ⅸ) 및/또는 단계 a) 및/또는 b)를 반복하는 단계를 더 포함하는 방 법.
68. 항목 62 - 67 중 어느 하나에 있어서, 제2 테스트 프로브는 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 프로브 아암을 포함하는 방법.
69. 항목 67 - 68 중 어느 하나에 있어서, 위치 설정 장치는 압전 액추에이터에 의해 구성되는 방법.
70. 항목 62 - 69 중 어느 하나에 있어서,
복수의 전극 패드가 테스트 샘플의 표면 상에 한정되고,
방법은,
제1 특정 전극을 제2 특정 전극 패드와 접촉시키고, 제3 특정 전극을 제4 특정 전극 패드와 접촉시키는 단계와,
제1 또는 제3 특정 전극으로부터 테스트 신호를 송신하는 단계와,
제3 또는 제1 전극들 사이의 테스트 신호 송신을 각각 검출하는 단계를 더 포함하는 방법.
71. 항목 62 - 70 중 어느 하나에 있어서, 제1 테스트 프로브의 프로브 아암들은 실질적으로 평행하고, 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정하는 방법.
72. 항목 71에 있어서,
제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 평행하도록 제1 및 제2 테스트 프로브를 배열하는 단계를 더 포함하는 방법.
73. 항목 71에 있어서,
제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 직각으로 배향되도록 제1 및 제2 테스트 프로브를 배열하는 단계를 더 포함하는 방법.
74. 항목 62 - 73 중 어느 하나에 있어서,
테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브를 제공하는 단계와,
적어도 하나의 추가의 테스트 프로브를 수납하여 유지하기 위해 테스트 장치 내에 적어도 하나의 추가의 홀더를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
75. 항목 74에 있어서,
적어도 하나의 추가의 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정하고,
방법은,
제1 프로브의 프로브 아암들이 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암과 제1 각도를 한정하고, 제1 프로브의 프로브 아암들이 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브의 하나의 프로브 아암과 제2 각도를 한정하는 배열로, 제1, 제2, 및 적어도 하나의 테스트 프로브를 배열하는 단계를 더 포함하는 방법.
76. 전기적 특성을 테스트하기 위한 장치이며,
하우징과,
각각의 홀더를 3차원으로 위치시키고 그리고/또는 재위치시키기 위한 위치 설정 장치를 각각 포함하고, 하우징 내에 장착된 제1 및 제2 테스트 프로브를 각각 수납하기 위한 제1 및 제2 홀더와,
테스트 샘플 상의 각각의 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 각각 포함하는 복수의 제1 프로브 아암을 포함하는 제1 테스트 프로브와,
테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 제2 테스트 프로브를 포함하고,
테스트 장치는 제1 테스트 프로브의 각각의 전극 및 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되고, 일 구역이 그 위에 한정되어 있는 제1 표면을 한정하는 테스트 샘플을 제1 및 제2 테스트 프로브에 대한 특정 배향으로 수납하여 유지하기 위한 샘플 홀더를 더 포함하고,
장치는,
구역과 접촉하는 제1 테스트 프로브의 전극들 중 적어도 하나를 거쳐, 또는 대안적으로 구역과 접촉하는 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 전극을 거쳐, 테스트 신호를 송신하기 위한 송신기에 전기적으로 연결된 테스트 신호를 발생시키기 위한 신호 발생기와,
제1 및 제2 테스트 프로브들 사이의 테스트 신호 송신을 검출하기 위한 검출 장치를 더 포함하는 장치.
77. 항목 76에 있어서, 위치 설정 장치는 압전 액추에이터에 의해 구성되는 장치.
78. 항목 76 - 77 중 어느 하나에 있어서, 제1 테스트 프로브의 프로브 아암들을 실질적으로 평행하고 제2 테스트 프로브의 프로브 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정하고,
제1 및 제2 테스트 프로브들은 제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 평행하도록 배열되고,
제1 및 제2 테스트 프로브들은 제1 테스트 프로브의 프로브 아암들이 제2 프로브 아암의 적어도 하나의 프로브 아암과 실질적으로 직각으로 배향되도록 배열되는 장치.
79. 항목 76 - 78 중 어느 하나에 있어서,
테스트 샘플 상의 일 위치와 접촉하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하는 적어도 하나의 프로브 아암을 포함하는 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브와,
적어도 하나의 추가의 테스트 프로브를 수납하여 유지하기 위한 테스트 장치의 하우징 내의 적어도 하나의 추가의 홀더를 더 포함하는 장치.
80. 항목 79에 있어서, 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암은 종방향 길이를 한정하고,
장치는 제1 프로브의 프로브 아암들이 제2 테스트 프로브의 적어도 하나의 프로브 아암과 제1 각도를 한정하고, 제1 프로브의 프로브 아암들이 적어도 하나의추가의 테스트 프로브의 하나의 프로브 아암과 제2 각도를 한정하는 배열로 배열된 제1, 제2, 및 적어도 하나의 추가의 테스트 프로브를 포함하는 장치.
항목들에서 언급된 임의의 특징들이 조합될 수 있다.

Claims (28)

  1. 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 방법이며,
    평탄 표면 및 모서리를 한정하며, 제1 결정면을 더 한정하는 상기 지지 기판을 제공하는 단계와,
    상기 모서리에서 상기 표면 상의 제1 노출 구역을 한정하는 제1 마스크를, 상기 지지 기판의 상기 표면에 제공하는 단계와,
    특정 에칭 시약을 제공하는 단계와,
    평탄 표면 및 상기 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판을 제공하는 단계와,
    상기 특정 에칭 시약을 사용하여 상기 프로브 기판으로부터 상기 프로브를 형성할 때, 상기 제1 및 상기 제2 결정면들이 동일하게 위치되도록 상기 프로브 기판을 위치 설정하는 단계를 포함하고,
    리세스가 상기 제1 노출 구역을 에칭하는 상기 에칭 시약에 의해 형성되고, 상기 리세스는 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 바닥벽을 한정하고, 상기 프로브는 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특정 에칭 시약은 특정 농도로 제공되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에칭이 수행되는 특정 온도를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭이 수행되는 특정 압력을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특정 에칭 시약 및/또는 상기 온도 및/또는 상기 특정 압력은 특정 시간 동안 적용되는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 기판 및/또는 상기 프로브 기판은 Si, GaAs, 또는 임의의 다른 반도체 재료인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 마스크를 상기 바닥 벽에 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 마스크는 제2 노출 구역을 한정하고, 돌출 구역이 상기 특정 에칭 시약을 사용하여 상기 제2 노출 구역을 에칭함으로써 상기 바닥 표면 내에 형성되는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 돌출 구역은 실질적으로 정사각형, 직사각형, 삼각형, 절두 피라미드, 다각형, 반원형, 부분 원형, 반타원형, 부분 타원형 기하학적 형상 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 단면을 한정하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측벽 및/또는 상기 제2 측벽 및/또는 상기 단부 벽 내에 적어도 하나의 전도성 구역을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 평탄 표면 상으로 상기 적어도 하나의 전도성 구역을 연장시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 프로브를 리세스와 정렬되도록 위치 설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 지지 기판에 대한 프로브의 정렬을 제공하기 위한 장치이며,
    표면 및 모서리를 한정하며, 제1 결정면을 한정하는 상기 지지 기판과,
    상기 지지 기판 내의 상기 모서리에서 상기 표면 내에 특정 에칭 시약에 의해 형성되어, 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 바닥 벽을 한정하는 리세스와,
    상기 프로브가 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하도록, 상기 특정 에칭 시약을 사용하여 표면 및 상기 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판으로부터 형성되어, 상기 리세스 내에 수납되는 프로브 를 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 프로브는,
    일 방향으로 가요성인 가요성 외팔보 부분 및 기부 부분을 각각 구성하는 대향하는 제1 및 제2 부분을 한정하는 지지 본체와,
    상기 외팔보 부분 내의 적어도 하나의 전도성 프로브 아암을 포함하고,
    상기 외팔보 부분은 상기 일 방향에 대해 실질적으로 직교하는 외측 평탄 표면을 한정하고, 상기 기부 부분은 상기 리세스 내에 수납되도록 적응되고,
    상기 적어도 하나의 전도성 프로브 아암 각각은 상기 기부 부분에 대향하여 위치되고,
    상기 외팔보 부분은 대향하는 제1 및 제2 영역을 한정하고, 상기 제2 영역은 상기 기부 부분과 접촉하고, 상기 제1 영역은 제1 및 제2 측표면을 한정하고, 상기 제1 및 제2 측표면 각각은 상기 외측 평탄 표면과 제1 각도를 한정하고, 제1 폭이 상기 제1 및 상기 제2 측표면들 사이에 한정되고, 상기 제2 영역은 제3 및 제4 측표면을 한정하고, 상기 제3 및 제4 측표면 각각은 상기 외측 평탄 표면과 제2 각도를 한정하고, 제2 폭이 상기 제3 및 상기 제4 측표면들 사이에 한정되고,
    상기 제2 폭은 상기 제1 폭과 동일하고 그리고/또는 그 보다 더 작은 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 바닥 벽은 돌출 부분을 포함하고, 상기 프로브는 협동식 홈을 포함하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 돌출 부분은 실질적으로 정사각형, 직사각형, 삼각형, 절두 피라미드, 다각형, 반원형, 부분 원형, 반타원형, 부분 타원형 단면 또는 이들의 임의의 조합을 한정하는 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 돌출 부분은 상기 제1 측벽으로부터 상기 제2 측벽으로 연장되는 장치.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 돌출 부분은 상기 제1 측벽으로부터 상기 단부 벽으로 연장되고, 그리고/또는 상기 돌출 부분은 상기 제2 측벽으로부터 상기 단부 벽으로 연장되는 장치.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 기판은 적어도 하나의 기판 정렬 표지를 더 포함하고, 상기 프로브는 적어도 하나의 대응하는 프로브 정렬 표지를 포함하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 기판 정렬 표지 및/또는 상기 프로브 정렬 표지는 에칭된 정렬 리세스 및/또는 정렬 돌출 부분으로서 형성되는 장치.
  20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 기판은 적어도 2개 의 리세스 및/또는 적어도 2개의 프로브를 포함하는 장치.
  21. 테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트 장치이며,
    (d) 테스트 샘플을 수납하여 지지하기 위한 수단과,
    (e) 테스트 신호를 발생시키기 위한 전기 발생 수단 및 측정 신호를 검출하기 위한 전기 측정 수단을 포함하는 전기적 특성 테스트 수단과,
    테스트 샘플의 특정 위치 상의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브를 포함하고,
    상기 프로브는 지지 기판에 대한 상기 프로브의 정렬을 제공하기 위한 장치 내에 수납되고,
    상기 장치는 표면 및 모서리를 한정하고, 제1 결정면을 한정하는 상기 지지 기판과, 상기 지지 기판의 상기 모서리에서 상기 표면 내에 특정 에칭 시약에 의해 형성된 리세스를 포함하고, 상기 리세스는 제1 측벽, 대향 제2 측벽, 모서리로부터 이격된 단부 벽, 및 상기 표면으로부터 최소 높이를 한정하는 바닥 벽을 한정하고,
    상기 프로브는 상기 프로브가 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽과 합동인 표면들을 한정하도록, 상기 특정 에칭 시약을 사용하여 표면 및 상기 제1 결정면과 동일한 제2 결정면을 한정하는 프로브 기판으로부터 형성되고, 상기 프로브는 상기 리세스 내에 수납되고,
    테스트 장치는,
    (e) 상기 프로브 상에 위치된 하나 이상의 전도성 프로브 아암이 전기적 특성의 상기 테스트를 수행하기 위해 상기 테스트 샘플의 상기 특정 위치와 접촉되게 하도록 상기 테스트 샘플에 대해 상기 프로브를 이동시키기 위한 왕복 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 전기적 특성 테스트 수단은 상기 테스트 샘플의 전기적 특성 검사를 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 테스트 샘플을 가로질러 상기 유지 수단을 위치 설정하고, 상기 테스트 샘플에 대한 상기 유지 수단의 위치를 기록하기 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치 설정 수단은 상기 테스트 샘플에 대해 공통 평면인 방향 및 상기 테스트 샘플에 대해 직교하는 방향인, 모든 공간적 방향으로의 가동성, 및/또는 상기 프로브를 위한 상기 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해 상기 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 포함하는 테스트 장치.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치 설정 수단은 상기 프로브를 위한 상기 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 상기 테스 트 샘플의 표면에 대해 평행한 축을 따른 상기 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치 설정 수단은 상기 프로브를 위한 상기 수단에 대해 각도를 이루는 위치를 제공하기 위해, 상기 테스트 샘플의 표면에 대해 직교하는 축을 따른 상기 유지 수단의 각도 이동을 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치 설정 수단은 상기 테스트 샘플과 상기 프로브를 위한 상기 수단 사이의 접촉을 감지하기 위한 수단을 더 포함하는 테스트 장치.
  28. 제21항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 제2항 내지 제20항 중 어느 한 항의 임의의 특징을 더 포함하는 테스트 장치.
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