KR20190132474A - 전기적 접촉의 검출을 포함하는 프로브 시스템 및 방법 - Google Patents

전기적 접촉의 검출을 포함하는 프로브 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기적 접촉 검출을 포함하는 프로브 시스템 및 방법으로서, 프로브 시스템은 프로브 조립체와 척을 포함한다. 프로브 시스템은 또한 프로브 조립체 및/또는 척을 작동적으로 반송하도록 구성된 반송 구조물 및 프로브 시스템과 테스트 대상 장치(DUT) 사이의 접촉을 검출하고 DUT의 동작을 테스트하도록 구성된 계측 패키지를 포함한다. 계측 패키지는 연속성 검출 회로, 테스트 회로 및 반송 구조물 제어 회로를 포함한다. 연속성 검출 회로는 제 1 프로브 전기적 전도체와 제 2 프로브 전기적 전도체 사이의 전기적 연속성을 검출하도록 구성된다. 테스트 회로는 DUT를 전기적으로 테스트하도록 구성된다. 반송 구조물 제어 회로는 반송 구조물의 동작을 제어하도록 구성된다. 방법은 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하고 모니터링에 기초하여 프로브 시스템의 동작을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

전기적 접촉의 검출을 포함하는 프로브 시스템 및 방법
본 출원은 2018년 3월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/934,672호 및 2017년 4월 4일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/481,245 호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 전체의 내용은 본원에 참조로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전기적 접촉의 검출을 포함하는 프로브 시스템 및 방법에 관한 것이다.
프로브 시스템은 테스트 대상 장치의 동작 또는 기능을 테스트하는데 사용될 수 있다. 이러한 프로브 시스템은 종종 테스트 대상 장치(DUT)의 하나 이상의 접촉 위치에 전기적으로 접촉하도록 구성된 복수의 프로브를 포함한다. 이러한 프로브 시스템에서, 복수의 프로브와 하나 이상의 접촉 위치 사이에 전기적 접촉이 확립되었는지 여부를 결정 및/또는 정량화하는 것이 바람직할 수 있다.
역사적으로, 광학적 관찰 기술은 전기적 접촉과 관련될 수 있는 물리적 접촉을 모니터링 하기 위해 이용되어 왔다. 이러한 광학적 관찰 기술은 특정 프로브 시스템에서 효과적일 수 있지만, 다른 프로브 시스템은 물리적 접촉을 광학적으로 관찰하는 것을 제약 및/또는 제한하는 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로브 시스템은 내아크(anti-arcing) 프로브 카드와 DUT 사이의 전기적 아킹(arcing)을 방지하도록 구성된 내아크 프로브 카드를 포함할 수 있다. 이러한 내아크 프로브 카드는 DUT를 포함하는 기판과 함께, 복수의 프로브를 포함하는 부분적으로 둘러싸인 공간(volume)을 정의할 수 있고, 내아크 프로브 카드는 복수의 프로브 및/또는 DUT의 광학적 관찰을 제한하거나 방해할 수 있다. 다른 경우에, 프로브 카드는 DUT에 대해 수직으로 위치하므로 프로브 팁을 시각적으로 관찰할 수 없다. 다른 예를 들면, 물리적 접촉이 항상 전기적 접촉과 관련되거나 이를 의미하지는 않을 수 있다. 따라서, 전기적 접촉의 검출을 포함하는 개선된 프로브 시스템 및 방법이 요구된다.
전기적 접촉의 검출을 포함하는 프로브 시스템 및 방법으로서, 프로브 시스템은 제 1 프로브 및 제 2 프로브를 포함하는 프로브 조립체, 및 테스트 대상 장치(DUT)를 지지하도록 구성된 지지 표면을 포함하는 척(chuck)을 포함한다. 프로브 시스템은 또한 반송(translation) 구조물 및 계측 패키지를 포함한다. 반송 구조물은 프로브 조립체 및/또는 척을 작동적으로 반송하도록 구성된다. 계측 패키지는 프로브 시스템과 DUT 간의 접촉을 검출하고 또한 DUT의 동작을 테스트하도록 구성된다. 프로브 시스템은 제 1 프로브와 계측 패키지를 전기적으로 상호 연결하는 제 1 프로브 전기적 전도체, 제 2 프로브와 계측 패키지를 전기적으로 상호 연결하는 제 2 프로브 전기적 전도체, 및 반송 구조물 및 계측 패키지 사이에서 연장하는 반송 구조물 통신 링크를 포함한다. 계측 패키지는 연속성 검출 회로, 테스트 회로 및 반송 구조물 제어 회로를 포함한다. 연속성 검출 회로는 제 1 프로브 전기적 전도체 및 제 2 프로브 전기적 전도체와 전기적 통신 상태에 있고, 이들 사이의 전기적 연속성을 검출하도록 구성된다. 테스트 회로는 DUT를 전기적으로 테스트하도록 구성된다. 반송 구조물 제어 회로는 연속성 검출 회로에 기초하여 반송 구조물의 동작을 제어하도록 구성된다.
방법은 프로브 조립체의 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하는 단계를 포함한다. 모니터링하는 동안, 방법은 DUT의 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 확립하기 위해 기판과 프로브 조립체를 서로를 향해 작동적으로 반송하는 단계를 포함한다. 전기적 접촉에 응답하여, 방법은 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하는 단계를 포함한다. 검출에 응답하여, 방법은 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계를 포함한다. 중지하는 단계 이후, 방법은 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 제 1 프로브 및 제 2 프로브를 이용하는 단계를 포함한다.
도 1은 프로브 조립체와 테스트 대상 장치 사이의 전기적 접촉 이전에 본 개시에 따른 프로브 시스템의 예를 도시한 개략도이다.
도 2는 프로브 조립체와 테스트 대상 장치 사이의 전기적 접촉에 이후에 도 1의 프로브 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 개시에 따른, 복수의 테스트 대상 장치를 전기적으로 테스트하는 방법의 예를 도시한 흐름도이다.
도 1 내지 도 3은 본 개시에 따른 프로브 시스템(10) 및/또는 방법(100)의 예를 도시한다. 유사하거나 적어도 실질적으로 유사한 목적을 달성하는 요소는 도 1 내지 도 3 각각에서 동일한 번호로 표시되어 있고, 이들 요소는 도 1 내지 도 3 각각을 참조하여 여기에서 상세하게 설명되지 않을 수 있다. 유사하게, 모든 요소가 도 1 내지 도 3 각각에서 표시되지 않을 수 있지만, 그와 관련된 참조 번호는 여기에서 일관성을 위해 이용될 수 있다. 도 1 내지 도 3 중 하나 이상을 참조하여 여기에서 설명되는 요소, 컴포넌트 및/또는 특징은 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 도 1 내지 도 3 중 어느 것에 포함되거나 및/또는 이용될 수 있다. 일반적으로, 특정 실시예에 포함될 가능성이 있는 요소는 실선으로 도시되고, 선택적인 요소는 점선으로 도시된다. 그러나, 실선으로 도시된 요소가 필수적이지 않을 수 있으며, 일부 실시예에서 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 생략될 수 있다.
도 1은 프로브 조립체(20)와 테스트 대상 장치(DUT, 92) 사이의 전기적 접촉 이전에, 본 개시에 따른 프로브 시스템(10)의 예를 도시한 개략도이다. 도 2는 프로브 조립체와 DUT 사이의 전기적 접촉 이후에 프로브 시스템(10)을 도시한 개략도이다. 프로브 시스템(10)은 DUT의 동작, 기능 및/또는 성능을 테스트, 정량화 및/또는 검증하기 위해 DUT(92)를 전기적으로 테스트하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 실선으로 도시된 것과 같이, 프로브 시스템(10)의 프로브 조립체(20)는 복수의 프로브를 포함한다. 복수의 프로브는 제 1 프로브(21) 및/또는 제 2 프로브(22)를 포함하거나 및/또는 제 1 프로브(21) 및/또는 제 2 프로브(22)일 수 있다. 여기에서 상세히 설명되는 것과 같이, 복수의 프로브는 또한 제 3 프로브(23), 제 4 프로브(27) 및/또는 제 5 프로브(29)를 포함할 수 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다.
제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22)는 DUT(92) 상에서 동일하거나, 또는 단일의 접촉 위치(94)와 작동적으로 정렬되고 전기적으로 접촉하도록 구성될 수 있다. 프로브 시스템(10)은 또한 척(40)을 포함한다. 척(40)은 지지 표면(42)을 포함하거나 및/또는 지지 표면(42)을 정의하고, 지지 표면은 DUT(92) 및/또는 DUT(92)를 포함하는 기판(90)을 지지하도록 구성된다.
프로브 시스템(10)은 반송 구조물(50)을 더 포함한다. 반송 구조물(50)은 도 1 및 도 2에 점선으로 도시되어 반송 구조물이 척(40) 및/또는 프로브 조립체(20)와 연관될 수 있거나, 및/또는 척(40) 및/또는 프로브 조립체(20)에 작동적으로 부착될 수 있음을 표시한다. 반송 구조물은 접촉 축(51)을 따라 프로브 조립체(20) 및/또는 척(40)을 작동적으로 반송시켜 복수의 프로브와 접촉 위치 사이의 선택적 접촉을 허용 및/또는 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 도시된 것과 같이, 접촉 축(51)은 지지 표면(42)에 수직이거나 또는 적어도 실질적으로 수직일 수 있다.
프로브 시스템(10)은 또한 계측 패키지(60)를 포함한다. 계측 패키지는 프로브 시스템(10) 또는 그의 복수의 프로브와 DUT(92) 사이의 접촉 또는 전기적 접촉을 검출, 결정 및/또는 감지하도록 구성된다. 프로브 시스템과 DUT 사이의 접촉 이후, 계측 패키지(60)는 또한 DUT의 동작을 테스트하도록 구성된다.
프로브 시스템(10)은 복수의 프로브 전기적 전도체를 더 포함한다. 복수의 프로브 전기적 전도체는 제 1 프로브 전기적 전도체(31), 제 2 프로브 전기적 전도체(32) 및/또는 반송 구조물 통신 링크(52)를 포함할 수 있거나 및/또는 제 1 프로브 전기적 전도체(31), 제 2 프로브 전기적 전도체(32) 및/또는 반송 구조물 통신 링크(52)일 수 있다. 복수의 프로브 전기적 전도체는 제 3 프로브 또는 게이트 프로브 전기적 전도체(33), 제 4 프로브 전기적 전도체(37) 및/또는 제 5 프로브 전기적 전도체(39)를 포함할 수 있으나, 반드시 필요한 것은 아니다.
제 1 프로브 전기적 전도체(31)는 제 1 프로브(21)와 계측 패키지(60) 사이에서 연장하고, 이들을 전기적으로 상호 연결한다. 제 2 프로브 전기적 전도체(32)는 제 2 프로브(22)와 계측 패키지(60) 사이에서 연장하고, 이들을 전기적으로 상호 연결한다. 반송 구조물 통신 링크(52)는 반송 구조물(50)과 계측 패키지(60) 사이의 통신을 제공한다.
계측 패키지(60)는 연속성 검출 회로(62), 테스트 회로(64) 및 반송 구조물 제어 회로(66)를 포함한다. 연속성 검출 회로(62)는 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및 제 2 프로브 전기적 전도체(32) 모두와 전기적으로 통신한다. 또한, 연속성 검출 회로(62)는 제 1 프로브 전기적 전도체와 제 2 프로브 전기적 전도체 사이의 전기적 연속성을 검출함으로써 접촉 위치(94)와 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22) 모두 사이의 전기적 접촉을 검출하도록 구성된다. 테스트 회로(64)는 DUT(92)의 동작을 테스트하도록 구성된다. 반송 구조물 제어 회로(66)는 연속성 검출 회로(62)에 적어도 부분적으로 기초하여 반송 구조물(50)의 동작을 제어하도록 구성된다.
프로브 시스템(10)이 동작하는 동안 및 프로브 조립체(20)가 DUT(92)와 접촉하기 이전에, 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22)는 접촉 위치(94)와 작동적으로 정렬될 수 있다. 이 작동적인 정렬은 지지 표면(42)의 평면 및/또는 접촉 축(51)에 수직이고 도 1에 도시된 평면에서 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 작동적인 정렬은 접촉 축(51)에 수직인 평면 및/또는 지지 표면(42)의 평면에서 프로브 조립체(20) 및/또는 척(40)을 이동, 반송 및/또는 회전시키는 반송 구조물(50)에 의해, 이를 통해, 및/또는 이를 이용하여 달성 및/또는 수행될 수 있다.
후속하여, 반송 구조물 제어 회로(66)는 접촉 위치(94)와 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22) 모두 사이의 전기적 접촉을 확립하는데 이용될 수 있는 반송 구조물(50)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 반송 구조물(50)은 프로브 조립체(20)를 향해 DUT(92)를 이동시키기 위해 및/또는 DUT(92)를 향해 프로브 조립체(20)를 이동시키기 위해 이용될 수 있다. 접촉 위치(94)는 전기적으로 전도성일 수 있다. 이와 같이, 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉은 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이에 전기적 전도성 링크, 단락(short) 및/또는 션트(shunt)를 확립하여, 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 확립할 수 있다.
이를 염두에 두고, 접촉 축(51)을 따라 프로브 조립체 및/또는 DUT가 이동하는 동안, 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성 검출을 통해 전기적 접촉을 감시, 검출, 감지 및/또는 표시하기 위해 연속성 검출 회로(62)를 이용할 수 있다. 제 1 프로브(21)와 제 2 프로브(22) 사이의 연속성을 표시 또는 검출하는 연속성 검출 회로(62)에 응답하여, 반송 구조물 제어 회로(66)는 프로브 조립체 및/또는 DUT의 서로에 대한 이동 및/또는 접촉 축을 따른 이동을 중지시킬 수 있다. 이후, 테스트 회로(64)는, 예를 들어 하나 이상의 테스트 신호(36)를 DUT에 전송하거나 및/또는 하나 이상의 결과 신호(38)를 DUT로부터 수신함으로써 DUT(92)의 동작을 테스트할 수 있다.
프로브 조립체(20)는 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22)를 포함하는 임의의 적합한 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로브 조립체(20)는 프로브 카드(24) 및/또는 내아크 프로브 카드(25)를 포함하거나 또는 프로브 카드(24) 및/또는 내아크 프로브 카드(25)일 수 있다.
전술한 것과 같이, 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22)는 DUT(92) 상에서 동일하거나 또는 단일의 접촉 위치(94)와 접촉하여, 연속성 검출 회로(62)가 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성 검출을 통해 접촉을 검출할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제 1 프로브(21)는 프로브 조립체(20)의 힘(force) 프로브(21)를 포함하거나 또는 힘 프로브(21)일 수 있고, 제 2 프로브(22)는 프로브 조립체(20)의 감지(sense) 프로브(22)를 포함할 수 있거나 또는 감지 프로브(22)일 수 있고, 접촉 위치(94)는 DUT(92)의 소스(source) 접촉 위치(96)일 수 있다.
이러한 조건에서 DUT(92)를 테스트하는 동안, 힘 프로브(21)는 전류를 소스 접촉 위치에 제공하도록 구성되고, 감지 프로브(22)는 소스 접촉 위치의 전압을 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 점선으로 도시된 것과 같이, 프로브 조립체(20)는 제 3 프로브(23)를 포함할 수 있으며, 이는 또한 여기에서 프로브 조립체(20)의 게이트 프로브(23)로 불릴 수 있으며, 제 3 또는 게이트 프로브 전기적 전도체(33)를 통해 계측 패키지(60)와 전기적으로 통신할 수 있다. 게이트 프로브(23)는, 예를 들어 계측 패키지(60)가 게이트 프로브 전기적 전도체(33)를 통해 게이트 접점 위치에 전압을 선택적으로 인가할 수 있도록 하기 위해 DUT(92)의 게이트 접점 위치(98)에 전기적으로 접촉하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 점선으로 더 도시되어 있는 것과 같이, 프로브 조립체(20)는 제 4 프로브(27) 및 제 5 프로브(29)를 포함할 수 있다. 제 4 프로브(27) 및 제 5 프로브(29)는, 예를 들어 드레인 접촉 위치(99)와 같은 단일 접촉 위치(94)에 전기적으로 접촉하도록 구성될 수 있고, 제 4 프로브 전기적 전도체(37) 및 제 5 프로브 전기적 전도체(39)를 통해 각각 계측 패키지(60)와 전기적으로 통신할 수 있다. 이러한 조건에서, 제 1 프로브(21)는 여기에서 소스 힘 프로브(21)로 불릴 수 있고, 제 2 프로브(22)는 여기에서 소스 감지 프로브(22)로 불릴 수 있고, 제 4 프로브(27)는 여기에서 드레인 힘 프로브(27)로 불릴 수 있고, 제 5 프로브(29)는 여기에서 드레인 감지 프로브(29)로 불릴 수 있다. 소스 접촉 위치(96), 게이트 접촉 위치(98), 및 드레인 접촉 위치(99)를 포함하는 DUT(92)는 또한 여기에서 수평 장치로 불릴 수 있다. 이러한 수평 장치에서, 게이트 접촉 위치(98)에 인가되는 전압의 크기로 소스 접촉 위치(96)와 드레인 접촉 위치(99) 사이의 전류를 제어 및/또는 조절할 수 있다.
제 3 프로브(23), 제 4 프로브(27), 제 5 프로브(29) 및/또는 드레인 접촉 위치(99)는 모든 실시예에서 요구되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(90)의 후면에 드레인 접촉 위치(99)를 형성할 수 있다. 이러한 구성을 갖는 DUT(92)는 또한 여기에서 수직 장치로 불릴 수 있다. 이러한 수직 장치에서, 게이트 접촉 위치(98)에 인가된 전압의 크기로 소스 접촉 위치(96)와 기판(90)의 후면 사이의 전류를 제어 및/또는 조절할 수 있다.
전술한 것과 같이, 프로브 조립체(20)는 여기에서 내아크 프로브 카드(25)를 포함하거나, 내아크 프로브 카드(25)이거나, 및/또는 내아크 프로브 카드(25)로 불릴 수 있고, 내아크 프로브 카드는, 프로브 시스템(10)이 DUT(92)를 전기적으로 테스트할 때, 힘 프로브(21), 감지 프로브(22) 및/또는 게이트 프로브(23) 사이의 아킹을 방지하도록 구성될 수 있다. 프로브 조립체(20)가 내아크 프로브 카드를 포함할 때, 프로브 조립체(20)는 유체 공급 시스템(80)을 더 포함할 수 있다. 유체 공급 시스템(80)은 내아크 프로브 카드(25)와 DUT(92) 사이에서 연장하는 영역(26)에 유체 스트림(82)을 제공하도록 구성될 수 있다. 유체 스트림(82)은 여기에서 가압 유체 스트림, 가스 스트림, 가압 가스 스트림, 공기 스트림, 가압 공기 스트림, 액체 스트림 및/또는 가압 액체 스트림으로 불릴 수 있거나 및/또는 가압 유체 스트림, 가스 스트림, 가압 가스 스트림, 공기 스트림, 가압 공기 스트림, 액체 스트림 및/또는 가압 액체 스트림일 수 있다.
유체 스트림은 프로브 시스템이 DUT를 전기적으로 테스트할 때 또는 테스트 하는 동안에 제공될 수 있고, 파센의 법칙(Paschen's Law)으로 설명되는 것과 같이, 제 1 프로브(21), 제 2 프로브(22), 제 3 프로브(23)(존재하는 경우), 제 4 프로브(27)(존재하는 경우) 및/또는 제 5 프로브(존재하는 경우) 사이의 아킹 발생 전압을 감소시킬 수 있다. 영역(26)은 또한 여기에서 부분적으로 둘러싸인 공간(volume, 26)으로 불릴 수 있거나, 또는 부분적으로 둘러싸인 공간일 수 있고, 내아크 프로브 카드(25)는 부분적으로 둘러싸인 공간에 유체 스트림을 공급하도록 구성될 수 있다. 부분적으로 둘러싸인 공간은 기판(90) 및 프로브 조립체(20)에 의해 한정, 경계 및/또는 둘러싸일 수 있다. 그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 갭, 공기 갭 또는 공간(space)은 기판과 프로브 조립체를 분리하여, 유체 스트림(82)이 부분적으로 둘러싸인 공간으로부터 탈출하거나 또는 흘러 나갈 수 있도록 한다.
유체 공급 시스템(80)은 임의의 적절한 구조물 포함하거나 또는 임의의 적절한 구조물일 수 있다. 예를 들어, 유체 공급 시스템은 유체 스트림을 생성하도록 구성된 하나 이상의 유체 소스(83) 및/또는 유체 소스와 내아크 프로브 카드 사이에서 연장하는 유체 도관(84)을 포함할 수 있다. 유체 공급 시스템(80)이 임의의 적절한 압력으로 유체 스트림(82)을 공급하도록 구성될 수 있는 것은 본 개시의 범위 내에 있다. 예를 들어, 유체 스트림의 압력은 0.1 MPa(메가파스칼) 이상, 0.2 MPa 이상, 0.3 MPa 이상, 0.4 MPa 이상, 0.5 MPa 이상, 0.6 MPa 이상, 1 MPa 이하, 0.9 MPa 이하, 0.8 MPa 이하, 0.7 MPa 이하, 0.6 MPa 이하 및/또는 0.5 MPa이하일 수 있다.
유체 공급 시스템(80)이 임의의 적합한 유체 온도로 유체 스트림(82)을 공급하도록 구성될 수 있는 것도 또한 본 개시의 범위 내에 있다. 이 유체 온도는 DUT에 대한 테스트 온도일 수 있거나 또는 이를 기반으로 할 수 있다. 유체 온도의 예로는 -100 ℃ 이상, -80 ℃ 이상, -60 ℃ 이상, -40 ℃ 이상, -20 ℃ 이상, 0 ℃ 이상, 20 ℃ 이상, 40 ℃ 이상, 60 ℃ 이상, 600 ℃ 이하, 550 ℃ 이하, 500 ℃ 이하, 450 ℃ 이하, 400 ℃ 이하, 350 ℃ 이하, 300 ℃ 이하, 250 ℃ 이하 및/또는 200 ℃ 이하일 수 있다.
척(40)은 지지 표면(42)을 한정하는 임의의 적절한 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 척(40)은 온도 제어 척(41)을 포함하거나, 또는 온도 제어 척(41)일 수 있다. 온도 제어 척(41)은, 존재하는 경우, 척 가열 모듈(44)을 포함할 수 있다. 척 가열 모듈은 척(40)의 온도를 조절, 선택적으로 조절, 변경 및/또는 선택적으로 변경시키도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 기판(90) 및/또는 DUT(92)의 온도를 조절할 수 있다. 이것은 척 온도 범위 내에서의 척의 온도의 변경을 포함한다. 척 온도 범위는 -200 ℃ 이하, -150 ℃ 이하, -100 ℃ 이하, -50 ℃ 이하 및/또는 0 ℃ 이하의 최소 온도를 포함하거나 또는 이로써 제한될 수 있다. 추가적으로 또는 이와 달리, 척 온도 범위는 50 ℃ 이상, 100 ℃ 이상, 150 ℃ 이상, 200 ℃ 이상, 250 ℃ 이상 또는 300 ℃ 이상의 최대 온도를 포함하거나 또는 이로써 제한될 수 있다.
반송 구조물(50)은 프로브 조립체(20)와 DUT(92) 사이의 전기적 접촉을 선택적으로 확립 및/또는 중지하기 위해 접촉 축(51)을 따라 프로브 조립체(20) 및/또는 척(40)을 작동적으로 반송하도록 적응, 설정, 설계 및/또는 구성될 수 있는 임의의 적절한 구조물을 포함할 수 있다. 이는 접촉 축을 따라 프로브 조립체를 척을 향해 이동시키거나 및/또는 접촉 축을 따라 척을 프로브 조립체를 향해 이동시킴으로써 DUT의 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 통신을 선택적으로 확립하는 것을 포함할 수 있다. 이것은 또한 접촉 축을 따라 프로브 조립체를 척으로부터 멀어지도록 이동시키거나 및/또는 접촉 축을 따라 척을 프로브 조립체로부터 멀어지도록 이동시킴으로써 DUT의 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 통신을 선택적으로 중지하는 것을 포함할 수 있다.
달리 말하면, 반송 구조물(50)은 프로브 조립체(20)에 대해 상대적으로 척(40)을 작동적으로 반송하도록 구성된 척 반송 구조물을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 이와 달리, 반송 구조물(50)은 척(40)에 대해 상대적으로 프로브 조립체(20)를 작동적으로 반송하도록 구성된 프로브 조립체 반송 구조물을 포함할 수 있다. 반송 구조물(50)의 예는 임의의 적합한 선형 액추에이터, 회전식 액추에이터, 모터, 스테퍼 모터, 랙(rack) 및 피니언 조립체, 리드 스크류 및 너트 조립체, 볼 스크류 조립체 및/또는 압전 액추에이터를 포함한다.
연속성 검출 회로(62)는 제 1 프로브(21)와 제 2 프로브(22) 사이의 연속성을 검출하도록 구성될 수 있는 임의의 적절한 회로를 포함하거나 및/또는 임의의 적절한 회로일 수 있다. 예를 들어, 연속성 검출 회로(62)는 제 1 프로브(21)와 제 2 프로브(22) 사이의 접촉을 감지하는 전압차를 설정하도록 구성될 수 있다. 이러한 조건에서, 연속성 검출 회로(62)는 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이에 연속성이 확립될 때, 개시되거나 또는 허용되는 전류를 검출하도록 더 구성될 수 있다. 접촉을 감지하는 전압차의 예는, 0.1 V(볼트) 이상, 0.2 V 이상, 0.4 V 이상, 0.6 V 이상, 0.8 V 이상, 1 V 이상, 2 V 이상 및/또는 5 V 이상의 최소 접촉 감지 전압을 갖는 전압차를 포함한다. 접촉을 감지하는 전압차의 추가적인 예는 20 V 이하, 15 V 이하, 10 V 이하, 7.5 V 이하, 5 V 이하, 2.5 V 이하 및/또는 1 V 이하의 최대 접촉 감지 전압을 갖는 전압차를 포함한다.
연속성 검출 회로(62)는 접촉 위치(94)와 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22) 사이의 접촉 상태를 나타내는 접촉 신호(63)를 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 조건 하에서, 반송 구조물 제어 회로(66)는 접촉 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 반송 구조물(50)의 동작을 제어한다.
테스트 회로(64)는 DUT(92)의 동작을 전기적으로 테스트하도록 구성될 수 있는 임의의 적절한 회로를 포함할 수 있거나 및/또는 임의의 적절한 회로일 수 있다. 예를 들어, 테스트 회로(64)는 테스트 신호(36)를 DUT에 제공하고, DUT로부터 결과 신호(38)를 수신하거나, 및/또는 테스트 신호 및/또는 결과 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 DUT의 동작을 정량화하도록 구성될 수 있다.
테스트 신호(36)가 고전압 테스트 신호(36)를 포함하거나 또는 고전압 테스트 신호(36)일 수 있는 것은 본 개시의 범위 내에 있다. 고전압 테스트 신호의 예는 0.5 kV(킬로 볼트) 이상, 1 kV 이상, 2 kV 이상, 4 kV 이상, 6 kV 이상, 8 kV 이상 및/또는 10 kV 이상의 최소 테스트 전압을 갖는 고전압 테스트 신호를 포함한다. 고전압 테스트 신호의 추가적인 예는 20 kV 이하, 15 kV 이하, 12.5 kV 이하, 10 kV 이하, 7.5 kV 이하 및/또는 5 kV 이하의 최대 테스트 전압을 갖는 고전압 테스트 신호를 포함한다.
추가적으로 또는 이와 달리, 계측 패키지(60)가, DUT(92)의 동작을 테스트하기 위해 구성 및/또는 이용될 수 있거나, 반송 구조물(50)의 동작을 적어도 부분적으로 제어할 수 있거나, 및/또는 접촉 위치(94)와 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22) 모두 사이의 접촉을 검출할 수 있는 임의의 적절한 구조물을 포함할 수 있는 것은 본 개시 내용의 범위 내에 있다. 이러한 구조물의 예는 연속성 검출 회로(62), 테스트 회로(64) 및 반송 구조물 제어 회로(66)를 포함하며, 여기에서 설명된다.
추가의 예로서, 계측 패키지(60)는 측정 기구(68), 접촉 감지 조립체(72) 및 스위치(76)를 포함하거나, 또는 대신 포함할 수 있다. 측정 기구(68)는 DUT(92)를 전기적으로 테스트하도록 구성될 수 있거나 및/또는 테스트 회로(64)의 예일 수 있다. 접촉 감지 조립체(72)는 접촉 위치(94)와 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22) 모두 사이의 전기적 접촉을 검출하도록 구성될 수 있고, 접촉 감지 조립체의 예는 연속성 검출 회로(62)를 포함한다.
스위치(76)는 도 1에 도시된 것과 같은 접촉 감지 상태(77)와 도 2에 도시된 것과 같은 테스트 상태(78) 사이에서 선택적으로 전환되도록 구성될 수 있다. 도 1의 접촉 감지 상태에 있을 때, 스위치(76)는 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및/또는 제 2 프로브 전기적 전도체(32)를 접촉 감지 조립체(72)와 전기적으로 상호 연결하고, 스위치(76)는 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및/또는 제 2 프로브 전기적 전도체(32)를 측정 기구(68)로부터 전기적으로 절연시킨다. 달리 설명하면, 접촉 감지 상태(77)에 있을 때, 스위치(76)는 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및 제 2 프로브 전기적 전도체(32) 중 적어도 하나를 접촉 감지 조립체(72)와 전기적으로 상호 연결하고, 스위치(76)는 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및 제 2 프로브 전기적 전도체(32) 중 적어도 하나를 측정 기구(68)로부터 전기적으로 절연시킨다.
예를 들어, 도 1에 점선으로 도시된 것과 같이, 스위치(76)는 접촉 감지 상태(77)에 있을 때 접촉 감지 조립체와 제 1 프로브 전기적 전도체 및 제 2 프로브 전기적 전도체 모두를 상호 연결할 수 있다. 이와 달리, 도 1의 일점 쇄선으로 도시된 것과 같이, 스위치(76)는 제 2 프로브 전기적 전도체(32)(또는 이와 달리 제 1 프로브 전기적 전도체(31))를 접촉 감지 조립체(72)와 상호 연결하면서, 제 1 프로브 전기적 전도체(31)가 측정 기구(68)와 전기적으로 통신 상태를 유지하게 할 수 있다.
도 2의 테스트 상태에 있을 때, 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및 제 2 프로브 전기적 전도체(32) 모두는 측정 기구(68)와 전기적으로 상호 연결될 수 있다. 달리 설명하면, 스위치(76)는 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및/또는 제 2 프로브 전기적 전도체(32)를 측정 기구(68)에 전기적으로 상호 연결시킬 수 있고, 스위치(76)는 제 1 프로브 전기적 전도체 및/또는 제 2 프로브 전기적 전도체를 접촉 감지 조립체(72)로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다. 스위치(76)의 특정 전환 동작 및/또는 구성은 도 1의 접촉 감지 상태(77)에서 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및 제 2 프로브 전기적 전도체(32) 중 하나 또는 둘 모두를 접촉 감지 조립체(72)에 상호 연결하는지 여부에 따라 달라질 수 있다.
스위치(76)의 존재로 인해, 테스트 신호와 크게 다르거나 또는 작은 접촉 감지 전압 신호, 또는 DUT(92)의 동작을 테스트하는데 이용될 수 있는 고전압 테스트 신호를 이용하여 계측 패키지(60)가 접촉 위치(94)와 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22) 모두 사이의 접촉을 모니터링하도록 할 수 있다. 달리 설명하면, 접촉 감지 조립체(72)는 제 1 프로브(21)와 제 2 프로브(22) 사이의 접촉 감지 전압차를 발생시키도록 구성될 수 있고, 측정 기구(68)는 고전압 테스트 신호를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 스위치(76)는 접촉 감지 조립체(72) 및 측정 기구(68)가 선택적으로 제 1 프로브(21) 및 제 2 프로브(22)와 전기적 통신 상태에 있거나 있지 않도록 할 수 있다. 이러한 구성으로, 접촉을 검출하기 위해 고전압 테스트 신호가 이용될 경우 발생할 수 있는 프로브 조립체(20)와 DUT 사이에 아킹을 회피하면서 접촉의 검출 및 DUT의 테스트를 모두 수행할 수 있다. 접촉 감지 전압차 및 고전압 테스트 신호의 예는 여기에 개시된다.
스위치가 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및 제 2 프로브 전기적 전도체(32)를 접촉 감지 조립체(72) 및 측정 기구(68) 모두로부터 전기적으로 절연시키는 절연 상태를 스위치(76)가 더 포함하거나 및/또는 정의하는 것은 본 개시의 범위 내에 있다. 이러한 구성은 스위치(76)를 포함하는 프로브 시스템(10)의 설정 및/또는 교정을 수행하는데 이용될 수 있다. 추가로 또는 이와 달리, 절연 상태에서 프로브 시스템(10)은 스위치(76) 내에서의 전기 누출을 테스트 및/또는 정량화할 수 있다.
도 1 및 도 2에 점선으로 도시된 것과 같이, 프로브 시스템(10)은 또한 드레인 전기적 전도체(34)를 포함할 수 있다. 드레인 전기적 전도체(34)는 DUT(92)의 후면을 계측 패키지(60) 및/또는 그의 측정 기구(68)와 전기적으로 상호 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지 표면(42)은 전기적 전도성 지지 표면을 포함하거나 또는 전기적 전도성 지지 표면일 수 있고, 드레인 전기적 전도체(34)는 전기적 전도성 지지 표면을 계측 패키지와 전기적으로 상호 연결할 수 있다. 드레인 전기적 전도체(34)는 테스트 신호(36)가 계측 패키지(60)로부터 제 1 프로브 전기적 전도체(31) 및 제 1 프로브(21)를 통해 DUT(92)로 흐른 다음, 드레인 전기적 전도체를 통해 계측 패키지로 다시 돌아오게 하는 회로를 완성하도록 구성될 수 있다.
전술한 것과 같이, 스위치(76)는 테스트 신호를 전달하는 것과 접촉 감지 전압차를 전달하는 것 사이에서 전환되도록 구성될 수 있으며, 이는 크기가 상당히 다를 수 있다. 이와 같이, 스위치(76)는 프로브 시스템(10)의 동작에 유용할 수 있는 하나 이상의 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 스위치(76)는 최대 테스트 전압까지의 전압과 같은 고전압을 전달하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 스위치(76)는 1 A(암페어) 이상, 10 A 이상, 100 A 이상, 500 A 이상 및/또는 1000 A 이상의 전류와 같은 고전류를 전달하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 스위치(76)는 도 1의 접촉 감지 상태(77)와 도 2의 테스트 상태(78) 사이에서 원격으로 전환되도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 스위치(76)는 짧은 스위칭 시간 및/또는 짧은 안정화 시간, 예를 들어, 1 밀리 초 미만, 500 마이크로 초 미만, 100 마이크로 초 미만 및/또는 1 마이크로 초 미만의 스위칭 시간 및/또는 안정화 시간을 가질 수 있다.
도 1 및 2에 점선으로 도시된 것과 같이, 프로브 조립체(20)는 열 검출기(86)를 포함할 수 있다. 열 검출기(86)는, 존재하는 경우, 기판(90) 및/또는 DUT(92)의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다. 열 검출기(86)의 예는, 열전대, 서미스터, 저항 열 검출기(RTD) 및/또는 적외선 검출기를 포함한다. 열 검출기(86)는 열 신호(88)를 발생시키도록 구성될 수 있고, 프로브 조립체(20)는 열 신호를 계측 패키지(60)로 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성으로 계측 패키지(60)는 DUT의 온도의 함수로서 DUT(92)의 전기적 성능을 정량화할 수 있다.
전술한 것과 같이, DUT(92)는 기판(90)에 포함될 수 있다. 이는 기판(90)에 의해 지지된, 기판(90) 상에 형성된 및/또는 기판(90)의 내부에 형성된 DUT(92)를 포함할 수 있다. 기판(90)의 예는 임의의 적합한 웨이퍼, 반도체 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼 및/또는 III-V 족 반도체 웨이퍼를 포함한다. DUT(92)의 예는 임의의 적합한 솔리드 스테이트(solid-state) 장치, 집적 회로 장치, 회로 및/또는 반도체 장치를 포함한다. 접촉 위치(94), 소스 접촉 위치(96) 및/또는 게이트 접촉 위치(98)의 예는 임의의 적합한 접촉 패드 및/또는 땜납 범프를 포함한다.
도 3은 프로브 조립체를 포함하는 프로브 시스템을 이용하여 기판 상에 형성된 테스트 대상 장치(DUT)를 전기적으로 테스트하는 본 발명에 따른 방법(100)의 예를 도시하는 흐름도이다. 방법(100)은 105에서 유체 스트림을 제공하는 단계 및/또는 110에서 테스트 온도로 DUT의 온도를 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(100)은 115에서 연속성을 모니터링하는 단계를 포함하고, 120에서 프로브 조립체를 DUT와 작동적으로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(100)은 125에서 기판과 프로브 조립체를 서로에 대해 작동적으로 반송하는 단계와, 130에서 연속성을 검출하는 단계와, 135에서 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계와, 140에서 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하는 단계를 더 포함한다. 방법(100)은 145에서 기판의 온도를 측정하는 단계와, 150에서 기판 및 프로브 조립체를 서로로부터 멀어지도록 작동적으로 반송하는 단계와, 및/또는 155에서 방법의 적어도 일부를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
105에서 유체 스트림을 제공하는 단계는 유체 스트림을 프로브 조립체와 DUT 사이에서 연장하는 영역 또는 가압 영역에 제공하는 단계 및/또는 140에서 전기적으로 테스트 동안 아크를 방지하거나, 또는 아킹에 대한 전압을 낮추는 단계를 포함할 수 있다. 105에서 제공하는 단계는 도 1 및 도 2의 가압 유체 공급 시스템(80)과 같은 임의의 적절한 구조물로, 임의의 적절한 구조물을 통해, 및/또는 임의의 적절한 구조물을 이용하여 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 가압 영역의 예는 도 1 및 도 2의 영역(26)을 참조하여 여기에 개시된다.
110에서 DUT의 온도를 테스트 온도로 설정하는 단계는 DUT의 온도를 임의의 적절한, 선택된 및/또는 미리 결정된 테스트 온도로 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(100)이 110에서 설정하는 단계를 포함하는 경우, 110에서 설정하는 단계는 140에서 전기적으로 테스트하는 단계 이전에 수행될 수 있다. 110에서 설정하는 단계는 도 1 및 도 2의 온도 제어 척(41), 척 가열 모듈(44) 및/또는 열 검출기(86)와 같은 임의의 적절한 구조물로, 임의의 구조물을 통해, 및/또는 임의의 구조물을 이용하여 DUT의 온도를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
115에서 연속성을 모니터링하는 단계는 프로브 시스템의 제 1 프로브와 프로브 시스템의 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 프로브 및 제 2 프로브는 프로브 조립체의 일부를 형성할 수 있으며, 프로브 조립체의 예는 도 1 및 도 2의 프로브 조립체(20)를 참조하여 여기에 개시된다. 프로브 시스템의 예는 도 1 및 도 2의 프로브 시스템(10)을 참조하여 여기에 개시된다.
기판은 복수의 DUT를 포함할 수 있고, 120에서 작동적으로 정렬하는 단계는 프로브 조립체를 임의의 적절한 주어진 DUT, 선택된 DUT 및/또는 복수의 DUT 중 제 1 DUT와 작동적으로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 120에서 작동적으로 정렬하는 단계는 적어도 제 1 프로브 및 제 2 프로브를 DUT 상의 대응하는 또는 단일의 접촉 위치와 작동적으로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 추가로 또는 이와 달리, 120에서 작동적으로 정렬하는 단계는 프로브 조립체에 대향하는 기판의 표면에 평행한 평면에서 또는 그 평면 내에서 작동적으로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
125에서 기판과 프로브 조립체를 서로를 향해 작동적으로 반송하는 단계는 DUT의 접촉 위치 또는 대응하는 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두와 전기적 접촉을 확립하고, 개시하고, 생성하고, 및/또는 영향을 미치도록 작동적으로 반송하는 단계를 포함할 수 있다. 이것은, 프로브 조립체에 대향하는 기판의 표면에 수직, 또는 적어도 실질적으로 수직인 도 1 및 도 2의 접촉 축(51)과 같은 접촉 축을 따라 작동적으로 반송하는 단계를 포함할 수 있다. 130에서 검출하는 단계를 용이하게 할 수 있도록, 125에서 작동적으로 반송하는 단계는 115에서 모니터링하는 동안, 동시에, 및/또는 적어도 부분적으로 동시에 수행된다. 예를 들어, 115에서 모니터링하는 단계는 125에서의 작동적으로 반송하는 동안, 연속적으로, 적어도 실질적으로 연속적으로, 및/또는 특정된, 또는 미리 결정된 빈도로 수행될 수 있다. 도 1은 120에서 작동적으로 정렬하는 단계 이후, 125에서 작동적으로 반송하는 단계 이전의 프로브 시스템(10)을 도시하고, 도 2는 120에서 작동적으로 정렬하는 단계에 이후, 그리고 125에서 작동적으로 반송하는 단계 이후의 프로브 시스템(10)을 도시한다.
130에서 연속성을 검출하는 단계는 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 130에서 검출하는 단계는 125에서 작동적으로 반송하는 동안 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이에 전기적 접촉이 확립된 것에 응답하거나 또는 그 결과일 수 있다. 예를 들어, 여기에서 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명된 것과 같이, 접촉 위치는 전기적으로 전도성일 수 있다. 따라서, 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉은 접촉 위치를 통한 전기적 전도에 따라, 제 1 프로브와 제 2 프로브를 함께 단락시키거나 션트시켜 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 확립할 수 있다.
135에서 작동적인 반송을 중지하는 단계는 기판의 이동을 중지하는 단계, 접촉 축을 따르는 기판의 이동을 중지하는 단계 및/또는 프로브 조립체를 향한 기판의 이동을 중지하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 이와 달리, 135에서 중지하는 단계는 프로브 조립체의 이동을 중지하는 단계, 접촉 축을 따르는 프로브 조립체의 이동을 중지하는 단계 및/또는 기판을 향한 프로브 조립체의 이동을 중지하는 단계를 포함할 수 있다. 135에서 중지하는 단계는 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 적어도 부분적으로 응답하거나, 이에 기초하여 개시될 수 있다. 예를 들어, 135에서 중지하는 단계는 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하는 것에 응답할 수 있다.
135에서 중지하는 단계가 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하면 개시되거나 즉시 개시될 수 있는 것은 본 개시의 범위 내에 있다. 추가적으로 또는 이와 달리, 프로브 시스템은 제 1 프로브와 제 2 프로브 사이의 연속성의 검출에 후속하여 미리 결정된, 미리 확립된 및/또는 원하는 양의 오버 드라이브 또는 추가적인 이동을 제공하도록 구성될 수 있는 것도 본 개시의 범위 내에 있다. 오버 드라이브에 의해서 기판과 프로브 조립체 사이의 거리는 연속성이 처음 검출되는 기판과 프로브 조립체 사이의 거리보다 작을 수 있고, 이 오버 드라이브는 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이에 접촉력을 증가시키거나, 또는 원하는 정도의 접촉력을 제공할 수 있다.
140에서 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하는 단계는 제 1 프로브 및 제 2 프로브를 통해 및/또는 이를 이용하여 전기적으로 테스트하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2를 참조하여 여기에서 설명된 것과 같이, 제 1 프로브는 힘 프로브를 포함하거나 또는 힘 프로브일 수 있고, 제 2 프로브는 감지 프로브를 포함하거나 또는 감지 프로브일 수 있다. 이러한 조건에서, 140에서 전기적으로 테스트하는 단계는 제 1 프로브를 이용하여 접촉 위치를 통해 테스트 신호를 DUT에 제공하는 단계 및 제 2 프로브를 이용하여 접촉 위치의 전압, 전위 및/또는 전기적 포텐셜을 동시에 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
145에서 기판의 온도를 측정하는 단계는 프로브 조립체의 열 검출기로 측정하는 단계를 포함할 수 있으며, 그 예는 도 1 및 도 2의 열 검출기(86)를 참조하여 여기에 개시된다. 방법(100)이 145에서 측정하는 단계를 포함할 때, 140에서의 전기적으로 테스트하는 단계는 DUT의 전기적 성능을 기판의 온도와 상관시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
150에서 기판과 프로브 조립체를 서로 멀어지도록 작동적으로 반송하는 단계는 접촉 축을 따라 작동적으로 반송하는 단계를 포함할 수 있다. 150에서 작동적으로 반송하는 단계는 기판과 프로브 조립체 사이의 거리 또는 공간을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 이와 달리, 150에서 작동적으로 반송하는 단계는 DUT의 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 중지하는 단계, 접촉 위치로부터 제 1 프로브를 분리하는 단계 및/또는 접촉 위치로부터 제 2 프로브를 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(100)이 150에서 작동적으로 반송하는 단계와 120에서 작동적으로 정렬하는 단계를 포함할 때, 150에서 작동적으로 반송하는 단계는 120에서 작동적으로 정렬하는 단계 이전에, 예컨대 120에서 작동적으로 정렬하는 단계를 허용 및/또는 용이하게 하기 위해 수행될 수 있다.
155에서 방법의 적어도 일부를 반복하는 단계는 임의의 적절한 방식으로 방법(100)의 임의의 적절한 일부를 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 테스트 온도는 제 1 테스트 온도일 수 있고, 155에서 반복하는 단계는 제 1 테스트 온도와 다른 제 2 테스트 온도에서 DUT의 동작을 테스트하는 것을 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 조건에서, 그리고 140에서 전기적으로 테스트하는 단계 이후에, 155에서 반복하는 단계는 DUT의 온도를 제 1 테스트 온도와 상이한 제 2 테스트 온도로 DUT의 온도를 설정하는 110에서 설정하는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 테스트 온도는 10 ℃ 이상, 20 ℃ 이상, 30 ℃ 이상, 40 ℃ 이상, 50 ℃ 이상, 75 ℃ 이상, 또는 100 ℃ 이상의 온도 차이로 제 1 테스트 온도와 다를 수 있다.
110에서 설정하는 단계를 반복하는 단계는, 150에서 작동적으로 반송하는 단계 이후에 수행될 수 있다. 달리 설명하면, DUT의 접촉 위치가 제 1 프로브 및/또는 제 2 프로브와 전기적으로 접촉하지 않은 상태에 있을 때 DUT의 온도가 변경될 수 있다. 그러나, 이것이 모든 실시예에서 요구되는 것은 아니다.
접촉 위치가 제 1 프로브 및 제 2 프로브와 접촉하지 않는 동안(즉, 150에서 작동적으로 반송하는 단계 이후에) 110에서 설정하는 단계를 반복하는 단계가 수행될 때, 155에서 반복하는 단계는, 후속하여, 105에서 제공하는 단계를 반복하고 또는 계속하고, 115에서 모니터링하는 단계를 반복하고, 120에서 작동적으로 정렬하는 단계를 반복하고, 125에서 작동적으로 반송하는 단계를 반복하고, 130에서 검출하는 단계를 반복하고, 및/또는 135에서 중지하는 단계를 반복하는 단계를 포함하여, 기판이 제 2 테스트 온도에 있는 동안 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 확립할 수 있다. 후속하여, 155에서 반복하는 단계는 제 2 테스트 온도에서 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 140에서 전기적으로 테스트하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있고, DUT의 제 2 테스트 온도를 측정 또는 정량하기 위해 145에서 측정하는 단계를 반복하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
다른 예로서, DUT는 복수의 DUT의 제 1 DUT일 수 있고, 155에서 반복하는 단계는 복수의 DUT의 제 2 DUT의 동작을 테스트하기 위해 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 조건에서, 155에서 반복하는 단계는 105에서 제공하는 단계를 반복 또는 계속하고, 제 2 DUT의 온도를 대응하는 테스트 온도로 설정하기 위해 110에서 설정하는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 155에서 반복하는 단계는, 추가적으로 또는 이와 달리, 115에서 모니터링하는 단계를 반복하는 단계 및/또는 120에서 작동적으로 정렬하는 단계를 반복하여 제 1 프로브 및 제 2 프로브를 제 2 DUT의 대응하는 접촉 위치와 작동적으로 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 155에서 반복하는 단계는, 추가적으로 또는 이와 달리, 125에서 작동적으로 반송하는 단계를 반복하는 단계 및/또는 130에서 검출하는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있고, 130에서 검출하는 단계는 제 2 DUT의 대응하는 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이에 확립된 전기적 접촉에 반응하여 수행된다. 155에서 반복하는 단계는, 추가적으로 또는 이와 달리, 제 2 DUT의 대응하는 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이에 확립된 전기적 접촉에 반응하여 기판과 프로브 조립체의 이동을 서로에 대해 중지하기 위해 135에서 중지하는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있다. 후속하여, 방법(100)은 제 2 DUT의 동작을 테스트하기 위해 140에서 전기적으로 테스트하는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있고, 제 2 DUT에서, 근처에서, 및/또는 근방에서 기판의 온도를 측정하기 위해 145에서 측정하는 단계를 반복하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에서, 방법의 일부가 일련의 블록 또는 단계로서 도시되고 설명되는 순서도 또는 흐름도와 관련하여 몇몇 예가 설명 및/또는 소개되었다. 첨부된 명세서에서 구체적으로 기술되지 않는 한, 2개 이상의 블록(또는 단계)이 다른 순서로 수행되거나 및/또는 동시에 수행되는 것을 포함하여 블록의 순서가 순서도에서 도시된 순서와 다른 것도 본 개시의 범위에 속한다.
여기에서 사용되는 것과 같이, 제 1 엔티티(entity)와 제 2 엔티티 사이에 배치되는 용어 "및/또는"은 (1) 제 1 엔티티, (2) 제 2 엔티티 및 (3) 제 1 엔티티 및 제 2 엔티티 중 하나를 의미한다. "및/또는"으로 열거된 다수의 엔티티는 동일한 방식으로, 즉 결합된 엔티티 중 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. "및/또는" 절에 의해 구체적으로 식별된 엔티티와 다른 엔티티는, 구체적으로 식별된 엔티티와 관련이 있거나 관련이 없는지 여부에 관계없이 선택적으로 존재할 수 있다. 따라서, 비제한적인 예로서, "포함하는"과 같은 개방형 표현과 함께 사용될 때 "A 및/또는 B"는 일 실시예에서 A만을 지칭(선택적으로 B 이외의 다른 엔티티를 포함)하거나, 다른 실시예에서, B만을 지칭(선택적으로 A 이외의 다른 엔티티를 포함)하거나, 또 다른 실시예에서, A 및 B 모두를 지칭(선택적으로 다른 엔티티를 포함)할 수 있다. 이들 엔티티는 요소, 거동, 구조물, 단계, 동작 및 값 등을 지칭할 수 있다.
여기에서 사용되는 것과 같이, 하나 이상의 엔티티의 리스트에 대해 "적어도 하나"라는 어구는 엔티티의 리스트 내의 엔티티 중 임의의 하나 이상으로부터 선택된 적어도 하나의 엔티티를 의미하는 것으로 이해되어야 하지만, 반드시 엔티티의 리스트에 구체적으로 나열된 각 엔티티 및 모든 엔티티 중 적어도 하나를 반드시 포함하는 것은 아니고, 또한 엔티티의 리스트에서 엔티티의 임의의 조합을 반드시 배제하는 것은 아니다. 이 정의는 또한 엔티티가 구체적으로 식별된 엔티티와 관련이 있거나 관련이 없는지에 관계없이, 어구 "적어도 하나"가 언급된 엔티티의 리스트 내에서 구체적으로 식별된 엔티티 이외의 엔티티가 선택적으로 존재할 수 있음을 의미한다. 따라서, 비제한적인 예로서, "A 및 B 중 적어도 하나"(또는, 균등의 의미로서 "A 또는 B 중 적어도 하나", 또는 균등의 의미로서 "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는 하나의 실시예에서, 적어도 A, 선택적으로 B가 아닌 A 이외의 것을 포함(및 선택적으로 B 이외의 엔티티를 포함); 다른 실시예에서, 적어도 B, 선택적으로 A가 아닌 B 이외의 것을 포함(및 선택적으로 A 이외의 엔티티를 포함); 또 다른 실시예에서, 적어도 A, 선택적으로 A 이외의 것을 포함하고, 적어도 B, 선택적으로 B 이외의 것을 포함(및 선택적으로 다른 엔티티를 포함)하는 것을 의미한다. 다시 말해서, 어구 "적어도 하나", "하나 이상" 및 "및/또는"은 작동상 결속성 및 비결속성인 개방형 표현이다. 예를 들어, 표현 "A, B 및 C 중 적어도 하나", "A, B 또는 C 중 적어도 하나", "A, B 및 C 중 하나 이상", "A, B 또는 C 중 하나 이상", "A, B 및/또는 C"는 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B가 함께, A와 C가 함께, B와 C가 함께, A, B 및 C가 함께 및 선택적으로 이들 중 하나와 적어도 하나의 다른 엔티티의 조합을 의미할 수 있다.
임의의 특허, 특허 출원 또는 다른 참고 문헌이 여기에 참조로 포함되고, 본 개시 중 포함되지 않은 부분 또는 다른 포함된 참고 문헌과 (1) 일치하지 않는 방식으로 용어를 정의하거나, 및/또는 (2) 다른 방식으로 일치하지 않은 경우, 본 개시 중 포함되지 않은 부분이 지배적이며, 용어 또는 거기에 포함되지 않은 개시는 그 용어를 정의하는 참고 문헌 및/또는 포함된 개시가 원래 존재했던 참고 문헌에 대해서만 지배적이다.
여기에 사용된 것과 같이, 용어 "적응된(adapted)" 및 "구성된(configured)"은 요소, 컴포넌트 또는 다른 대상이 주어진 기능을 수행하도록 설계 및/또는 의도됨을 의미한다. 따라서, "적응된" 및 "구성된"이라는 용어의 사용은 주어진 요소, 컴포넌트 또는 다른 대상이 주어진 기능을 수행할 수 있는 단지 "가능"하다는 것으로 해석되는 것이 아니라, 요소, 컴포넌트 및/또는 다른 대상이 기능을 수행하기 위해 구체적으로 선택, 생성, 구현, 활용, 프로그래밍 및/또는 설계되는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 특정 기능을 수행하도록 적응된 것으로서 인용된 요소, 컴포넌트 및/또는 다른 인용된 대상은 그 기능을 수행하도록 구성된 것으로서 추가로 또는 이와 다르게 설명될 수 있으며, 그 역도 마찬가지인 것은 본 개시의 범위 내에 있다.
여기에서 사용된 것과 같이, 어구 "예를 들어", 어구 "예로서" 및/또는 단순히 "예"를 본 개시에 따른 하나 이상의 컴포넌트, 특징, 세부 사항, 구조, 실시예 및/또는 방법을 참조하여 사용할 때, 설명된 컴포넌트, 특징, 세부 사항, 구조, 실시예 및/또는 방법이 본 개시에 따른 컴포넌트, 특징, 세부 사항, 구조, 실시예 및/또는 방법의 설명적이고 비제한적인 예인 것을 전달하는 것이 의도된다. 따라서, 설명된 컴포넌트, 특징, 세부 사항, 구조, 실시예 및/또는 방법은 제한적이거나, 요구되거나, 배타적/소진적인 것으로 의도되지 않으며; 및 구조적으로 및/또는 기능적으로 유사하고 및/또는 동등한 컴포넌트, 특징, 세부 사항, 구조, 실시예 및/또는 방법을 포함하는 다른 컴포넌트, 특징, 세부 사항, 구조, 실시예 및/또는 방법은 또한 본 개시의 범위 내에 있다.
본 개시에 따른 프로브 시스템 및 방법의 예시적이고 비배타적인 예는 다음 열거된 단락에 제시된다. 하기 열거된 단락을 포함하여 여기에서 인용된 방법의 개별 단계가 추가적으로 또는 이와 달리 언급된 동작을 수행하는 "단계"로 지칭될 수 있다는 것은 본 개시의 범위 내에 있다.
A1. 테스트 대상 장치(DUT)를 전기적으로 테스트하는 프로브 시스템으로서,
제 1 프로브 및 제 2 프로브를 포함하는 프로브 조립체와,
상기 DUT를 지지하도록 구성된 지지 표면을 포함하는 척과,
선택적으로 상기 지지 표면에 대해 수직 또는 적어도 실질적으로 수직인 접촉 축을 따라 상기 프로브 조립체 및 상기 척 중 적어도 하나를 작동적으로 반송하도록 구성된 반송 구조물과,
상기 프로브 시스템과 상기 DUT 사이의 접촉을 검출하고 상기 DUT의 동작을 테스트하도록 구성된 계측 패키지와,
상기 제 1 프로브와 상기 계측 패키지 사이에서 연장하고 상기 제 1 프로브와 상기 계측 패키지를 전기적으로 상호 연결하는 제 1 프로브 전기적 전도체와,
상기 제 2 프로브와 상기 계측 패키지 사이에서 연장하고 상기 제 2 프로브와 상기 계측 패키지를 전기적으로 상호 연결하는 제 2 프로브 전기적 전도체와,
상기 반송 구조물과 상기 계측 패키지 사이에서 연장하는 반송 구조물 통신 링크를 포함하고,
상기 계측 패키지는,
(i) 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체와 전기적 통신 상태에 있고, 상기 제 1 프로브 전기적 전도체와 상기 제 2 프로브 전기적 전도체 사이의 전기적 연속성을 검출하여, 상기 DUT의 접촉 위치와 상기 프로브 조립체의 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 검출하도록 구성된 연속성 검출 회로와,
(ii) 상기 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하도록 구성된 테스트 회로와,
(iii) 상기 연속성 검출 회로에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 반송 구조물의 동작을 제어하도록 구성된 반송 구조물 제어 회로를 포함하는,
프로브 시스템.
A2. 단락 A1의 프로브 시스템에 있어서, 상기 프로브 조립체는 프로브 카드를 포함하고, 선택적으로 프로브 카드인, 프로브 시스템.
A3. 단락 A1 또는 A2의 프로브 시스템에 있어서, 상기 제 1 프로브는 힘 프로브이고, 상기 제 2 프로브는 감지 프로브이고, 상기 접촉 위치는 소스 접촉 위치이고, 상기 프로브 조립체는 상기 DUT의 게이트 접촉 위치에 전기적으로 접촉하도록 구성된 게이트 프로브를 포함하는, 프로브 시스템.
A4. 단락 A3의 프로브 시스템에 있어서, 상기 프로브 조립체는 상기 프로브 시스템이 상기 DUT를 전기적으로 테스트할 때 힘 프로브, 감지 프로브 및 게이트 프로브의 임의의 2개 사이에 아킹을 방지하도록 구성된 내아크 프로브 카드를 포함하고, 선택적으로 내아크 프로브 카드인, 프로브 시스템.
A5. 단락 A4의 프로브 시스템에 있어서, 상기 프로브 시스템은, 상기 프로브 시스템이 상기 DUT를 전기적으로 테스트할 때 상기 내아크 프로브 카드와 상기 DUT 사이에 유체 스트림을 공급하도록 구성된 유체 공급 시스템을 더 포함하고, 선택적으로 상기 유체 스트림은 가압 유체 스트림, 가스 스트림, 가압 가스 스트림, 공기 스트림, 가압 공기 스트림, 액체 스트림 및 가압 액체 스트림 중 적어도 하나를 포함하거나, 이들 중 하나인, 프로브 시스템.
A6. 단락 A5의 프로브 시스템에 있어서, 상기 내아크 프로브 카드 및 기판은 함께 부분적으로 둘러싸인 공간 또는 영역을 한정하고, 상기 내아크 프로브 카드는 상기 유체 스트림을 상기 부분적으로 둘러싸인 공간 또는 영역에 공급하도록 구성되는, 프로브 시스템.
A7. 단락 A5 또는 A6의 프로브 시스템에 있어서, 상기 유체 공급 시스템은,
(i) 상기 유체 스트림을 생성하도록 구성된 유체 소스와,
(ii) 상기 유체 소스와 상기 내아크 프로브 카드 사이에서 연장하고 상기 유체 스트림을 상기 내아크 프로브 카드에 제공하도록 구성된 유체 도관 중 적어도 하나를 포함하는, 프로브 시스템.
A8. 단락 A5 내지 A7 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 유체 공급 시스템은 (i) 0.1 MPa(메가파스칼) 이상, 0.2 MPa 이상, 0.3 MPa 이상, 0.4 MPa 이상, 0.5 MPa 이상, 또는 0.6 MPa 이상과, (ii) 1 MPa 이하, 0.9 MPa 이하, 0.8 MPa 이하, 0.7 MPa 이하, 0.6 MPa 이하 또는 0.5 MPa 이하 중 적어도 하나의 압력에서 상기 유체 스트림을 공급하도록 구성되는, 프로브 시스템.
A9. 단락 A1 내지 A8 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 계측 패키지는,
상기 DUT를 전기적으로 테스트하도록 구성된 측정 기구와,
상기 DUT의 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 사이의 전기적 접촉을 검출하도록 구성된 접촉 감지 조립체와,
스위치를 더 포함하거나, 또는 대신 포함하고,
상기 스위치는,
(i) 상기 스위치가 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 측정 기구와 선택적으로 그리고 전기적으로 상호 연결하고, 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 접촉 감지 조립체로부터 전기적으로 절연시키는 테스트 상태와,
(ii) 상기 스위치가 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 접촉 감지 조립체와 선택적으로 그리고 전기적으로 상호 연결하고, 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 측정 기구로부터 전기적으로 절연시키는 접촉 감지 상태를 포함하는,
프로브 시스템.
A10. 단락 A9의 프로브 시스템에 있어서, 상기 스위치는, 상기 스위치가 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 접촉 감지 조립체 및 상기 측정 기구 모두로부터 선택적으로 그리고 전기적으로 절연시키는 절연 상태를 더 포함하고, 선택적으로 상기 절연 상태는 상기 프로브 시스템의 교정이 가능하도록 구성되는, 프로브 시스템.
A11. 단락 A9 또는 A10의 프로브 시스템에 있어서, 상기 측정 기구는 상기 DUT를 전기적으로 테스트하기 위한 고전압 테스트 신호를 발생시키도록 구성되고, 선택적으로 상기 고전압 테스트 신호는, (i) 0.5 kV 이상, 1 kV 이상, 2 kV 이상, 4 kV 이상, 6 kV 이상, 8 kV 이상, 또는 10 kV 이상의 최소 테스트 전압과, (ii) 20 kV 이하, 15 kV 이하, 12.5 kV 이하, 10 kV 이하, 7.5 kV 이하 또는 5 kV 이하의 최대 테스트 전압 중 적어도 하나를 가지는, 프로브 시스템.
A12. 단락 A1 내지 A11 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 접촉 감지 조립체는 접촉 감지 전압에서 상기 제 1 프로브 전기적 전도체와 상기 제 2 프로브 전기적 전도체 사이의 접촉 감지 전압차를 발생시키도록 구성되며, 선택적으로 상기 접촉 감지 전압은, (i) 0.1 V 이상, 0.2 V 이상, 0.4 V 이상, 0.6 V 이상, 0.8 V 이상, 1 V 이상, 2 V 이상 또는 5 V 이상의 최소 접촉 감지 전압과, (ii) 20 V 이하, 15 V 이하, 10 V 이하, 7.5 V 이하, 5 V 이하, 2.5 V 이하 또는 1 V 이하의 최대 접촉 감지 전압 중 적어도 하나를 가지는, 프로브 시스템.
A13. 단락 A12의 프로브 시스템에 있어서, 상기 프로브 시스템은 상기 측정 기구와 상기 DUT의 후면을 전기적으로 상호 연결하도록 구성된 드레인 전기적 전도체를 더 포함하는, 프로브 시스템.
A14. 단락 A1 내지 A13 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 프로브 조립체는 상기 DUT의 온도를 검출하도록 구성된 열 검출기를 더 포함하는, 프로브 시스템.
A15. 단락 A14의 프로브 시스템에 있어서, 상기 열 검출기는, (i) 열전대와, (ii) 서미스터와, (iii) RTD와, (iv) 적외선 검출기 중 적어도 하나를 포함하는, 프로브 시스템.
A16. 단락 A1 내지 단락 A15 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 척은 온도 제어 척을 포함하고, 선택적으로는 온도 제어 척인, 프로브 시스템.
A17. 단락 A1 내지 A16 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 프로브 시스템은 척 온도 범위 내에서 상기 척의 온도를 조절하도록 구성된 척 가열 모듈을 더 포함하는, 프로브 시스템.
A18. 단락 A17의 프로브 시스템에 있어서, 상기 척 온도 범위는, (i) -200 ℃ 이하, -150 ℃ 이하, -100 ℃ 이하, -50 ℃ 또는 0 ℃ 이하의 최소 온도와, (ii) 50 ℃ 이상, 100 ℃ 이상, 150 ℃ 이상, 200 ℃ 이상, 250 ℃ 이상 또는 300 ℃ 이상의 최대 온도 중 적어도 하나를 포함하는, 프로브 시스템.
A19. 단락 A1 내지 A18 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 반송 구조물은 상기 프로브 조립체에 대해 상기 척을 작동적으로 반송하도록 구성된 척 반송 구조물을 포함하는, 프로브 시스템.
A20. 단락 A1 내지 A19 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 반송 구조물은 상기 척에 대해 상기 프로브 조립체를 작동적으로 반송하도록 구성된 프로브 조립체 반송 구조물을 포함하는, 프로브 시스템.
A21. 단락 A1 내지 A20 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 반송 구조물은,
(i) 상기 접촉 축을 따라 상기 프로브 조립체를 상기 척을 향해 이동시키는 것과, 상기 접촉을 따라 상기 척을 상기 프로브 조립체를 향해 이동시키는 것 중 적어도 하나에 의해, 상기 DUT의 상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 통신을 선택적으로 확립하고,
(ii) 상기 접촉 축을 따라 상기 프로브 조립체를 상기 척으로부터 멀어지도록 이동시키는 것과, 상기 접촉 축을 따라 상기 척을 상기 프로브 조립체로부터 멀어지도록 이동시키는 것 중 적어도 하나에 의해, 상기 DUT의 상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 통신을 선택적으로 중지하도록 구성되는, 프로브 시스템.
A22. 단락 A1 내지 A21 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 연속성 검출 회로는 상기 DUT의 상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 접촉 상태를 나타내는 접촉 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 반송 구조물 제어 회로는 상기 접촉 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 반송 구조물의 동작을 제어하도록 구성되는, 프로브 시스템.
A23. 단락 A1 내지 A22 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 테스트 회로는, (i) 테스트 신호를 상기 DUT에 제공하고, (ii) 상기 DUT로부터 결과 신호를 수신하고, (iii) 상기 테스트 신호 및 상기 결과 신호 중 적어도 하나, 및 선택적으로 둘 모두에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 DUT의 동작을 정량화하도록 구성되는, 프로브 시스템.
A24. 단락 A1 내지 A23 중 어느 하나의 프로브 시스템에 있어서, 상기 프로브 시스템은 상기 기판을 포함하는, 프로브 시스템.
A25. 단락 A24의 프로브 시스템에 있어서, 상기 접촉 위치는 접촉 패드 및 땜납 범프 중 적어도 하나를 포함하는, 프로브 시스템.
B1. 프로브 조립체를 포함하는 프로브 시스템으로, 기판 상에 형성된 테스트 대상 장치(DUT)를 전기적으로 테스트하는 방법으로서,
상기 프로브 시스템의 상기 프로브 조립체의 제 1 프로브와 상기 프로브 조립체의 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하는 단계와,
상기 모니터링하는 동안, 상기 DUT의 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두의 전기적 접촉을 확립하기 위해 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 서로를 향해 작동적으로 반송하는 단계와,
상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 응답하여, 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하는 단계와,
상기 검출에 응답하여, 상기 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계와,
상기 중지하는 단계에 후속하여, 상기 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브를 이용하는 단계를 포함하는,
테스트 방법.
B2. 단락 B1의 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 프로브 조립체와 상기 DUT 사이에서 연장하는 가압 영역에 유체 스트림을 제공하여 상기 이용하는 단계 동안 아킹를 방지하는 단계를 더 포함하는, 테스트 방법.
B3. 단락 B1 또는 B2의 방법에 있어서, 선택적으로 상기 이용하는 단계 이전에, 상기 DUT의 온도를 테스트 온도로 설정하는 단계를 더 포함하는, 테스트 방법.
B4. 단락 B3의 방법에 있어서, 상기 테스트 온도는 제 1 테스트 온도이고, 상기 이용하는 단계에 후속하여, 상기 방법은 상기 DUT의 온도를 상기 제 1 테스트 온도와 다른 제 2 테스트 온도로 설정하기 위해 상기 설정하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 테스트 방법.
B5. 단락 B4의 방법에 있어서, 상기 설정하는 단계를 반복하기 전에, 상기 방법은 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 서로 멀어지도록 작동적으로 반송하여 상기 DUT의 접촉 위치와 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 모두 사이에서 전기적 접촉을 중지하도록 하는 단계를 더 포함하고, 상기 설정하는 단계를 반복하는 단계에 후속하여, 상기 방법은,
(i) 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 상기 연속성을 모니터링하기 위해 모니터링하는 단계를 반복하는 단계와,
(ii) 상기 DUT의 상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두의 전기적 접촉을 확립하기 위해 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 서로에 대해 작동적으로 반송하는 단계를 반복하는 단계와,
(iii) 상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 응답하여, 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하는 단계를 반복하는 단계와,
(iv) 상기 연속성을 검출하는 단계를 반복하는 것에 응답하여, 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계를 반복하는 단계와,
(v) 상기 중지하는 단계를 반복하는 단계에 후속하여, 상기 제 2 테스트 온도에서 상기 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브를 이용하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 테스트 방법.
B6. 단락 B5의 방법에 있어서, 상기 제 1 테스트 온도와 상기 제 2 테스트 온도는 10 ℃ 이상, 20 ℃ 이상, 30 ℃ 이상, 40 ℃ 이상, 50 ℃ 이상, 75 ℃ 또는 100 ℃ 이상의 온도차를 갖는, 테스트 방법.
B7. 단락 B1 내지 B6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 DUT는 복수의 DUT의 제 1 DUT이며, 상기 방법은 상기 이용하는 단계에 후속하여,
(i) 상기 프로브 조립체를 복수의 DUT 중 제 2 DUT와 작동적으로 정렬하는 단계와,
(ii) 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하는 단계를 반복하는 단계와,
(iii) 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 작동적으로 반송하는 단계를 반복하는 단계와,
(iv) 상기 제 2 DUT의 대응하는 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 연속성을 검출하기 위해 상기 연속성을 검출하는 단계를 반복하는 단계와,
(v) 상기 제 2 DUT의 대응하는 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 응답하여 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계를 반복하는 단계와,
(vi) 상기 제 2 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 이용하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 테스트 방법.
B8. 단락 B1 내지 단락 B7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 DUT는 제 1 DUT이고, 상기 이용하는 단계에 후속하여, 상기 방법은 상기 복수의 DUT의 제 2 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 방법을 반복하는 단계를 포함하는, 테스트 방법.
B9. 단락 B1 내지 단락 B8 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 이용하는 단계 동안에, 상기 방법은 상기 프로브 조립체의 열 검출기로 상기 기판의 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고, 선택적으로 상기 DUT의 전기적 성능을 상기 기판의 온도와 상관시키는, 테스트 방법.
B10. 단락 B1 내지 B9 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 프로브 시스템은 단락 A1 내지 A25 중 어느 하나의 프로브 시스템을 포함하는, 테스트 방법.
여기에 개시된 프로브 시스템 및 방법은 반도체 제조 및 테스트 산업에 적용될 수 있다.
전술한 본 개시는 독립적인 유용성을 갖는 다수의 별개의 발명을 포함하는 것으로 여겨진다. 이들 각각의 발명이 바람직한 형태로 개시되었지만, 여기에 개시되고 설명된 것과 같은 본 개시의 특정 실시예는 많은 변형이 가능하기 때문에 제한적인 의미로 고려되지 않아야 한다. 발명의 대상은 여기에 개시된 다양한 요소, 특징, 기능 및/또는 특성의 모든 신규하고 자명하지 않은 조합 및 하위 조합을 포함한다. 유사하게, 청구 범위가 "a" 또는 "제 1" 요소 또는 그의 등가물을 인용할 때, 이 청구 범위는 하나 이상의 이러한 요소를 갖는 것을 포함하고, 둘 이상의 이러한 요소를 요구하거나 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
하기 청구 범위는 특히 신규하고 자명하지 않은 개시된 발명 중 하나에 관한 특정 조합 및 하위 조합을 나타낸다. 특징, 기능, 요소 및/또는 특성의 다른 조합 및 하위 조합으로 구현된 발명은 그러한 청구 범위의 수정 또는 당해 출원 또는 관련 출원에서 새로운 청구 범위의 제출을 통해 청구될 수 있다. 그러한 보정된 또는 새로운 청구 범위는, 다른 발명에 관한 것인지 또는 동일 발명에 관한 것인지에 관계 없이, 그리고 원래의 청구 범위와 상이하거나, 더 넓거나, 더 좁거나 또는 동일한지 여부에 관계 없이, 본 개시의 발명의 대상에 속하는 것으로 간주된다.

Claims (24)

  1. 테스트 대상 장치(DUT)를 전기적으로 테스트하는 프로브 시스템으로서,
    제 1 프로브 및 제 2 프로브를 포함하는 프로브 조립체와,
    상기 DUT를 지지하도록 구성된 지지 표면을 포함하는 척과,
    접촉 축을 따라 상기 프로브 조립체 및 상기 척 중 적어도 하나를 작동적으로 반송하도록 구성된 반송 구조물과,
    상기 프로브 시스템과 상기 DUT 사이의 접촉을 검출하고 상기 DUT의 동작을 테스트하도록 구성된 계측 패키지와,
    상기 제 1 프로브와 상기 계측 패키지 사이에서 연장하고 상기 제 1 프로브와 상기 계측 패키지를 전기적으로 상호 연결하는 제 1 프로브 전기적 전도체와,
    상기 제 2 프로브와 상기 계측 패키지 사이에서 연장하고 상기 제 2 프로브와 상기 계측 패키지를 전기적으로 상호 연결하는 제 2 프로브 전기적 전도체와,
    상기 반송 구조물과 상기 계측 패키지 사이에서 연장하는 반송 구조물 통신 링크를 포함하고,
    상기 계측 패키지는,
    (i) 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체와 전기적 통신 상태에 있고, 상기 제 1 프로브 전기적 전도체와 상기 제 2 프로브 전기적 전도체 사이의 전기적 연속성을 검출하여, 상기 DUT의 접촉 위치와 상기 프로브 조립체의 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 검출하도록 구성된 연속성 검출 회로와,
    (ii) 상기 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하도록 구성된 테스트 회로와,
    (iii) 상기 연속성 검출 회로에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 반송 구조물의 동작을 제어하도록 구성된 반송 구조물 제어 회로를 포함하는,
    프로브 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프로브는 힘 프로브이고, 상기 제 2 프로브는 감지 프로브이고, 상기 접촉 위치는 소스 접촉 위치이고, 상기 프로브 조립체는 상기 DUT의 게이트 접촉 위치에 전기적으로 접촉하도록 구성된 게이트 프로브를 포함하는, 프로브 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로브 조립체는 상기 프로브 시스템이 상기 DUT를 전기적으로 테스트할 때 상기 힘 프로브, 상기 감지 프로브 및 상기 게이트 프로브 중 2개 사이의 아킹을 방지하도록 구성된 내아크 프로브 카드를 포함하고, 상기 프로브 시스템이 상기 DUT를 전기적으로 테스트할 때 상기 내아크 프로브 카드와 상기 DUT 사이에 유체 스트림을 공급하도록 구성된 유체 공급 시스템을 포함하는, 프로브 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유체 공급 시스템은 0.1 MPa 이상 1 MPa 이하의 압력으로 유체 스트림을 공급하도록 구성되는, 프로브 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 내아크 프로브 카드 및 기판은 함께 부분적으로 둘러싸인 공간을 한정하고, 상기 내아크 프로브 카드는 유체 스트림을 상기 부분적으로 둘러싸인 공간에 공급하도록 구성되는, 프로브 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 패키지는,
    상기 DUT를 전기적으로 테스트하도록 구성된 측정 기구와,
    상기 DUT의 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 검출하도록 구성된 접촉 감지 조립체와,
    스위치를 더 포함하고,
    상기 스위치는,
    (i) 상기 스위치가 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 측정 기구와 선택적으로 그리고 전기적으로 상호 연결하고, 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 접촉 감지 조립체로부터 전기적으로 절연시키는 테스트 상태와,
    (ii) 상기 스위치가 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 접촉 감지 조립체와 선택적으로 그리고 전기적으로 상호 연결하고, 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 측정 기구로부터 전기적으로 절연시키는 접촉 감지 상태를 포함하는,
    프로브 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 스위치가 상기 제 1 프로브 전기적 전도체 및 상기 제 2 프로브 전기적 전도체를 상기 접촉 감지 조립체 및 상기 측정 기구 모두로부터 선택적으로 그리고 전기적으로 절연시키는 절연 상태를 더 포함하는, 프로브 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 접촉 감지 조립체는 접촉 감지 전압에서 상기 제 1 프로브 전기적 전도체와 상기 제 2 프로브 전기적 전도체 사이에 접촉 감지 전압차를 발생시키도록 구성되며, 상기 접촉 감지 전압은 0.1 V 이상 20 V 이하인, 프로브 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로브 시스템은 상기 측정 기구와 상기 DUT의 후면을 전기적으로 상호 연결하도록 구성된 드레인 전기적 전도체를 더 포함하는, 프로브 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 측정 기구는 상기 DUT를 전기적으로 테스트하기 위한 고전압 테스트 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 고전압 테스트 신호는 0.5 kV 이상의 최소 테스트 전압을 가지는, 프로브 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 조립체는 상기 DUT의 온도를 검출하도록 구성된 열 검출기를 더 포함하는, 프로브 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 시스템은 척 온도 범위 내에서 상기 척의 온도를 조절하도록 구성된 척 가열 모듈을 더 포함하고, 상기 척 온도 범위는 0 ℃ 이하의 최소 온도 및 50 ℃ 이상의 최대 온도를 포함하는, 프로브 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 연속성 검출 회로는 상기 DUT의 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 접촉 상태를 나타내는 접촉 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 반송 구조물 제어 회로는 상기 접촉 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 반송 구조물의 동작을 제어하도록 구성되는, 프로브 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 조립체는 프로브 카드를 포함하는, 프로브 시스템.
  15. 기판 상에 형성되는 DUT를 전기적으로 테스트하기 위해 청구항 1에 기재된 프로브 시스템을 이용하는 방법으로서,
    연속성 검출 회로를 사용하여 제 1 프로브 전기적 전도체와 제 2 프로브 전기적 전도체 사이의 전기적 연속성을 모니터링하는 단계와,
    상기 모니터링하는 동안, 반송 구조물 제어 회로를 통해 상기 기판과 프로브 조립체를 서로를 향해 작동적으로 반송하여 상기 DUT의 접촉 위치와 제 1 프로브 및 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 확립하는 단계와,
    상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 응답하여, 상기 연속성 검출 회로를 사용하여 상기 제 1 프로브 전기적 전도체와 상기 제 2 프로브 전기적 전도체 사이의 연속성을 검출하는 단계와,
    상기 검출에 응답하여, 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계와,
    상기 중지하는 단계에 후속하여, 테스트 회로를 사용하여 상기 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브를 이용하는 단계를 포함하는
    방법.
  16. 프로브 조립체를 포함하는 프로브 시스템으로, 기판 상에 형성된 테스트 대상 장치(DUT)를 전기적으로 테스트하는 방법으로서,
    상기 프로브 시스템의 상기 프로브 조립체의 제 1 프로브와 상기 프로브 조립체의 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하는 단계와,
    상기 모니터링하는 동안, 상기 DUT의 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두의 전기적 접촉을 확립하기 위해 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 서로를 향해 작동적으로 반송하는 단계와,
    상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 응답하여, 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하는 단계와,
    상기 검출에 응답하여, 상기 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계와,
    상기 중지하는 단계에 후속하여, 상기 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브를 이용하는 단계를 포함하는,
    방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 이용하는 단계 동안 아킹을 방지하기 위해 상기 프로브 조립체와 상기 DUT 사이에서 연장하는 가압 영역에 유체 스트림을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 이용하는 단계 이전에, 상기 방법은 상기 DUT의 온도를 테스트 온도로 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 테스트 온도는 제 1 테스트 온도이고, 상기 이용하는 단계에 후속하여, 상기 방법은 상기 DUT의 온도를 상기 제 1 테스트 온도와 다른 제 2 테스트 온도로 설정하기 위해 상기 설정하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 설정하는 단계를 반복하기 전에, 상기 방법은 상기 DUT의 접촉 위치와 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 모두 사이에서 전기적 접촉을 중지하도록 하기 위해 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 서로 멀어지도록 작동적으로 반송하는 단계를 더 포함하고, 상기 설정하는 단계를 반복하는 단계에 후속하여, 상기 방법은,
    (i) 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하기 위해 모니터링하는 단계를 반복하는 단계와,
    (ii) 상기 DUT의 상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉을 확립하기 위해 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 서로에 대해 작동적으로 반송하는 단계를 반복하는 단계와,
    (iii) 상기 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 응답하여, 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 연속성을 검출하는 단계를 반복하는 단계와,
    (iv) 상기 연속성을 검출하는 단계를 반복하는 것에 응답하여, 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계를 반복하는 단계와,
    (v) 상기 중지하는 단계를 반복하는 단계에 후속하여, 상기 제 2 테스트 온도에서 상기 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브를 이용하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 테스트 온도와 상기 제 2 테스트 온도는 20 ℃ 이상의 온도차를 갖는, 방법.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 DUT는 복수의 DUT의 제 1 DUT이며, 상기 방법은 상기 이용하는 단계에 후속하여,
    (i) 상기 프로브 조립체를 복수의 DUT 중 제 2 DUT와 작동적으로 정렬하는 단계와,
    (ii) 상기 제 1 프로브와 상기 제 2 프로브 사이의 연속성을 모니터링하는 단계를 반복하는 단계와,
    (iii) 상기 기판과 상기 프로브 조립체를 작동적으로 반송하는 단계를 반복하는 단계와,
    (iv) 상기 제 2 DUT의 대응하는 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 연속성을 검출하기 위해 연속성을 검출하는 단계를 반복하는 단계와,
    (v) 상기 제 2 DUT의 대응하는 접촉 위치와 상기 제 1 프로브 및 상기 제 2 프로브 모두 사이의 전기적 접촉에 응답하여 작동적으로 반송하는 단계를 중지하는 단계를 반복하는 단계와,
    (vi) 상기 제 2 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 이용하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 DUT는 복수의 DUT의 제 1 DUT이고, 상기 이용하는 단계에 후속하여, 상기 방법은 상기 복수의 DUT의 제 2 DUT의 동작을 전기적으로 테스트하기 위해 상기 방법을 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 이용하는 단계 동안, 상기 방법은 상기 프로브 조립체의 열 검출기로 상기 기판의 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 방법은 상기 DUT의 전기적 성능을 상기 기판의 온도와 상관시키는 단계를 포함하는, 방법.
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