KR20230096493A - 프로브 모듈 및 이를 포함하는 마이크로 프로브 시스템 - Google Patents

Abstract

프로브 모듈을 제공한다. 일 실시 예에 따른 프로브 모듈은, 베이스; 상기 베이스에 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드부재; 높이 방향에 나란한 제1 축을 중심으로 상기 가이드부재에 대하여 회전 가능하도록 상기 가이드부재에 연결되는 회전부재; 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 중심으로 시편과 가까워지는 제1 수평 회전 방향 및 멀어지는 제2 수평 회전 방향으로 상기 회전부재에 대하여 회전 가능하도록 상기 회전부재에 연결되고, 프로브를 포함하는 프로브 조립체; 및 상기 프로브 조립체에 대하여 제1 수평 회전 방향으로 토크를 제공하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

Description

프로브 모듈 및 이를 포함하는 마이크로 프로브 시스템{PROBE MODULE AND MICRO PROBE SYSTEM COMPRISING THE SAME}

아래의 설명은 프로브 모듈 및 이를 포함하는 마이크로 프로브 시스템에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에서, 웨이퍼 또는 기저 기판상에 형성된 고체 액체 시료의 물질적 특성, 예를 들어, 전자기적, 유전적, 광학적, 화학적 특성을 검사할 필요가 있다. 디바이스의 특성은, 외부 요인에 의해 영향을 받기 때문에, 디바이스의 특성을 검출하는 과정에서는 진공상태, 또는 광조사, 가스 및 온습도가 조절된 환경이 제공될 필요가 있다.

시료의 특성을 검출하기 위해, 내부에 시료를 배치하는 챔버를 제공하는 마이크로 프로브 시스템이 제공된다. 일반적으로, 마이크로 프로브 시스템은 디바이스와 접촉하는 프로브를 통해 디바이스의 특성을 검출한다. 따라서, 정밀하게 이동 가능한 프로브 모듈을 포함하는 마이크로 프로브 시스템이 요구되는 실정이다.

전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시 예에 따른 목적은 정밀하게 위치가 조절되는 프로브 모듈을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 따른 목적은 용이하게 위치가 조절되는 프로브 모듈을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 따른 목적은 생산단가를 낮은 프로브 모듈을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 따른 목적은 균등한 힘으로 시편과의 접촉을 유지할 수 있는 프로브 모듈을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 따른 프로브 모듈은, 베이스; 상기 베이스에 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드부재; 높이 방향에 나란한 제1 축을 중심으로 상기 가이드부재에 대하여 회전 가능하도록 상기 가이드부재에 연결되는 회전부재; 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 중심으로 시편과 가까워지는 제1 수평 회전 방향 및 멀어지는 제2 수평 회전 방향으로 상기 회전부재에 대하여 회전 가능하도록 상기 회전부재에 연결되고, 프로브를 포함하는 프로브 조립체; 및 상기 프로브 조립체에 대하여 제1 수평 회전 방향으로 토크를 제공하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 탄성부재는 회전부재 및 프로브 조립체 사이에 위치될 수 있다.

상기 탄성부재는 상기 프로브의 단부와의 거리를 기준으로 상기 제2 축보다 더 멀리 배치되는 압축 스프링을 포함할 수 있다.

상기 탄성부재는 상기 프로브의 단부와의 거리를 기준으로 상기 제2 축보다 더 가까이 배치되는 인장 스프링을 포함할 수 있다.

상기 프로브 조립체는, 상기 프로브의 적어도 일부를 하우징하며 상기 회전부재에 연결되는 프로브 하우징을 더 포함할 수 있다.

상기 프로브 하우징은 상기 탄성부재의 이탈을 방지하는 이탈방지 핀을 포함할 수 있다.

상기 프로브 모듈을 제2 수평 회전 방향으로 회전시킬 시 파지가 용이하도록, 상기 프로브 하우징으로부터 상기 프로브의 단부를 향해 연장되는 파지부를 더 포함할 수 있다.

상기 파지부는 적어도 일부에 요철이 형성될 수 있다.

상기 프로브는 상기 하우징의 외부로 노출되는 노출부분 및 상기 하우징에 반입되는 반입부분을 포함하며, 상기 반입부분은 적어도 하나의 굴곡부분을 포함하며, 상기 프로브 하우징은, 상기 반입부분의 적어도 일부를 수용하기 위해, 상기 반입부분에 대응하는 형상으로 함몰 형성된 수용홈을 포함할 수 있다.

상기 프로브 조립체의 상기 제1 수평 회전 방향 및 제2 수평 회전 방향 중 적어도 한 방향으로의 회전각도를 제한하는 하나 이상의 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 마이크로 프로브 시스템은 프로브 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로브 모듈은 시편의 특성을 정확하게 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로브 모듈은 시편의 특성을 용이하게 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로브 모듈은 낮은 가격으로 제작될 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로브 모듈 및 이를 포함하는 마이크로 프로브 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로 프로브 시스템의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 마이크로 프로브 시스템에서 제2 하우징이 개방된 상태를 상면에서 바라본 평면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 프로브 모듈의 사시도이다.
도4는 일 실시 예에 따른 가이드부재 및 회전부재의 분해 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 일 실시 예에 따른 프로브 모듈을 측면에서 바라본 평면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 프로브 조립체의 분해 사시도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 프로브 모듈의 사시도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로 프로브 시스템의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 마이크로 프로브 시스템에서 제2 하우징이 개방된 상태를 상면에서 바라본 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 마이크로 프로브 시스템(1)은 시편(W)의 물질적 특성을 검출할 수 있다. 시편(W)은 예를 들어, 기판(wafer)에 형성된 반도체 디바이스일 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 편의상 시편(W)을 사각형으로 표시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 웨이퍼에 형성되는 다양한 종류의 반도체 디바이스일 수 있다. 마이크로 프로브 시스템(1)은, 다른 기기와 연동됨으로써, 시편(W)의 다양한 특성, 예를 들어, 전기적 특성, 광학적 특성, 화학적 특성을 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따른 마이크로 프로브 시스템(1)은 하우징(11), 진공 포트(12), 관측 스테이지(13), 프로브 모듈(14), 신호 포트(15), 지지부(16), 온도조절부, 냉각부(17), 전력 포트(18) 및 전력 커넥터(19)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 하우징(11)은 마이크로 프로브 시스템(1)의 외관을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 하우징(11)은 제1 하우징(111), 제2 하우징(112), 윈도우(113) 및 실링부재(114)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 제1 하우징(111)은 일측이 개방 형성되며 시편(W)의 특성을 검사하기 위한 검사 공간(1111)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 하우징(111)의 상부는 개방 형성될 수 있다. 예를 들어, 검사 공간(1111)은 100 cc 이하의 용적을 가질 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 시편(W)의 검사를 위해 검사 공간(1111)을 진공 상태로 형성하거나, 검사 공간(1111)에 가스를 퍼징(purging)시키는 과정이 빠르게 진행될 수 있다. 따라서, 마이크로 프로브 시스템(1)은 시편(W)의 특성이 주변 환경에 민감한 경우에도, 시편(W)의 특성을 정확하게 측정할 수 있다.

일 실시 예에서, 제2 하우징(112)은 검사 공간(1111)이 밀폐되도록 제1 하우징(111)의 일측에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 하우징(112)은 제1 하우징(111)의 개방된 상부에 연결될 수 있다. 제2 하우징(112)은 검사 공간(1111)을 밀폐함으로써 검사 공간(1111)의 진공 상태나, 가스 퍼지 상태를 유지시킬 수 있다. 제2 하우징(112)에는 제1 하우징(111)에 고정 결합 가능한 고정나사가 구비될 수 있다. 고정나사는 예를 들어, 제2 하우징(112)의 외측 모서리에 구비되고, 제1 하우징(111)의 상면에 형성된 고정 홈에 결합될 수 있다.

일 실시 예에서, 윈도우(113)는 하우징(11)의 외부에서 검사 공간(1111)을 볼 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다. 윈도우(113)는 예를 들어, 석영, 사파이어, 유리, 강화유리 또는 아크릴과 같은 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 검사 공간(1111) 외부에서 윈도우(113)를 통해 광을 조사함으로써, 시편(W)의 광학적 특성을 검출하는 방식이 수행될 수 있고 반대로 전기적 신호를 입력하여 시편(W)에서 야기된 광학적 특정을 검출할 수 있다. 예를 들어, 윈도우(113)는 제2 하우징(112)의 일측에 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 윈도우(113)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 실링부재(114)는 제2 하우징(112)이 제1 하우징(111)에 연결되는 경우, 제1 하우징(111) 및 제2 하우징(112) 사이의 틈을 실링(sealing)할 수 있다. 실링 부재는 검사 공간(1111)의 주변을 따라 제1 하우징(111)의 상면 및 제2 하우징(112)의 하면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 따라서, 실링부재(114)는 검사 공간(1111)이 밀폐되는 것을 보조할 수 있다.

일 실시 예에서, 진공 포트(12)는 검사 공간(1111)에 진공이 형성되도록 하우징(11)을 관통하여 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 포트(12)는 배기라인과 연결됨으로써, 검사 공간(1111)의 가스를 배출하기 위한 경로의 역할을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 포트(12)는 외부 기기와 연결됨으로써, 검사 공간(1111)의 공기를 제거하기 위한 경로의 역할을 수행할 수 있다. 한편, 진공 포트(12)는 외부 기기와 연결됨으로써 검사 공간(1111)으로 가스 및 습기를 주입할 수 있다. 시편(W)의 전기적, 광학적, 유전적, 자기적 및 화학적 특성 중 적어도 하나를 검출하는 과정에서, 검사 공간(1111)에 가스 및 습기를 주입하는 경우, 진공 포트(12)는 가스를 주입하는 경로의 역할을 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 포트(12)는 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 2개의 진공 포트(12)는 제1 하우징(111)의 일측에 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 진공 포트(12)의 개수 및 배치가 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 관측 스테이지(13)는 검사 공간(1111)에 배치되고, 검사를 위한 대상 시편(W)이 안착될 수 있다. 일 실시 예에서, 관측 스테이지(13)는 검사 공간(1111)의 중앙 부위에 위치할 수 있다.

일 실시 예에서, 프로브 모듈(14)은, 검사 공간(1111)에 배치되며, 시편(W)과 접촉하여 시편(W)에 대한 다양한 특성을 검출할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로브 모듈(14)은 관측 스테이지(13)의 주변에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 프로브 모듈(14)은 복수개로 구비되어, 시편(W)의 복수 지점에 대한 전기적 특성을 동시에 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로브 모듈(14)은 제1 프로브 모듈(14a), 제2 프로브 모듈(14b), 제3 프로브 모듈(14c) 및 제4 프로브 모듈(14d)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 4개의 프로브 모듈(14) 각각은, 관측 스테이지(13)를 둘러싸도록 배치되며, 시편(W)과 서로 다른 네 개의 지점에서 접촉할 수 있다.

일 실시 예에서, 신호 포트(15)는 프로브 모듈(14)로부터 전기적 신호를 송수신하기 위한 신호선을 연결할 수 있도록 하우징(11)을 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 신호 포트(15)는 제1 하우징(111)의 일측에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 신호 포트(15)는 프로브 모듈(14)의 개수와 대응하는 개수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 프로브 모듈(14)이 4개로 구비되면, 신호 포트(15)는 4개로 구비될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 신호 포트(15)의 개수 및 배치가 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 지지부(16)는 관측 스테이지(13)를 하우징(11)으로부터 지지할 수 있다. 예를 들어, 지지부(16)는 관측 스테이지(13)를 제1 하우징(111)에 대하여 지지할 수 있다. 일 실시 예에서, 지지부(16)의 하부에는 지지 공간이 형성될 수 있다. 예를 들어, 지지 공간에는 후술하는 온도조절부 및 냉각부(17)가 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 온도조절부는 시편(W)의 온도를 조절할 수 있다. 일 실시 예에서, 온도조절부는 펠티에(peltier) 소자로 형성되는 열전소자, 저항히터 및 다양한 열교환장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도조절부는 시편(W)의 온도를 -40도 이상 150도 이하의 범위에서 조절할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 시편(W)의 온도를 조절하는 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 온도조절부는 시편(W)의 온도를 80K 이상 373K 이하의 범위에서 조절할 수 있다.

일 실시 예에서, 냉각부(17)는 온도조절부를 냉각시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 온도조절부가 시편(W)의 온도를 조절하는 과정에서 열이 발생할 수 있으며, 냉각부(17)는 온도조절부에서 발생되는 열을 방열할 수 있다. 냉각부(17)는 제1 하우징(111)에 의해 지지될 수 있다.

일 실시 예에서, 전력 포트(18)는 마이크로 프로브 시스템(1)에 전력을 공급하도록, 하우징(11)을 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 전력 포트(18)는 제1 하우징(111)의 일측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전력 포트(18)는 온도조절부와 전기적으로 연결되어, 온도조절부에 전력을 공급할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 전력 포트(18)의 배치 및 전력 공급 대상이 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시 예에서, 전력 커넥터(19)는 프로브(1451)에 전기가 인가될 수 있도록 프로브(1451)의 타측, 예를 들어, 프로브(1451)의 접점부에 연결될 수 있다. 전력 커넥터(19)는, 신호 포트(15)와 연결됨으로써 프로브(1451)를 통해 시편(W)에 전기를 인가하거나, 시편(W)의 전기적 특성을 외부 신호선에 전달할 수 있다.

도 3은 일 실시 예에 따른 프로브 모듈의 사시도이고, 도4는 일 실시 예에 따른 가이드부재 및 회전부재의 분해 사시도이고, 도 5a 내지 도 5c는 일 실시 예에 따른 프로브 모듈을 측면에서 바라본 평면도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 프로브 조립체의 분해 사시도이다.

도 3 내지 도 5c를 참조하면, 일 실시 예에 따른 프로브 모듈(14)은 베이스(141), 가이드 레일(142), 가이드부재(143), 회전부재(144), 프로브 조립체(145), 연결부(146), 탄성부재(147) 및 스토퍼(148)를 포함할 수 있다.

베이스(141)는 하우징(11)의 검사 공간(1111)의 바닥에 설치될 수 있다. 베이스(141)에는 상하 방향을 따라 관통 형성되는 관통홈이 형성되고, 상기 관통홈에는 나사가 삽입됨으로써, 베이스(141)를 하우징(11)의 검사 공간(1111)의 바닥에 고정시킬 수 있다.

일 실시 예에서, 가이드 레일(142)은 베이스(141)의 상면에 설치되고, 가이드부재(143)는 가이드 레일(142)을 따라 제1 슬라이딩 방향(SD1) 및/또는 제2 슬라이딩 방향(SD2)으로 슬라이딩 할 수 있다. 예를 들어, 가이드 레일(142)은 LM 가이드일 수 있다. 가이드부재(143)는 가이드 레일(142)을 따라 슬라이딩 하면서 관측 스테이지(13)에 대해 가까워지거나 멀어지는 방향으로 움직일 수 있다. 결과적으로, 가이드부재(143)의 움직임을 통해 시편(W)에 대한 프로브 조립체(145)의 수평 방향으로의 거리를 조절할 수 있다.

예를 들어, 회전부재(144)는 높이 방향에 나란한 제1 축(X1)을 중심으로 가이드부재(143)에 대하여 회전 가능하도록 가이드부재(143)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이, 회전부재(144)의 일측에는 샤프트(1441)가 돌출 형성되며, 가이드부재(143)의 일측에는 샤프트(1441)와 대응되는 형상으로 샤프트 홈(1431)이 함몰 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전부재(144)의 샤프트(1441)는 가이드부재(143)의 샤프트 홈(1431)에 마운트(mount)되며, 회전부재(144)는 가이드부재(143)에 대하여 샤프트(1441)를 중심으로 제1 수직 회전 방향(VD1) 및/또는 제2 수직 회전 방향(VD2)으로 회전할 수 있다. 이와 같은 구조에서, 도 3에서, 프로브 조립체(145)는 베이스(141)에 대하여 제1 축(X1)을 중심으로 회전할 수 있다.

일 실시 예에서, 프로브 조립체(145)는 제1 축(X1)에 수직한 제2 축(X2)을 중심으로 시편(W)과 가까워지는 제1 수평 회전 방향(HD1) 및 멀어지는 제2 수평 회전 방향(HD2)으로 회전부재(144)에 대하여 회전 가능하도록 회전부재(144)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 프로브 하우징(1452) 및 회전부재(144)에는 제2 축(X2)에 나란한 방향으로 연결 홈이 관통 형성될 수 있으며, 연결부(146)는 연결 홈을 관통하여 회전부재(144) 및 프로브 조립체(145)를 연결할 수 있다.

일 실시 예에서, 탄성부재(147)는 프로브 조립체(145)에 대하여 제1 수평 회전 방향(HD1)으로 토크를 제공할 수 있다. 예를 들어, 탄성부재(147)는 회전부재(144) 및 프로브 조립체(145) 사이에 위치되며, 회전부재(144) 및 프로브 조립체(145)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 회전부재(144)의 일측에는 탄성부재(147)를 수용하는 홈이 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 탄성부재(147)는 압축 스프링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압축 스프링을 포함하는 탄성부재(147)는 후술하는 프로브(1451)의 단부와의 거리를 기준으로 제2 축(X2)보다 더 멀리 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에서, 관측 스테이지(13)에 시편(W)이 위치된 상태에서, 프로브 조립체(145)는 시편(W)에 지속적인 외력을 가하여 시편(W)과의 접촉을 유지할 수 있다.

일 실시 예에서, 스토퍼(148)는 프로브 조립체(145)의 제1 수평 회전 방향(HD1) 및 제2 수평 회전 방향(HD2) 중 적어도 한 방향으로의 회전각도를 제한할 수 있다. 일 실시 예에서, 도 5a와 같이, 스토퍼(148)는 프로브 조립체(145)의 제1 수평 회전 방향(HD1)으로의 회전 각도를 제한하는 제1 스토퍼(1481) 및 제2 수평 회전 방향(HD2)으로의 회전 각도를 제한하는 제2 스토퍼(1482)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 스토퍼(1481) 및 제2 스토퍼(1482)는 각각 후술하는 프로브 하우징(1452)의 일측으로부터 돌출 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에서, 도 5b와 같이, 프로브 조립체(145)가 제1 수평 회전 방향(HD1)으로 지정된 각도만큼 회전 시 제1 스토퍼(1481) 및 회전부재(144)가 접촉하여, 프로브 조립체(145)가 제1 수평 회전 방향(HD1)으로 지정된 각도를 초과하여 회전하는 것을 방지할 수 있다. 도 5c와 같이, 프로브 조립체(145)가 제2 수평 회전 방향(HD2)으로 지정된 각도만큼 회전 시 제2 스토퍼(1482) 및 회전부재(144)가 접촉하여, 프로브 조립체(145)가 제2 수평 회전 방향(HD2)으로 지정된 각도를 초과하여 회전하는 것을 방지할 수 있다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 프로브 조립체(145)는 프로브(1451), 프로브 하우징(1452) 및 파지부(1453)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서 프로브(1451)는 길이 방향을 가지며 단부가 뾰족하게 형성되며 시편(W)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 프로브(1451)의 단부는 프로브(1451)의 길이방향을 기준으로 시편(W)을 향해 지정된 각도만큼 휘어지도록 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 프로브(1451)는 후술하는 프로브 하우징(1452)의 외부로 노출되는 노출부분(14511) 및 프로브 하우징(1452)에 반입되는 반입부분(14512)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 프로브 하우징(1452)은 프로브(1451)의 적어도 일부를 하우징(11)할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로브 하우징(1452)은 제1 프로브 하우징(1452a) 및 제2 프로브 하우징(1452b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 프로브 하우징(1452a) 및 제2 프로브 하우징(1452b)은 프로브(1451)를 사이에 두고 서로 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 프로브(1451)의 반입부분(14512)은 적어도 하나의 굴곡부분(14513)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반입부분(14512)은 굴곡부분(14513)에서 지정된 각도만큼 굴곡될 수 있다. 일 실시 예에서, 프로브 하우징(1452)은 반입부분(14512)에 대응하는 형상으로 함몰 형성된 수용홈(14522)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수용홈(14522)은 제2 하우징(112)의 일측에 프로브(1451)의 굴곡부분(14513)에 대응하여 굴곡지게 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 수용홈(14522)은 프로브(1451)의 반입부분(14512)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 예를 들어, 제2 하우징(112)에 형성된 수용홈(14522)에는 프로브(1451)의 반입부분(14512)이 수용되며, 제1 하우징(111)은 제2 하우징(112)의 수용홈(14522)이 형성된 면에 결합될 수 있다. 이와 같은 구조에서, 프로브(1451)가 프로브 하우징(1452)에 수용된 상태에서 길이방향을 축으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.

일 실시 예에서, 프로브(1451)의 길이방향으로의 길이는 프로브 하우징(1452)의 형상에 따라 짧아질 수 있다. 프로브(1451)는 일반적으로 프로브 하우징(1452)보다 고가일 수 있다. 프로브 조립체(145)의 제작비용을 절감하기 위하여, 프로브 하우징(1452)의 길이 방향으로의 길이를 길게 하는 방식으로, 프로브(1451)의 길이방향으로의 길이가 짧게 형성될 수 있다.

도3, 도 5a 및 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 프로브 조립체(145)는 파지부(1453)를 더 포함하며, 프로브 하우징(1452)은 이탈방지 핀(14521)을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 파지부(1453)는 하우징(11)의 일측으로부터 프로브(1451)의 길이 방향을 따라 프로브(1451)의 단부를 향해 연장되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 파지부(1453)는 제1 하우징(111)의 일측으로부터 연장 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 축(X2)과 나란한 방향으로 바라보았을 때, 파지부(1453) 및 프로브(1451)의 적어도 일부는 서로 오버랩 될 수 있다. 일 실시 예에서, 프로브 모듈(14)을 제2 수평 회전 방향(HD2)으로 회전시킬 시 파지가 용이하도록, 파지부(1453)의 적어도 일부에는 파지부분(1453A)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 시편(W)을 관측 스테이지(13)에 안착시키기 위해 핀셋(P)을 파지부분(1453A)에 접촉시켜 프로브 조립체(145)를 제2 수평 회전 방향(HD2)으로 회전시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 파지부분(1453A)에는 핀셋(P)이 미끄러지는 것을 방지하기 위한 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 파지부분(1453A)에는 요철이 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 파지부분(1453A)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 파지부분(1453A)은 평평하지만 마찰력이 높은 소재로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 이탈방지 핀(14521)은 탄성부재(147)의 이탈을 방지할 수 있다. 일 실시 예에서, 이탈방지 핀(14521)은 하우징(11)의 일측으로부터 회전부재(144)를 향하는 방향을 향해 길이 방향을 가지도록 연장 형성될 수 있다. 예를 들어, 이탈방지 핀(14521)은, 제1 하우징(111)의 일측으로부터 연장 형성되며, 프로브(1451)의 단부와의 거리를 기준으로 제2 축(X2)보다 더 멀리 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 탄성부재(147)는 회전부재(144) 및 프로브 조립체(145)를 연결하면서 이탈방지 핀(14521)을 권회할 수 있다. 이와 같은 구조에서, 탄성부재(147)가 회전부재(144)에 형성된 홈에 수용된 상태에서 프로브 조립체(145)로부터 이탈되는 것을 방지될 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 프로브 모듈의 사시도이다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 프로브 모듈(14')은 가이드부재(143'), 회전부재(144'), 프로브 조립체(145'), 연결부(146') 및 탄성부재(147')를 포함할 수 있다.

도 7의 가이드부재(143'), 회전부재(144'), 프로브 조립체(145') 및 연결부(146')는, 도 1 내지 도 6의 가이드부재(143), 회전부재(144), 프로브 조립체(145) 및 연결부(146)와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기 한다. 이 외에도 설명의 편의를 위해, 도 7의 프로브 모듈(14') 중 도 1 내지 도 6에서 설명한 프로브 모듈(14)과 중복되는 내용은 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

일 실시 예에서, 탄성부재(147')는 프로브 조립체(145')에 대하여 제2 축(X2)을 중심으로 제1 수평 회전 방향(HD1')으로 토크를 제공할 수 있다. 예를 들어, 탄성부재(147')는 회전부재(144') 및 프로브 조립체(145') 사이에 위치되며, 회전부재(144') 및 프로브 조립체(145')를 연결할 수 있다. 예를 들어, 탄성부재(147')의 양 단부에는 고리가 형성되며, 탄성부재(147')의 일단부에 형성되는 고리는 프로브 조립체(145')에 걸리며 타단부에 형성되는 고리는 회전부재(144')에 걸릴 수 있다. 일 실시 예에서, 탄성부재(147')는 인장 스프링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인장 스프링을 포함하는 탄성부재(147')는 프로브의 단부와의 거리를 기준으로 제2 축보다 더 가까이 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에서, 관측 스테이지에 시편이 위치된 상태에서, 프로브 조립체(145')는 시편에 지속적인 외력을 가하여 시편과의 접촉을 유지할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

1: 마이크로 프로브 시스템
11: 하우징
12: 진공 포트
13: 관측 스테잊
14: 프로브 모듈
15: 신호 포트
16: 지지부
17: 냉각부
18: 전력 포트
19: 전력 커넥터
W: 시편
P: 핀셋

Claims (11)

1. 베이스;
   상기 베이스에 설치되는 가이드 레일;
   상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드부재;
   높이 방향에 나란한 제1 축을 중심으로 상기 가이드부재에 대하여 회전 가능하도록 상기 가이드부재에 연결되는 회전부재;
   상기 제1 축에 수직한 제2 축을 중심으로 시편과 가까워지는 제1 수평 회전 방향 및 멀어지는 제2 수평 회전 방향으로 상기 회전부재에 대하여 회전 가능하도록 상기 회전부재에 연결되고, 프로브를 포함하는 프로브 조립체; 및
   상기 프로브 조립체에 대하여 제1 수평 회전 방향으로 토크를 제공하는 탄성부재를 포함하는, 프로브 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성부재는 회전부재 및 프로브 조립체 사이에 위치되는, 프로브 모듈.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄성부재는 상기 프로브의 단부와의 거리를 기준으로 상기 제2 축보다 더 멀리 배치되는 압축 스프링을 포함하는, 프로브 모듈.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 탄성부재는 상기 프로브의 단부와의 거리를 기준으로 상기 제2 축보다 더 가까이 배치되는 인장 스프링을 포함하는, 프로브 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 프로브 조립체는,
   상기 프로브의 적어도 일부를 하우징하며 상기 회전부재에 연결되는 프로브 하우징을 더 포함하는, 프로브 모듈.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 프로브 하우징은 상기 탄성부재의 이탈을 방지하는 이탈방지 핀을 포함하는, 프로브 모듈.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 프로브 모듈을 제2 수평 회전 방향으로 회전시킬 시 파지가 용이하도록, 상기 프로브 하우징으로부터 상기 프로브의 단부를 향해 연장되는 파지부를 더 포함하는, 프로브 모듈.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 파지부는 적어도 일부에 요철이 형성되는, 프로브 모듈.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 프로브는 상기 하우징의 외부로 노출되는 노출부분 및 상기 하우징에 반입되는 반입부분을 포함하며,
   상기 반입부분은 적어도 하나의 굴곡부분을 포함하며,
   상기 프로브 하우징은,
   상기 반입부분의 적어도 일부를 수용하기 위해, 상기 반입부분에 대응하는 형상으로 함몰 형성된 수용홈을 포함하는, 프로브 모듈
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 프로브 조립체의 상기 제1 수평 회전 방향 및 제2 수평 회전 방향 중 적어도 한 방향으로의 회전각도를 제한하는 하나 이상의 스토퍼를 더 포함하는, 프로브 모듈.
    
11. 제10항에 있어서,
    제1항에 따른 프로브 모듈을 포함하는 마이크로 프로브 시스템.

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