KR900008603B1 - 반도체 디바이스의 프로우빙 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

반도체 디바이스의 프로우빙 장치

제1도는 본 발명의 일실시예 장치를 나타낸 단면도.

제2도는 본 발명의 다른 일실시예 장치를 나타낸 단면도.

제3도는 본 발명의 또다른 일실시예 장치의 요부를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 측정부 2 : 절연체

3 : 자료대 4 : 피측정웨이퍼

5 : 측정 헤드 6 :측정침

7 : 히터 케이스 8 : 할로겐 램프

9 : 반사판 10 : 도전성 멧쉬(노이즈 쉴드 수단)

11 : 송기관 12 : 배기관

13 : 차폐판 14 : 격벽

15 : 지지판 16 : 배기트랩

17 : 가스송입관 18 : 가스 버터

19 : 맨틀 20 : 배기관

21 : 가스공급관 22 : 가스배출관

본 발명은 웨이퍼 상에 형성된 반도체 디바이스의 전기적 특성을 측정하는 프로우빙 장치에 관한 것으로, 특히 피측정 디바이스를 가열하면서 측정을 하는 경우에 있어서의 노이즈를 저감시킨 프로우빙장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 프로우빙 할시에 피측정 디바이스를 가열하는 수단으로서는 피측정 디바이스를 장착하는 자료대에 내장된 전열 히터에 의한 것이나 또는 일본국 특허 공개 소 58-90734호 공보(발명의 명칭 계측용 자료대)에 기재되어 있는 바와같이, 자료대에서 떨어진 위치에서 불활성가스를 자료대의 근방에 배치된 노즐로 인도하여 피측정 디바이스로 분출토록 된것등은 공지된 것이다.

상술한 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 존재한다.

우선, 자료대에 내장된 전열히터에 의한 가열수단은 반도체 디바이스이 제조에 있어서의 코오팅 혹은 엣칭동에 적용되고 있는 스피너 장치등에서 관용되어 있는 수단이지만, 프로우빙장치에 적용할 경우, 히터를 피측정자료에 근접시켜서 설치할 필요가 있기 때문에, 히터로부터 생기는 전기적 내지 자기적 노이즈가 측정결과에 영향을 주워서 정확한 특성 측정을 할수 없게 되는 문제가 있다.

또한, 가열된 불활성가스를 분출하는 수단은 적의 히터에 의하여 불활성가스를 가열하고, 이 열가스를 자료대에 인도하여 분출하는 간접적인 가열수법이며, 히터의 온도 변화는 가스를 통하여 자료에 전달하기 때문에 응답성이 나쁘고, 정확한 온도제어가 곤란하게 되고, 가열효율이 저하하여 에너지의 손실이 크게되며, 전열히터를 열원으로서 하는 경우는 상기한 노이즈이 영향을 피하기 위하여 가스 가열부를 자료대에서 떨어진 위치에 배치할 필요가 있기 때문에, 열가스를 인도하는 배관로가 길게 되어서 그 사이에 있어서의 방열손실이 크게되고, 가스의 열 용량이 적기 때문에, 자료를 소망온도까지 승온시키는 데에는 대량의 가스를 필요로하여 불경제적인 것이며, 또한 구체적으로 자료대의 일부로부터 열가스를 송입하고, 타부에서 배기하는 것으로 되어 있기 때문에, 송입부 부근에 비하여 배기부의 온도가 저하되어 온도의 불균일이 생기는 등의 문제가 있는 것이다.

본 발명은 차광성이며 동시에 도전성을 갖는 판재를 자료대로서 적용하고, 그 이면측에 소요거리 이간시켜서 반사경을 부설한 적외선을 방사하는 열원을 배치하여 자료대를 가열토록 된 것이다.

열원으로서는 할로겐 램프등의 통전에 의하여 발열하는 수단, 즉 전열장치, 혹은 맨틀 부착의 가스 버너를 사용한다.

전열장치를 열원으로 하는 경우, 이것에서 발생하는 노이즈이 영향은 자료대에서 열원까지의 거리를 적의 이간 시키는 것에 의하여 경가할 수 있지만, 또한 필요에 응하여 열원의 전면에 어스를 한 금망을 장설하는 것에 의하여, 노이즈의 영향을 거의 완전하게 방지한다.

노이즈 측정에 지장이 생기지 않도록, 자료대 이면에서 충분하게 거리를 띄워서 배치된 열원은 복사열에 의하여 자료대를 이면에서 가열하고, 일방, 자료대는 차광성을 갖고 있기 때문에, 측정에 지장이 생기는 광의 영향을 차단하고, 열전도에 의하여 피측정 반도체 디바이스를 가열하여 극히 고정도의 측정상황하에서 균일한 가열이 달성된다.

또한, 열원의 자료대에서의 거리가 크게 될 수록 열선이 확산되어 자료대에 대한 가열효율이 저하하지만, 이 문제는 예컨대 열원의 배후에 방물면으로 형성된 반사경을 부설하는 등의 수단에 의하여, 열선을 평행광에 가깝게하면 개선할 수 가 있다. 또한, 열선 복사에 의한 열의 전달형식은 열의 전도거리가 길게되어도 지연이 생기지 않도록 열원의 발열양을 제어하여 적외선 방사량을 조절하는 것에 의하여, 비교적 신속함과 동시에 정확하게 자료대의 온도를 소망치로 설정할 수 가 있는 것이다.

[실시예]

제1도 내지 제3도는 각각 본 발명의 각 실시예 장치를 나타낸 단면도이다.

우선, 제1도에 나타낸 장치는 프로우빙장치의 측정부(1)에 수지등의 절연성재료(2)를 개재시켜서 자료대(3)을 고설하고, 이 자료대(3)에 피측정디바이스를 형성한 웨이퍼(4)를 장착하여, 측정 헤드(5)를 화살표로 나타낸 바와같이, 웨이퍼(4)의 면에 연한방향 및 이것에 수직인 방향으로 이동시켜서 웨이퍼(4)의 면에 형성되어 있는 디바이스의 소요개소에 측정침(6)을 당접시켜서 측정을 행한다.

자료대(3)의 웨이퍼(4)를 장착하는 면의 이면측에 히터 케이스(7)를 장착하고, 이 내부에 열원으로서 할로겐 램프(8)등의 적외선을 방사하는 전열장치를 설치한다. 할로겐 램프(8)에는 방물면으로 형성된 반사판(9)을 부설하여 자료대(3)로 향하는 방향이외로 방사되는 적이선의 대부분을 자료대(3)로 항하여 반사시켜서 가열효율을 향상시키도록되어 있다.

할로겐 램프(8)의 적외선 방사량은 이것에 인가하는 전압을 증감시키는 것에 의하여, 임의 fp벨로 제어할 수 있어서, 이것을 적절하게 설정하는 것에 의하여, 자료대(3)의 표면온도를 용이하게 소망의 수치로 설정할 수 있으며, 또한 그 온도를 유지하는 것도 용이한 것이다.

제1도에 도시한 장치는 주지의 스피너등에 있어서와 같이 웨이퍼재치면의 이면으로 접촉하도록 전열히터를 설치하는 수단에 비하여 열원으로서의 할로겐 램프(8)에서 자료대(3)까지의 거리를 크게 설정되어 있어서, 램프(8)가 발생하는 전기적 노이즈는 그 거리 사이에서 감쇠하여 실용상 측정치에 영향을 미치지 않을정도로 경감된다.

제2도는 제1도에 도시한 장치에 약간의 설비를 부가하여, 더욱 노이즈의 영향을 감소시킨 실시예 장치를 나타낸 것이다. 이 실시예에 있어서, 측정부(1), 절연체(2), 자료대(3), 피측정웨이퍼(4), 측정 헤드(5), 측정침(6), 히터 케이스(7), 할로겐 램프(8), 반사판(9)은 각각 제1도에 도시한 장치에 준하여 구성한다.

본 실시예에서는 램프(9)와 자료대(3)와의 사이에 어스로 접속된 도전성의 멧쉬(10)을 장설하여 램프(8)가 발생하는 전기적 노이즈를 차폐하는 노이즈 쉴드 수단인 것이다. 멧쉬(10)는 램프(8) 내지 반사판(9)에서 자료대(3)로 방사되는 적외선을 충분하게 투과시키도록 세경의 금속선으로된 망상의 것을 사용하는 것이 소망스러운 것이다.

또한, 램프(8)에서 방사되는 열에 의한 자료대 내지 자료이외의 부분의 온도상승을 제어할 수 있도록, 히터 케이스(7)의 저소에 송기관(11) 및 배기관(12)을 부설하여, 가스(예컨데, 공기 혹은N2등)를 히터 케이스(7)내로 송입하여 냉각하도록 되어 있다.

또한, 이 가스에 의한 강제냉각 때문에, 자료대 (3)에 대한 가열효율이 저하하는 것을 방지하기 위하여, 자료대(3)의 이면에 근접된 위치에 글라스등의 적외선을 투과하는 재질의 차페판(13)을 장착하여 냉기 가스의 흐름으로부터 자료대(3)을 차단하도록 구성되어 있다.

본 실시예에서는 도전성이 멧쉬(10)가 할로겐 램프(8)와 자료대(3)와의 사이에 개재하여, 노이즈 쉴드 수단의 휠터로서 작동하기 때문에, 이 휠터가 개재하지 않는 경우에, 램프에서의 거리를 넘어서 자료대까지에 도달하는 근소한 노이즈도 완전하게 차단하여, 양호한 노이즈레스의 상태에서 측정을 행할 수가 있다.

또한, 상기 실시예에서는 전열장치로서 할로겐 램프(8)을 사용하였지만, 이것 대신하여 크세논 램프나 세라믹 히터등을 사용하여도 되는 것이다.

다음에 제3도는 본 발명의 다른 실시예 장치의 요부를 나타낸 단면도로서, 상술한 2개의 실시예에는 적외선 방사 열원으로서, 할로겐 램프로된 전열장치를 사용하고 있는 것에 대하여, 본 실시예에서는 맨틀을 부착한 가스 버너를 적용한 것이다.

상기한 각 실시예에 있어서의, (1)에서 (7)까지의 각 부품은 제3도에 도시한 실사예에서도 전혀 동일한 것이어서 도시 및 설명을 생략한다.

히터 케이스(7)의 적소에 배설된 격벽(14)에 지지판(15) 및 내열 글라스등의 내열성 투명재로의 배기트랩(16)을 장착하고, 지지판(15)에 연소가스송입관(17)과 버너 파이프(18)를 감착하고, 버너 파이프(18)의 선단에 맨틀(19)을 장착한다. 배기트랩(16)의 적소에는 배기관(20)이 형성되어 있으며, 가스송입관(17)에는 가스공급관(21), 배기관(20)에는 가스 배출관(22)을 각각 연접한다. 가스 배출관(22)의 단말에는 적의의 흡기 수단, 예컨대, 배기 팬이 접속되어 있다. 또한 배기트랩(16)의 외면 적소에 반사판(23)을 장착한다. 가스공급관(21)에서 가스송입관(17)을 통하여 적외 가연가스를 버너 파이프(18)로 송입하여, 점화장치(주지의 가스 레인지등에 적용되는 것과 동일한 것이며, 도시를 생략함)에 의하여 점화되어 버너 파이프(18)의 선단부에서 연소시키는 것에 의하여, 맨틀(19)을 발갛게 가열하여 적외선을 발생시켜서, 우측으로 배치되어 있는 자료대를 향하여 직접으로 또한 반사판(23)면에서 반사시켜서 방사한다. 연소후의 폐기 가스는 배기관(20)에서 가스 배출관(22)을 통하여 배기된다.

본 실시예 장치는 전술한 2개의 실시예에 있어서의 할로겐 램프(8) 대신에 맨틀(19)을 부설한 가스 버너(18)을 열원으로 한것이어서 공급하는 가스량을 조절하여, 맨틀(19)의 적열도를 변화시켜서, 이것에서 방사되는 적외선양을 제어할 수가 있다.

제3도에 도시한 장치는 적외선 방사용의 열원이 가스 연소장치이기 때문에, 연소할시에 측정장치에 영향을 주는 전기적 노이즈를 전혀 발생하지 않는 이점을 가진 것이다.

또한, 자료대(3)로는 예컨대, 금속판 세라믹판 내지 석영판등에 금속피막을 부착시킨 것이 사용되지만, 이것은 차광성을 가진 것이며, 또한 피측정반도체 디바이스의 두께(소위 깊이)방향의 측정용으로 도전성을 구비한 것이면 되는 것이어서, 특히 재질을 한정하지는 않는다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

(1) 자료대를 직접적인 열전도에 의하지 않고, 자료대에서 소요거리 이간시켜서 설치된 열원에서 방사되는 적외선의 복사열에 의하여 가열하도록 된 것이어서, 열원에 전열수단을 사용하는 경우에도 반도체 디바이스의 특성측정치에 대한 전기적 노이즈의 영향을 비약적으로 경감시킬 수가 있는 것이다.

(2) 열전도나 가열가스의 분출이 아니고, 적이선원으로 부터의 복사열에 의하여 자료대를 가열하기 때문에 적외선원의 강도의 제어에 대하여 극히 신속한 응답성을 가져서 정확하게 피측정 반도체 디바이스의 가열제어를 할 수 있다.

(3) 필요에 응하여, 열원과 자료대 사이에 도전성 멧쉬를 배치하여 노이즈 쉴드 수단으로 하는 것에 의하여 측정치에 대한 노이즈의 영향을 보다 완전하게 방지할 수가 있다.

(4) 또한, 열원을 맨틀을 부설한 가스 버너로 하는 것에 의하여, 거이 완전하게 노이즈가 없는 적외선 방사원을 적용할 수가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 소요온도로 가열되는 자료대에 장착된 피측정 반도체 디바이스의 소요부위에, 측정침을 당접시켜서 전기 특성을 축정하는 프로우빙장치에 있어서, 상기 자료대를 차광성이며 또한 도전성을 갖는 판재로서 형성하고, 이 자료대의 피측정디비이스 장착측의 이면측으로 소요거리를 이간시켜서 적외선을 방사하는 열원을 배치하여 이 방사되는 적외선에 의하여 재료대를 가열하도록 된 반도체 디바이스의 프로우빙 장치.
2. 제1항에 있어서, 열원에 자료대 방향 이외로 향하여 방사되는 적이선을 자료대로 향하여 반사하는 반사판이 부설된 반도체 디바이스의 프로우빙 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열원이 전열장치로된 반도체 디바이스이 프로우빙 장치.
4. 제3항에 있어서, 전열장치가 할로겐 램프로 된 반도체 디바이스의 프로우빙 장치.
5. 제3항에 있어서, 열원과 자료대 사이에 도전성 맷쉬를 배치하여 열원으로 부터의 전기적 노이즈를 차단하도록된 반도체 디바이스의 프로우빙 장치.
6. 제1항에 또는 제2항에 있어서, 열원이 적열되어서 적외선을 방사하는 맨들이 부설된 가스 버너로 된 반도체 디바이스의 프로우빙 장치.
7. 제1항에 있어서, 열원의 근방으로 저온 또는 상온의 가스를 유입 시키는 냉기가스 유입부를 배설하여 열원의 주위를 냉각하도록된 반도체 디바이스의 프로우빙 장치.
8. 제7항에 있어서, 냉기 가스 유입부와 자료대와의 사이에 적외선을 투과하는 차폐판이 배치된 반도체 디바이스의 프로우빙 장치.

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