WO2020226194A1 - 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션 - Google Patents

프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션 Download PDF

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WO2020226194A1
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probe
specimen
chamber
base
conductive
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문학범
장윤형
성지수
김나경
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주식회사 넥스트론
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Definitions

  • the following description relates to a probe assembly and a micro vacuum probe station including the same.
  • a vacuum probe system In order to detect the characteristics of the sample, a vacuum probe system is provided that provides a chamber for placing the sample therein.
  • the vacuum probe system detects the characteristics of the device through a probe in contact with the device.
  • a control device for precisely moving the probe may be located inside or outside the chamber.
  • the probe and the adjusting device When the probe and the adjusting device are located inside the chamber, it may take a long time to evacuate the vacuum because the space of the chamber becomes large. In addition, in proportion to the size of the internal space of the chamber, it is difficult to control humidity and temperature, and external factors such as unnecessary outgas are intervened. . On the other hand, when the control device is located outside the chamber, the configuration of the mechanism for vacuum sealing inside and outside the chamber is complicated and expensive, and the overall size is increased. Installation of the probe and control device inside the chamber has electrical, mechanical, and economic limitations. Accordingly, there is a need for a small probe system capable of efficiently detecting device characteristics while placing both the probe and the adjusting device inside the chamber.
  • An object according to an embodiment is to provide a micro-vacuum probe station capable of positioning a probe assembly inside a chamber in detecting electrical characteristics of a specimen.
  • An object according to an embodiment is to provide a probe assembly capable of accurately detecting electrical characteristics of a specimen regardless of characteristics of an applied power source, and a micro vacuum probe station including the same.
  • An object according to an embodiment is to provide a probe assembly capable of ensuring high accuracy while measuring various characteristics of a specimen in various environmental changes, and a micro vacuum probe station including the same.
  • a probe assembly includes: a base; A guide rail installed on the base; A guide member sliding along the guide rail; A probe connected to the guide member and having one side in contact with the wafer to inspect electrical characteristics of the wafer; And a thin film connector connected to the other side of the probe so that electricity is applied to the probe.
  • the thin-film connector comprises a base layer comprising polyimide; A conductive layer comprising copper and laminated on one surface of the base layer; And a cover layer stacked on one surface of the base layer to cover the conductive layer.
  • the conductive layer is disposed between the first conductive portion and the second conductive portion stacked on the substrate layer so as to be positioned at both ends of the substrate layer, and the substrate so as to be positioned between the first conductive portion and the second conductive portion.
  • a third conductive part stacked on the layer may be included, and the first conductive part, the second conductive part, and the third conductive part may be spaced apart from each other.
  • the probe assembly may further include a connection part connecting the guide member and the probe, and the probe may be connected to the connection part so as to be rotatable about an axis parallel to the ground.
  • the connecting portion is connected to the guide member, a connecting member having an insertion groove formed on the upper portion of the probe; A shaft provided in the connection member to penetrate the probe; And an elastic member connected to the shaft and providing a circular recovery force so that the probe rotates in the opposite direction when the probe rotates through the shaft.
  • the probe In one side, the probe, the fixing part connected to the guide member; An extension part extending in a horizontal direction from one side of the fixing part; And an inspection unit extending downwardly from an end portion of the extension portion so that the end portion contacts the specimen.
  • the probe may further include a bent portion that connects the fixing portion and the extension portion, and is repeatedly bent so that the extension portion can be bent vertically with respect to the fixing portion.
  • the extension portion includes an adjustment groove formed by bending upward, and tweezers for manual position adjustment of the probe may be fitted in the adjustment groove.
  • a micro-vacuum probe station includes: a housing having a chamber formed therein and an open top thereof; A housing cover connected to an upper portion of the housing and having a transparent window formed to seal the chamber; A vacuum port formed through the housing to form a vacuum inside the chamber; An observation stage disposed in the chamber and on which a target specimen is seated; And a probe assembly disposed in the chamber and contacting the specimen to detect electrical characteristics of the specimen.
  • the probe assembly includes: a base positioned in the chamber; A guide rail installed on the base; A guide member sliding along the guide rail; A probe connected to the guide member and having one side in contact with the wafer to inspect electrical characteristics of the wafer; And a thin film connector connected to the other side of the probe so that electricity is applied to the probe.
  • the thin film connector In one side, the thin film connector, a base layer formed of an insulating material; A conductive layer stacked on one surface of the base layer and including three conductive portions disposed at both ends and a center of the base layer so as to be spaced apart from each other; And a cover layer stacked on one surface of the base layer to cover the conductive layer.
  • a DC or AC voltage may be applied to the probe through the thin film connector.
  • the probe assembly may further include an elastic member disposed between the bottom surface and the base of the chamber.
  • it may further include a cooling port formed through the housing so that the cooling water flows into the chamber.
  • the observation stage may include a temperature controller for controlling the temperature of the specimen.
  • the probe assembly and the micro-vacuum probe station including the same minimizes the size of the chamber by minimizing the size of the probe assembly, thereby shortening the vacuum evacuation time and the time required for environmental changes such as gas purging. I can make it.
  • the probe assembly and the micro-vacuum probe station including the same are manufactured in a compact and lightweight manner, and thus are easily compatible with external devices such as a microscope and a spectrometer.
  • the probe assembly and the micro-vacuum probe station including the same may accurately detect electrical characteristics of a specimen regardless of characteristics of applied power.
  • the probe assembly and the micro-vacuum probe station including the same can improve measurement accuracy by easily adjusting the movement of the probe with respect to the specimen.
  • a probe assembly and a micro-vacuum probe station including the same may detect an electrical signal and fix a sample at the same time, thereby responding to vibrations of a chamber, and freely moving the chamber.
  • FIG. 1 is a perspective view of a micro vacuum probe station according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of a micro vacuum probe station according to an embodiment.
  • FIG 3 is a perspective view of a probe assembly according to an exemplary embodiment.
  • FIG 4 is a side view of a probe according to an exemplary embodiment.
  • FIG 5 is a side view of a thin film connector according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the thin film connector taken along line A-A of FIG. 5.
  • first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term.
  • FIG. 1 is a perspective view of a micro vacuum probe station according to an embodiment
  • FIG. 2 is a plan view of a micro vacuum probe station according to an embodiment.
  • the station 1 of the micro vacuum probe 106 may detect material properties of the specimen W.
  • the specimen W may be, for example, a semiconductor device formed on a substrate.
  • the specimen W is shown in a square shape for convenience, but this is only an example for convenience of explanation, and may be various types of semiconductor devices formed on a wafer.
  • the station 1 of the micro-vacuum probe 106 may detect various characteristics of the specimen W, for example, electrical characteristics, optical characteristics, and chemical characteristics, by interlocking with other devices.
  • the micro vacuum probe 106 station 1 includes a housing 12, a housing cover 13, a vacuum port 124, a cooling port 122, a signal port 123, and a power connector 125. ,
  • the observation stage 14 and the probe assembly 10 may be included.
  • the housing 12 may form the exterior of the micro vacuum probe 106 station 1.
  • the housing 12 has a chamber 121 formed therein, and an upper portion thereof may be opened.
  • the chamber 121 may have a volume of 100 cc or less, for example. According to such a structure, a process of forming the inside of the chamber 121 in a vacuum state or purging the gas inside the chamber 121 for inspection of the specimen W can be rapidly performed. Therefore, the micro-vacuum probe 106 station 1 can accurately measure the characteristics of the specimen W even when the characteristics of the specimen W are sensitive to the surrounding environment.
  • a sealing member disposed along the periphery of the chamber 121 may be provided on the upper surface of the housing 12. When the housing cover 13 is connected to the housing 12, the sealing member may assist in sealing the chamber 121 by sealing a gap between the housing cover 13 and the housing 12. .
  • the housing cover 13 may be connected to the open upper part of the housing 12.
  • the housing cover 13 may be selectively connected to the chamber 121 to seal the chamber 121, thereby maintaining a vacuum state or a gas purge state inside the chamber 121.
  • the housing cover 13 may be provided with a fixing screw capable of being fixedly coupled to the housing 12.
  • the fixing screw is provided, for example, at an outer edge of the housing cover 13 and may be coupled to a fixing groove (not shown) formed on the upper surface of the housing 12.
  • the housing cover 13 may include a transparent window 131.
  • the transparent window 131 may be formed of a transparent material so that the inside of the chamber 121 can be observed from the outside.
  • the transparent window 131 may be formed of, for example, a material such as quartz, sapphire, glass, tempered glass, or acrylic. According to this structure, by irradiating light through the transparent window 131 outside the chamber 121, a method of detecting the optical characteristics of the specimen W can be performed, and conversely, by inputting an electrical signal, Optical characteristics can be detected.
  • the vacuum port 124 may be formed through the outside of the housing 12 from the inside of the chamber 121.
  • the vacuum port 124 is connected to the exhaust line, and thus may serve as a path for discharging the gas inside the chamber 121.
  • the vacuum port 124 may serve as a path for removing air from the chamber 121 by being connected to an external device. Meanwhile, the vacuum port may be connected to an external device to inject gas and moisture into the chamber 121. In the process of detecting the chemical properties of the specimen W, when gas and moisture are injected into the chamber 121, the vacuum port may serve as a path for injecting gas.
  • the cooling port 122 may be formed through the housing 12 so that the cooling water flows into the chamber 121. Cooling water for cooling the housing 12 may be injected through the cooling port 122.
  • the cooling port 122 for example, by communicating with a cooling passage (not shown) formed to pass through the interior of the observation stage 14 to be described later, serves as an injection and discharge path for cooling the observation stage 14 Can be done. According to this structure, the temperature of the specimen W located on the observation stage 14 can be adjusted through the flow of the cooling water through the cooling port 122.
  • the signal port 123 may be formed through the housing 12 so as to connect a signal line for transmitting and receiving an electrical signal from the probe 106 to be described later.
  • the signal port 123 is connected to a connector connected to the probe 106, so that the external signal line and the connector can be connected even when a vacuum or gas atmosphere is maintained inside the chamber 121.
  • the power connector 125 may serve as a connector for supplying power to the micro vacuum probe 106 and station 1 and transmitting a separate DC signal such as a signal from a temperature and humidity sensor.
  • the observation stage 14 is provided in the chamber 121, and the target specimen W for inspection may be seated.
  • the observation stage 14 may be located at a central portion of the chamber 121.
  • the observation stage 14 may include a temperature controller (not shown) for controlling the temperature of the specimen W.
  • the temperature controller may include, for example, a thermoelectric element formed of a peltier element, a resistance heater, and various heat exchange devices. In this case, the temperature controller can accurately and quickly adjust the target temperature of the specimen W by changing the temperature of the observation stage 14.
  • a cooling passage communicating with the cooling port 122 may be provided inside the observation stage 14.
  • the cooling water introduced into the chamber 121 through the cooling port 122 may cool the temperature of the observation stage 14 while flowing along the cooling passage and discharged to the outside of the chamber 121.
  • the observation stage 14 can precisely control the temperature of the target specimen W through the temperature controller and the cooling passage.
  • the probe assembly 10 is disposed inside the chamber 121 and may contact the specimen W to detect electrical characteristics of the specimen W.
  • the probe assembly 10 may be disposed around the observation stage 14.
  • a plurality of probe assemblies 10 may be provided to simultaneously detect electrical characteristics of a plurality of points of the specimen W.
  • FIG. 3 is a perspective view of a probe assembly according to an exemplary embodiment
  • FIG. 4 is a side view of a probe according to an exemplary embodiment.
  • the probe assembly 10 includes a base 101, a guide rail 102, a guide member 104, a connection part 105, a probe 106, and a thin film connector. (11) may be included.
  • the base 101 may be installed on the inner floor of the chamber 121.
  • the base 101 has a through hole formed therethrough in the vertical direction, and a screw is inserted into the through hole, so that the base 101 can be fixed to the inner floor of the chamber 121.
  • the base 101 may be fixedly installed to be spaced apart from the inner bottom surface of the chamber 121 at a predetermined interval.
  • a plurality of elastic members (not shown) may be provided between the bottom surface of the chamber 121 and the base 101.
  • the plurality of elastic members may have the same length and may be disposed at both ends of the base 101.
  • the plurality of elastic members may provide elastic force so that the base 101 is horizontally maintained with respect to the bottom surface of the chamber 121.
  • the base 101 when the probe 106 is brought into contact with the specimen W, the base 101 is inclined with respect to the bottom surface of the chamber 121 by an external force to position the probe 106 on the specimen W. I can.
  • the plurality of elastic members provide an elastic force such that the base 101 is horizontal with respect to the bottom surface of the chamber 121, so that the probe 106 can maintain a state in contact with the specimen W. Accordingly, in the process of detecting the electrical characteristics of the specimen W, a constant force is applied and the contact between the probe 106 and the specimen W can be prevented from being released.
  • the gap between the base 101 and the bottom surface can be adjusted through a screw, and an elastic force providing the elastic member through the gap can be adjusted.
  • the guide rail 102 is provided on the upper surface of the base 101, and the guide member 104 may slide along the guide rail 102.
  • the guide rail 102 may be an LM guide.
  • the guide member 104 may move in a direction closer or away from the observation stage 14 while sliding along the guide rail 102. As a result, the distance in the horizontal direction of the probe 106 with respect to the specimen W can be adjusted through the movement of the guide member 104.
  • the guide member 104 may be provided with a connection portion 105.
  • the connection part 105 may connect the guide member 104 and the probe 106.
  • the probe 106 may be connected to the connection part 105 so as to be rotatable about an axis parallel to the ground, for example.
  • the connection part 105 may include a shaft 1051 and a connection member 1052.
  • the shaft 1051 is connected to the upper surface of the guide member 104 and may include an insertion groove formed thereon.
  • a part of the probe 106 for example, a fixing part 1061 of the probe 106 to be described later, may be inserted into the insertion groove.
  • the connecting member 1052 may be connected to the shaft 1051 so as to pass through the probe 106 inserted into the insertion groove.
  • the probe 106 may serve as a rotation axis of the probe 106 with respect to the shaft 1051 by being inserted into a connector penetrating the side of the shaft 1051.
  • the probe 106 is connected to the guide member 104 through the connection portion 105, and one side contacts the specimen W to test the electrical characteristics of the specimen W.
  • the probe 106 may include a fixing part 1061, an extension part 1062, a bent part 1064, an inspection part 1063, and an adjustment groove.
  • the fixing part 1061 may be fixed to the connecting member 1052 and the connecting member 1052 may be connected to the guide member 104.
  • the fixing part 1061 may include an insertion hole penetrating through the side so that the connecting member 1052 is inserted, and a contact part formed at the rear end to be connected to the thin film connector 11.
  • the connection to the thin film connector 11 may be coupled by using a connection member 1052 between the fixing portion 1061 and the connection member 1051.
  • the direction of the probe 106 facing the specimen W is expressed as front, and the opposite direction is expressed as rear.
  • the extension 1062 may extend in a horizontal direction from one side of the fixing part 1061, for example, from the front of the fixing part 1061.
  • the extension portion 1062 may be formed in a thin pin shape by having a narrower width in the vertical direction than the fixed portion 1061.
  • the bent portion 1064 may connect the fixing portion 1061 and the extension portion 1062.
  • the bent part 1064 includes a cutout pattern that is repeatedly bent in the vertical direction, as shown in FIG. 4, so that the extension part 1062 can be connected to be bent in the vertical direction with respect to the fixing part 1061, and has an elastic structure. Can also form. For example, when the extension part 1062 receives an external force upward, the upper part of the bent point of the bent part 1064 is closer to each other, and the lower part is separated from each other, so that the extension part 1062 is fixed to the fixed part ( 1061) can be flexibly connected.
  • the bent portion 1064 has an elastic force like a spring, so that when the external force is removed, the connection state of the connection portion 105 to the fixing portion 1061 may be restored to its original state.
  • the probe 106 may be formed in a form in which the fixing portion 1061 and the extension portion 1062 are connected without the bent portion 1064.
  • the inspection part 1063 may extend downward from the front end of the extension part 1062.
  • the inspection unit 1063 may detect the electrical characteristics of the specimen W by directly contacting the specimen W.
  • the inspection unit 1063 may be formed in the shape of a pin whose cross section becomes smaller toward the end.
  • a commercial probe pin or wire including any one of tungsten, platinum, rhodium, stainless steel, and Inconel alloy may be attached to the inspection unit 1063.
  • the adjusting part 1065 may be formed on the extension part 1062 or the bent part 1064 or the fixing part 1061 to assist in manual position adjustment of the probe 106.
  • the adjusting part 1065 may be formed in a form in which a groove is formed at a lower side by bending a part of the extension part 1062 upward.
  • Tweezers or an adjustment jig for manual position adjustment of the probe 106 may be inserted into the adjustment unit 1065. For example, when adjusting the position of the probe 106 with respect to the specimen W, the user may perform a manual method of manually adjusting the position of the probe 106 through tweezers (tweezers).
  • the adjusting unit 1065 provides a space into which the tweezers are inserted, thereby assisting the easy manual positioning of the probe 106.
  • the adjusting unit 1065 by using a separate external precision positioner and a jig connecting the positioner and the adjusting unit 1065 to the positioner, it is possible to assist in positioning more precise than the tweezers.
  • the thin film connector 11 may be connected to the other side of the probe 106, for example, a contact portion of the probe 106 so that electricity may be applied to the probe 106.
  • the thin film connector 11 may apply electricity to the specimen W through the probe 106 by being connected to the signal port 123 or transmit electrical characteristics of the specimen W to an external signal line.
  • FIG. 5 is a side view of the thin film connector according to an embodiment
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the thin film connector taken along line A-A of FIG. 5.
  • the thin film connector 11 may be formed in the form of a thin film.
  • the thin film connector 11 may include a base layer 111, a conductive layer 112 and a cover layer 113.
  • the base layer 111 may be formed of an insulating material, for example, polyimide.
  • the conductive layer 112 may be stacked on one surface of the base layer 111.
  • the conductive layer 112 may include a conductive material, for example, copper or gold.
  • the conductive layer 112 may be divided into a first conductive part 1121, a second conductive part 11 3 , and a third conductive part 1 12 2 .
  • the first conductive part 1121 and the second conductive part 11 3 may be stacked on one surface of the base layer 111 so as to be positioned at both ends of the base layer 111.
  • the third conductive part 112 2 is located between the first conductive part 1121 and the second conductive part 1 12 3 , that is, on one side of the base layer 111 so as to be located in the center of the base layer 111.
  • the first conductive portions 1121, the second conductive portion (112 3) and the third conductive unit (112 2) can be laminated to the substrate layer 111 to be spaced apart from each other.
  • the cover layer 113 may be stacked on one surface of the base layer 111 to cover the conductive layer 112.
  • the cover layer 113 may be stacked on the base layer 111 to fill a space between the first conductive part 1121, the second conductive part 1 2 3 , and the third conductive part 1 12 2 . Since the cover layer 113 is formed of an insulating material, it is possible to prevent the electricity flowing through the conductive layer 112 from leaking to portions other than the connector.
  • the thin film connector 11 adjusts the distance between the probe 106 and the connector according to the position adjustment of the probe 106, while the probe ( 106) and there is a need to keep the connector connected.
  • the thin film connector 11 since it is formed in the form of a film, the connection can be maintained while adjusting the distance between the probe 106 and the connector by bent or unfolded according to the position of the probe 106. .
  • the thin film connector 11 when using the thin film connector 11 according to the structure of an embodiment, compared to the case of using other types of wires, noise generated when AC voltage is applied to the probe 106 is minimized. can do.
  • the waveform since the waveform is not constant, when the probe 106 and the connector are connected through a general conductive line, there is a problem in that the electrical characteristics of the specimen W are not accurately detected due to large noise.
  • the type of voltage for inspecting the specimen W is related to the DC voltage and the AC voltage. Can be used without.
  • the micro vacuum probe 106 station 1 linearly moves the probe 106 in a direction parallel to the ground, or rotates about an axis parallel to the ground, so that the probe 106 for the specimen W The position of the can be easily adjusted.
  • the size of the chamber 121 can be reduced by miniaturization of its own size. Can be minimized.
  • the micro-vacuum probe 106 station 1 minimizes the size of the chamber 121, thereby changing the chamber 121 to a vacuum state or shortening the time for purging gas, thereby preventing environmental changes. The resulting change in the characteristics of the specimen W can be accurately and quickly detected.
  • the temperature applied to the specimen W can be quickly adjusted, and the characteristics of the specimen W according to the temperature change can be accurately detected.

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Abstract

프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션을 개시한다. 일 실시 예에 따른 프로브 조립체는, 베이스; 상기 베이스에 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드 부재; 상기 가이드 부재에 연결되고, 일측이 웨이퍼에 접촉하여 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 프로브; 및 상기 프로브에 전기가 인가되도록, 상기 프로브의 타측에 연결되는 박막 커넥터를 포함할 수 있다.

Description

프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션
아래의 설명은 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션에 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 진공 프로브 시스템이 제공된다. 진공 프로브 시스템은, 디바이스와 접촉하는 프로브를 통해 디바이스의 특성을 검출하게 되는데, 진공 프로브 시스템에서는 프로브를 정밀하게 이동시키는 조절장치가 챔버 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
챔버 내부에 프로브 및 조절장치가 위치하는 경우, 챔버의 공간이 커지기 때문에 진공 배기에 오랜 시간이 소요될 수 있다. 또한, 챔버의 내부공간의 크기에 비례하여 습도, 온도 제어가 어려워지고, 불필요한 아웃가스 등의 외부적 요인이 개입되기 때문에, 챔버의 크기가 크면 정확한 측정 및 분석을 하는데 정밀도가 떨어지는 요인이 발생한다. 반면, 챔버 외부에 조절장치가 위치하는 경우에는 챔버 내외부의 진공 실링을 위한 기구부의 구성이 복잡하고 고가이며, 전체적인 크기가 커지게 된다. 프로브 및 조절장치를 챔버 내부에 설치하는 것은 전기적, 기계적, 경제적 한계를 가지게 된다. 따라서, 프로브 및 조절장치 모두를 챔버 내부에 위치시키면서도 효율적으로 디바이스의 특성을 검출할 수 있는 소형의 프로브 시스템이 요구된다.
일 실시 예에 따른 목적은, 시편의 전기적 특성을 검출함에 있어서 프로브 조립체를 챔버 내부에 위치시킬 수 있는 마이크로 진공 프로브 스테이션을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 인가되는 전원의 특성에 관계없이 시편의 전기적 특성을 정확하게 검출할 수 있는 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은, 다양한 환경변화속에서 시편의 다양한 특성을 계측하면서도 높은 정확성을 확보할 수 있는 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 프로브 조립체는, 베이스; 상기 베이스에 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드 부재; 상기 가이드 부재에 연결되고, 일측이 웨이퍼에 접촉하여 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 프로브; 및 상기 프로브에 전기가 인가되도록, 상기 프로브의 타측에 연결되는 박막 커넥터를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 박막 커넥터는 폴리이미드(polyimide)를 포함하는 기재층; 구리를 포함하고, 상기 기재층의 일면에 적층되는 도전층; 및 상기 도전층을 커버하도록 상기 기재층의 일면에 적층되는 커버층을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 도전층은 상기 기재층의 양단에 위치하도록 상기 기재층에 적층되는 제1도전부 및 제2도전부와, 상기 제1도전부 및 제2도전부 사이에 위치하도록 상기 기재층에 적층되는 제3도전부를 포함하고, 상기 제1도전부, 제2도전부 및 제3도전부는 서로 이격될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 프로브 조립체는 상기 가이드 부재 및 프로브를 연결하는 연결부를 더 포함하고, 상기 프로브는 지면에 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 연결 부에 연결될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연결부는 상기 가이드 부재에 연결되고, 상기 프로브의 일부가 삽입되는 삽입홈이 상부에 형성되는 연결부재; 상기 프로브를 관통하도록 상기 연결부재에 구비되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 연결되고, 상기 프로브가 상기 샤프트를 통해 회전하는 경우, 상기 프로브가 반대 방향으로 회전하도록 원복력을 제공하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 프로브는, 상기 가이드 부재에 연결되는 고정부; 상기 고정부의 일측으로부터 수평 방향으로 연장되는 연장부; 및 단부가 시편에 접촉되도록, 상기 연장부의 단부로부터 하향지게 연장되는 검사부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 프로브는 상기 고정부 및 연장부를 연결하고, 상기 연장부가 상기 고정부에 대해 상하방향으로 굽어질 수 있도록, 반복 절곡되는 절곡부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 연장부는 상방으로 절곡되어 형성되는 조절홈을 포함하고, 상기 조절홈에는 프로브의 수동 위치 조절을 위한 핀셋이 끼워질 수 있다.
일 실시 예에 따른 마이크로 진공 프로브 스테이션은, 내부에 챔버가 형성되고, 상부가 개방된 하우징; 상기 챔버를 밀폐하도록, 상기 하우징의 상부에 연결되고, 투명 윈도우가 형성되는 하우징 커버; 상기 챔버 내부에 진공을 형성하도록, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 진공 포트; 상기 챔버 내에 배치되고, 대상 시편이 안착되는 관측 스테이지; 및 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 시편에 접촉하여 상기 시편의 전기적 특성을 검출하기 위한 프로브 조립체를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 프로브 조립체는, 상기 챔버 내에 위치하는 베이스; 상기 베이스에 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드 부재; 상기 가이드 부재에 연결되고, 일측이 웨이퍼에 접촉하여 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 프로브; 및 상기 프로브에 전기가 인가되도록, 상기 프로브의 타측에 연결되는 박막 커넥터를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 박막 커넥터는, 절연 재질로 형성되는 기재층; 상기 기재층의 일면에 적층되고, 서로 이격되도록 상기 기재층의 양단 및 중심부에 각각 배치되는 3개의 도전부를 포함하는 도전층; 및 상기 도전층을 커버하도록, 상기 기재층의 일면에 적층되는 커버층을 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 프로브에는 상기 박막 커넥터를 통해 DC 또는 AC 전압이 인가될 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 프로브 조립체는 상기 챔버의 바닥면 및 베이스 사이에 배치되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 챔버 내부로 냉각수가 유동되도록, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 냉각 포트를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 관측 스테이지는 시편의 온도를 조절하기 위한 온도조절부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션은, 프로브 조립체의 크기를 소형화 함으로써, 챔버의 크기를 최소화하여 진공 배기 시간 및 가스 퍼지(purging)와 같은 환경변화에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션은 소형 경량으로 제조됨으로써, 현미경, 분광분석기 등의 외부기기와의 호환이 용이하다.
일 실시 예에 따른 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션은, 인가되는 전원의 특성에 관계없이 시편의 전기적 특성을 정확하게 검출할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션은, 시편에 대한 프로브의 움직임을 용이하게 조절함으로써, 계측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로브 조립체 및 이를 포함하는 마이크로 진공 프로브 스테이션은, 전기적 신호를 검출함과 동시에 시료를 고정할 수 있어 챔버의 진동에 대응할 수 있고 챔버의 방향 및 움직임을 자유롭게 할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로 진공 프로브 스테이션의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 마이크로 진공 프로브 스테이션의 평면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 프로브 조립체의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 프로브의 측면도이다.
도 5은 일 실시 예에 따른 박막 커넥터의 측면도이다.
도 6은 도 5의 A-A 라인에 따른 박막 커넥터의 단면도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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.
도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로 진공 프로브 스테이션의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 마이크로 진공 프로브 스테이션의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 마이크로 진공 프로브(106) 스테이션(1)은 시편(W)의 물질적 특성을 검출할 수 있다. 시편(W)은 예를 들어, 기판(wafer)에 형성된 반도체 디바이스일 수 있다. 도 1에서는 편의상 시편(W)을 사각형으로 표시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시에 불과하며, 웨이퍼에 형성되는 다양한 종류의 반도체 디바이스일 수 있다. 마이크로 진공 프로브(106) 스테이션(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 진공 프로브(106) 스테이션(1)은 하우징(12), 하우징 커버(13), 진공 포트(124), 냉각 포트(122), 신호 포트(123), 전력 커넥터(125), 관측 스테이지(14) 및 프로브 조립체(10)를 포함할 수 있다.
하우징(12)은 마이크로 진공 프로브(106) 스테이션(1)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(12)은 내부에 챔버(121)가 형성되고, 상부가 개방될 수 있다. 챔버(121)는 예를 들어, 100 cc 이하의 용적을 가질 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 시편(W)의 검사를 위해 챔버(121) 내부를 진공 상태로 형성하거나, 챔버(121) 내부에 가스를 퍼징(purging)시키는 과정이 빠르게 진행될 수 있다. 따라서, 마이크로 진공 프로브(106) 스테이션(1)은 시편(W)의 특성이 주변 환경에 민감한 경우에도, 시편(W)의 특성을 정확하게 측정할 수 있다.
하우징(12)의 상면에는 챔버(121)의 주변을 따라 배치되는 실링부재가 구비될 수 있다. 실링부재는 하우징 커버(13)가 하우징(12)과 연결되는 경우, 하우징 커버(13) 및 하우징(12) 사이의 틈을 실링(sealing)함으로써, 챔버(121)가 밀폐되는 것을 보조할 수 있다.
하우징 커버(13)는, 하우징(12)의 개방된 상부에 연결될 수 있다. 하우징 커버(13)는, 챔버(121)에 대하여 선택적으로 연결되어 챔버(121)를 밀폐함으로써, 챔버(121) 내부의 진공 상태나, 가스 퍼지 상태를 유지시킬 수 있다. 하우징 커버(13)에는 하우징(12)에 고정 결합 가능한 고정나사가 구비될 수 있다. 고정나사는 예를 들어, 하우징 커버(13)의 외측 모서리에 구비되고, 하우징(12)의 상면에 형성된 고정홈(미도시)에 결합될 수 있다. 하우징 커버(13)는 투명 윈도우(131)를 포함할 수 있다. 투명 윈도우(131)는 외부에서 챔버(121) 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다. 투명 윈도우(131)는 예를 들어, 석영, 사파이어, 유리, 강화유리 또는 아크릴과 같은 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 챔버(121) 외부에서 투명 윈도우(131)를 통해 광을 조사함으로써, 시편(W)의 광학적 특성을 검출하는 방식이 수행될 수 있고 반대로 전기적 신호를 입력하여 시편에서 야기된 광학적 특정을 검출할 수 있다.
진공 포트(124)는, 챔버(121) 내부로부터 하우징(12) 외부를 관통하여 형성될 수 있다. 진공 포트(124)는 배기라인과 연결됨으로써, 챔버(121) 내부의 가스를 배출하기 위한 경로의 역할을 수행할 수 있다. 진공 포트(124)는 외부 기기와 연결됨으로써, 챔버(121) 내부의 공기를 제거하기 위한 경로의 역할을 수행할 수 있다. 한편, 진공 포트는 외부 기기와 연결됨으로써 챔버(121) 내부로 가스 및 습기를 주입할 수 있다. 시편(W)의 화학적 특성을 검출하는 과정에서, 챔버(121) 내부에 가스 및 습기를 주입하는 경우, 진공 포트는 가스를 주입하는 경로의 역할을 수행할 수 있다.
냉각 포트(122)는 챔버(121) 내부로 냉각수가 유동되도록, 하우징(12)을 관통하여 형성될 수 있다. 냉각 포트(122)를 통해 하우징(12)를 냉각하기 위한 냉각수가 주입될 수 있다. 냉각 포트(122)는 예를 들어, 후술하는 관측 스테이지(14)의 내부를 지나도록 형성된 냉각 유로(미도시)와 연통됨으로써, 관측 스테이지(14)를 냉각시키기 위한 냉각수의 주입 및 배출 경로의 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 냉각 포트(122)를 통한 냉각수의 유동을 통해, 관측 스테이지(14)에 위치한 시편(W)의 온도를 조절할 수 있다.
신호 포트(123)는 후술하는 프로브(106)로부터 전기적 신호를 송수신하기 위한 신호선을 연결할 수 있도록 하우징(12)을 관통하여 형성될 수 있다. 신호 포트(123)는, 프로브(106)와 연결된 커넥터(connector)와 연결되어, 챔버(121) 내부에 진공 또는 가스 분위기 유지된 상태에서도 외부 신호선과 커넥터를 연결시킬 수 있다.
전력 커넥터(125) 마이크로 진공 프로브(106) 스테이션(1)에 전력을 공급 및 온습도 센서의 신호와 같은 별도의 DC신호를 전송하기 위한 커넥터의 역할을 수행할 수 있다.
관측 스테이지(14)는 챔버(121) 내에 구비되고, 검사를 위한 대상 시편(W)이 안착될 수 있다. 관측 스테이지(14)는 챔버(121)의 중앙 부위에 위치할 수 있다. 관측 스테이지(14)는 시편(W)의 온도를 조절하기 위한 온도조절부(미도시)를 포함할 수 있다. 온도조절부는 예를 들어, 펠티에(peltier) 소자로 형성되는 열전소자, 저항히터 및 다양한 열교환장치를 포함할 수 있다. 이 경우, 온도조절부는 관측 스테이지(14)의 온도를 변화시킴으로써, 시편(W)의 목표 온도를 정확하고 빠르게 조절할 수 있다.
관측 스테이지(14)의 내부에는, 냉각 포트(122)와 연통되는 냉각 유로가 구비될 수 있다. 냉각 포트(122)를 통해 챔버(121)로 유입된 냉각수는 냉각 유로를 따라 유동하면서 관측 스테이지(14)의 온도를 냉각시키고 챔버(121) 외부로 배출될 수 있다.
결과적으로, 관측 스테이지(14)는 온도조절부와 냉각 유로를 통해 대상 시편(W)의 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.
프로브 조립체(10)는 챔버(121) 내부에 배치되고, 시편(W)에 접촉하여 시편(W)의 전기적 특성을 검출할 수 있다. 프로브 조립체(10)는 관측 스테이지(14)의 주변에 배치될 수 있다. 프로브 조립체(10)는 복수개로 구비되어, 시편(W)의 복수 지점에 대한 전기적 특성을 동시에 검출할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 프로브 조립체의 사시도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 프로브의 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 프로브 조립체(10)는, 베이스(101), 가이드 레일(102), 가이드 부재(104), 연결부(105), 프로브(106) 및 박막 커넥터(11)를 포함할 수 있다.
베이스(101)는 챔버(121) 내부 바닥에 설치될 수 있다. 베이스(101)에는 상하 방향을 따라 관통 형성되는 관통홈이 형성되고, 상기 관통홈에는 나사가 삽입됨으로써, 베이스(101)를 챔버(121) 내부 바닥에 고정시킬 수 있다. 베이스(101)는 챔버(121) 내부 바닥면으로부터 일정 간격 이격되도록 고정 설치될 수 있다. 이 경우, 챔버(121) 바닥면 및 베이스(101) 사이에는 복수의 탄성부재(미도시)가 구비될 수 있다. 복수의 탄성부재는 동일한 길이를 가지고, 베이스(101)의 양 단에 배치될 수 있다. 복수의 탄성부재는 베이스(101)가 챔버(121) 바닥면에 대해 수평을 유지하도록 탄성력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로브(106)를 시편(W)에 접촉시키는 경우, 베이스(101)는 외력에 의해 챔버(121) 바닥면에 대해 기울어지면서 프로브(106)를 시편(W)의 상부에 위치시킬 수 있다. 이 경우, 복수의 탄성부재는 베이스(101)가 챔버(121) 바닥면에 대해 수평이 되도록 탄성력을 제공함으로써, 프로브(106)가 시편(W)에 접촉한 상태를 유지시킬 수 있다. 따라서, 시편(W)의 전기적 특성을 검출하는 과정에서, 일정한 힘을 작용하며 프로브(106) 및 시편(W)의 접촉이 해제되는 것이 방지될 수 있다. 베이스(101) 및 바닥면의 간격은 나사를 통해 조절 가능하며, 상기 간격을 통해 탄성부재를 제공되는 탄성력이 조절될 수 있다.
가이드 레일(102)은 베이스(101)의 상면에 구비되고, 가이드 부재(104)는 가이드 레일(102)을 따라 슬라이딩 할 수 있다. 예를 들어, 가이드 레일(102)은 LM 가이드일 수 있다. 가이드 부재(104)는 가이드 레일(102)을 따라 슬라이딩 하면서 관측 스테이지(14)에 대해 가까워지거나 멀어지는 방향으로 움직일 수 있다. 결과적으로, 가이드 부재(104)의 움직임을 통해 시편(W)에 대한 프로브(106)의 수평 방향으로의 거리를 조절할 수 있다.
가이드 부재(104)에는 연결부(105)가 구비될 수 있다. 연결부(105)는 가이드 부재(104) 및 프로브(106)를 연결할 수 있다. 프로브(106)는 예를 들어, 지면에 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 연결부(105)에 연결될 수 있다. 연결부(105)는 샤프트(1051), 연결부재(1052) 를 포함할 수 있다.
샤프트(1051)는 가이드 부재(104)의 상면에 연결되고, 상부에 형성되는 삽입홈을 포함할 수 있다. 삽입홈에는 프로브(106)의 일부, 예를 들어, 후술하는 프로브(106)의 고정부(1061)가 삽입될 수 있다.
연결부재(1052)는 삽입홈에 삽입된 프로브(106)를 관통하도록 샤프트(1051)에 연결될 수 있다. 프로브(106)는 샤프트(1051)의 측면을 관통하는 연결구에 삽입됨으로써, 샤프트(1051)에 대한 프로브(106)의 회전축으로의 역할을 수행할 수 있다.
프로브(106)는 연결부(105)를 통해 가이드 부재(104)에 연결되고, 일측이 시편(W)에 접촉하여 시편(W)의 전기적 특성을 검사할 수 있다. 프로브(106)는 고정부(1061), 연장부(1062), 절곡부(1064), 검사부(1063) 및 조절홈을 포함할 수 있다.
고정부(1061)는 연결부재(1052)에 고정할 수 있고 연결부재(1052)는 가이드 부재(104)에 연결될 수 있다. 고정부(1061)는 연결부재(1052)가 삽입되도록 측면을 관통하는 삽입구와, 박막 커넥터(11)와 연결되도록 후방 단부에 형성되는 접점부를 포함할 수 있다. 박막커넥터(11)와의 연결은 고정부(1061)와 연결부재(1051) 사이에 연결부재(1052)를 이용하여 결합할 수 도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 시편(W)을 향하는 프로브(106)의 방향을 전방이라 표현하고, 반대 방향을 후방이라 표현하도록 한다.
연장부(1062)는 고정부(1061)의 일측, 예를 들어, 고정부(1061)의 전방으로부터 수평 방향으로 연장될 수 있다. 연장부(1062)는, 고정부(1061)에 비해 상하 방향으로 좁은 폭을 가짐으로써, 얇은 핀 형태로 형성될 수 있다.
절곡부(1064)는 고정부(1061) 및 연장부(1062)를 연결할 수 있다. 절곡부(1064)는 도 4와 같이, 상하 방향으로 반복적으로 절곡되는 절개 패턴을 포함함으로써, 연장부(1062)를 고정부(1061)에 대해 상하 방향으로 굽어지도록 연결할 수 있다 있으며 탄성을 가지는 구조를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 연장부(1062)가 상향으로 외력을 받는 경우, 절곡부(1064)의 절곡된 지점의 상측 부위는 서로 가까워지고, 하측 부위는 서로 멀어짐으로써, 연장부(1062)가 고정부(1061)에 대해 유연하게 굽어지도록 연결할 수 있다. 또한, 절곡부(1064)는 스프링과 같이 탄성력을 가짐으로써, 외력이 제거되면 고정부(1061)에 대한 연결부(105)의 연결 상태가 원상태로 복귀하도록 탄성력을 제공할 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며, 프로브(106)는 절곡부(1064)가 없이 고정부(1061) 및 연장부(1062)가 연결되는 형태로 형성될 수도 있다.
검사부(1063)는 연장부(1062)의 전방 단부로부터 하향지게 연장될 수 있다. 검사부(1063)는 시편(W)에 직접 접촉함으로써, 시편(W)의 전기적 특징을 감지할 수 있다. 검사부(1063)는 시편(W)과의 접촉 면적을 최소화할 있도록, 단부를 향할수록 단면이 작아지는 핀 형태로 형성될 수 있다. 반면, 검사부(1063)에는 텅스텐, 백금, 로듐, 스테인리스스틸, 인코넬 합금 중 어느 하나를 포함하는 상용 프로브핀 또는 와이어가 부착될 수 있다.
조절부(1065)는 프로브(106)의 수동 위치 조절을 보조하도록, 연장부(1062) 또는 절곡부 (1064) 또는, 고정부(1061)에 형성될 수 있다. 조절부(1065)는 연장부(1062)의 일부가 상측으로 절곡됨으로써, 하측에 홈이 형성되는 형태로 형성될 수 있다. 조절부(1065)에는 프로브(106)의 수동 위치 조절을 위한 핀셋 또는 조절지그이 끼워질 수 있다. 예를 들어, 시편(W)에 대한 프로브(106)의 위치를 조절하는 경우, 사용자는 핀셋(트위저)을 통해 프로브(106)의 위치를 수동으로 조절하는 매뉴얼 방식을 수행할 수 있다. 이 경우, 조절부(1065)는 핀셋이 끼워지는 공간을 제공함으로써, 프로브(106)의 용이한 수동 위치 조작을 보조할 수 있다. 반면, 이와 달리, 별도의 외부 정밀포지셔너와 포지셔너와 조절부(1065)를 연결하는 지그를 이용하여 핀셋보다 정밀한 위치 조작을 보조할 수 있다.
박막 커넥터(11)는, 프로브(106)에 전기가 인가될 수 있도록 프로브(106)의 타측, 예를 들어, 프로브(106)의 접점부에 연결될 수 있다. 박막 커넥터(11)는, 신호 포트(123)와 연결됨으로써 프로브(106)를 통해 시편(W)에 전기를 인가하거나, 시편(W)의 전기적 특성을 외부 신호선에 전달할 수 있다.
도 5은 일 실시 예에 따른 박막 커넥터의 측면도이고, 도 6은 도 5의 A-A 라인에 따른 박막 커넥터의 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 박막 커넥터(11)는, 박막 필름 형태로 형성될 수 있다. 박막 커넥터(11)는, 기재층(111), 도전층(112) 및 커버층(113)을 포함할 수 있다.
기재층(111)은 절연재질 예를 들어, 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있다.
도전층(112)은 기재층(111)의 일면에 적층될 수 있다. 도전층(112)은 전도성 재질, 예를 들어, 구리 또는 금를 포함할 수 있다. 도전층(112)은 제1도전부(1121), 제2도전부(112 3) 및 제3도전부(112 2)로 구분될 수 있다. 제1도전부(1121) 및 제2도전부(112 3)는 기재층(111)의 양단에 위치하도록 기재층(111)의 일면에 적층될 수 있다. 제3도전부(112 2)는 제1도전부(1121) 및 제2도전부(112 3) 사이에 위치, 다시 말해, 기재층(111)의 중심부에 위치하도록 기재층(111)의 일면에 적층될 수 있다. 이 경우, 제1도전부(1121), 제2도전부(112 3) 및 제3도전부(112 2)는 서로 이격되도록 기재층(111)에 적층될 수 있다.
커버층(113)은 도전층(112)을 커버하도록 기재층(111)의 일면에 적층될 수 있다. 커버층(113)은 제1도전부(1121), 제2도전부(112 3), 제3도전부(112 2) 사이의 공간을 메꾸도록 기재층(111)에 적층될 수 있다. 커버층(113)은 절연성 재질로 형성됨으로써, 도전층(112)을 흐르는 전기가 커넥터 이외의 부분으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
프로브(106)는 시편(W)에 대하여 전후 방향으로 위치가 조절되기 때문에, 박막 커넥터(11)는 프로브(106)의 위치 조절에 따라 프로브(106) 및 커넥터 사이의 간격을 조절하면서도, 프로브(106) 및 커넥터의 연결을 유지할 필요성이 있다. 이와 같은 구조의 박막 커넥터(11)의 경우, 필름 형태로 형성되기 때문에, 프로브(106)의 위치 조절에 따라 구부러지거나 펴짐으로써 프로브(106) 및 커넥터 사이의 간격을 조절하면서 연결을 유지시킬 수 있다.
또한, 일 실시 예의 구조에 따른 박막 커넥터(11)를 사용하는 경우, 다른 형태의 전선을 사용하는 경우와 비교하여, 프로브(106)에 AC전압을 인가하는 경우에 발생하는 노이즈(noise)를 최소화할 수 있다. AC전압의 경우, 파형이 일정하지 않기 때문에, 일반적인 도전선을 통해 프로브(106) 및 커넥터를 연결하는 경우, 노이즈가 크게 발생하여 시편(W)의 전기적 특성을 정확하게 검출하지 못하는 문제점이 있다. 반면, 상술한 박막 커넥터(11)와 같은 구조의 경우, AC 전압을 사용하는 경우에 발생하는 노이즈가 크게 감소하기 때문에, 시편(W)을 검사하기 위한 전압의 종류를 DC 전압 및 AC 전압에 관계없이 사용할 수 있다.
정리하면, 마이크로 진공 프로브(106) 스테이션(1)은 프로브(106)를 지면에 평행한 방향으로 선형 이동시키거나, 지면에 평행한 축에 대하여 회전시킴으로써, 시편(W)에 대한 프로브(106)의 위치를 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 프로브(106)의 위치 변화에 관계없이 프로브(106) 및 커넥터 사이의 전기적 연결을 유지하는 박막 커넥터(11)를 포함하기 때문에, 자체 크기의 소형화가 가능하여, 챔버(121)의 크기를 최소화할 수 있다. 결과적으로, 마이크로 진공 프로브(106) 스테이션(1)은 챔버(121)의 크기를 최소화함으로써, 챔버(121)를 진공상태로 변화하거나, 가스를 퍼징(Purging)시키는 시간을 단축함으로써, 환경 변화에 따른 시편(W)의 특성 변화를 정확하고 빠르게 검출할 수 있다.
또한, 관측 스테이션(1)의 온도 조절을 통해, 시편(W)에 가해지는 온도를 빠르게 조절하고, 온도 변화에 따른 시편(W)의 특성을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 장치의 크기가 소형화 됨으로써, 광학측정등을 위한 외부기기와의 호환성이 증대될 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 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.

Claims (15)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 설치되는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드 부재 ;
    상기 가이드 부재에 연결되고, 일측이 시편에 접촉하여 상기 시편의 전기적 특성을 검사하는 프로브; 및
    상기 프로브에 전기가 인가되도록, 상기 프로브의 타측에 연결되는 박막 커넥터를 포함하는, 프로브 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박막 커넥터는,
    폴리이미드(polyimide)를 포함하는 기재층;
    구리를 포함하고, 상기 기재층의 일면에 적층되는 도전층; 및
    상기 도전층을 커버하도록 상기 기재층의 일면에 적층되는 커버층을 포함하는, 프로브 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도전층은,
    상기 기재층의 양단에 위치하도록 상기 기재층에 적층되는 제1도전부 및 제2도전부와, 상기 제1도전부 및 제2도전부 사이에 위치하도록 상기 기재층에 적층되는 제3도전부를 포함하고,
    상기 제1도전부, 제2도전부 및 제3도전부는 서로 이격되는, 프로브 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재 및 프로브를 연결하는 연결부를 더 포함하고,
    상기 프로브는 지면에 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록, 상기 연결 부에 연결되는, 프로브 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 가이드 부재에 연결되고, 상기 프로브의 일부가 삽입되는 삽입홈이 상부에 형성되는 연결부재;
    상기 프로브를 관통하도록 상기 연결부재에 구비되는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 연결되고, 상기 프로브가 상기 샤프트를 통해 회전하는 경우, 상기 프로브가 반대 방향으로 회전하도록 원복력을 제공하는 탄성체를 포함하는, 프로브 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 가이드 부재에 연결되는 고정부;
    상기 고정부의 일측으로부터 수평 방향으로 연장되는 연장부; 및
    단부가 시편에 접촉되도록, 상기 연장부의 단부로부터 하향지게 연장되는 검사부를 포함하는, 프로브 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 고정부 및 연장부를 연결하고, 상기 연장부가 상기 고정부에 대해 상하방향으로 굽어질 수 있도록, 반복 절곡되는 절곡부를 더 포함하는, 프로브 조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연장부는
    상방으로 절곡되어 형성되는 조절홈을 포함하고,
    상기 조절홈에는 프로브의 수동 위치 조절을 위한 핀셋이 끼워지는, 프로브 조립체.
  9. 내부에 챔버가 형성되고, 상부가 개방된 하우징;
    상기 챔버를 밀폐하도록, 상기 하우징의 상부에 연결되고, 투명 윈도우가 형성되는 하우징 커버;
    상기 챔버 내부에 진공을 형성하도록, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 진공 포트;
    상기 챔버 내에 배치되고, 대상 시편이 안착되는 관측 스테이지; 및
    상기 챔버 내에 배치되고, 상기 시편에 접촉하여 상기 시편의 전기적 특성을 검출하기 위한 프로브 조립체를 포함하는, 마이크로 진공 프로브 스테이션.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로브 조립체는,
    상기 챔버 내에 설치되는 베이스;
    상기 베이스에 구비되는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 하는 가이드 부재;
    상기 가이드 부재에 연결되고, 일측이 시편에 접촉하여 상기 시편의 전기적 특성을 검사하는 프로브; 및
    상기 프로브에 전기가 인가되도록, 상기 프로브의 타측에 연결되는 박막 커넥터를 포함하는, 마이크로 진공 프로브 스테이션.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 박막 커넥터는,
    절연 재질로 형성되는 기재층; 및
    상기 기재층의 일면에 적층되고, 서로 이격되도록 상기 기재층의 양단 및 중심부에 각각 배치되는 3개의 도전부를 포함하는 도전층; 및
    상기 도전층을 커버하도록, 상기 기재층의 일면에 적층되는 커버층을 포함하는, 마이크로 진공 프로브 스테이션.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로브에는 상기 박막 커넥터를 통해 AC 전압이 인가되는, 마이크로 진공 프로브 스테이션.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 프로브 조립체는,
    상기 챔버의 바닥면 및 베이스 사이에 배치되는 탄성부재를 더 포함하는, 마이크로 진공 프로브 스테이션.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 챔버 내부로 냉각수가 유동되도록, 상기 하우징을 관통하여 형성되는 냉각 포트를 더 포함하는, 마이크로 진공 프로브 스테이션.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 관측 스테이지는,
    시편의 온도를 조절하기 위한 온도조절부를 포함하는, 마이크로 진공 프로브 스테이션.
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