KR102070659B1 - Optical microscope of probe station for preventing nanodevice damage and method of measuring electrical characteristics of nanodevice using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노소자 손상 방지용 프로브스테이션의 광학 현미경 및 이를 이용한 나노소자의 전기적 특성 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 나노소자와 프로브간의 거리 및 접촉 여부를 정확히 확인함으로써 나노소자의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 나노소자의 전기적 특성 측정 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 프로브스테이션의 광학 현미경 및 이를 이용한 나노소자의 전기적 특성 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical microscope of a probe station for preventing damage to a nano device and a method for measuring electrical characteristics of the nano device using the same. More specifically, it is possible to prevent damage to the nano device by accurately confirming the distance and contact between the nano device and the probe. In addition, the present invention relates to an optical microscope of a probe station and a method of measuring electrical characteristics of a nanodevice using the same, which can improve reliability of a result of measuring electrical characteristics of a nanodevice.
최근 메모리 소자의 연구는 메탈-유전체-메탈 구조를 가지는 메모리 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 상기와 같은 구조를 가지는 커패시터 샘플은 프로브스테이션과 반도체 측정 장비 등을 이용하여 전기적 특성을 분석한다. 그런데, 프로브스테이션에 장착된 광학 현미경을 이용해서는 수십 혹은 수백 나노미터 단위로 증착된 박막에 프로브를 정확하게 위치시키는 것이 쉽지 않다.Recently, research on memory devices has been actively conducted for memory devices having a metal-dielectric-metal structure. The capacitor sample having the structure described above analyzes electrical characteristics by using a probe station and a semiconductor measuring device. However, using an optical microscope mounted on the probe station, it is not easy to accurately position the probe on the thin film deposited in tens or hundreds of nanometers.
더욱이, 나노 사이즈의 나노선이나 나노 입자 개개의 전기적 특성을 분석하는 경우에는 원자간힘현미경의 탐침을 이용하여 특성을 분석한다. 이때에도 광학 현미경을 통해 탐침의 위치를 확인하는데, 광학 현미경 분해능의 한계로 인해 원하는 위치를 정확하게 찾아가기 어렵다. 또한, 수 나노미터에 불과한 탐침 끝이 마모 되면서 탐침의 접촉저항이 변화하는데, 이 역시 광학 현미경 분해능의 한계로 확인하기 어려운 문제가 있다.Furthermore, when analyzing the electrical characteristics of nano-sized nanowires or individual nanoparticles, the characteristics are analyzed by using an atomic force microscope probe. At this time, the position of the probe is confirmed through an optical microscope, and it is difficult to accurately locate a desired position due to the limitation of the resolution of the optical microscope. In addition, the contact resistance of the probe changes as the tip of the probe, which is only a few nanometers, is worn, which is also difficult to identify as a limitation of optical microscope resolution.
일반적으로 반도체 소자의 전극에 프로브를 접촉시킬 때, 광학 현미경을 통해 위치를 확인하면서 수동으로 레버를 조작하여 간단하게 접촉시킬 수 있다. 일반적인 광학 현미경의 경우에는 소자가 놓여지는 x, y 평면상의 x, y 축에 관련된 위치 확인은 가능하지만 z축에 관련된 소자와 프로브간의 수직거리 확인이 불가능하기 때문에 프로브와 소자와의 접촉여부의 정확한 확인이 불가능하다는 단점이 있다. 이는 측정하려는 소자의 두께가 얇아질수록 접촉을 시도함에 있어 소자 및 프로브가 손상될 수 있다는 문제점을 야기한다. 이로 인한 전기적 특성 측정을 위한 반도체 소자의 파손 및 전기적 특성 측정 시 데이터의 신뢰성이 떨어질 수 있다는 문제점을 가지고 있다. In general, when the probe is in contact with the electrode of the semiconductor element, it can be simply contacted by manually operating the lever while checking the position through the optical microscope. In general optical microscope, it is possible to check the position related to the x and y axes on the x and y plane where the device is placed, but it is impossible to check the vertical distance between the device and the probe related to the z axis. The disadvantage is that it is impossible to verify. This causes a problem that as the thickness of the device to be measured becomes thinner, the device and the probe may be damaged in attempting contact. As a result, there is a problem in that the reliability of data may be reduced when the semiconductor device is damaged and the electrical characteristics are measured.
본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 소자 및 프로브를 관찰 및 측정하기 위한 광학계부, 소자가 탑재되는 시료부, 상기 시료부에 탑재된 소자의 특성을 확인하기 위해 소자와 접촉하는 탐침부, 및 소자와 프로브간의 z축 거리를 측정하기 위한 위치조절부를 포함하는 프로브스테이션의 광학 현미경의 경우, 시료부 또는 지지부를 중심으로 위치조절부의 관절부를 회전시켜 광학계부를 z축으로 이동이 가능하도록 하여 나노소자와 프로브간의 거리 및 접촉 여부를 정확히 확인함으로써 나노소자의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 나노소자의 전기적 특성 측정 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made intensive research to overcome the problems of the prior art, the optical unit for observing and measuring the device and the probe, the device on which the device is mounted, the device to check the characteristics of the device mounted on the sample In the case of an optical microscope of a probe station including a probe part in contact with the probe, and a position adjusting part for measuring a z-axis distance between the device and the probe, the optical part is rotated on the z axis by rotating a joint part of the position adjusting part about a sample part or a support part. By confirming the distance and contact between the nano-device and the probe so as to move accurately, it is possible to prevent damage to the nano-device and to improve the reliability of the measurement results of the nano-device's electrical characteristics. To complete.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 나노소자와 프로브간의 거리 및 접촉 여부를 정확히 확인함으로써 나노소자의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 나노소자의 전기적 특성 측정 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 나노소자 손상 방지용 프로브스테이션의 광학 현미경을 제공하는데 있다.Therefore, the main purpose of the present invention is to accurately check the distance and contact between the nano-device and the probe to prevent damage to the nano-device, as well as to damage the nano-device to improve the reliability of the measurement results of the electrical properties of the nano-device It is to provide an optical microscope of a probe probe station for prevention.
본 발명의 다른 목적은 상기 나노소자 손상 방지용 프로브스테이션의 광학 현미경을 포함하는 소자의 특성을 분석하는 측정 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a measuring device for analyzing the characteristics of the device including an optical microscope of the probe station for preventing damage to the nano device.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 프로브스테이션의 광학 현미경을 이용한 소자의 전기적 특성을 측정하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention to provide a method for measuring the electrical characteristics of the device using an optical microscope of the probe station.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은,According to one aspect of the present invention,
소자 및 프로브를 관찰 및 측정하기 위한 광학계부, 소자가 탑재되는 시료부, 상기 시료부에 탑재된 소자의 특성을 확인하기 위해 소자와 접촉하는 프로브를 포함하는 탐침부, 및 상기 광학계부의 일 단부에 연결되며, 소자와 프로브간의 종방향 이격을 확인할 수 있도록 광학계부의 위치를 조정하는 위치조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경을 제공한다.An optical system unit for observing and measuring devices and probes, a sample unit on which the device is mounted, a probe unit including a probe contacting the device to check characteristics of the device mounted on the sample unit, and one end of the optical system unit Is connected, and provides an optical microscope of the probe station comprising a position adjusting unit for adjusting the position of the optical system so that the longitudinal separation between the device and the probe.
본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경에 있어서, 상기 위치조절부는 광학계부를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부, 및 상기 관절부의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부를 포함하는 것이 바람직하다.In the optical microscope of the probe station of the present invention, the position adjusting portion preferably includes a joint portion for inducing the optical system to be rotated at an angle, and a support portion connected to the lower end of the joint portion and stretchable to a predetermined length.
본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경에 있어서, 상기 관절부는 광학계부의 회전 각도를 조절하기 위한 각도조절부재를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 위치조절부는 관절부를 회전시켜 시료부를 중심으로 광학계부를 시료부에 대해 수직한 면상에서 회전시킴으로써 광학계부가 종방향으로 이동이 가능하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 위치조절부는 관절부를 회전시켜 지지부를 중심으로 광학계부를 시료부 평면과 평행한 평면상에서 회전시킴으로써 광학계부가 상기 종방향과 수직한 방향으로 이동이 가능하도록 구비될 수 있다.In the optical microscope of the probe station of the present invention, it is preferable that the joint portion further comprises an angle adjusting member for adjusting the rotation angle of the optical system, the position adjusting unit by rotating the joint portion to the optical system to the sample unit centered on the sample unit By rotating on a plane perpendicular to the optical system may be provided to be movable in the longitudinal direction. In addition, the position adjusting unit may be provided so that the optical system can be moved in a direction perpendicular to the longitudinal direction by rotating the joint to rotate the optical system on a plane parallel to the sample plane around the support.
본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경에 있어서, 상기 광학계부는 소자와 프로브를 확대 관찰하기 위한 렌즈부를 더 포함하도록 구비될 수 있다.In the optical microscope of the probe station of the present invention, the optical system may be provided to further include a lens unit for magnifying and observing the device and the probe.
본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경에 있어서, 상기 각도조절부재는 광학계부의 고정 및 꺾임 정도를 조절할 수 있다.In the optical microscope of the probe station of the present invention, the angle adjusting member may adjust the degree of fixation and bending of the optical system.
본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경에 있어서, 상기 지지부는 스프링 또는 다수의 실린더가 다단으로 이루어진 다단 실린더인 것이 바람직하다.In the optical microscope of the probe station of the present invention, the support portion is preferably a spring or a multi-stage cylinder consisting of a plurality of cylinders.
본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 프로브스테이션의 광학 현미경을 포함하는 소자의 특성을 분석하는 측정 장치에 관한 것으로, 상기 프로브스테이션의 광학 현미경은, 소자 및 프로브를 관찰 및 측정하기 위한 광학계부, 소자가 탑재되는 시료부, 상기 시료부에 탑재된 소자의 특성을 확인하기 위해 소자와 접촉하는 프로브를 포함하는 탐침부, 및 상기 광학계부의 일 단부에 연결되며, 소자와 프로브간의 종방향 이격거리를 확인할 수 있도록 광학계부의 위치를 조절하는 위치조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자의 특성을 분석하는 측정 장치를 제공한다.According to another aspect of the invention, the present invention relates to a measuring device for analyzing the characteristics of the device, including the optical microscope of the probe station, the optical microscope of the probe station, an optical system for observing and measuring the device and the probe And a sample unit on which the device is mounted, a probe unit including a probe in contact with the device to check characteristics of the device mounted on the sample unit, and a longitudinal distance between the device and the probe, which is connected to one end of the optical system unit. It provides a measuring device for analyzing the characteristics of the device comprising a position adjusting unit for adjusting the position of the optical system so that the distance can be confirmed.
본 발명의 소자의 특성을 분석하는 측정 장치에 있어서, 상기 위치조절부는 광학계부를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부, 및 상기 관절부의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the measuring device for analyzing the characteristics of the device of the present invention, the position adjusting portion includes a joint portion for inducing the optical system to rotate at a predetermined angle, and a support portion connected to the lower end of the joint portion and stretchable to a predetermined length do.
본 발명의 소자의 특성을 분석하는 측정 장치에 있어서, 상기 관절부는 관절부의 각도를 조절하기 위한 각도조절부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 지지부는 스프링 또는 다수의 실린더가 다단으로 이루어진 다단 실린더인 것이 바람직하며, 상기 위치조절부는 시료부 또는 지지부를 중심으로 관절부를 회전시켜 광학계부를 z축으로 이동이 가능하도록 구비될 수 있다. In the measuring device for analyzing the characteristics of the device of the present invention, the joint portion may further include an angle adjusting member for adjusting the angle of the joint portion, the support portion is a spring or a plurality of cylinders are multi-stage cylinder consisting of multiple stages. Preferably, the position adjusting unit may be provided to move the optical system to the z-axis by rotating the joint around the sample or support.
본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 소자를 시료부에 탑재시키는 제1 단계, 시료부에 탑재된 소자를 광학현미경에 위치시키는 제2 단계; 상기 시료부에 탑재된 소자의 표면에 탐침부를 이동시키는 제3 단계, 각도조절부재를 이용하여 관절부를 조절하여 광학계부를 소정 방향 및 소정 각도로 회전시켜 소자와 프로브 간의 거리를 확대관찰 및 조절하는 제4 단계, 및 상기 소자의 전기적 특성을 측정하는 제5 단계를 포함하는 프로브스테이션의 광학 현미경을 이용한 소자의 전기적 특성 측정 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a device comprising: a first step of mounting an element on a sample part, a second step of placing an element mounted on the sample part on an optical microscope; The third step of moving the probe to the surface of the device mounted on the sample portion, by adjusting the joint using an angle adjusting member to rotate the optical system in a predetermined direction and a predetermined angle to observe and adjust the distance between the device and the probe It provides a method for measuring the electrical properties of the device using an optical microscope of the probe station comprising a fourth step and a fifth step of measuring the electrical properties of the device.
본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경을 이용한 소자의 전기적 특성 측정 방법에 있어서, 상기 제4 단계에서의 각도는 10 내지 90°인 것이 바람직하다.In the method for measuring electrical characteristics of a device using an optical microscope of a probe station of the present invention, the angle in the fourth step is preferably 10 to 90 degrees.
본 발명의 다른 한 양태에 따르면, 본 발명은 대물렌즈, 반사경, 집광기 및 조리개가 포함된 광학계부를 포함하는 광학 현미경의 본체, 상기 본체의 내부에 배치되어 관측 대상물인 소자가 탑재되는 시료부, 및 상기 시료부에 탐재된 소자와 프로브간의 종방향 이격거리를 확인하기 위해 광학계부의 위치를 조정하는 위치조절부를 포함하고, 상기 광학 현미경 본체는, 소자와 프로브간를 확대 관찰하기 위한 렌즈부, 및 상기 렌즈부의 타 측면에 배치되고, 위치조절부를 체결하기 위한 연결부로 구성된 광학계부를 포함하며, 상기 위치조절부는, 광학계부를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부, 상기 관절부의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부, 및 관절부의 각도를 조절하기 위한 각도조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a main body of an optical microscope including an optical system unit including an objective lens, a reflector, a condenser, and an aperture, a sample unit disposed inside the main body and mounted with an element as an object to be observed; And a position adjusting unit for adjusting the position of the optical system to check the longitudinal separation distance between the element and the probe interposed between the sample unit, and the optical microscope body includes: a lens unit for enlarging and observing the device and the probe; Arranged on the other side of the part, including an optical system consisting of a connecting portion for fastening the position adjusting portion, the position adjusting portion, the joint portion for guiding the optical system to be rotated at a predetermined angle, connected to the lower end of the joint portion and can be stretched to a predetermined length Pro, characterized in that it comprises an angle adjusting member for adjusting the angle of the joint portion Provide the optical microscope of the station.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브스테이션의 광학 현미경은 시료부 또는 지지부를 중심으로 위치조절부의 관절부를 회전시켜 광학계부를 z축으로 이동이 가능하도록 하여 나노소자와 프로브간의 거리 및 접촉 여부를 정확히 확인함으로써 나노소자의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 나노소자의 전기적 특성 측정 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As described above, the optical microscope of the probe station according to the present invention rotates the joint of the position adjusting unit about the sample unit or the support unit so that the optical system can be moved on the z-axis to accurately determine the distance and contact between the nanodevice and the probe. By confirming, the damage of the nanodevices can be prevented and the reliability of the result of measuring the electrical properties of the nanodevices can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브스테이션 광학 현미경을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브스테이션 광학 현미경의 광학계부를 회전시킨 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브스테이션 광학 현미경의 회전에 따른 소자와 프로브 간의 종방향(z축 방향)이격 상태를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a probe station optical microscope according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state in which the optical system of the probe station optical microscope rotated according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a longitudinal (z-axis direction) spaced state between the device and the probe according to the rotation of the probe station optical microscope according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경은 소자의 특성을 분석하는 소자 측정 장치 내에 설치되는 것으로, 프로브스테이션 광학 현미경 내의 시료부에 탑재된 시료와 프로브간의 거리 및 접촉 여부를 확인할 수 있다.The optical microscope of the probe station of the present invention is installed in the device measuring device for analyzing the characteristics of the device, it is possible to confirm the distance and contact between the sample and the probe mounted on the sample portion in the probe station optical microscope.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경은 소자 및 프로브를 관찰 및 측정하기 위한 광학계부(110), 소자가 탑재되는 시료부(120), 상기 시료부에 탑재된 소자의 특성을 확인하기 위해 소자와 접촉하는 프로브를 포함하는 탐침부(130), 및 상기 광학계부의 일 단부에 연결되며, 소자와 프로브간의 종방향(z축 방향) 이격 거리를 확인할 수 있도록 광학계부(110)의 위치를 조절하는 위치조절부(140)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the optical microscope of the probe station of the present invention includes an
상기 광학계부(110)는 소자와 프로브를 확대 관찰하는 곳으로서, 타단부에 배치된 렌즈부(111)를 통해 소자와 프로브간의 거리 및 접촉 여부를 정확히 확인하며, 소자의 기계적 또는 전기적 특성을 확인할 수 있다. 또한, 렌즈부(111)는 광학계부(110)의 타단부에 배치되고, 일단부에는 위치조절부(140)를 체결하기 위한 연결부를 더 포함할 수 있다.The
상기 시료부(120)는 시료(S)가 탑재되는 곳으로서, 광학계부(110)는 시료부(120)에 탑재된 시료(S)에 대한 기계적 또는 전기적 특성을 확인하며, 시료(S)의 위치 및 프로브와의 거리와 접촉 여부를 확인할 수 있다. 상기 시료부(120)는 회전 이동하는 광학계부(110) 및 회전 및 신축되는 위치조절부(140)와는 달리 고정되어 있어야 하기 때문에 광학계부(110) 또는 위치조절부(140)에 결합된 것이 아닌 고정부 또는 받침부에 결합되는 것이 바람직하다. The
상기 탐침부(130)의 프로브는 시료(S)에 직접 접촉할 수 있으며, 시료(S)에 직접 접촉되어 시료(S)에 물리적인 압력을 가할 수 있다. 그에 따라 시료(S)의 기계적 특성을 확인할 수 있다. 이때, 탐침부(130)의 프로브는 금, 은, 알루미늄, 구리 및 크롬 등의 금속으로 코팅하여 시료(S)와 금속 간의 전기적 특성을 확인하는 방식으로 시료(S)의 전기적 특성을 분석할 수 있다.The probe of the
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 위치조절부(140)는 광학계부(110)의 위치를 조절한다. 이를 위해 위치조절부(140)는 광학계부(110)를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부(141), 및 상기 관절부의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부(142)를 포함하여 구성되며, 광학계(110)의 일단부와 지지부(142)의 상부 사이에 결합된 상기 관절부(141)는 광학계부(110)의 각도를 조절하기 위한 각도조절부재(150)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
상기 위치조절부(140)는 관절부(141)를 회전시켜 시료부(120)를 중심으로 광학계부(110)를 시료부에 대해 수직한 면상에서 회전시킴으로써 광학계부가 z축 방향으로 이동이 가능하도록 구비될 수 있다. 또한, 위치조절부(140)는 관절부(141)를 회전시켜 지지부(142)를 중심으로 광학계부(110)를 시료부가 놓여지는 평면과 평행한 평면상에서 회전시킴으로써 광학계부가 x축 방향 및 y축 방향으로 이동할 수 있도록 구비될 수 있다. 이 때, z축 방향은 광학 현미경의 광학계부(110)에서 시료(S)와 프로브간의 수직거리를 확인할 수 있는 방향을 의미하며, x축 방향은 z축 방향에 수직한 방향이다. 그리고 y축 방향은 z축 방향 및 x축 방향에 모두 수직인 방향이다. 그러므로 x축 방향과 y축 방향은 시료(S)가 장착되는 시료부(120)와 동일한 평면상에서 탐침부(130)의 위치를 조절하는 방향이 되며, z축 방향은 시료(S)가 놓인 평면에 수직한 방향이 된다. 상기와 같이, 위치조절부(140)는 탐침부(130)의 위치를 공간상에서 자유롭게 조절할 수 있다.The
광학계부(110)의 렌즈부(111)가 설치되지 않은 반대쪽 일단부와, 위치조절부(140)의 지지부(142)의 상단부에는 상기 광학계부(110)와 위치조절부(140)의 결합을 위한 연결부가 포함될 수 있다. 특별히 제한되는 것을 아니지만, 상기 연결부는, 예를 들면, 상기 광학계부(110)의 일단부에 마련된 지지부(142)와의 결합을 위한 제1 체결공이 구비된 돌출편과, 상기 지지부(142)의 상단부에 마련된 광학계부(110)와의 결합을 위한 제2 체결공이 구비된 돌출편 및 상기 제1 체결공과 제2 체결공을 통해 상기 돌출편들을 축결합시키는 핀축으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 연결부는 관절부(141)의 내측에 위치되는 구조로 되는 것이 바람직하며, 상기 제1체결공과 상기 제2체결공을 통해 결합되는 상기 핀축은, 광학계부(110)의 고정 및 꺾임 정도를 조절할 수 있는 각도조절부재(150)로서 기능할 수 있다.The opposing one end of the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 지지부(142)는 광학계부(110)를 회전시킬 때 x, y축의 위치 및 초점 변화를 방지하기 위하여 길이를 조절한다. 이를 위해 지지부(142)는 광학계부를 시료부를 중심으로 시료부가 놓여지는 평면인 x, y 평면에 대해 수직한 면상에서 회전시킴에 따라 함께 신축될 수 있는 스프링 또는 다수의 실린더가 다단으로 이루어진 다단실린더로 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the
도 3에 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브스테이션 광학 현미경의 회전에 따른 소자와 프로브 간의 종방향(z축 방향) 이격 상태를 나타내었다.3 illustrates a longitudinal (z-axis direction) spaced state between the device and the probe according to the rotation of the probe station optical microscope according to the exemplary embodiment of the present invention.
또한, 본 발명의 프로브스테이션의 광학 현미경은 소자의 특성을 분석하는 측정 장치에 포함될 수 있다. 상기 프로브스테이션의 광학 현미경은, 소자 및 프로브를 관찰 및 측정하기 위한 광학계부(110), 소자가 탑재되는 시료부(120), 상기 시료부에 탑재된 소자의 특성을 확인하기 위해 소자와 접촉하는 프로브를 포함하는 탐침부(130), 및 상기 광학계부(110)의 일 타부에 연결되며, 소자와 프로브간의 종방향(z축 방향) 이격 거리를 확인할 수 있도록 광학계부(110)의 위치를 조절하는 위치조절부(140)를 포함하여 구성된다.In addition, the optical microscope of the probe station of the present invention can be included in the measuring device for analyzing the characteristics of the device. The optical microscope of the probe station is in contact with the device to confirm the characteristics of the
상기 위치조절부(140)는 시료부가 놓여지는 평면과 평행한 평면 또는 수직한 평면상에서 광학계부를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부(141), 및 상기 관절부(140)의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부(142)를 포함하여 구성되며, 상기 관절부(140)는 관절부의 각도를 조절하기 위한 각도조절부재(150)를 더 포함할 수 있으며, 상기 지지부(142)는 다수의 스프링 또는 실린더가 다단으로 이루어진 다단 실린더인 것이 바람직하다. 상기와 같은 구성으로 이루어짐으로써, 위치조절부(140)는 관절부(141)를 회전시켜 시료부(120)를 중심으로 광학계부(110)를 시료부에 대해 수직한 평면상에 회전시킴으로써 광학계부를 z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 위치조절부(140)는 관절부(141)를 회전시켜 지지부(142)를 중심으로 광학계부(110)를 시료부가 놓여지는 평면과 평행한 평면상에서 회전시킴으로써 광학계부를 x축 및 y축 방향으로 이동시킬 수 있다.The
상기 프로브스테이션의 광학 현미경을 포함하는 소자의 특성을 분석하는 측정 장치를 이용하여 소자의 전기적 특성을 측정하는 방법으로는, 소자(S)를 시료부(120)에 탑재시키는 제1 단계, 상기 시료부(120)에 탑재된 소자(S)를 프로브스테이션의 광학 현미경(100)상에 위치시키는 제2 단계, 상기 시료부(120)에 탑재된 소자(S)의 표면에 탐침부(130)의 프로브를 이동시키는 제3 단계, 각도조절부재(150)를 이용하여 관절부(141)를 조절하여 광학계부(110)를 소정 방향 및 소정 각도로 회전시켜 소자(S)와 프로브간의 거리를 확대관찰 및 조절하는 제4 단계, 및 상기 소자의 전기적 특성을 측정하는 제5단계를 통해 소자의 전기적 특성을 측정할 수 있다. 특히, 상기 각도조절부재(150)를 이용하여 관절부(141)를 조절하여 광학계부(110)를 일정 각도로 회전시켜 소자(S)와 프로브간의 거리를 확대관찰 및 조절하는 제4 단계는 도 3에 도시된 바와 같이, 시료부 평면과 평행한 평면상에서 광학계부(110)의 회전 각도를 10 내지 90°로 조절하면서 다양한 각도에서 z축방향에서의 소자(S)와 프로브간의 이격 거리 및 접촉 여부를 정확히 확인함으로써 나노소자의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이로써 나노소자의 전기적 특성 측정 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In a method for measuring the electrical characteristics of the device using a measuring device for analyzing the characteristics of the device including the optical microscope of the probe station, the first step of mounting the device (S) in the
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.As described above, the detailed description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings. However, since the above-described embodiments have only been described by way of example, the present invention is limited to the above embodiments. It should not be understood that the scope of the present invention is to be understood by the claims and equivalent concepts described below.
100: 프로브스테이션의 광학 현미경 10: 광학계부
120: 시료부 130: 탐침부
140: 위치조절부 141: 관절부
142: 지지부 150: 각도조절부재100: optical microscope of the probe station 10: optical system
120: sample portion 130: probe portion
140: position adjusting unit 141: joint
142: support 150: angle adjustment member
Claims (14)
소자가 탑재되는 시료부(120);
상기 시료부에 탑재된 소자의 특성을 확인하기 위해 소자와 접촉하는 프로브를 포함하는 탐침부(130); 및
상기 광학계부의 일 단부에 연결되며, 소자와 프로브간의 종방향 이격을 확인할 수 있도록 광학계부를 시료부에 대해 수직한 면상에서 회전시킴으로써 광학계부가 z축 방향으로 이동 가능하게 위치를 조정하는 위치조절부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
An optical system 110 for observing and measuring devices and probes;
A sample unit 120 on which the device is mounted;
Probe unit 130 including a probe in contact with the device to check the characteristics of the device mounted on the sample portion; And
The position adjusting unit 140 is connected to one end of the optical system unit and adjusts the position of the optical system to be movable in the z-axis direction by rotating the optical system on a plane perpendicular to the sample unit so as to confirm the longitudinal separation between the device and the probe. Optical microscope of the probe station comprising a.
상기 위치조절부(140)는,
광학계부(110)를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부(141); 및
상기 관절부의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부(142); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
The method of claim 1,
The position adjusting unit 140,
Joint portion 141 for inducing the optical system 110 to rotate at a predetermined angle; And
A support part 142 connected to a lower end of the joint part and capable of stretching to a predetermined length; Optical microscope of the probe station comprising a.
상기 관절부(141)는,
광학계부(110)의 회전 각도를 조절하기 위한 각도조절부재(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
The method of claim 2,
The joint part 141,
The optical microscope of the probe station further comprises an angle adjusting member 150 for adjusting the rotation angle of the optical system 110.
상기 위치조절부(140)는,
관절부(141)를 회전시켜 시료부(120)를 중심으로 광학계부(110)를 시료부에 대해 수직한 면상에서 회전시킴으로써 광학계부(110)가 종방향으로 이동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
The method of claim 2,
The position adjusting unit 140,
Probe characterized in that the optical system unit 110 is movable in the longitudinal direction by rotating the joint unit 141 on the plane perpendicular to the sample unit about the sample unit 120 Optical microscope at station.
상기 위치조절부(140)는,
관절부(141)를 회전시켜 지지부(142)를 중심으로 광학계부(110)를 시료부(120) 평면과 평행한 평면상에서 회전시킴으로써 광학계부(110)가 상기 종방향과 수직한 방향으로 이동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
The method of claim 2,
The position adjusting unit 140,
By rotating the joint 141 to rotate the optical system 110 on a plane parallel to the plane of the sample unit 120 around the support 142, the optical system 110 can move in the direction perpendicular to the longitudinal direction. Optical microscope of the probe station, characterized in that to be.
상기 광학계부(110)는,
소자와 프로브를 확대 관찰하기 위한 렌즈부(111)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
The method of claim 1,
The optical system unit 110,
The optical microscope of the probe station further comprises a lens unit 111 for magnifying and observing the device and the probe.
상기 각도조절부재(150)는 광학계부(110)의 고정 및 꺾임 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
The method of claim 3,
The angle adjusting member 150 is an optical microscope of the probe station, characterized in that for adjusting the degree of fixation and bending of the optical system (110).
상기 지지부(142)는 스프링 또는 다수의 실린더가 다단으로 이루어진 다단 실린더인 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.
The method of claim 2,
The support unit 142 is a microscope of the probe station, characterized in that the spring or a multi-stage cylinder consisting of a plurality of cylinders.
상기 프로브스테이션의 광학 현미경은,
소자 및 프로브를 관찰 및 측정하기 위한 광학계부(110);
소자가 탑재되는 시료부(120);
상기 시료부에 탑재된 소자의 특성을 확인하기 위해 소자와 접촉하는 프로브를 포함하는 탐침부(130); 및
상기 광학계부의 일 단부에 연결되며, 소자와 프로브간의 종방향 이격거리를 확인할 수 있도록 광학계부(110)를 시료부에 대해 수직한 면상에서 회전시킴으로써 광학계부가 z축 방향으로 이동 가능하게 위치를 조절하는 위치조절부(140); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자의 특성을 분석하는 측정 장치.
A measuring device for analyzing the characteristics of the device, including an optical microscope of the probe station,
The optical microscope of the probe station,
An optical system 110 for observing and measuring devices and probes;
A sample unit 120 on which the device is mounted;
Probe unit 130 including a probe in contact with the device to check the characteristics of the device mounted on the sample portion; And
The optical system is connected to one end of the optical system, and the optical system 110 is rotated on a plane perpendicular to the specimen so that the longitudinal separation distance between the device and the probe can be adjusted so that the optical system can move in the z-axis direction. Position adjusting unit 140; Measuring device for analyzing the characteristics of the device comprising a.
상기 위치조절부(140)는,
광학계부(110)를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부(141); 및
상기 관절부(141)의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부(142); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자의 특성을 분석하는 측정 장치.
The method of claim 9,
The position adjusting unit 140,
Joint portion 141 for inducing the optical system 110 to rotate at a predetermined angle; And
A support part 142 connected to a lower end of the joint part 141 and capable of stretching to a predetermined length; Measuring device for analyzing the characteristics of the device comprising a.
상기 관절부(141)는,
광학계부(110)의 회전각도를 조절하기 위한 각도조절부재(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소자의 특성을 분석하는 측정 장치.
The method of claim 10,
The joint part 141,
Measuring device for analyzing the characteristics of the device further comprises an angle adjusting member (150) for adjusting the rotation angle of the optical system (110).
시료부(120)에 탑재된 소자를 광학현미경(100)에 위치시키는 제2 단계;
상기 시료부에 탑재된 소자의 표면에 탐침부(130)의 프로브를 이동시키는 제3 단계;
각도조절부재(150)를 이용하여 관절부(141)를 조절하여 광학계부를 시료부에 대해 수직한 면상에서 소정 방향 및 소정 각도로 회전시킴으로써 광학계부를 z축 방향으로 이동시켜 소자와 프로브 간의 거리를 확대관찰 및 조절하는 제4 단계; 및
상기 소자의 전기적 특성을 측정하는 제5단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경을 이용한 소자의 전기적 특성 측정 방법.
A first step of mounting the device on the sample unit 120;
Placing the device mounted on the sample unit 120 on the optical microscope 100;
A third step of moving the probe of the probe unit 130 on the surface of the device mounted on the sample unit;
By adjusting the joint 141 using the angle adjusting member 150, the optical system is moved in the z-axis direction by rotating the optical system at a predetermined direction and a predetermined angle on a plane perpendicular to the sample part to enlarge the observation between the element and the probe. And a fourth step of adjusting; And
A fifth step of measuring electrical characteristics of the device; Method for measuring the electrical characteristics of the device using an optical microscope of the probe station comprising a.
상기 제4 단계에서의 각도는 10 내지 90°인 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경을 이용한 소자의 전기적 특성 측정 방법.
The method of claim 12,
The angle in the fourth step is a method for measuring the electrical properties of the device using an optical microscope of the probe station, characterized in that 10 to 90 °.
상기 본체의 내부에 배치되어 관측 대상물인 소자가 탑재되는 시료부(120); 및
상기 시료부(120)에 탐재된 소자와 프로브간의 종방향 이격거리를 확인하기 위해 광학계부(110)를 시료부에 대해 수직한 면상에서 회전시킴으로써 광학계부가 z축 방향으로 이동 가능하게 위치를 조정하는 위치조절부(140); 를 포함하고,
상기 광학 현미경 본체는,
소자와 프로브간를 확대 관찰하기 위한 렌즈부(111)를 포함하고,
상기 위치조절부(140)는,
광학계부를 일정 각도로 회전되도록 유도하는 관절부(141);
상기 관절부의 하단에 연결되고 일정 길이로 신축이 가능한 지지부(142); 및
광학계부(110)의 회전각도를 조절하기 위한 각도조절부재(150); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브스테이션의 광학 현미경.A main body of an optical microscope including an optical unit 110 including an objective lens, a reflector, a light collector, and an aperture;
A sample unit 120 disposed inside the main body to mount an element as an observation target; And
In order to check the longitudinal separation distance between the probe and the device interposed between the sample unit 120, the optical unit 110 is rotated on a plane perpendicular to the sample unit to adjust the position of the optical system to move in the z-axis direction. Position adjusting unit 140; Including,
The optical microscope body,
It includes a lens unit 111 for magnifying the observation between the device and the probe,
The position adjusting unit 140,
A joint part 141 which guides the optical system to be rotated at an angle;
A support part 142 connected to a lower end of the joint part and capable of stretching to a predetermined length; And
Angle adjusting member 150 for adjusting the rotation angle of the optical system 110; Optical microscope of the probe station comprising a.
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| KR1020180115959A KR102070659B1 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Optical microscope of probe station for preventing nanodevice damage and method of measuring electrical characteristics of nanodevice using the same |
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2018
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