TWI295732B - High resolution analytical probe station - Google Patents

Description

1295732 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係概括關於高解析度顯微術（microscopy)探針站 ’且尤}曰以電氣測试訊號而採測於積體電路（1C，integrated circuit)樣品（Specimen)之方法及系統，運用一掃描電子顯 微鏡（SEM，scanning electron microscope)，SEM 係定位以 供觀察樣品之表面標記（indicia)而識別用於探針之定位的 導電端子。 【先前技術】 目前而言，探針站係典型為運用光學顯微鏡。雖然晶 圓之直控係變得更大，構成於該等晶圓之結構係變得更小 。於過去的數十年來，產業界係已驅使此等結構之尺寸為 自於數百分之一英吋的規模之大尺寸而至現今之微米的小 口P刀者。直到近日，大多數的結構係可藉著普通之高放大 率的光顯微鏡而作觀察及探測。然而，現今的結構係已經 達到其不再允許為以標準的光顯微鏡而觀視之一尺寸。藉 著產業積體電路設計規則為驅向〇· 18微米的特徵與更小者 、大夕數之先進的光學式光顯微鏡係無法被仰賴以自待測 式的積體電路樣品之表面的導電路徑標記而準確識別導電 子此外’當觀視於一樣品上的極小特徵時，光學顯微 二、、、吊必/員疋位為接近該樣品而使得其可能干擾測試探 針。 除了光學顯微術之外，另一種方式係為必要，若產業 1295732 界係持續以探測此等結構時， 令人合意的是，提供一種探針 至是最為先進的光顯微鏡之下 係可運用為關連於電子光學器 探針站所典型可得的特徵。 其為明確所需。因此，將為 站，其可視覺化且探測在甚 而非為典型可見的特徵，其 件而同時維持於光學顯微鏡 【發明内容】 簡而言之，本發明係關於一種以電氣測試訊號而探測 -樣品之方法及系統，藉著運用諸如一掃描電子顯微鏡 (隨）或-聚焦離子束（FIB，foeus ion beam)系統之高解析 度顯微術，其為定位以供觀察樣品之一表面而識別於樣品 上的導電端子之位置。於一較佳形式，一載座(carr㈣係 提供以支撐樣品為關於掃描電子顯微鏡，而諸如電腦之一 控制器係自掃描電子顯微鏡而取得該樣品之表面的一影像 識別導電路徑標記。載座係可為熟悉此技藝之一般人士所 習知的多個物品之任何者，諸如一夾盤（chuck)(例如··環 境⑽bient)、熱、三軸、等等）、_探針卡轉接器（adapt… 與楝針卡、一插座台座轉接器、等等。 電動化的操縱器係可由電腦所自動控制，或是由操作 者運用一搖桿或類似者所手動控制，以精確定位關聯的探 針於（或接近）樣品之表面而取得及輸送電氣測試訊號於一 真空室内殼（enclosure)之内，其容納該掃描電子顯微鏡、 載座、電動化的操縱器與探針之至少一部分，以供於真空 而分析樣品。安裝至真空室之一饋通件（feedthr〇ugh)或電 1295732 氣輪器係允許電腦為電氣互連至密封殼中之電動化的操 縱器與其關聯的探針，且可提#$ '、 j杈仏通路至内部的真空室以供 Γ接線與導管。電腦係與電動化的操縱器為通訊以； 二位其^針’且供取得及施加電氣測試訊號自及/或至於樣 口口上的端子，藉著運用由雷 有連用由電細所取得之影像以識別來自掃 :電子顯微鏡所觀察的樣品之表面的導電路徑標記之導電 端子。 電腦係包括-顯示器，其顯示所探測的樣品之表面的 放大視圖至一觀視者。一游標係指出於樣品上的選擇位 置或測試位置，於其，载㈣係轉移至/自探針。以此方 式，、操作者係可經由游標於螢幕上的操縱而改變所選擇的 測试位置’如同藉著滑鼠或是其他的電腦介面控制。移動 游標係引起介於探針與樣品表面之間的相對位置為在軟體 控制之下而移位’使得探針係方位指向於所選擇的測試位 置。為達成此目的，軟體係程式規劃以操作探針組件之致 動器及/或樣品為固定於其之載座，供其精確移位以定位探 針在所選擇的測試位置n藉著滑鼠，操作者係可點 選於游標，且拖氧其為跨於螢幕至期望的導電路徑標記位 置或是其期望測試之端子。 欲改善低電流測試準確性，較佳的探測系統係具有高 度彈性以允許不同的防護及/或屏蔽設計為運用於其操作構 件之實質每個階層。舉例而言，探針站殼體係可分離為二 個電氣隔離的外部與内部，各者具有導電壁而使得該内部 係可隨著訊號施加至樣品而驅動至相同電位以助於隔離該 1295732 測試區域為免於雜訊與其 地以降低電氣衝擊至探針站干擾且该外部係可接 可為接線於類似的配置而Γ:險。探針與夹盤係 訊與干擾。再者，電測試區域而免於雜 室壁至操作構件⑽如 ^^㈣擇錢得自該 之接線仃程的長度為最小化。 ) 欲補償於真空室之肉A為 槿孫山i目士 的熱源與熱輻射，系統之驅動機 構係由其具有低的敎膨 #^^4, “ 係數之熱絕緣材料所構成，以絕 緣遠驅動機構之構件為免 想要的移動或潭移，且= 及由熱膨脹所引起之不 朝… 有其針對來自驅動系統之馬達而 朝向殼體壁部的偏轉熱詈旦 ^ 、、、戍月b里之輻射屏蔽（shield)，其較 佳配備以處理歸因於1澈 其㈣至外界環境的熱量之建立。 …他層Φ冑針可包括延伸的包層（cladding)以使得 不想要的絕緣體充電詈先界, m …、'、。一觸碰式（touchdown)感測 機構係可利用以降低斛你梯 枝人 · $於樣。口之損壞的風險，其為由探針 接a所施加至其之過量的六旦 里的力里而引起。高解析度顯微鏡之 工作週期係較佳為如同藉著一快門系統而降低。以此方式 ’經由顯微鏡之射束而對於DUT所作出的損壞係最小化。 【實施方式】 參考圖式且尤其是第1與2圖，-系統1G係顯示以供 一積體電路樣品（例如：_個半導體晶w 5〇)之高解析度分 木、j系’’充1 〇係旎夠施加電氣測試訊號至一積體電路 ’ 50 ,、可包括整個晶圓、封裝零件、或是晶圓斷片 1295732 (fragment)。因此，系統10可探測整個晶圓以及種種類似 尺寸的樣品。一習用的掃描電子顯微鏡（SEM)、用於探測 作用期間之材料分析的一 X光顯微鏡、或一聚焦離子束 (FIB，Focus Ion Beam)系統12係可運用以供增強的能力。 因此，探測器（prober)係可整合於FIB系統以及SEM系統

。本文所述之實施例係運用R· j· Lee儀器有限公司所提供 之一種SEM，其係定位以供觀察樣品5〇之一表面，其暴 露於樣品50之導電端子。參閱其為論述於後之例如第4 圖。系統10可提供有電子束感應電流(EBIC，E1一

Beam Educed Current)能力，以允許其形式為非接觸式探 測之電流路徑追蹤測試與類似者。 —工—印焚供以支撐該樣品5〇 關聯於掃描電子顯微鏡12β掃描電子顯微鏡12係定也

充分在樣品50之上方，藉以允許數個測試探針之定位 樣品50,其可能無法運用光學顯微鏡以觀視極小的電路 徵。一電腦系統16係於第1圖為輕接至載座/動作控制 ，且提供第4圖的高解析度影像之蒐集，其藉著掃描電 微鏡12而識別樣品5〇之表面的導電路徑標記。電腦 統，係可提供為-處理器，諸如-習用之基於微= 的系統、或電子控制器、或微控… 資訊處理。由參考數字i8、！9、2(； /、、為適用於下述 識別之多個電動化的操縱器係 ==23所分」 複數個探針24係因而運用 P系統16所遙控 著電動化的操縱器18.23而可定二峨訊號’且係· 疋位於樣品50之表面。 12 1295732 ' 3B與3C圖之立體圖所顯示的一真空官 係說明系統操作，於1 α ^ f 於其，一内殼27係適用以容納該掃描 電子顯微鏡1 2、香rT 1 β m 2載座14、多個電動化的操縱器18-23、盘 複數個探針24，以报八k说 〜 4以供分析樣品50於一真空，其為鱼播 電子顯微鏡12所丘田+古& ^ _ /、用之真工室26而產生。其具有形式為 不同類型之可更換探針尖端的調整能力之自45度至9〇户 的：射角(例如：具有45度與9〇度之攻擊角度)係利於： 針定位為關聯於掃描電子顯微鏡12。

内八又27之室尺寸係視所需之探測的型式而定。一相當 小的至係為小的取樣探測所需要。小的取樣係類似於封裝 的零件或晶圓片。針對晶圓階層之探測，t尺寸係必須為 車乂大。午夕以順應向達3〇〇毫米（mm)與更大之晶圓台座平移 。忒室係約為23”（23英吋）之内徑以及1〇”（1〇英吋）之深 。此係允許一 6”（6英吋）晶圓夾盤為具有於X與Y方向之 於一英吋的衝程，且亦允許高達六個可程式規劃的操縱 器為具有至少50毫微米（nm)的解析度與〇 5英吋的衝程於 所有的軸。系統之使用空間係約為3，x3，x5,（3英呎χ3英 呎x5英呎），其包括所有所需的電子及抽壓（pumping)設施 系統ίο係建立於動力系統（Kinetics Systems)所提供之 一振動隔離桌台（table)，其可能為由種種的製造業者所供 應。此桌台系統之設計係定製以順應該真空室，其位在桌 台頂部表面的上方及下方。此配置係作成以允許容易接近 至探測器，而無須運作在正常的桌台頂部高度之上方許多 13 1295732 。於所顯示之實施例，一升降機構29係運用以升高及降 低該室頂部28。再者，系統欲作用所需要之所有的硬體設 施係整合於桌台腳部區域。 室壁27具有焊接至其之饋通件，其提供用於所需的纜 線之具有凸緣的通路，以操作該系統之可程式規劃的功能 ’以及提供訊號路徑至夾盤14之表面、個別的探針接點 24、與探針卡訊號（未顯示）。一熱夾盤14係可運用於該系 統室。室底板13亦具有：焊接至其之饋通件，其具有凸 緣的通路以附接一機構為供抽取一真空於該室；以及，針 對互相連接的需求之另外的饋通埠，如下所述。因此，系 統10係相當適合於低雜訊與低電流之測試，當其為安裝 具有所述的互相連接硬體與器具。 美國内華達州（Nevada)之卡森（Cars〇n)市的微操縱器 (MiCromanipulator)公司所製造之一型號9〇〇vm的操縱器 係設計以符合‘‘手動切斷（hands- off)，，作業與可程式規劃 的探針應用之需要。操縱器18-23係電動化於χ、γ與z 軸。Z軸定位係由手動、粗略的定位所辅助以允許補償於 種種的探針座（holder)與探針站系統，其可操作於完全程式 規劃或僅為電動化（例如：搖桿控制）的模式，視控制*** 之選擇而《。型f虎9_之操縱器係接受拋棄式尖端_ 或整合式尖端的型式之所有標準探針座。 於0.05微米，型號90〇VM的操縱器係提供極高的操 縱器解析度。此解析度係可藉著電動化（例如：搖桿）或可 程式規劃之控制而達成。900VM係亦特徵在於：一寬廣範 1295732 圍之探針固定座z定位設定、一指標型旋轉突出件、 用於快速探針尖端更換之快速手動“z，，升降機、與具有 陕速放開之穩定真空基座。型號9〇〇VM係可運用於僅為 搖桿控制（REM型式）或運用下文論述之Pr〇beTM 外部電腦控制。 體之

一饋通件係設於真空室26，以耦接自電腦系統16至 電動化的操縱器18-23、台座14、與複數個探針24之電氣 訊號（例如：經由一電腦匯流排28)。運用的饋通件係由 PAVE技術公司與其他者所提供，其包括訊號、***、 與探針卡連接互連件，其為歸屬於二類之一者。第一類係 包括其提供待測裝置（DUT) 5〇之測試訊號處理能力。此等 者係可為（但是不限於）單一接腳插座、同軸、三軸、sma 、與UMC連接。再者，藉著固定式^位探針卡運用，所 有已述的饋通件係可運用連同於其意味著處理大量的引線 之諸多其他者。第二類係其為專用以提供控制訊號至需要 的所有探針功能之互連件。典型的控制軸係可能需要：於 馬達步進與方向之七條引線，並且限制關於行進之控制。

再者，另外的引線係可使用於其為運用位置反饋處 舉例而言，Kelvin探針與探針固定座結構係可適於此^ 。此等者係需要加倍之訊號引線的數目。電腦系統Μ 通訊於電動化的操縱器18·23以^位複數個探針24,以 苑加電氣測試訊號至於樣品5〇的端子，藉著運用其為 電腦系統16所取得的影像以識別該等導電端子，根據 知描電子顯微鏡12所觀察之樣品5〇的表面之導電路徑 15 1295732 記0 為所述，抵針站系統丨〇係定位 12以觀察樣品50之矣而 屯千頌镟鏡 係提供用於切η 供定位探針24。系、統1〇 牙樣〇〇 50之機構，其包括載座/動作控制14 與一夾盤以支撐描σ ^ ,φ ^ 樣"1 50。具有夾盤、探針卡轉接器、六個 或更夕個可程式規劃操縱器、台座與麼盤平 =之完整構成的探測器係繼126個或更多的心 接二供系統需求。至少五個訊號路徑係運用於台座表

面”仏針’且如為所需之多者係運用於基於探針卡之連接 elvin &針與探針固定座結構可加倍於互連件的數目。

At、參照第2與3A圖，-旦於室頂部28係升高，則其可 旋轉偏離，使得光學顯微鏡7〇係可移動為定位於晶 圓夾盤14之上’藉著將其滑動於顯微鏡橋71以助於探針 之初始疋位於DUT 5G之使用者的關注區域。此係達成以 j少其為找出於DUT 5〇之欲探測的區域所耗費的時間， 一旦於該系統係於真空。完成此舉之時，光學顯微鏡70

係可定位為偏離，使得該室頂部28係可降低於定位。可 能存在二個漸縮的銷（未顯示），其將落入於適當置放之襯 套俾使《玄室頂部28與SEM圓柱12可為適當對準於室壁 ^以完成—密封。再者’藉由對準銷，室壁27係應確保 邊SEM圓柱12將為適當定位於該等探針24與操縱器w 23之中。 藉者上述的系統10之SEM實施例，熱陰極電子發射 态技術係可運用，然而，系統10之另一個實施例係可運 16 1295732 用％發射（field emission)，如上所論。場發射係提供改良 的衫像品質且具有較小許多的潛在性以損壞樣品。 於室26，具有一電動化χ_γ探測器平台46 ,其將支 援如下所述之所有正常的探測器功能。除了作為支揮结構 ’此平台46之目的係在於，一致平移所有探針功能以模 擬其可見於現今大多數的探針站之典型的顯微鏡平移。由 平台46所提供之χ/γ平移係有助於大面積贿5〇檢視而 無須分佈該等探針24。由於顯微鏡柱（c〇lumn) 12係無法 為獨立於台座、壓盤25與操縱器18_23而易於移動:、移動 該平台係允許使用者以對於諸個位置而掃描dut 5〇，以 探測或檢查由-探針卡所提供之各個探針或所有探針的位 置’此為獨特於此功能之一種方式。 在平台46之下方且介於平台與室26的底部之間係一 機構，其運用以垂直於電動化的傾斜軸15之“z”方向 傾斜該平台。此機構係允許平台46為傾倒或傾斜沿著^ ”或“Y”軸，以允許使用者自不同於垂直者之一角产而 觀察該探針24作成接觸於DUT 5Ge電動化的傾倒^斜 功能係改善探針·觀看角度1極㈣斯結構，此係助 於使用者“看見（seeing)，’探針24之碰觸於Dut5〇。因此 ，電動化的傾斜軸15與壓#25所提供之傾倒/傾斜功能係 =於探…交替視界的垂直移動以及探針定位於 橡 口口 5 0。 -Χ-Υ台座17係附接至平台，且具有提供用於夹盤 Η之台座17的0調整。“ζ”壓盤25係亦附接至平台仏 17 1295732 ，且支撐固定的探針卡與操縱器。該壓盤係馬達驅動於“ z”軸，使得固定位置探針卡及/或單一探針係可為同時升 向及降低。此控制動作係提供探針與探針卡‘‘ ^ 壓盤25係可運用以同時升高操縱器且移動其可作2 2之 一固定位置探針卡。 贿50附接至晶圓夾盤14之方法係藉著機械式機構 因為真空（如同一種壓制方法）將無法運作於一真空室。 二:固定晶圓至夾盤之一彈簧夾配置係運用。:曰:圓至 糸稭者對準銷（pin)而設定為於一梢微的低陷，以整合於盆 典型為可見於現今的大多數晶圓之切口或平坦部。 多個電動化/可程式規劃的微操縱器18·23係位於塵盤 5之頂部。供應圖式係指出六個此等裝置。儘管6係似乎 為一個實行上的限制，如為所 導探針成為接觸於贿。 ^糸可運用以指 =電子顯微鏡12係藉著掃描電子顯 麵接至電腦系統16,豆 阳 體。電腦系站！ …、運用CAD導航（navigation)軟 通气至^ 係經由匯流排28且透過SEM介面30而 通sfL至知描電子題 像之機構。$ ，SEM介面30包括用以取得影 電腦系統16可包衽笙 腦㈣，其構成電腦32,諸如通用個人電 子顯微鏡12之^—數位影像處理器，以取得來自掃描電 ，以經由其為電：仏糸統16亦可包括-第二電腦34 …電知34所遙控之電動化的择 控複數個探針24“ι ㈣化的細縱為18-23而遙 或者，電腦系統16係可為單一 Pc或伺 18 1295732 服其執行對於探測器功能與顯微鏡功能之控制作業。 電腦系統16亦可包括二個電腦與三個監視器。於一原型 ’此所有者係可為以單—電腦與監視器而達成。然而，所 發現，是，具有二個監視器於所述實施例係有利，一者係 用於高解析度觀看而另一者係用於所有的系統控制與導航 功能。 ”可提供作為習用的PC電腦監視器之單獨的視訊顯示 ^ (VDU，Vlde。display unit) 36與38係運用以分別顯示 :於聰12與探針24之高解析度的顯微鏡影像與電腦圖 :DU 36與38係運用以視覺辅助—個使用者於遙控複 個仏針24而供置放於樣纟5() ’藉著取得其輸送資訊至 用者之衫像，其關於對應於樣品5〇的暴露導電端子之 特定的積體電路表面標記。 微操縱器公司之pcPr〇beIlTM軟體（pcpn)係運用於一 土= WlndowTM之個人電腦，且提供諸如自動平面度補償 2動對準與裝設之功能，其自動導引臨時的使用者以通 二備㈣探測之過程。手動控制4〇(例如：滑鼠及/或搖桿 二糸亦為使用者所運用以控制其為置放於樣品5〇之複數個 =針24。—電氣測試訊號探針介面42係麵接至探針24以 =加電氣測試訊號至樣& 5G。或者，複數個探針24係可 θ為@疋位置板針卡，以供施加電氣測試訊號至樣品 3 0。 /運用於電腦系統16之PCPM針軟體係提供—探針定 /、 八/、有簡化直觀圖像基礎工具箱之形式的控制 1295732 犯力。PCPII探針軟體係設計於_模組式格式，允許晶圓 映射、晶片與於晶片之步進、多個裝置導航選項與探針碰 觸H PCPII探針特徵包括於螢幕上的視訊，具有一主 動導航控制、進階的對準、比例調整功能以及程式規劃， 透迻曰曰圓映射、互動性學習與矩陣模式。PCPII探 、十導航模組係提供互動性的裝置管理，以供控制四或多個 操縱器18-23、壓盤25、與顯微鏡12。

田運用探針以分析樣品5〇，導航器顯示器係顯示對方 用樣口口 4置之位置與控制資訊。導航器模組亦提供系叙 作業資料與探針碰觸參數。㈣映射模組係提供所選擇產 片之一連績的視覺指$，且顯示晶片樣品之確實座標。 PCPII仏針軟體亦包括_視訊模組，以供運用個人電腦之 :品50的成像。各個咖模組係運用單獨的應用視窗， ”允許使用者以調整觀視螢幕，藉著定義各個模組之置放 且個別使得各個視窗為最小或最大。

广竟控制44 (第1圖)係特別提供以用於控制溫度，用 於產生真空於室探測器殼體之 饌之内喊27，用於操作掃描電子 、員U鏡12，以及用於分析樣品 _ ^ 5〇於真空之控制環境條件 下。辰i兄控制44可包括：（例如· φ 首先，關於多數的Ε射 束光予糸統）磁性屏蔽，若盔苴 批电二* …、射束係可能對於適當的解 析度而為未適當準直。盆4 所—入^ _ 八、，由於晶圓探測區域係由金屬 所凡王包圍，使用者係將感受 ^ H , 又颌者的電磁屏蔽特性，其為 於目刖的習用探針站之一個改盖 具有一金屬化表面之另 一層的絕緣體係可運用以供屏 20 1295732 蔽夾瓜表面14且提供一低雜訊的環境。此外，隔離式的 同=連接之運用係將允許當該室為接地時之三轴式的測量 。其次’因為探測功能係發生於真空，於低溫探測應用期 間之霜形成係可為不存在。由於極少的空氣係存在，探針 係將不會於周圍溫度與升高溫度應用時而氧化。最後，運 用於糸統 1 0 > _ iL y …、夾▲係可測試在高於及低於周圍溫 者。 一板凳（bench)型式台座偏以支播VDU監視器、鍵 ί、滑鼠與搖桿。針對—2。❹咖系統之室係於規模大約 為 2 χ2 ι 料斜一 且針對一 300 mm系統者係大約為 針對較大室之抽運元件係可能需要額外空間。 現在參閱第4圖，於其，一嶋相片係顯示探針以 夕個視圖52、56、與58 ’探針24係定位於樣品5〇且 路出的導電路徑54,如同—種提供電氣測試訊號於 、體電路之方法。分析積體電路樣品5〇之方法包括：由 π Γ電子㉝微鏡12而取得該樣品表面之影像識別導電路 己於較佳實施例，顯微鏡12係由pcPII軟體介面 :驅動。PCPI1導航軟體係利於定位探針24於樣品50的 斤度影像内之處理。因&，影像取得步驟係運用以識 別，、藉著掃描電子顯微鏡12所觀察於樣品5〇的表面上之 :電：徑標記54㈣電端子，藉著遙控複數個探針之步 :以疋位複數個探針，如上所論。最低倍率的視圖係項目 6’中間倍率的視圖係項目58,且最高倍率的視圖係項目 2。此三個視圖之理由係助於操作者以維持良好的觀點於 21 1295732 其為運作處。 丨回艰式之高解析度分析探針站或系结r 财圖，且係以參考號碼100而概括表示：如：顯：於第 系統1 〇〇係能夠谨α上所淪述， 犯夠運用於當傳統的光學(或 於所檢驗的樣品之^ β ^兀）.，、、貝U鏡為歸因 尺寸而無法運用之應用（例如：需rn 光顯微鏡所無法達到之解析度的應用） :要其為 探針站（諸如··探針站1〇Λ、 ^ + ^於較鬲的解析度 構件之電子產辈u 求係朝向更小且更複雜的 子產業驅動器的結果（例如··進行

探測於次微米（sub_micron)階層之需求幸=低^ _與⑽之諸如電子或離子顯微鏡1〇4的幸二= ? 為成本較高許多，且係重以及不便於移動。此等 顯微鏡之高費用係使得其較為合意以令m ^控里為最小。探針站刚係在此使得顯微鏡 藉著安裝顯微鏡至其於探収位程序與探測本身期 ::固定之探針站殼體1〇2的一部分，並且藉著主要為移 動樣品或待測試裝置（DUT，deviee under咖）ιΐ8而非為

顯微鏡104 (例如：因而模擬顯微鏡之移動）。應注意的是 ’儘管顯微鏡H)4 #可固定，亦為可能使得其小或細微的 移動以供適當定位為相對於待探測之DUT的部位^於此情 幵广夾盤探針之進-步的移動係主要為運用以定位顯微鏡 1 0 ·以供檢視其為期望作探測之ϋϋΤ的部位。 更特別而言，探針站100係使得顯微鏡之操縱為最少 ，藉著安裝該高解析度顯微鏡至探針站1〇〇之蓋ί94以及 運用升降機構196 (第5Β圖），諸如··更完整描述於下文 22 1295732

之一氣壓或水力驅動式升降機，以升高探針站100之蓋 1 94為向上且遠離探針站内室，使得樣品係可調整、更換 、及/或無須高解析度顯微鏡而作檢視。再者，將蓋194打 開或縮離該内室190，系統操作者係可進行另外的探測及/ 或裝設’藉著運用光顯微鏡10 5。更為特別而言，光顯微 鏡105係將定位在DUT 118之上方，藉著將顯微鏡105滑 動沿著顯微鏡橋，使得系統操作者係可操作此顯微鏡以檢 視DUT 1 1 8。因此，系統1〇〇係允許光顯微鏡探測以及高 解析度顯微鏡探測。 探針站100亦提供一種高度整合方式，以隔離該測試 區域為免於外側影響。防護（guarding)及/或屏蔽（shielding) 結構係易於提供，取決於當假定可能需要進行低位準電流 與電壓測量時之為了得到準確結果所需要者，諸如：其具 有於高的微微微安培（attoampere)與低的毫微微安培 (femtoampere )之範圍的靈敏度。舉例而言，探針站1〇〇之

殼體⑽、顯微鏡1G4、與探針組件1Q6可均為接線於f 軸或三軸式的結才冓，藉以降低雜訊且因而允許取得該等望 敏性的測量，如同將更為詳細論述於下文。 k針站100係概括為包括一探針站殼體⑽、高解木 度顯微鏡104、與數個探針組件106,諸如於第5Α·5Κ a ::之四個組件。如於第5H圖之最佳形式所示，殼體ι〇 具有一雙壁式的結構，哎去 次者可具有早一壁結構，其具有灰 加於其之一絕緣金屬的菀 9以允許不同的防護及/或屏蔽穷 構“加於其。於雙壁式的結構，***ι〇〇具有一㈣ 23 1295732 108與内殼182。殼體102係提供一真空室i9〇，於其，探 針組件106、載座250、壓盤258、與樣品118係配置。是 、人猎者具有其包圍或至190之二層的導電壁，測試區域 係藉著防護/屏蔽架構而進一步隔離自外部的雜訊源，殼體 壁係配置於防護/屏蔽架構。為該目的，探針站殼體丨〇2之 個別的外與内殼部分108與182係電氣絕緣於彼此，如為 藉著介於其間之一間隙191，其可為選用式填充具有絕緣 材料以進而彼此絕緣該殼體部分108與182。於所示形式 ’間隙191係經由間距（standoff)絕緣器或殼體絕緣器192 而維持。 更為明確而言，殼體外部1〇8具有一底壁部丨12與直 立於其之一外側壁部114。於側壁部114之上端，一頂蓋 壁部110係附接以完成外殼部分108之結構。 於諸多的低電流/低電壓探測應用，DUT 11 8具有對於 雜訊之一增高的靈敏度，雜訊係諸如光線、電氣干擾、空 氣污染與振動。舉例而言，針對積體電路之目前製造的某 些晶圓係小且靈敏，使得簡單暴露至光線係將可感應一電 流於晶圓118之電路。該等雜訊係將使得取自於晶圓之低 位準的測試讀數或探針讀數為失真，除非該光線/雜訊係實 質為移除。因此’殼體1 〇2之外殼部分丨〇8係作為對於雜 訊降低之一第一障壁，藉著降低（若並未消除）雜訊之傳統 成分的諸多者’諸如：其為允許進入殼體丨〇2的内部空間 190之光線量。 對應於外殼部分108的壁部110-114之内殼部分182 24 1295732

係設置在外殼部分1 〇8之内側。如為所述’或者，此係可 為施加至壁部11CM14的内側表面且絕緣於其之金屬層。 壁狀的内殼部分182包括：鄰近於底座112之一底壁186 、鄰近於蓋部110之頂壁184、與鄰近於側壁114且延伸 於頂壁184與底壁186之間的側壁188，其具有由間隙 191所分開之對應的壁部，如於先前所述。外殼壁部π 0_ 114、或内殼壁部184-188、或二者係合作以形成殼體1〇2 之真空室190，且因此其形成為單獨的構件之壁部n〇-U4 與184-188之各組係可具有介於其間之一真空型式密封， 諸如介於頂壁184與側壁188的上端之間，如為進而敘述 於本文。測試區域為配置於其中之真空室190的提供係歸 因於運用於此之較佳的高解析度或電子顯微鏡1〇4而為合 思。以此方式，實質為無氣體粒子或分子之一個環境係提 供，氣體粒子或分子係將影響自電子顯微鏡往返於目標之 電子束的路徑。

亥至之-真空壓力’其可降低歸因於來自顯微鏡的 :電子束之存在而發生於室19〇之表面充電的量。舉例而 吕，若於顯微鏡圓柱之内的直办筏 θ J具二係為於10·6牦（Ton·)之一 壓力，而且於室190之内的直*孫丸# ς π具工係為於10·5托之一壓力， 殼體102具有貫穿開口 142以允許真空泵115為連接 至其，以拉低於室190之中的壓力而至真空條件。於第5H 圖所示，開口丨42係延伸通過殼體1〇2之底壁部112與 186。於所示之實施例，另一真空泵ιΐ6係連接至高解析 又頌U鏡104。5亥種結構係允許顯微鏡^ 以運轉於不同 25 1295732

則某耘度之環境傳導性係建立，其提高欲充電於室上卯之 :種表面所耗費的時間量’及/或提供-方式以消散表面電 荷’藉著流失其為離開於室190之表面的射束所建立之表 面電荷。此係針對種種理由而為有利，包括事實在於：表 面電何之消散及/或阻止表面電荷之發生係降低該等充電表 面將干擾如為由系統100所進行的測量之探測的機會。舉 例而言，藉著阻止於環境内的一表面之充電，該表面係較 不可能為產生雜訊或干擾於室19〇。此係尤為重要，去低 電壓/低電流測量係進行於其，由於其可為甚至最輕微^式 的雜訊/干擾所影響或失真。實際上’一真空狀態係可於約 為二分鐘内而達成於所示的探針站ι〇〇。如為明顯，此時 間週期係可藉著、變—4+ Μ 1 ΟΛ > cf » 稽考爻更封喊190之尺寸及/或真空泵之容量而 改變。 為了降低若非為要素之雜訊量，諸如：歸因於真空果 "5與116的操作之於室190所經歷的振動，真空泵：運 用一振動麵接益而安梦5却· 叩女雀至喊體，该耦接器係吸收由泵U5

與116所產生的雜訊$ & # # @ 凡且允序忒專泵為自由移動使得其可隨 需要而振動。用以降抵於含彳0Λ 峄低於至190所經歷的振動雜訊量之 外的步驟係指向於第5A_5C圖所示之振動隔離台座的運用 。此台座係含有隔離器117’其位在台座頂部與腳部之間 。再者’殼體102係懸垂自於台座頂部之-圓形開口，經 由未顯示之另外的振動隔離臂，其作用為振動隔離之附加 機構或備用機構。 貫穿的開口係形成於側壁114且透過開口而對齊於對 26 1295732 應的内側壁，以提供自殼體外部至真空室19〇之通路開口 或饋通件119、與127於殼體1()2。此#貫穿㈣ 口係可運用以通過來自諸如電腦之—外部控制胃π的^ 線120於殼體1〇2。以此種方式，探針組件⑽、用於載 座250之致動器、與其他的系統設施（例如：環境控制、馬 達驅動器、等等）係可自該真空室19()之外側而為外部遙# ，此等構件係可實施於真空t 19G。引線m之形式係可

為電纜⑼如··同軸、三軸、帶狀、等等）、接線或用於接 線之導管、水力（hydraulic)流體線路、或類似者。

126a與128a，以允許連接器138與14〇為***及安裝於其 。疋以，自s亥殼體外部而通過通道126a與128a至内部真 空室19〇之通路係經由連接器138與140而提供，控制器 138與14〇係附接至端蓋134與136。連接器138與140 係允β午引線為自殼體外部而通過至内殼1 ，而且維持— 真空密封’使得真空狀態係可達成於殼體102。是以，在 饋通件可包括概要顯示於帛5H_j圖之凸緣連接器安裝 部126與128,其固定於開口 122與124，且其包括自側 壁Π4而朝外延伸之個別的通道U6a與i28a，電氣連接 盎138與140係固定於通道126a與128a。安裝部〖μ與 128係分別具有徑向加大的凸緣或端部13〇與132，端蓋 134與136係安裝至凸緣13〇與132，以供密封各個通道 於連接器138與140。關於此點，端蓋134與136係可鑽 孔以形成中央的開口丨34a，其為中心對齊於個別的通道 此之較佳饋通件係包括凸緣通路埠126與128且為附接至 27 1295732 接态138與140，雖然其將為明顯的是，其他的饋 通件結構係可運用。。 I”端蓋134肖136係形成—真空密封於凸緣部分13〇與 為藉著其壓縮於其間之一密封環或橡膠墊圈 盥 〇以實貝防止洩漏自埠126與128。凸緣端部13〇 :、132係、可經由諸如螺帽與螺栓之固定物而固定至端蓋 堅二136 ’备固定物為旋緊時，其拉動端蓋與凸緣端為 緊'罪於橡膠墊圈且成為壓縮以建立真空密封於殼體1〇2 的此4構件之間。

如將為理解，連接器138與14〇之特定結構可大為變 化。於較佳形式，BNC/同軸、三軸、導 器係作為饋通連接器138與140。 舉例而言，於第6圖，一個三軸式的連接器u 示以供為裝配至端蓋134貞136且個別的端蓋i34^u6 為於猶封關係。連接器146包括一内部伸長之三轴的軸幹 .其具有如同藉著環氧樹脂㈣定於其之—外部 148。套筒148包括一螺紋部分149,其具有外螺紋m為 形：於其。套冑148之-階狀的凸緣154具有-多邊形的 驅動表面155’以供轉動套筒148與軸幹147。— 〇形環 密封156係位於-前向開口通路157，其形成於套筒凸^ 部分154,使得當軸幹147***於通道與咖，環密 封156係鄰近或接合於個別的端蓋134與之外側一 内螺紋的鎖緊螺帽（未顯示）係旋人於螺紋部分149之外= 紋152。鎖緊螺帽係可轴向前進沿著套筒148以朝著凸緣 28 1295732 156 ，鎖緊 156為緊密 部分154,藉著螺帽之適當轉動。欲壓縮該環 螺帽係螺旋接合於端蓋之内表面，以拉長該環 夾住接合於蓋134與136。

三軸的軸幹147具有其設於其柄端147a與14几之插 接式（bayonet_type)的止動（detent)耦接器158，其具有環彤 溝槽158a與位於其之偏動球158b，以可釋放式連接:配 接之三轴的公連接器（未顯示為分別設於外部與内部引線 12〇a與_)。為此目的，轴幹147具有—外屏蔽導體部 分152與一中間防護導體部分159,防護部> 159係徑向 間隔於屏蔽部> 152且絕緣於其，以電氣麵接至引線連接 器之對應的屏蔽與防護部分。三軸的軸幹147之一訊號導 體部分160係中央且軸向延伸於屏蔽與防護部分與 159，且具有一管狀的結構以形成一母插座，引線連接器 之-對應的公訊號導體係按壓裝配於其。—旦於輕接時°， 配接的引線之屏蔽、防護與訊號導體係電氣連接以形成三 軸的連接於其間。

凸緣埠126與128以及附接的端蓋134與136係較佳 為傳導性，類似於連接器146之外套筒149。再者，埠 126與128係安裝至雙壁式的殼體1〇2，藉以電氣連接至 外殼部分108。以此方式，探針站1〇〇係可經由電氣連接 的外殼108、i：隼126與128、或電氣連接器138與140之 屏蔽部分152之任-者而接地。同理，連接器146之防護 部分1 59係可電氣耦接至内殼1 82，使得防護部分丨59與 内设1 82係可驅動至如同訊號線160之實質為相同的電位 29 1295732 ’以進而隔離該訊號為免於雜訊與消散以及隔離真空室 190為免於雜訊’因而保持測試區域為實質免於電氣干擾 以供準確測量於低測試位準，其為本文之探針站丨〇〇所運 用者。如為顯明，共同的接地與屏蔽係可運用於殼體丨〇2 與連接器146。於第5H與51圖所示之殼體1〇2，外殼108 係接地（或屏蔽）而且内殼丨82係作防護。 於第7A圖，一同軸式的連接器164係顯示為具有一 同軸的轴幹166，以供連接至同軸的連接器（未顯示）或引 線端’如由插座168與170以建立一導電同軸連接於其$ _ 。同軸式的連接器164之其餘結構係類似於上述的三軸式 連接器146。更為明確而言，連接器164具有鎖緊螺帽 180 ,其為旋入於一同軸的套筒部分172。套筒部分172更 匕括’、具彳夕邊形的外表Φ i 76 < 一徑向加大的階狀凸 緣174以旋入套筒ι72成為密封接合於其所安裝之端蓋 136 或 138 。 如當安裝至探針站殼體1〇2，螺紋的套筒172係通過端 蓋開口 134a或136a，且鎖緊螺帽18〇係旋入於套筒172， # 於端盍134 $ 136之相反側。鎖緊螺巾冒18〇係轴向前進沿 著套筒172以朝著凸緣部分174，藉著螺帽⑽之適當轉 動，直到一密封接合為作成於連接器164 ，密封環178係㈣於凸緣m與蓋134$ 136之間，因 而作成-真空密封於其間。帛7B圖係另—形式的同軸連 接益’其為參考號碼1 8 i所概括指示。此連接器⑻具有 30 1295732 結構為類似於上述之插接式的止動耦接之連接器146，除 ‘ 了具有同軸導體而非為三軸導體（例如··同軸的軸幹對（vs.) 三軸的軸幹）之外。 其他形式的連接器係可運用於饋通件138與14〇，只 要其係能夠提供一真空緊密式密封，其能夠允許室18〇為 拉動成為一真空狀態。舉例而言，諸如於第5E圖所示之 帶狀電纜120的扁平電纜係可通過一真空緊密式的連接器 诸如由美國俄亥俄州Dayton市的Pave技術公司所製造 之PAVE-FLEX連接器，藉以連接來自於真空室丨9〇之電 ⑩ 路至位於殼體102之外侧的一控制器。關於此點，饋通件 138與140係可由一碟形的***件而組成，透過其，一隔 壁（bulkhead)係形成以允許一扁平電纜為通過***件而且維 持一真空型式的密封於該電纜。藉由舉例而非為限制，隔 壁係可為s形或z形以助於維持真空式的密封且支援種種 的電纜型式（例如：共平面、微條、條狀線、以及單股、多 股、絞對、同軸、三軸、帶式電纜與類似者）。本文所用之 真空密閉（vacuum-tight)係不必為意指必須達到密封，而是 馨 意指所發展的密封必須能夠允許殼體内室丨9〇為抽取至一 真空狀態。藉由舉例（而非為限制），饋通電氣連接器138 與140係可建立一密封，其具有在一大氣壓下之小於 lxl0_7cc/sec的一氦氣洩漏速率。 探針站100係可裝設為使得一饋通連接器層❻扣…係 可連接至開口 122與124，如於第5A、5B、5D與5E圖所 示，各個連接器係以並排（side_by-side)方式而概括對準。 31 1295732 或者，探針站1 00係可裝設具有多個開口與通道，各個開 口 /通道具有其本身的連接器或饋通件。 於第5E圖，其他型式的連接器係顯示為連接至系統 1 〇〇。關於通路（access)開口 119，配置於三行/二列的袼式 之一堆的積體電路頭座（header) 129係顯示，其可提供用 於種種的系統設施之電氣連接。關於通路開口 125，一堆 的電纜饋通件1 3 1係顯示以提供電纜通路至真空室。藉由 舉例，諸如約為104個同軸電纜係可經由連接器131以進 入/離開殼體102而不會影響真空室190之壓力。 如為所述，欲使得殼體内部182係驅動作為防護部而 外部108係驅動作為屏蔽部，殼體部分丨〇8與丨82係必須 電氣隔離於彼此。此電氣隔離係可藉著運用非導電材料所 達成，以分隔殼體部分1 〇8與1 82為彼此分開。於一較佳 形式，非導電性的桿狀間距件（stand〇ff)係運用，維持該殼 體部分108與182為由間隙191而彼此分開。然而，於替 代形式之探針站100,非導電材料係可夾設於殼體部分 108與182且為遍及於探針站1〇〇，或是殼體部分1〇8與 182係可由一絕緣壁上的導電覆層所組成，諸如上文論述 之單壁式結構。 頂壁部110與184包括對準的貫穿開口，於其，高解 析度顯微鏡104係安裝以供觀察及助於種種的探針應周。 關於殼體部分⑽11G ’一真空密封係作成於其與 顯微鏡104之間，使得一真空係可抽取於真空室19〇。於 較佳形式之探針站100,諸如橡膠之一電氣絕緣材料係運 32 1295732 用以形成-。形環195 (第5H圖），其係建立一真空密封 於高解析度顯微鏡1〇4與頂_ 11〇之間，且亦可作用以隔 離該顯微们04與頂部110。電氣隔離該顯微鏡1〇4與頂 蓋壁部11G之-個理由係允許探針站丨⑽為連接及/或接線 於種種方式。舉例而言，藉著電氣隔離該顯微鏡與頂 部110,顯微鏡1〇4或頂壁部110係可連接為接地，/而且 另者係連接至一防護訊號。此型式之結構係可為期望以 提供直接在DUT 118之上方的一受防護表面，以建立最佳 的低雜訊測試條件，其進而論述於下文。另外的〇形環 195a與195b係提供以建立一真空密封於外殼部ι〇8的部 分110、112與114之間。 類似於頂壁110，内殼部分182之頂壁184亦具有一 開口，於其，掃描電子顯微鏡1〇4係可安裝，使得顯微鏡 1 〇4之底部226係延伸於殼體1〇2之真空室19〇。一電氣 絕緣材料係較佳為運用以隔離該高解析度顯微鏡1〇4之金 屬殼與頂壁184。若為期望時，此材料亦可運用以完成一 真空密封於顯微鏡1〇4與頂部184之間，或是可純為運用 以提供一另外的備用機構以阻斷諸如光線之雜訊。藉著該 種結構，顯微鏡104的下部與頂部184係可驅動為相同者（ 例如·同為防護或同為屏蔽）以提供額外的雜訊/干擾保護 々^被鏡104與頂部184係恆為驅動至相同電位，則不 必電氣隔離此等項目；然而，隔離該顯微鏡1〇4與頂部 1 84之一個裨益係在於，該種結構係允許最大的彈性於整 個铋針站1 〇〇可為如何設立。舉例而言，探針站丨〇〇係可 33 1295732 设立使得無論是該殼體部分1〇8與182或顯微鏡1〇4均未 ^ 驅動作為防護或屏蔽。或者，探針站100係可設立使得該 殼體部分108與182之各者與顯微鏡1〇4為不同運用，諸 如·無關於外殼部分108、連接内殼部分丨82作為屏蔽、 以及驅動顯微鏡1 〇4作為防護。此外，非為必要以作成一 真空费封於高解析度顯微鏡1 〇4與頂部1 84之間。此係因 為於顯微鏡104與頂部110之間的密封係充分以抽低於殼 體1 〇2之内部（真空室19〇)的壓力至真空條件。然而，可 能為合意以作成真空密封於頂部184與顯微鏡1〇4之間， _ 以允許另外的殼體結構。 於較佳形式，外殼部分10 8係接地，藉以降低電氣 衝擊於一探針站使用者之機會，且内殼部分182與顯微鏡 之底部226 (位於室19〇之内）係連接至一防護訊號以 =得寄生電容與EMI之量為最小，藉著使得其可經由漏電 流與電磁場而充電之環繞DUT 118與探針組件1〇6之可利 用的導線數目為最小。0此，藉著此架構，整個探針站 、係了為裝°又於二軸式的架構，DUT係由防護物且接著 _ 為屏蔽物所完全環繞使得如上所述之雜訊或干擾之量與影 響為最小。於另一個形式，系統1〇〇係構成使得外殼108 人㉝微鏡104為屏蔽，而且内殼丨82係作防護。此裝設係 避免在連接顯微鏡1〇4至防護物時所可能遭遇的任何問題（ 例如：關於當施加-電位至顯微冑1G4的外表 之電子束的問題）。 如為所述，外殼部分108與内殼部> 182之個別的頂 34 1295732 壁部110與184係集體形成對於探針站100之一蓋部194 其載有南解析度顯微鏡104於其。如先前所論，蓋部 194係可經由一升降機構丨96而升高，使得頂部丨丨〇與 M4以及顯微鏡1〇4係可升高且抽離自該内室1〇8與ι82 的其餘者及/或殼體102的其餘者。顯微鏡1 〇4之此移位係 提供探針站使用者對於内部操作構件之通路，該等構件包 括：位在於室190之内的探針組件106、以及其通過殼體 102的種種引線。升降機構196係可藉由氣體動力或水力 方式所驅動，以提供必要的馬力以升降及伸縮該蓋部丄94 與其承載的高解析度顯微鏡1〇4之沉重結合的重量。 於較佳且為所顯示的形式（第5C與23圖），升降機構 196包括一動力或水力汽缸197,其具有一臂或活塞（ram) 致動器198。一凸輪（(^叫件199係附接於臂與蓋部組件之 間，使得臂198之操作係移動蓋部194。凸輪件或耦合件 199具有形成沿著其側邊之一弧形凸輪軌道i 99a，來自一 直立的圓柱部分201之一凸輪201a係行進於軌道19%。 圓柱部分201係以一端而固定在一支撐結構（諸如··桌台 144)之表面，且具有凸輪2〇la為固定靠近其上端。弧形執 道199a係構成使得當臂致動器198為移位至其延伸位置， 蓋部194係升高且然後同時升高及拖轉為遠離該殼體ι〇2 之側壁114與188。以此方式，顯微鏡係由相對於爽住的 樣品之其高解析度的觀看位置（該蓋部194為位在側壁Η* 與188)(較佳為於先前所敘述之密封關係）而自動移動至一 縮回或非觀看位置，使得樣品係不再於高解析度顯微鏡的 35 1295732 視域，且喊體1 02之内部係對於一操作者為可接近，針對 於系統設立程序、藉著運用光顯微鏡105之另外的探測、 另外的測試、及/或維護。 執道199a係可構成具有一短的垂直段於該執道之開端 ，使得蓋部194係行進於直立上下（或垂直）方向而為剛好 在其開始打開之後（或是剛好在其完成閉合之前）的一預定 時間S。因此’蓋冑194將垂直行進於其為打開時而行進 於角度方向之前的-段時間週期，或於其為閉合時而行進

=角度方向之後的-段時間週期，以確保—適當的餘隙為 提供於顯微鏡104與探針站1〇〇的其餘部分之間，尤其是 位於至190之内的構件（例如：探針組件1〇6)。一手動重 接（〇谓Hde)機構亦可提供，使得蓋部194係可於緊急事件 或動力喪失時而為移除。於—較佳形式，該重接機構係將 由：可移除式的曲柄所組成，當其為***且轉動時，則移 動蓋部1 94至其打開位置。

於替代形式之系統軌道199a係可構成使得一段 期間之垂直行進為同樣提供於軌道199a之另—端。甚者， =度的移動係允許蓋部194為以一最少的時間量而打開/閉 口 °於替代之形式，系統_之軌道199a#可裝設為—種 2角度的軌道、L形的軌道、或於其他架構，其提供種 =路㈣供蓋部19於其打開/閉合期間所遵循。第。圖 :、、種方式，於其，凸輪2〇la與軌道係可構成 殼體102含有定位 如於第5A-5D、5F與5G圖所示 36 1295732 之^ 92„構件192包括於其底端為連接至支揮結構144 立的圓柱192a且具有漸縮的定位銷193,銷193係由 :端而朝上突出，以確保蓋部194 <適當位置，在 :完f欲閉合或密封該系、统100所需要的最後行進部分二 月”㈣U係合意為在於，最後行進部分係決定性 ^部為完成真空密封且顯微鏡1〇"降低朝下而極靠近 之表面），因騎於具有適當對準之失敗係將 该顯微鏡104、探針組件1〇6及/或DUT ιΐ8。舉 若蓋部對準係不當，則顯微鏡104係將損壞其透鏡或:於 成為接觸於探針組件1〇6之一者而損壞一探針組件⑽。 再者，該接觸係將致使探針組件1G6㈣動且損壞謝 118。於所不之形式，適當對準的蓋部194 欲閉合該系統所需要的最後行進部分，當位置定二 192與銷193係對準於蓋部中的開口⑽。更為特別而言 ，於朝下方向之最後行進部分期間，漸縮㈣193係*** 於開口 189，使得蓋部194係可為完全閉合。 ’、 於最後行進部分期間（於其··蓋部為經由〇形環19外 而完成於蓋部194與殼體102之間的真空密封)之問：亦將 造成使得真空$ 115 # 116以運轉較其所需要為吃力而浪 費能量及/或阻止真空t 190以到達其期望的狀態或墨力。 因此，藉著提供定位構件192，系統100係進而確保將作 出適當的真空密封，當蓋部194係壓縮0形環19%為靠 於其下表面與殼體102之上表面。 _ 顯微鏡HM於其觀看與非觀看位置之間的上述自動化 37 1295732 移位、以及位置方位特徵係為期望，因為高解析度顯微鏡 係典型為極耗費成本、笨重、且不便於移動。於第8圖， 典型的掃描電子顯微鏡（SEM)之示意圖係概括顯示於參 考號碼200。於SEM之操作期間，一電子槍202係自諸如 細的鎢線燈絲之一燈絲尖端2〇4或自其為附接至燈絲尖 编204之一尖銳指向的電線而發射電子。發射的電子束 2〇6係由透鏡208與21〇所聚焦，且接著為經由上方與下 方的重偏轉線圈212與214以及透鏡216而偏轉於DUT 118。DUT 118之影像係藉著散射來自射束2〇6的電子於 _ DUT 11 8且經由電子收集器22〇以收集電子而形成。 118之較密或較厚的部分（於其：蓋部為完成真空密封）係 相較於較薄的部分而散射較多的電子，且將呈現為較暗。 雖然SEM係能夠以其可產生DUT i丨8之一非常準確的三 維視圖之焦點深度而產生物體之高解析度影像，電子束 2〇6之強度將經常引起對於DUT 118之損壞（若是維持運作 於過長時間）及/或影響或失真其取自探針站1〇〇之探針讀 數，由於經由顯微鏡丨04所散發的能量而感應雜訊至系: _ 。然而，此事實係必須為平衡於另一事實，即··較長的 SEM掃描週期係造成較高解析度且無雜訊的影像。 理想而言，探針站使用者係將於DUT丨丨8之探測戋測 試期間内而簡單關閉顯微鏡，藉以避免顯微鏡所產生的任 何干擾。然而，不幸的是，諸如顯微鏡1〇4之高解析度顯 微鏡係將耗費數分鐘以驅動返回於操作而且重新取得對 焦於)期望的影像。欲改善循環時間且使得其可能為由顯微 38 1295732 鏡104之持續“開啟（on)”作業所產生的電氣干擾為最小 ，較佳而言，系統包括一裝置以供降低顯微鏡1〇4的工作 週期（例如··降低顯微鏡104的操作時間對於DUT測試的 總經過時間之比值此裝置係提供一種方式，於其，dut 8之不想要的照射係可降低而無須關閉顯微鏡} 。於 一較佳實施例，此裝置係可由一選用式的快門218所組成 ，其可為於測試期間阻斷（或空出）顯微鏡1〇4之射束

以限制DUT之曝光，而且允許顯微鏡1〇4以持續掃描 DUT U8。以此方式’電子束2〇6係非為於影像取得程序 期間而連續聚焦於測試區域。㈣218係可定位於顯微鏡 104之内或在顯微鏡104之外，可採取任何形狀或尺寸， 且可為由任何材料所作成，只要其能夠阻斷至少一部分的 電子束206以免於損壞樣品或DUT118。舉例而言：：門 係可為其位於顯微鏡内的一碟片，其能夠覆蓋顯微鏡⑽ 之整個透鏡216以使得並無任何射束2〇6為到達贿"8 。或者是’快Π 218係可為其位於顯微鏡1〇4之下方的一

迴轉碟片，具有位於該碟片上的孔或縫隙，其隨著該碟片 迴轉而阻斷變動部分的射束206。 %疋岔目動。舉例 言，探針A H)0係可構成使得探針站使用者為 開快門川以接收DUTU8之一高解析度影像，或可狄 求使用者為手動閉合快218以阻斷射束2〇 =118之損壞。然而，歸因於快門為必須打開及關閉 頻率，手動快門係不如-個半自動式或全自動式的二 39 1295732 為合意。或者’探針站刚係可構成具有_個半自動式的 快門218’其中，使用者係必須致動其指出高解析度影像 為不再需要之-開關（未顯示），且接著致動快門218以阻 斷至少一部分的射束206。 探針站UK)亦可構成具有一個全自動式的快門218, 其允命DUT 11 8為暴露至射束2Q6於—預^時間量，且缺 後致動快門218，因而阻斷至少一部分的射束鳩。由: 探針站使用者係僅為於|設/定位探針之時而需要看見顯微 鏡影像，且於測試期間係無須該顯微鏡為成像（或發出射束 寫）於DUT，探針站⑽之一較佳的形式係運用快門於測 試期間而清空射束206以降低損壞請118之風險及/或 降低顯微鐘；104影響測試/探測結果之機#。因此，明顯的 是，操作探針站100以使得限制DUT暴露至射束2〇6之一 種實際方式係可運用以進而改善探針站1〇〇之作業。若為 期望’探針站100係可裝設以在快門218為致動之前而捕 捉DUT 118之最後影像及/或裝設以顯示於快為致 動之時間期間内的捕捉影像。 如最佳於第5圖所見，探針站ι〇〇之高解析度顯微鏡 104具有概括為圓柱狀的殼體或箱體，其包括自蓋部194 而朝上突出之一上部222與中間部224。一電子槍係位於 上部222，透鏡與偏轉線圈係位於中間部224，且一最終 的透鏡與孔隙係位於一下部226。如為所述，較佳而言， 顯微鏡1〇4包括一快門228，其含有諸如為每五度之孔或 縫隙，以降低顯微鏡104之射束2〇6的工作週期，如上所 40 1295732 响。此架構係允許探針站使用者以持續更新顯微鏡影像而 且使得對於DUT 118之損壞的量為最小。另外，欲進而助 於降低於室190之雜訊及/或得到低電流/低電壓的讀數， 快門218係可構成使得其可作修正以防護或屏蔽於保持本 發明所給與且如同先前已經論述之系統架構的可行性。舉 例而言，快門218係可與顯微鏡104為電氣隔離，使得^ 可為接線至護板（guard)而且顯微鏡1〇4係屏蔽，或者於該

二項目將以類似方式而連接之情形，顯微鏡ι〇4與快門 21 8係可為電氣連接於彼此。 顯微鏡1〇4係定位為使得至少部分之下部226為延伸 在頂部108與184之下方且延伸至室1〇8與182〇 一電源 供應器227係位在蓋部 於系統100之高解析度探測期間而供應電力至其。一電 收集器220係延伸通過蓋部194而靠近顯微鏡1〇4，且 以-斜角而定位至蓋部194之平面’藉以收集其為偏離 DUT 118之射束鳩的電子，以提供目標區域之高解析 影像。如於第5K圖所示，-圓纟228係位在鄰近於顯

鏡H)4,且含有一可變的真空壓力閥23〇，其允許顯微鏡 圓柱之真空壓力為調整而無關於t 19〇之真空壓力。顯微 鏡真空系116係連接至圓柱228以及一顯微鏡圓柱壓力/真 空感測器231。此等構件係可為配置於系統1〇〇之種種的 位置’然、而’於—較佳形式，電子收集器22g係定位使得 其將定位在系，统100之前方’當蓋冑194為閉合時。該種 結構係允許另外的探針組件1G6為沿著室⑽之後側而附 41 1295732 加於前方安裝的收集器220之餘隙。收集器22〇之前方安 : 裝係亦使得料系統操作者為較容易以接近探針組件ι〇6 、載座250、台座與馬達驅動器、等等，並且判定該等探 針組件應為定位於何處而使得其不會干擾顯微鏡ι〇4、電 子收集器220與蓋部194之其他的構件。此結構亦保留該 壓盤258之可移除部分為無構件，使得系統使用者係透過 開口 258a而可快速且容易得到對於載座25()、台座川、 312、314、316與平台544之通路。 顯微鏡HM之部分220、222與224亦可為電氣隔離於 · 彼此，使得探針站1〇〇係可構成於種種方式（例如：某些部 分為接地、其他為連接至防護者、等等），如上所論。舉例 而。於形式，下部226係電氣隔離於上部222與中間 4 224，使得下邛226可為連接至一防護訊號以進而降低 諸如上文論述的寄生電容與EMI之雜訊/干擾，且上部222 與中間部224係可接地以降低電氣衝擊至一探針站使用者 之風險。同理，該種結構係允許探針站為連接於三軸配置 ，令DUT 118為由頂部184、底部186、側壁188、與下 β 部226所形成之一防護層而圍繞，並且進一步為由頂部 110、底部112、側壁114、上部222與中間部224所形成 之一屏蔽層而圍繞。然而，於一較佳形式，顯微鏡1〇4與 外殼108係屏蔽，且内殼182與快門218係連接至防護者 。因此，DUT 11 8係將由一防護層與一屏蔽層所圍繞，藉 以降低雜訊而且允許最佳化的探測/測量條件。 在殼體102之内側者係用於樣品探測之探針站丨〇〇的 42 1295732 針+ 包括·—載座25G(例如··—夹盤、固定式的探 ^卡、插座台座轉接器與其個別的插座卡、等等）、以及複 個細縱器252a-252d，各者包括傳導部分，其為探針… 形式，以供測試諸如電子構件或樣品118之DUT。通常 ，：座250係運用於測試期間以支揮樣品ιΐ8於一剛性且 ^疋的位置。較佳而言，載座25〇係能夠移動樣品於X、 與z方向。操縱器252a_252d係安裝於一支架或麼盤 :，其為位於真空室19…括—中央開口其提供針 對探針256之通路以至其位在|盤258之下面的載座25〇 。雖然四個可程式規劃的操縱器係顯示，系統係可設立以 1另外的操縱器。舉例而言’於一個形式，系統1〇〇係 可設立為運用六個操縱器，其具有至少為10 nm的解析度 與於所有軸之〇·5英吋的行進。

。於較佳形式，壓盤258具有一通路（access)面板，其係 可打開及/或移除，以提供系統操作者透過開口 258&之通 路以支撐部分之載座25〇、馬達驅動系統、與位於室 之另外的構件。於第5D與24圖所示之實施例，通路面板 係已經移除以顯示因而覆蓋之開口 258a。 操縱器252a-252d係操作以定位其關聯的探針256於 所位在樣品118的表面上之種種的導電路徑標記、或測試 點。然而，在論述探針組件1〇6的進一步作業之前，探針 組件106之各個構件係將更為詳述於後。

於第5A-5K與14圖所示之載座係一夾盤260，其形狀 係概括為圓形，且係運用以支撐其為待探測之樣品或DUT 43 1295732 "8。夾# 260之複雜度係可為範圍自單一層的碟片形狀 至較複雜的多層形狀。運用多層結構之一個優點 上述關於殼體U)2之關聯於種種屏蔽及防護結構的雜訊降 低原則係可同樣應用至載座25〇。舉例而言，夹盤係 可構成於一同軸或三軸的配置以使得寄生電容及/或 之影響為最小’藉著降低其將可充f之可制導電表面的 數目並且保護而"8為免於來自外部電磁場的干擾。 於第14 ®，夾盤260係一個三軸式的夾盤，其具有多 層的碟片形狀，且由一第一傳導元件261、一第二傳導元 件262 '與-第三傳導元件264所組成。第—傳導元件 加係概括為圓形，且經由一類似形狀的絕緣板如而與 第二傳導元件262為電氣隔離。第二傳導元件262係亦概 括為圓形，且經由絕緣桿265巾連接至第三傳導元件⑽ ，絕緣桿265係、作為以電氣隔離第二傳導元#犯與第三 傳導元件264。第三傳導元# 264係概括為圓形，且具有 其側向延伸在第二傳導元件262之下方的—底冑施、與 其延伸相對於第-與第二傳導元件261與262之外周邊的 一環形側壁267。 於軏佳的形式，第一傳導元件261與絕緣器263係 結合於其具有-賤義的導電外層之—陶竟圓盤㈣叫， 該陶竟部分係作為絕緣胃263且導電外層係作為第一傳導 元件261。或者，絕緣板263係可為諸如聚四氟乙烯 (TEFLON)之-非傳導材料所作成。第二傳導元件262係由 諸如鑄銘之-傳導金屬所作成，而第三傳導㈣⑽係由 1295732 諸如不銹鋼之一傳導金屬所作成。絕緣器265係由諸如藍 寶石（sapphire)之一非傳導材料所作成，且可採取任何形狀 ’諸如一桿狀（rod)或是堆疊於第二與第三傳導元件262與 264之間的一簡單碟片形狀。 如上所述，多層式的夾盤結構係助於探針站1〇〇以進 行低雜訊探測，藉著允許夾盤260為連接於其包括所述關 於殼體102之種種的結構。舉例而言，夾盤26〇係類似於 探針之連接至三軸電纜275而可連接於三軸式的結構，其 中，夾盤260之第一傳導元件261係連接至中央導體或訊 號線路，第二傳導元件262係連接至防護物，第三傳導元 件264係連接至屏蔽物。或者是，夾盤26〇係可連接於同 軸式的結構，其中，第一傳導元件261係連接至中央導體 或訊號線路，而第二傳導元件262及/或第三傳導元件264 係連接至外部屏蔽線路。又一種結構係可令第二導體262 為連接至屏蔽物而且令第三導體264為連接至防護物。如 熟悉此技藝之一般人士所明瞭，探針站1〇〇、載座25〇、 與探針256之電氣隔離的結構係允許多個不同的接線設計 方式為貫施此彈性係允許該系統100之構成方式為最佳 配合所進行之測試型式。 除了其可為運用於載座250之夾盤結構的種類之外， 探針站100 #可運用其具有諸如熱能力之任㈣目的夾盤 特徵之夾盤。舉例而言’夾# 260係可為一熱夾盤，其係 能夠上升及/或下降該夾盤26G之溫度，因而允許謝 為測試於某溫度。欲測試於某溫度之能力係允許DUT 118 1295732 5式於模擬應用條件，因而允許測試為更準確反映DUT ::使用條件。如於第9Α·9Β圖可見，一熱夾盤之溫度 可：、、、'、&由電阻性的接冑276而上升於周圍溫度之上，接 線276係置放於—金屬護套Μ之内，護套278係鑄造於 夾盤260之諸層的—者。於真空環境而進行測試於某溫度 之裨益的-者係在於，測試測量係將不受到由於上升及下 降/皿度之％ k副作用而影響。舉例而t，當熱夾盤係溫度 下降至周圍溫度以T ’霜係歸因於真空環境而將不會發生

。同理，當熱夾盤係溫度上升至周圍溫度以上，濕氣係歸 因於真空環境而將不會發生。

為了運用於第9Α·9Β圖所示之加熱元件以加熱該央盤 ，電流係流通於接線276，引起接線276與被覆278為加 熱且輻射熱量於傳導元件261與262。傳導元件261與 262係接著輻射熱量至整個探針站1〇〇，包括該夾盤表面 與DUT 118。流通於接線276之電流愈大，歸因於接線之 電阻性質而產生的熱量係愈多。因此，為了提高探針站 100之溫度’探針站使用者係僅需提高其為饋送通過接線 276的電流量。為了維持期望的溫度以供測試〇υτ 11 8於 該溫度’爽盤260具有溫度感測器（未顯示），其係能夠偵 測該探針站100之溫度。於一個形式，溫度感測器係可為 附接至夾盤260之一熱電偶。隨著探針站 100之溫度係開始下降至期望的測試溫度以下，更多的電 流係施加至接線276，引起該接線以輻射更多的熱量且提 高探針站100之溫度。隨著探針站100之溫度係開始上升 46 1295732 至期望的測試溫度以上，較少的電流係施加至接線276， 引起该接線以輕射較少的熱量。 於第9A-9B圖所示之熱夾盤的溫度係下降至周圍溫度 以下’藉著通過一冷卻劑或熱轉移流體於導管（或管路） 280’其為鑄造於夾盤260之諸層的一者。典型而言，冷 卻劑係液體或蒸氣，且導管280所為鑄造於其之傳導元件 係由諸如鑄鋁之一良好的熱導體所作成，使得熱轉移係可 易於進行於探針站100,因而允許真空室19〇為上升或下 降至期望的溫度。為了降低探針站1 〇〇之溫度，探針站使 用者係僅需要增加其為傳送通過導管280之流體的量，其 接著將為經由熱轉移而降低探針站丨之溫度。如上所論 ，夾盤260係可含有諸如熱電偶之一溫度感測器，以監視 及維持夾盤260之期望溫度。隨著溫度係開始上升至所期 ▲的楝測溫度之上，更多的流體係傳送通過導管28〇，因 而降低系統之溫度。隨著溫度係開始下降至期望的測試溫 度之下，較少的流體係傳送通過導管28〇。於替代形式之 失盤260 ’系統1 〇〇之加熱係可為類似於上述之冷卻方式 而達成（例如：通過加熱液體或蒸氣於管路）。 熱夾盤係可構成使得加熱元件276與冷卻元件28〇為 鑄w於第二傳導元件262或於第一導體261與絕緣器263 之一組合。舉例而言，加熱元件276與冷卻元件28〇係可 鑄造於其作為第二導體262之一鑄鋁碟片。或者，加熱元 件276與冷卻元件28〇係可鑄造於如上所述之一濺鍍鉑的 傳導層。於此結構，陶瓷係作為絕緣器263，而鉑傳導層 1295732 係作為導體261。 藉著關於夾盤之上文論述的諸多替代方式與選項，應 月確的是，所運用於探針站_之夾㈣型式係取決於 型式之測試或探測為所完成以及何種型式之資訊為所 集（例如：探測是^進行料境條件或某溫度、是否需要 二軸式的夾盤、等等）。於替代的形式，探針站⑽係可運 用其由微操縱器公司所製造及販售之夾盤的任一者而裝設 。更特別而言，探針站100係可運用該微操縱器公司於西 二_年3月23日提出之共同審理中的美國專利申請案 第〇9/815,952奸952申請案）所述之夹盤的一者，該件申 請案係以參照方式而整體納入本文。舉例而言H佳 $式夾盤260係可為微操縱器公司之CHK 8嶋熱三 軸夾盤，其為揭示於，952申請案之夹盤的一者。chk _〇-A係可構成以針對同㈣三軸的結構、環境或熱應用 ，且提供對於低雜訊探測之高階層的性能。 如為可見於第5H-5J與10A_1〇E圖，CHK 8〇〇〇 a夾 血260包括中央的傳導元件268，其為沉積於陶瓷所製之 一電氣絕緣元# 27G。中央的傳導元件268係較佳為由一 金屬材料所作成，且可為經由電漿放電濺鑛、電鑛或其他 適合技術而沉積於絕緣元件27〇。一外部的傳導元件2的 係沉積為沿著絕緣g 27〇之周邊，且係經由一間隔配置而 與中央的傳導元件268為電氣隔離。如於第1GB圖之平面 圖所示，電氣隔離之外部的傳導元件269係形成於中央的 傳導元件268之-同心環且具有介於其間的—絕緣區域。 48 1295732 外部的傳導元件269係亦為— /儿積的金屬，如圖所示，立 具有延伸於絕緣元件270之休田、直’、 外周邊的一側部。較佳而言， 外部的傳導元件269係延伸沿荖 者、、、邑緣7〇件270之整個周邊 ’如圖所顯示，但是亦可能為故 馬終結该傳導材料於絕緣器的 底邊之上方的周邊之一位置。 於一較佳的形式，導體26s溆％〇 ★立 68與269之最上表面係共用 相同的平面，且絕緣器270之一邺八办成▲ υ之一部分係填充於傳導元件 268與269之間’以進而隔離久加；* ㈣離各個兀件。沉積於傳導元件

268與269之金屬的覆層係可為薄如一微米、或是較厚， 而無於整體的性能之顯著改變，且藉以順應其關聯於熱爽 盤裝置之熱膨脹，針對於例如攝氏_65至+4〇〇度的一溫度 範圍或超過者之操作。

絕緣元件270本身係支撐於一中間的傳導元件271， 其為由一碟形的鋁合金所組成，其具有鑄入式（casMn)的 加熱與冷卻元件以及溫度感測器（未顯示）。如上所述，加 熱元件係提供作為電阻性的加熱器，且冷卻元件包含其為 連接至一液體或蒸氣冷卻劑源之金屬管。溫度感測器係熱 電偶’其係連接至一溫度控制器。溫度控制器係監視及控 制夾盤260及/或探針站1〇〇之溫度，藉著通電及斷電該等 加熱與冷卻元件。若控制器係位於殼體102之外側，連接 該控制器與加熱/冷卻元件及熱電偶之引線係可通過如上所 論之饋通件119、121-125及/或126，藉以維持於殼體102 之内部的真空狀態。 於第10A-10E圖所示之熱夾盤260，加熱及冷卻元件 49 1295732 係鑄入於中間的導體27]， 守股271，因此，絕緣器27〇係應為一良 好的熱導體，以轉蒋|白道麟 、 得移果自導體271的熱量至中央導體268 且尤其是晶圓11 8。如上所令 士 尸，中央的傳導元件268與絕 緣兀件270係可替換為一陶 u瓦哚，其具有鑄入式的加埶盥 冷卻元件、一溫度感測器、盥一 ·,、 /、 I屬化的外表面。該碟之 陶莞部分係作為絕緣5| 970，z a π 緣& 27G’而金屬化的外表面係作為中 央導體268。

;第l〇A 10E圖之夾盤260，絕緣元件27〇之直徑係 大於中間的傳導元# 271之直徑，以提供於徑向或水：方 向之介於外部的傳導_ 269與中央的傳導㈣⑽之間 /的一較大絕緣障壁。較佳而t，於導體細肖269之間所 仫向提供的絕緣量係大於或等於絕緣器27〇之尺寸厚度。 換言之，介於中央的傳導元# 268與隔離之外部的傳ς元 ,269之間的同心間隙係較佳為大於或等於絕緣器270之 厚^，使得當測試於低的豪微微安培與高的微微微安培範 圍時之諸如上述ΕΜΙ與寄生電容的電漏或電導為最小。σ中 央的傳導元件268之直徑係典型為欲作測試之最大的樣品 U8之直徑。舉例而言，針對一 8英吋的晶圓與—外部的 傳導7L件269，其為徑向延彳申（job英对於_絕緣器且與 中央傳導元件268而分開m2英十則失盤絕緣器27〇 〜整體直徑係應延伸至少大約為8.674英吋 0” + 2χ〇·312” + 2χ〇·〇25”）。中間的傳導元件271係較佳為^ 控大於晶圓直徑，使得中間傳導元件271的周邊之於環境 的熱損失影響係移除（且因此為最小）於晶圓丨〖8之邊緣。 50 1295732 藉由該種架構’改善的溫度控制與熱均句性係達成，夢著 降低该晶圓m的周邊將不會加熱至如同晶圓ιΐ8 部分之相同溫度的機會。 〃、 是以，第HU摘圖之夹盤裝置26〇包括：一中央的 傳導元件鳩，以供切㈣118;—中間的傳導元件 271，以及，一介入的絕缝哭 緣态270，以供定位中央的傳導元

件268於中間的傳導元件271之上方。夾盤260亦具有一 電氣隔離的外部(或周邊)導體269,其為由同心於中央的 傳導元件268之-水平延伸的環而組成。外部的傳導元件 269亦可垂直延伸^沿著夾盤絕緣胃之外侧緣。

夾盤260更包括一下部的傳導元# 272,其具有侧向 延伸在中間的傳導元件271之下方的一底告"”，且且有 延伸對立於中間的傳導元件271之外周邊的—環形側壁 274。下部的傳導元件272係位於中間的傳導元件271之 下方’且具有垂直延伸於中間的傳導元件271之側周邊的 -部分。下部傳導元件272係經由集線器轉接器279而連 接至探針站100之一集線器，轉接器279係本身為藉著非 傳導性的間距件（standoff) 281而連接至下部的傳導元件 272。集線器與集線器轉接器係將更為詳述於後。 如於第10A-10E圖所示，中央的傳導元件268與絕緣 器270係圓形’且絕緣器270具有一直徑為大於中央的傳 導元件268之直徑與中間的傳導元件271 置，傳導元件269肖之結合係提供—視線（Hn = sight)障壁於中央的傳導元件268與下部的傳導元件272之 51 1295732 門曰炎盤260係接線於_種三軸式架構，即：中央的導 體268為連接至訊號線、外部的導體與中間的導體 為連接至護板、以及下部的導體272為㈣至接地f 導體269貞271所作成之防護的視線障壁係作用以使得 -〜響所支撐之中央的傳導元件篇與dut i i 8之漏電流 與寄生電容的量為最小。因此，中央的導體⑽（與赠 118)係由-防護層（導體271與269)且接著為一屏蔽層（導 體272)而有效保護。 絕緣器270之較大直徑係提供於中央傳導元件⑽與 外部傳導元件269之間的適當隔離。外部傳導元件269係 助於繞於其為由中央傳導元件268及/或DUT 118所構成 ㈣試區域側邊之另外的防護，且提供一電氣障壁於測試 品或〃位在離開该測試區域側邊之探針組件的傳導構件之 間。下部的傳導元件272之垂直的側壁274係可相較於第 l〇A 10E圖所不者為進而延伸向上朝著測試表面而未負面 影響系統之操作能力，因為防護導體269係降低其干擾於 測試表面與元件272的側壁274之間的電容效應之風險。、 下4元件272係設有絕緣的支撐件277，以供支撐中 間傳導元件271在下部元件272的側向延伸底部273之上 方。於一較佳形式之探針站100，支撐件277係由藍寶石 桿（rod)所組成，其延伸至於傳導元件271與272之對應的 鑽孔，如圖所示。於元件271之鑽孔係較佳為自元件271 之頂表面而延伸至〇·〇2〇-〇·〇60英吋。此等測量係已發現為 使得關聯於傳導元件271的溫度變化之垂直膨脹量為最小 52 1295732 一介電材料板係可設於 藉以電氣隔離該等元件 。或者，除了藍寶石桿277之外， 傳導元件271與272之間的空間， 戈口上所迷 ^〜、a 5八衣曲）係 其位在中央的傳導元件268與DUT 118，當其存在時。3 試表面之直徑係典型為由待測試之樣品的尺寸所指令。^ 型的樣品係可包括其直徑約為8英对之晶圓，雖然爽盤;;

可具有尺寸為順應於任何其他的晶圓尺寸，諸如乃毫米· 3〇〇毫米的晶圓$更大|、以及半導體積體電路或封裝零 件。此外’儘管本發明係敘述為關於一種央盤而且夹盤層 為具有圓形周邊的結構，其他幾何性質之夾盤與夾盤層(二 如：方形、矩形、橢圓形、···等等）係可根據本發明而構成 於第10A-10E圖之夾盤260係接線於一種三軸式的配 置，於其，一個三軸引線275之中央導體係連接至夾盤 26〇之中央傳導元件268，且三軸引線275之中間導體係 連接作為對於元件269與271之一防護連接，三軸引線 _ 275之外部導體係連接至元件272與接地。以此配置，探 針站100之傳導構件係可提供屏蔽對於探針站1〇〇之外部 與内部的雜訊源。更為特別而言，中間的傳導元件271與 芝v的傳導元件2 6 9係提供介於測試表面與屏蔽元件2 7 2 之間的視線障壁，因而使得其可能造成於測試表面與下部 的傳導tl件272之間的漏電流與寄生電容為最小，而且下 部的傳導元件272係保護或屏蔽DUT為免於外界EMI。藉 53 1295732 著移除此等形式之干擾，此架構係提高由探針站丨〇〇所取 · 得的探針讀數之準確度。此外，中間的傳導元件27 1與環 形的傳導元件269係經由三轴引線275之中間導體而連接 作為一防護，以提供介於測試表面與屏蔽元件之間的一障 壁’以使得於測試表面之漏電流為最小。此接線架構係可 更為清楚見於第10D與10E圖，於其，三軸纜線275之中 央導體係經由線路286a而連接至中央傳導元件268，且纜 線275之防護係經由線路269a而連接至外部導體269。 如應為明確者，傳導元件268與269係固定為關於彼 鲁 此’使得於此等元件之間所期望的同心定位係可能維持。 傳導元件268與傳導元件269之適當的間隔係藉著實心絕 緣器270與其分開元件268與269之部分而同樣維持。是 以，藉著材料與尺寸之選擇而設計於夾盤裝置之所期望的 隔離、電容與熱特性係維持於夾盤之使用壽命期間。 雖然型號CHK8000_A夾盤係視為一較佳實施例，探 針站100係可運用任何數目之不同的夾盤，包括習用的環 境（ambient)夾盤、熱（thermal)夾盤、低雜訊夾盤、與類似 馨 者。 於其他測試架構，如於第11A_11B圖所示，載座25〇 係可為於一插座台座轉接器與插座卡之形式而取代夾盤 260。舉例而言’探針# 1〇〇係可裝設為運用一插座台座 轉接器320與插座卡330，以進行測試於封裝構件(例如： 封裝於一晶片之構件）。如於第11Α·Β圖所示，插座台座 轉接器320具有-大致為薄的底板321且具有延伸自其之 54 1295732 卡保持器322。於所示形式’卡保持機構m係概括為矩 / 形之形狀且具有導引通道323,以導引且保持插座卡33〇 於插座台座轉接器32〇。諸如翼形螺絲之繫牢⑯似係關 聯於保持機構322,以供堅牢固定該卡33〇至轉接器32〇 ’使得其可為探測。 々插座台座轉接器320具有一集線器轉接器，其類似於 第10A與10C圖所顯示之針對夾盤26〇的集線器轉接器 279。集線器轉接器係運用以牢固連接該轉接器至集 線器310，因而使得轉接器32〇為以一載體連接至系統 _ 100於所示的形式，轉接器320係經由螺栓而繫牢至集 線器310。集線器31〇係本身為連接至系統1〇〇之0驅動 器311，其允許集線器31〇與轉接器32〇為旋轉於垂直的 集線器軸31〇a，如為需要或是期望。種種的0驅動器係可 利用以提供不同的旋轉範圍（例如·· 0。-360。）或不同的解 析度於較佳形式，0驅動器3 11係能夠旋轉1 〇〇。且具 有〇·7微米之一解析度。然而，於替代的形式，能夠360。 旋轉與較佳的解析度之一 Θ驅動器係可為期望。0驅動器 _ 311具有一概括為碟形的驅動構件31 u、一馬達3i b、與 一選用式的微調旋鈕3Uc。驅動構件3Ua係接合於集線 器310,且係運用以旋轉集線器31〇、以及附接至其的载 體（如為期望時）。該0係可經由馬達3丨lb所自動調整或是 經由旋鈕311c而手動調整。於一較佳形式，$驅動器之行 進與微調係均可運用其控制該系統1〇()之設備而於遠端作 成’且另外的微調係亦可經由選用式的調整旋鈕3 1 lc而作 55 1295732 成。於替代的形式，系統100係可構成使得所有的0調整 為經由其位在室190之外側的一控制器而於遠端作成，或 構成使得所有的0調整為來自於室19〇之内而手動所作成 〇 插座卡330係典型為由其具有一積體電路（IC)插座329 之一印刷電路板（PCB)所作成，Ic插座329係電氣附接至 其位在於PCB的電路。封裝構件327之引線係***至 插座329之對應插座，且一固定桿329a係調整以鎖定該封 裝構件327至插座329。一邊緣連接器325係連接至其具 鲁 有複數個電氣接點（或端子）33(^之插座卡的末端，由該等 電氣接點，一電氣連接係可作成於pCB之電路。邊緣連接 器325具有複數個配接的接點或端子326，系統操作者係 可運用該等端子326以連接封裝構件327 (一旦為***於插 座329)至種種型式的測試設備，如於第UA圖之參考數字 328所示。測試設備328係可位在於室19〇之内側或外側 ，然而，較佳而言，此設備係保留在室丨9〇之外側，尤其 疋若封裝構件327將為測試於某溫度，使得於環境之該等 _ 雙：化係將不會影響測試設備之作業且因此而感染由系統 1 〇〇所進行之測量。如上所論，連接測試設備328至邊緣 連接器325之引線係可為饋入於真空室19〇，運用通路開 口 121-125與127之任-者、以及運用於其之任何連接器 〇 一旦遠插座台座與卡係已連接至探針站100，積體電 路曰曰片（dye)封裝327係可測試且執行，如同為安裝於其實 56 1295732 際的最終產品。舉例而言，若 環境，t 19〇之環境係可升/構典型為操作於高溫 .y 兄係了升〉風至該溫度且然後作測試，以 確為正確操作及/或判定為什麼其未如其所應為而操作 =型而言，封裝327之上部係經由習稱為去蓋（de- 之製程而移除，藉以露出積體電路327之導電路徑 ^己’使得另外的測試/探測係可執行。更為㈣而言，封 ^ 327之上部係可藉著酸而移除，使得探針…可為定位 :封裳327之内的導電路徑標記，且該裝置係可為探測。 為了探測此裝置，插座台座轉接器32〇、集線器31〇、 =驅動器3U係經由X、MZ台座^、川與⑽而 動，使得探# 256可測試(例如：取得及/或施加測試訊 I於1C 327之期望的部位。如將更為詳細論述於下文， 振針256係可為定位於導電路徑標記，藉著經由Z台座 =而^低壓盤258及/或經由操縱器252a_252d而降低探 320。Γ糸統1〇0係配備具有一 0驅動器3U，則轉接器 2〇與卡330係可經由θ驅動器311而旋轉，藉以助於系 _作者以定位零# 327為確實在他（或她）所想要之處。 -旦於期望的Θ旋轉為已經達到，系統操作者係可經由θ 鎖定旋紐3 i id而鎖定Θ位置。系統1〇〇 (或DUT i ι 8)亦可 為如所需要而經由傾斜機構以傾倒或是傾斜，其亦將為進 :論述於下文’藉以經由顯微鏡1〇…〇5而較佳檢視該 導電路徑標記。 。第5A、5D、5H-5J、與12A圖之探針組件1〇6係包括 操縱器252a-252d，其操作以定位所關聯的探針256於位 57 1295732

在樣品或DUT 118的表面上之種種的導電路徑標記或測試 點。各個操縱器252a-252d係安裝於一底座35〇,其係接 著附接至壓盤258。某些形式的操縱器係利用磁性的安裝 底座或真空/吸附式的安裝底座，以附接該等操縱器至壓盤 258。舉例而言，安裝底座35〇係可為由磁性材料所作成 ’其能夠固定該等操縱胃252a_252d i具有磁性吸引力的 材料（諸如：金屬）所作成之壓盤258。於一較佳形式，操 縱器252a-252d係硬式安裝（例如：螺栓式）至壓盤258，藉 以提供用於精確探測之最大的穩定度。 3

操縱器塊體組件352係滑動耦接至安裝底座35〇，且 該組件352包括其用以定位探針256之控制或調整機構。 操縱器252a-252d係利用螺絲驅動調整機構，其呈有由盆 能夠精確定位探針256之諸如线馬達、伺服馬達或㈣ 者的馬達所驅動之螺紋轉軸。用於操縱器252a_252d之位 置調整係可經由諸如電腦之一控制器而自動作《，該控制 益係操作X、γ與z位置調整機構354、咖與说以分別 為調整探針256於Χ、ΜΖ方向。更特別而[位置調 t機構354 356肖358之馬達係可操作以旋轉其關聯的 螺絲，因而致使塊件354a、356a與358a以分別為滑動往 返於X、γ與z方向。塊體組件352之塊件部分⑽、 與驗具有滑動軸承表面與導引件，其係於機構… 356與358之致動時而允許該等塊件部分之相對的滑動 移動。 於苐12A圖’X調答應播2 登機構354之致動係引起對應的螺 58 1295732 絲驅動器為驅動或旋轉，因而移動塊件354a、以及其為停 留於塊件354a之操縱器組件的其餘部分（例如：γ調整Z 構356、Ζ調整機構358、操縱器臂支撐板362、延伸部 363、臂組件364、與探針256)。此移動係轉換成為移動操 縱器252a_ 252d之正面36〇而向前或向後於由箭頭咖

所標示的方向。X調整螺絲驅動機構的螺絲為旋轉於其之 内腔的-部分係可見於第12A圖之塊件354a。γ調整機構 356係引起其對應的螺絲驅動器為旋轉，因而移動塊件 356a、以及停留於其之一切者（例如：ζ調整機構358 :操 縱器臂支撐板362、延伸部363、臂組件364、與探針256) 。此移動係轉換成為移動正s 36〇而向左或向右於由箭頭 356b所標示的方向。z調整機構358係引起其對應的螺絲 驅動器為旋轉，因而移動塊件358a、以及連接至其之—切 者（例如：操縱器臂支撐板362、延伸部363、臂組件3料 、與探針256)。此移動係轉換成為移動正面36〇而向上或 向下於由箭頭358b所標示的方向。

於第12A-12C圖，支撐板362係附接至正面36〇，以 供安裝該臂組件364至操縱器。臂組件係具有構件抓鱼 368，其自該操縱器組件而向前突出且連接至探針256。於 一較佳的形式，探針256係經由諸如彈簧夾369之一探針 保持機構而連接至下部構件368，且臂組件364包括一調 整機構370，其定位於其分別連接上部構件鳩與下部構 件368之接合處。調整機構37〇係運用以枢轉方式於垂直 轴370a而調整下部構# 368 $關於上部構件心，其為固 59 !295732 定至支撑板362。於第12A圖所示之形式，臂延伸部363 =運用以增加該臂組件364之下部的伸展範圍。更特別而 ’ L伸β (或％官）363係未改變能力以枢轉方式調整 下部構件368為關於上部構件鳩，且經由一螺絲及/或螺 板關係而附接至該上部與下部構件。 :旦操縱器係已經定位探針256於期望的位置，探針 ”係將置放為接觸於DUT i i 8，且測試/探測係將開始。 探針於DUT 118之實際置放係可能涉及於種種的動作控制 機構與感測器之運用，且將關於探針# 1⑼之作業而進一 步論述於下文。 ;第A 5〇、5H-5J、與12A圖所示之操縱器252a_ 咖係微操縱器公司型號_VM之操縱器。於〇·〇1 ;敬米 ’ _VM操縱器係提供非常高的操縱器解析度與特徵，諸 如·扣钛型旋轉突出件、具有快速尖端更換能力的探針臂 與具有預设穩定安裝的穩定安裝。然而，如上所述，種 種不同的探針與操縱器係可運用於系統1〇〇。舉例而言， /式的操縱器係說明於第1 3 Α圖，且概括為參考數字 371所標示。此操縱器係提供一低型面（profile)，其為合意 ' "、用 匕括·光顯微鏡探測以及高解析度顯微鏡探 測。低型面的操縱器371具有X、Y與Z位置調整機構 3 72 ^ 3 72 访至 、 ” 374，其操作為類似於關於第12Α圖所論述於 上文者 Α而’不同於第12 Α圖之操縱器，操縱器3 7 1具 有延伸的塊件部分，於其，Z位置調整機構3 74之至少 邓刀係置於凹處。此係允許一較低的間隙或型面，且允 1295732 許臂組件364與探針 座。 1甲出自该操縱器之底 才呆縱器3 71之劈么日m 乂 之#組件364係類似於稍早所 =;而突出之二個構件一 8。探針二:: 類…(例如：探針保持機構369)而連接至下部二為二

定:：Γ2Α『臂組件364亦含有一調整機構… Μ部構件366與下部構件368之接合處。調整 7〇係運用以樞轉方式於垂直轴37 3Μ為關於增件366，編㈣縱^⑴構件 除了運用種種的操縱器之外，系、统100亦可運用種籀 的探針，舉例而言，操縱器252a_252d係可== 十4之圖：製之三轴式的探針之-者，或可運用種種不同的探 針之任一者，諸如·•於楚 ς Λ 、第 A、5D、5H-5J、12A-12C 與

3A 1 3C圖所不之同轴式的探針、射頻/微波式探針、等等 。如上所述’探針組件⑽亦包括探針256，其為運用以 於測試期間而取得及施加測試訊號至dut ιΐ8。探針W 係，裝至操縱器臂364之下部構#鳩，且為根據關於操 縱益252a-252d之上述的程序而定位。針對最佳化的探測 ，其含有由一防護導體與—屏蔽（或接地）導體所包圍的一 中央導體之三軸式的探針係可運用。探針#⑽之三轴式 的結構（包括諸如載座25〇與探_ 2⑼之其構件）係使得雜 訊為最小且允許酣118之更準確的測試，藉著經由一覆 蓋防護層而屏蔽DUT 118為免於外界的丽且降低寄生 電容與其他干擾之影f。第14目之三軸式㈣針係示音 61 1295732

顯示為連接至一三軸的引線或電纜275。第14圖之三軸的 引線275具有一屏蔽（或外部）線路382、一防護（中間）線路 3 84、與一汛號（内部）線路386，其為經由絕緣材料而電氣 Ik離於彼此。引線380之絕緣層或被覆係已移除，藉以更 明白顯示該三個傳導線路382、384與386於此示意圖。 引線275係經由一螺紋段連接器388而連接至探針2%， 連接器388係概括為圓柱形且包括三個傳導部分，其包括 •外側部39G、中間部392、與内側部394，且亦為經由絕 緣材料而電氣隔離於彼此。藉著連接三軸的引線275至連 接器388,傳導部分39G、392與394係電氣連接至屏蔽線 路382、防護線路384與訊號線路386。

連接器388係於底座398而連接其本身至探針2%之 主要本體396。該探針之主要本體396包括：一外部導體 4〇〇、中間導體402與内部導體4〇4,其分別為對應且電氣 連接於傳導部分390、392與394。因此，當三轴引線π 係連接至連接H 388，則外部導體彻係連接至屏蔽線路 382，中間導體4〇2係連接至防護線路3料，且内部 404係連接至訊號線路386。 一 如可見於第14圖，第一（或外部）絕緣器4〇6係 離外部導體400與中間導體402，而一第-f，向；；网 弟一（或内部）絕緣 器408係電氣隔離中間導體4〇2與内部導體4〇4。外 體400與第一絕緣器4〇6係概括為矩形的橫截面結構°，且 漸縮為朝向中間導體402之露出端（例如：漸縮為朝。且 在對立於操縱器臂364之側邊的探針尖端 位 I laj 等體 402 62 1295732 與第二絕緣器408係概括為環形的橫截面結構，且突出自 第一絕緣器406與外部導體4〇〇之遠端。 中間導體402與第二絕緣器4〇8更包括同心的縫隙 41〇，其界定該探針尖端412可為實質剛性***於其之一 通路。探針尖端412係針狀的導體，當其為***於縫隙 41〇,則作成電氣接觸於内部導體4〇4，因而電氣連接該尖 端412至訊號線路386。為了電氣隔離該探針尖端412與 :間導體402,中間㈣術之同心的縫隙係作成為直徑 較大於第二絕緣器408之縫隙，造成分開該探針尖端 ”中間導體402。於一較佳的形式，内部絕緣器彻具有 位在其末端之—螺紋的鑽孔。該鑽孔係互動於由絕緣器 4〇8之縫(¾ 41〇所界定的通路，使得—設定螺絲係可旋入 於鑽孔且緊靠於探針尖端412β此結構係允許探針尖端 412為固疋至探針，但是亦提供能力以當為所期望時而鬆 開及更換探針尖端412,無須為更換整個探針256。於 代系統，探針尖端4〗9 & γ i ρ ' 係可為按壓裝配或摩擦裝配至縫隙 410所界疋之通路，且 Λ 了為配備一預先負載彈簧特徵以當 期望時而助於尖端412之移除。 縫隙41 〇係可為彎曲角 ^ 41m “角度於種财式，藉以提供探針 於DUT 118的期望角度（或是進攻角度）。此 結構係允許探針尖端412 A，品由 為鄰接著另-二曲角度’使得其可置放-者 許對於所欲探測的振口⑴再此、4亦允 m, 之種種難以到達的部分。舉例 而σ身木針穴端係可為彎曲角 ^弓两月度於變動角度，使得更多的 63 1295732 &十係可為靠近彼此而定位於DUT。 於替代形式之系統100，探針256係可為接線或同軸 。式配置，如同於第5I_5J、12B-12C、與13B-13C圖所示 ;此等圖例，探針256之外導體殼體400具有其設計為 =接該探針256至操縱器f 364之-第-端420、以及該 ^針尖端412與針頭為延伸自其之一第二端422。第一端 〇各有一鴿尾狀的凸緣部424，其接合於操縱器臂364 之下部構件368的i接凹部426。為了提供探針256之 快速且容易的更換，操縱器t 364包括一鬆開機構，諸如 •形式為彈簧《369之—負載有彈簧之閃鎖，其於鬆開時 接σ第一端420之鴿尾狀的凸緣部424，且於按下或壓 擠時而解開（例如··引起彈簧為壓縮）。更特別而言，當探 針256係欲為***於操縱器臂364，使用者係按下該鬆開 機構369以提供間隙，以向下滑動該鹤尾狀的凸緣部似 至配接的凹部426而直到其為完全收納於配接的凹部426 —氣、開彈I閂鎖428係允許其為樞轉返回至載有彈簧的固 2位置，且其前端為推動該探針之後端的凸緣部424而緊 罪於凹部426之表面，使得探針殼體4GG係、緊密且固定摩 擦保持於配接的凹部426。 一止部（stop)係可設置使得使用者可更為易於判定探針 256何時為完全***於凹部426。舉例而言，一唇部係可 &於凹部426之底部’其將防止鹤尾式的凸緣部424為自 頂部至底部而完全滑動通過配接的凹部426。於另一形式 諸士載有彈耳的球插座之一止動（detent)機構係可運用 64 1295732 3以64助於使用者判定探針256何時為已經完全附接至臂部 m t所不之形式，—柄部425係設於其為導引至探針 ^通道427之凹部426的表面，且—旦於柄部425為接 s D部429而防止探針為進一步***。 B^於第仙、12Β·12(：、與13B_13C圖，具有螺紋的線 腳（㈣）連接器切係提供以連接探針…至同抽的引線 似’因而電氣輕接外部導體4〇〇至引線伯之屏蔽線路 、’並且麵接内部導體404至引線423之訊號線路。此同轴 連接之-示意圖係說明於第13c目。如於第⑶與圖 所顯示’探針256之内部導體姻係連接至連接器…之 訊號線路以及至探針尖端412，且將經由探針尖端412而 取得及/或施加測試訊號以往返於贿118。於所示之實施

例’ -探針固定座405係***至探針，且提供連接器W 之訊號線路與探針尖端412為藉其連接之電氣連接。一鉗 固或設定螺絲407係提供以固定探針尖端412至探針固定 座 405。 如於第16圖所顯示，另一形式的探針係可運用於*** φ 100，其可降低表面電荷量及/或延遲其建立，#著屏蔽該 探針之露出的絕緣表面。此探針59〇係可構成於同轴或三 軸的系統結構（或接線設計），且為類似於第5i_5j、i2b_ 12C、13B-13C與14圖所示及上文論述之探針，除了具有 導體（或包層）600的一延伸部分之外。更特別而言，探針 尖端612係***於由導體600之縫隙61〇所界定的通道， 藉以作成電氣連接於探針尖端612與内部導體594之間。 65 1295732 如上所述，由同心的縫隙610所界定的通道係 中間導體600與602及第一與第二絕緣器6〇6與608，: 決定探針尖端為延伸自探針_之角度（或進攻角度卜探 T尖端⑴係電氣隔離於導體_與6()2，且較佳為弯曲 山/ 〇度的進攻角度，或是該探針尖 立而係自探針590而直立或垂吉& 且次垂直向下延伸之一 90度的進攻 角度。 藉著於第i6圖所示之架構’探針尖端612係可易於更 僅為藉著自縫隙610所界定的通道而退出线612且 以運用：：铋針大端於其位置。如上所述’該結構係允許 以運用拖棄式的擬斜，,、山 ，且探針站使㈣可免於必 2貝整體的探針’當其尖端係由於過度的磨損或破壞而 1:差。 此架構之另-個優點係在於，探針之三軸式的架構⑽ 孫公…p導體係由中間導體所圍繞、且由外部導體所圍繞) 觸2以維持存在極為靠近探針590之尖端612的DUT接 f端612a。此係不僅為助於使得雜訊於探針讀數的影響 ^取小’針對其關於夾盤編與殼體1〇2之上文論述的理 :且亦作為以防止絕緣器_肖_之不想要的充電( 合於發射自高解析度顯微鏡104的射束206)。舉例而言， :相广於第5、14與15圖之探針，於第16圖之探針係具 導體U包層）_之一延伸部分，其覆蓋或是屏蔽 …罪近k針尖端末端6丨2a之中間導體6⑽與内部導體 604 °此延彳φ 八γ 4、 α 77 €或延伸的包層）係允許更多之中心/最内 66 1295732 的導體為防護及/或屏蔽，視所運用之接線設計（例如：同 轴式、三軸式、等等）而定。 1更特別而言，高解析度顯微鏡104之發射的射束2〇6 :、有傾向以感應一電荷於電子所散射於其之所有表面。當 广：絕緣器606肖6〇8之絕緣器或介電質係暴露於射束 則亦可迠發展為電荷，其將使得取自DUT之讀數為 失真。外部導體_之延伸的包層係作為以降低於絕緣器

兴“、‘6〇8之電何建立’且因而改善該系統之測量能力。 牛歹1而5，若電荷係允許以建立於絕緣器_與6〇8，則 號線路386之讀數或是施加至線路_之訊號係 間所二絕緣：之附加的電荷所影響，因而使得於探測期 以阻斯Γ ^ $式結果為失真。如此，另外的包層係可運用 部^或/蔽該等絕緣器_與㈣’及/或經由接地的外 ，、旦⑻以排*所建立的電荷為遠離訊號線路386。因 能力係改善’且雜訊與其他干擾係降低 允

终一;轴式的連接設計為維持存在極為靠近探針之尖端。 所需要的時間及提高一曰二二更換：力’且為了減少更換 時之探…的— :確新广广 於㈣心松 的丰確度，一探針預設站亦可運用。 臂：4V一’：二256或590係可置放於其類似於操縱器 612 #了健 的連結11，使得更換探針尖4 412或 612係可調整以確保其义 飞 對位置且確保i為先前的/ ㈣探針尖端之相同的相 探針尖端更新⑽esh)之處心 則的相對長度（稱為 )° 一旦於探針尖端更新係完 67 1295732 成二探針256或590係可重新安裝於操縱器252a_252d以 .， ^于測4可開始。由於探針尖端412 & 612係現為如同先 月’J的楝針尖端而極為靠近其關於探針256或590之相同的 位置，探針站使用者係將耗費顯著較少的時間以使得探針 站100為備妥以測試/探測。 類似於夾盤260與殼體102,探針256及/或59〇係可 為以種種方式而裝設及接線’較佳為以一種三轴式的配置 或一種同軸式的配置。於第14與16圖所顯示之典型的三 轴式配置’ -條三軸引線（或電境）275係連接至探針引線鲁 連接器388，使得外部線路382、中間線路384與内部線 路386係電氣連接至探針256之外部導體4〇〇、中間導體 402與内邛導體404。於典型的三軸配置，最外層的導體 與線路_與382)係麵接為接地，中間的導體與線路（4〇2 >、3 84)係耦接至一防濩訊號，且最内層的導體與線路（4⑽ 與386)係耦接至中央線路訊號。第14圖係進而顯示此種 三軸配置為如何補足整個探針站1〇〇之三軸配置且為助於 進行低電流/低電壓探測而具有最少量的雜訊’藉著顯示 籲 DUT 118為如何由三軸配置所圍繞（例如··在上方、在下方 、與周圍）。舉例而言，夾盤260係在DUT 118之下方， 且具有其耦接至訊號線路之第一傳導元件261、連接至防 護線路之第二傳導元件262、以及接地之第三傳導元件 264。探針256係在DUT 118之上方，且具有其接地之外 部導體400、連接至防護線路之中間導體4〇2、以及連接 至訊號線路之内部導體404 ^繞於整體的探針組件1〇6者 68 1295732 係其可為耦接至防護訊號之第二室182與顯微鏡1〇4的下 部226 (或者快門218)，其本身為由可接地之第一室1〇8 與顯微鏡104的上部222與中間部224所圍繞。 於第5J、12B-12C、13B-13C、18與19圖所示之同軸 配置’ 一同軸的引線（或電纜）423係連接至探針引線連接 器421，使得引線423之外部導體423a係連接至探針256 之最外層部分（或殼體）400而且引線423之最内層導體 423b係連接至探針256之最内層線路404。更為特別而言 ，最外層的導體400與線路423a係耦接至地（或為接地）， 且最内層的導體404與線路423b係耦接至中心線路訊號 。於替代同軸接線設計，於其係運用三軸式的探針，外部 導體400與中間導體402係可連接為接地。於另外的其他 δ又汁，如於第51圖所示，一種三軸式的電纜係可連接至内 部的同軸電纜，其連接至室19〇之内的種種構件。於該種 結構’内部的同軸電纜係連接使得外部導體為連接至三軸 電繞之防濩導體（如於第51圖所示），或是外部導體可為連 接至三軸電纜之外部導體。 第19圖顯示同軸結構之探針256將如何補足一種同軸 配置的探針站1〇〇且其將為如何助於進行低電流/低電壓探 測而具有最少量的雜訊，藉著由一同轴配置而圍繞DUT 11 8 (例如：在上方、在下方、與周圍）。舉例而言，夾盤 260係在DUT 118之下方，且於一同軸結構而具有其耦接 至汛唬線路之第一傳導元件26丨、以及接地之第二與第三 傳導元件262與264。探針256係在DUT 118之上方，且 69 1295732 將為同軸構成而具有其接地之外部導體400與中間導體 4 〇 2 、以及連接至訊號線路之内部導體4〇4。繞於整體的探 針組件106者係其可辆接為接地之第一與第二室1〇8與 18 2 、以及顯微鏡104的上部222、中間部224與下部226 〇 如前文所述，任何數目之接線設計係可運用於探針站 100之各個構件。舉例而言，最内的導體與線路4〇4與 386係可麵接至訊號線路，且最外的導體與線路4〇〇與 382係可麵接至防護線路。於一較佳形式的探針站1 〇〇， 系統與其所有構件係裝設於三軸式的結構，歸因於該等結 構所提供之附加的保護，關於屏蔽以及防止諸如雜訊與寄 生電容之干擾。此外，用於屏蔽例如探針站的外殼丨〇8、 爽盤的第三導體264與探針的外殼部400之該等導體、以 及用於防護例如内殼182、夾盤的第二導體262、與探針 的中間導體402之該等導體係可電氣連接在一起以提供對 於探針站1 〇〇之屏蔽/防護結構的一個整合方式。 於其他形式之楝針站1 〇 〇，其他型式之探針係可運用 。舉例而言，探針站100係可運用一種三軸式的探針，其 類似於西元2001年3月23日提出之美國專利申請案序號 09/8 15,952號所揭示之一者，該件申請案係以參照方式而 整體納入於本文。第17圖顯示該種探針之一個實施例的 側視圖，其係概括識別於參考號碼430。於所示之實施例 ，本發明之探針430具有其延伸沿著縱軸432a之一主要水 平段432、與其以對於軸432a之一角度B而延伸朝上之一 1295732 後段434。舉例而非為限制，角度B係可約為65度。具有 角度之該段係延伸至一整體的連接器組件436，其提供電 氣連接至-三軸引線（或電規）之母連接器，以供電氣連接 該探針430至測試儀器.連接器組件436包括一導電外部 本體438,其係由諸㈣金的黃銅（brass)之—導電金屬所 作成。導電外部本體438係在鄰近於加大部⑷之其一端 而包括有螺紋440 ^其外表面，以供配接三轴電纜之連接 益。柄444係以約為平行於縱軸仙之一方向而延伸自連 接器組件436,以供附接至一操縱器之一連接器，因而允 許探針尖端末端446之精確調整為相對於DUT ιΐ8之導電 路徑標記。柄444包括其延伸自底部450之柄部448，且 以底部450之-斜角端而焊接至連接器組件—之外部本 體438。錯由舉例而非為限制，探針座之水平段… 係可自絕緣件452之終端至彎曲邱 < _邛454而於長度延伸約為 • 5英时，且探針座430之後段434係可自彎曲部454 至肩部442而延伸約為125英吋。 探針尖端456具有一蠻ώ加w -^ 弓曲架構，使得突出部458可具 有朝向一個樣品或DUT 118夕 益—h胁々 /、 目士廿 S之一預定攻擊角度。探針430 具有其延伸沿著探針43〇之總 水T川之縱軸432a之一主要水平段432 ，以供定位突出部458為鄰 # ^ 4+ an & 吼於DUT 118，其為遠離該探 、十3〇所附接至其之操縱器。突 鉦A出4 458係可疋義其關於 軸432a之約為45度的一，敏 ^ ^ ^ Μ ^ 角度Α。使用者係可能想要 改艾该攻擊角度，以順應 义丄l _ 所存在於一給定測試應用中之探 針站的實際空間限制與積體 別一檟體電路的空間方位。探針尖端 71 1295732 456所連接至探針伽之可分離式連接係允許不同的攻擊 ^度之探針尖端為由使用者所快速及方便互換，當-個不 :的攻擊角度係所期望時。具有自45度至7〇度的攻擊角 又之板針尖端係已經發現為適用於諸多的測試應用，雖秋 :擊：度係可修改至此範圍外的角度，如為可能於某些測 试设定所需。 探針站100亦可配備有-探針觸碰式感測機構460, 2探針256不會於測試期間而損壞dut及/或導電路控 己此係尤為真’當其成為測試/探測諸如毫米的晶 圓之Φ貝的DUT °為了防止發生該種損壞，探針站⑽可 運用觸碰式感測機構’其係能夠感測該等探針…何時為 已經作成充分接觸於導電路徑標記以進行必要的測試或探 測。此型式之觸碰感測係可藉著機械機構或是藉著電子機 構而達成可運用之一種型式的機械碰觸感測機構係揭示 於西兀1990年9月18日所頒發給Pettingell之美國專利 第4,956,923號，其為以參照方式而整體納入於本文。根 據此碰觸感測機構，當探針尖端係降低以接合於目標電路 18 #觸塊件係移動為脫離與一下部端子或螺絲之接

合而引起正常為閉合纟且^1 ；^朴、，I 1 σ，且的接點以打開，且最後移動該接觸 塊件為接合於另一接點而引起正常為打開組的接點以作閉 合。此碰觸感測機構亦作為—力量控制，其允許該探測點 碰觸DUT 118之力量為可作調整，需要較少的力量以供感 測或是需要較多的力量以供感測’視針對一特定應用所期 望之何種型式的靈敏度而定。 72 1295732 於另一形式，探針站100之觸碰式感測機構46〇係可 運用一電氣訊號感測機構。於較佳形式，此係藉著連接該 觸碰式感测機構於探針256a_256d與測試/測量設備464之 間而達成。感測機構460係施加一載波訊號至樣品118， 且移動探針256以接觸樣品118，直到其作成電氣接觸於 樣11 8且為感測或偵測所施加至樣品1丨8之載波訊號。 欲移動探針256a-256d與DUT 118成為接觸，系統100係 可升高载座250，或經由壓盤258及/或z台座316而降低 捸針256。一旦觸碰式感測機構‘go係透過該等探針之一 者而感測载波吼唬，則停止以探針而感測載波訊號，因為 充刀的接觸（或觸碰）係已經作成於探針與DUT丨1 8的導電 路徑標記（或目標）之間。於一較佳的實施例，如於第2〇圖 所不，接觸式感測模組46〇係連接至探針256a_256d與關 耳外的操縱裔252a-252d之輸入462、測試/測量設備464、 以及DUT 118 (及/或夾盤26〇)。探針256a_256d係本身為 電氣連接i DUT 118之種種的導電路徑標記。感測模組 460係經由一探針而供應其具有一極低振幅之一低頻的載 波訊號466 (例如：於15毫伏特之5千赫兹的正弦波）至 DUT U8。於此點，感測模組46〇係開始監視其餘的探針 輸二找出於電位之—快速變化。當該模组_係透過— 測篁探針而感測正弦波，其指出充分的接觸或碰觸已經作 成，模組460係激能其關聯於該探針之一發光二極體 ()t出可聽見的警報以指出該訊號已經偵測，且 切換其已經偵測出該訊號之探針的輸出為自感測至輸出。 73 1295732 一旦所有探針均為已經作成充分接觸於DUT丨i8 ,模組 460係停止輸出該載波訊號。

'較佳形式之接觸式感測模組460 ,系統操作者係 將重置（reset)”模、组，致使其重新連接/輸出載波訊 號至探針256a_d’藉以確認該碰觸已經作成1載波訊號 係再次感測於所有探針，振盪器輸出訊號係將切斷而且探 測係可開始。若模，组彻係未感測於任—者或所有的探針 256㈠之㈣，探針256a_d之—檢查係應進行關定探針 256“是否為不再能夠維持良好接觸於請"8 (於此情 形：應執行尖端更換），及/或判定可能存在之任何其他的 問題為何。-旦於充分的接觸或碰觸已㈣測，接觸式感 測模、，且460係、將&針輸入之控制/監視而讓給測試/測量設 備464 ’故系統操作者係可開始探測DUT 118。 接觸式感測模組460亦可白紅 ^ 了匕括一選用式的靈敏度控制 ，其係允許系統操作者於期望睥 λ至日f將该模組46〇自較低的靈 敏度設定而調整至較高的靈齡 〜 又《又疋。當調整至一較低的

靈敏度設定，模組460係將釭惑> e + " f耗費較長時間以偵測探針觸碰 。當調整至一較高的靈敏度今中 X叹疋，模組460係將反應較快 於偵測觸碰，以確保僅有爭卜 ^ #微的接觸為作成於探針斑 DUT 118之間。因此，當測 ^ j 4 一個較為耐久的樣品，一較 低的靈敏度設定係適當；而者 田/則成一脆弱的樣品，則應運 用一較南的靈敏度設定。熱而 “、、而’當模組460係設定於最大 的靈敏度，則較為易於受到雜訊之影響，且可能在作出良 好接觸於DUT118之前而錯誤發出碰觸訊號。 74 1295732 接觸式感測模組460係可構成使得其為一獨立式的裝 / 置，或是可整合於系統100之控制系統。此外，接觸式感 測模組460係可裝設使得觸碰為經由一完全自動化的過程 、一完全手動的過程、或其二者之一組合而達成。 上述之電氣觸碰式感測的形式係自動處理與手動處理 之一組合，允許該模組460以自動偵測探針256a_d之初始 觸碰，且因此依賴於系統操作者以手動起始一重置程序， 於其，該模組係確認適當的觸碰。於替代形式之感測，手 動確認步驟係可自動進行。於另外的其他形式，系統操作 _ 者係可手動降低探針256a-d，直到碰觸為藉著該載波訊號 之接收而偵測。 視所舄達成之測試的型式而定，探針站丨係可設置 ，藉著運用其為單一導體所組成以可施加及取得測試訊號 之一極為基本的探針；而於其他應用，該探針係可由一較 為複雜的探針所組成，諸如：上文所論之低電流/低電壓的 三軸式探針、或能夠施加及取得高頻率測試訊號之高頻率 探針。於其他實例，探針站1〇〇可運用探針卡與其個別# · 採針卡固定座或轉接器而設置。舉例而言，探針站丨係 可设置以運用固定式的探針卡與固定式的探針卡轉接器， 以在電路為封裝之前而進行一最終的晶圓測試於一積體電 路典型而5 ,固定式的探針卡係包括由陶瓷或玻璃纖維 所作成之一卡，其界定一開口（通常於卡之中央），且具有 其定位繞於且延伸至該開口之複數個探針，使得探針係將 作成接觸於其為位在晶圓上的各個積體電路晶片之周圍的 75 1295732 口墊α疋式的棟針卡係置放於一轉接器或固定座，並 =位該探針卡於DUT。典型而言，探針卡轉接器係特徵 :易於竑卸之控制、平坦化調整控制、與0調整控制 ，以使得裝設與運用為儘可能㈣。—旦為定位，延伸自 探針卡之複數個探針係運用以取得及施加種種的測試訊號 =其位在晶圓或DUT的接合塾，使得裝置係可在拆開或封 裳之前而作檢查。典型而言，DUT之測試係將涉及一完整 诊斷檢查，以確定該電路一旦於封裝後而將操 應當者。 八吓 固定式的探針卡與固定式的探針卡轉接器組件之一個 實例係說明於第15A_15F圖，且概括識別為參考號踢· 。組件470包括一探針卡轉接器471，其具有由一外環部 47la與一内卡固定部471b所組成之一概括為圓形的框架 。組件470亦包括探針卡472’其為由卡固定部娜所保 持且具有自卡472之位於中央的開口而延伸朝下之複數個 探針256。卡固定部471b具有二個矩形的支架473，以形 成延伸於其長度之通道或側導引部474，於其，卡472之 至少一個外側邊緣部係固定。於所示之形式，支架473係 ，由繫結物而連接至環部471a之下表面，使得其懸垂自環 部471a而朝向載座25〇，且導引部474係形成自支架々η 之下方τ形部。以此架構，各個支架473含有二個通道 ，導引部474 ’且因此為可通用於探針卡472之各側及/或 環部471a之各側。 一旦該卡472係已經***至導引部474，諸如拇指螺 76 1295732 絲475之複數個卡保持器係可運用以固定該卡，其為固定 於轉接器471。轉接器471係本身經由諸如螺絲476之另 外的固定機構或繫結物而固定至壓盤㈣，且包括平面度 調整或螺絲機構477，其係可運用以傾斜（tilt)、傾倒（tip) 或對準（1，該轉接器471為相對於贿ιΐ8及/或央盤 260之表面。於一較佳形式，平面度調整機構477係運用 以作成對於平面度之粗略調整。

轉接器亦可為構成使得卡472之旋轉或調整係可 作成而且該卡係由轉接器利定，如於第Μ.圖所示 :於-較佳形式’此旋轉係由該環部47ia而達成，藉著具 輯接器為自其而連接至壓盤258之一穩定或靜態的外 緣’且藉著具有該卡固；^部471b為連接自其之一可移動 2緣卡472與内緣之旋轉係由角度（Θ)調整機構478 …:制’其引起轉接器471之内緣以旋轉於其外緣之内， ::轉動角度(Θ )調整機構478之旋鈕478&。旋鈕478& 4系 :w輪傳送，其改變旋鈕旋轉為轉接器之内緣的

移動。 之奸广4 A於系統MG ’組件47G係以類似於上文所論述 ^ °座轉接^與插座卡的S式而可連接至種種的測試 連接巧2特別而言’來自種種的測試設備、及/或-邊緣 引線係可連接至其為位於卡472之邊緣的複數個 文而于或接點472a。各個垃 之至+ 接』472a係連接至複數個探針256 ••雪=者’且可允許系統操作者以施加期望的訊號（例如 ^ 電壓或貝料）及/或接收往返於DUT 118之所得的 77 1295732 資afl。以此方式，種種不同的測試或探測係可藉著系統 ‘ 100而達成。 系統100之構件係可移動且操作於種種方式。於一較 佳形式，系統100包括：動作控制機構540 (第511、24八_ 24C、25A-25B、26Α·26Β 與 27 圖），其可包括又、¥與2： 驅動器；以及傾斜/傾倒機構542。顯示於第5Η、24A-24C 、25Α-25Β、26Α-26Β與27圖之控制機構54〇與542係允 許DUT 118為移動於壓盤258之下方，使得探針256可到 達且顯微鏡204可觀看該DUT之種種的導電路徑標記。類 鲁 似於關於探針組件106之上文所述的馬達控制機構，機構 540可包括馬達驅動螺絲驅動器，其運用以移動平台544 及/或載座250於顯微鏡1〇4及/或105，因而模擬顯微鏡 104之移動於DUT 118。 平台544係概括為矩形，且係可實施為經由0、X與 Υ驅動台座311、312與314而連接至載座25〇，且經由ζ 驅動件316而連接至壓盤258，Ζ驅動件316係自平台544 而向上延伸至壓盤258。更特別而言，平台544係設計為 _ 一底座或台座，X、丫與ζ驅動器312、314與316、0驅 動器311、載座250、壓盤258與探針組件1〇6係支撐或 連接至平台544。 如於第25Α-25Β圖所示，平台544係可分別經由馬達 與螺絲驅動組件702與704而驅動於χ與γ方向β χ軸台 座驅動器702之操作係以箭頭7〇2a所指出之χ方向而移 動該平台之基座700。Y軸台座驅動器7〇4之操作係以箭 78 1295732 碩7〇4a所指出之γ方向而移動該基座7〇〇。此移動係達成 ’藉著運用馬達以旋轉一引導螺絲至其附接至基座7〇〇之 螺f目且旋入於螺絲。馬達於一個方向之轉動係引起該引 導螺絲以移動螺帽、以及附接至其之基座700而朝向馬達 。馬達於另一個方向之轉動係引起該引導螺絲以移動螺帽 乂及基座700於遠離馬達之一方向。此結構係允許載座 25〇、操縱器252a-252d、與探針256之移動為僅是藉著移 動平台544，且允許顯微鏡1〇4為維持主要為靜止，其為 有利’如上所論，歸因於移動顯微鏡1〇4之花費、尺寸、 與困難度。 於第25B圖，其為沿著於第25A圖之線冬a所取得 的橫截面圖，Y軸台座驅動器704係顯示為具有馬達7〇6 ’其經由耦合件710而連接至引導螺絲708。經由安裝牦 架712a而連接至基座7〇〇之螺帽712係旋入於螺絲7〇8。 土座700具有一下導引件7〇〇a ,於其，一上滑動件7〇〇b 係移位。該安裝拢架712a係連接螺帽712至上滑動件 7〇〇b，使得螺帽712沿著旋轉的螺絲7〇8之線性移動係將 移位4上滑動件700b為沿著其延伸於γ方向之螺絲軸 708a。隨著馬達7〇6旋轉其輸出轉軸7〇6a，引導螺絲7⑽ 係旋轉引起該螺帽為沿著螺絲7〇8而行進以更為接近或更 為遠離馬達706。 於此冋解析度探測站100，真空室1 90係期望於較佳 的掃描電子顯微鏡104,以使得關於其產生以供得到DUT 118的高解析度影像之電子射束的干擾為最小。然而，藉 79 1295732 者低真空壓力，運用於室丨 ,r . 的構件材料之熱膨脹係加劇 知因於一熱傳導媒介（例如： 散可能產生於其之任何熱量別、不存在以供發 千口 口座之前述的驅動器係於其馬達之操作時而產生執量 。此熱量係傳導至連接的螺絲 认 1斯裔，其將因而產生於所 較佳而S，系、统100之動作控制機構與驅動器係由諸 如陶瓷之具有低的熱膨脹係數之材料而構成，藉以令該等 機構/驅動n為絕緣於真空室19G之馬達操作所產生的熱量 = 之移動的不精確性。再者，由馬達作業所產生的熱量 ^15射f於該室中的金屬構件且提高其溫度。因為其通 :』望於δ亥室中之經常為極小的移動，諸如歸因於螺絲、 螺帽或托架的熱膨脹之任何衍生者係欲避免。因此，較佳 =解析度探針站⑽具有台座驅動系統，其為適用於此 真空室190’以提供於其之此等台座的高精密度移動。 ，且尤其使得歸因於此熱量而由定位設備所遭受的材料增 加量為最小。於第25B圖所示之Y軸台座7〇4，一陶瓷耦 口件71 0係運用以抑制由馬達7〇6所產生的熱量為傳導或 轉移至引導螺絲7〇8。此係絕緣該引導螺絲7〇8為免於由 馬達706所傳導至其的熱量，其將引起該螺絲膨脹而造成 口座與附接至其的構件（例如··平台544)之不想要的移動 於所示之形式，引導螺絲7〇8係亦為由熱絕緣材料所 構成’諸如類似單晶的藍寶石或紅寶石之寶石或具有極低 的熱膨脹係數之陶瓷。此組成係進而阻止馬達之熱量為引 1295732 、L:膨脹與其增長以及歸因於該熱膨脹之 料不心要的平台㈣。諸如馬達安裝件1 裝件、螺帽、托架、與類似者之驅動機構的另外構件：; 由類似的熱絕緣材料所構成，藉以進而絕緣 聰 機構於熱量與不必要的移動。 X D * /、/

第25B圖之驅動機構亦具有一輕射屏蔽7i6，其定位 於熱產生馬達與引導螺絲、7〇8與其他驅動構件之間，以偏 轉由刼作馬達所產生的輻射熱或能量而返回朝向殼體壁部 ’其為較佳能夠處理歸因於其暴露至外部環境的熱量之建 立。更為特別而言，輕射錢716係由不銹鋼所作成，且 形成於馬達之一環狀的軸環，其為彎曲角度以供不想要的 熱或能量之最佳偏轉。

如於第25A-25B圖所示，基座7〇〇之上滑動件7〇〇 係具有延伸自其之間距圓柱714，其為連接至平台Μ合 下表面而且運用以建立餘隙於平自544的下表面與馬岛 的外殼之間。因此，藉著該結構，平台驅動組件係a 直接定位在平台544之下方，針對於t 19〇 m維護。 一旦於連接，平台544及乂與Y台座驅動組件702與70: 係允許系統操作者以藉著僅為移動平台544而移動載座 250、操縱器252a_252d、與料256，使得期f的樣品係 可快速定位於顯微鏡1 04或105之下方。 基座700之下導引件7G()a係進而連接至傾倒/傾斜控 制機構542’如為最佳顯示於第24A_24C圖。此傾斜/傾倒 動作控制機構係允許平台544且連同Θ驅動器311以及χ 81 1295732 、y與z驅動器312、314與316、與壓盤258及探針組件 106為傾斜及/或傾倒於期望的方向，使得可能具有 之最佳觀視或探針256之置放。 傾斜/傾倒動作控制機構542包括三個單獨的軸承樞軸 722、724與726，其間隔於殼體1〇2之底部而且在平二 544之下方。於一較佳形式，樞軸722與724具有馬達驅 動支撐桿722b與724b，以獨立於彼此而升降其個別的下 導引構件部分。第三樞轴（樞軸726)係一固定樞軸或水平

% (gimble)，其不能夠升降其個別的下導引構件部分。由 於樞軸722與724係電動化，樞軸726係無須為電動化以 傾斜/倾倒平台544與其連接的構件於所期望之方式。舉例 而言，若系統操作者係期望以傾斜於第24B圖所示之平台 544為向下至左側，操作者係僅需要降低樞軸μ]與7 = 之支撐桿。或者是，若系統操作者係期望以傾斜平台… 為向下至右側，則其將升高樞軸722與？24之支撐^而直 到期望量的傾斜為達到。樞軸722、724與726 ^位於

三角方式，使得任何期望的傾斜/傾倒係可達成。藉著該結 構，任何二個柩軸係可形成一軸線，傾斜/傾倒係;實^ = 該軸線。馬達722a與724a之所選擇的操作者係決定該平 台544將傾斜於何軸線。 人 當平台544為平行於殼體 ，樞軸722與724之支撐桿 ，平台544係可藉著樞軸 里支撐桿係較佳為具有圓 為了提供最大量之傾斜， 1〇2之底板或底壁112與186 係較佳為於中途。藉著該結構 722與724而為上下傾斜於等 82 1295732 而p刀以連接至下導引構件7〇〇a於一球插座型式的方 供其間的平滑樞轉接合。 $ ★、樞軸722、724與726係安裝至一丁支撐板73〇，其接 著為安裝至殼體102的底板。假定該下支撐板之鄰近^殼 體1〇2的底板、以及位在於其之真空泵開口 142，一較佳 形式的下支撐才反730包括開口 732，其為對應於泵開口 142且助於空氣流通於室19〇且使得真空泵所耗費以 抽乳自室190的時間量為最小。下支撐板73〇係較佳為該 高度以提供樞轉馬達722a與724a自殼體1〇2的底板之 隙。 * 、 於替代形式之系統100，下導引件7〇〇a係可連接至用 於傾斜/傾倒機構542之一上支撐板，藉以提供對於馬達之 額外的餘隙及/或藉以提供一更為區劃的系統1〇〇。舉例而 白，一替代形式之系統100係顯示於第5H圖，於其，傾 斜/傾倒機構542已經移除以減小殼體1〇2與系統1〇〇之尺 寸。 X驅動器（台座）312係定位於平台544之頂部，χ驅 動器（台座）312係可運用以沿著其χ軸而移動栽座25〇。 此台座312之移動亦造成因此承載之γ台座314與0台座 311的移動。如於第26Α-26Β圖所示，χ驅動器312係結 構為類似於上文論述之平台驅動器或台座（例如：χ與γ 驅動器702與704)。X驅動器312具有該γ驅動器314為 安裝於其之一台座（或基座）740，且具有一驅動機構742 以平移該台座740為往返於沿著χ軸。台座74〇係包含— 83 1295732 下部的導引構件740a，於其係行進—上部的滑動構件湯 駆動機構742係由-馬達744所組成，馬達744係經由 麵接器748而連接至引導螺絲746。馬達744之操作係旋 轉其輪出轉軸744a，其轉動耦接器748與引導螺絲746。 引導螺絲746之旋轉係引起螺帽75〇為隨著螺絲以行進為 更接近或遠離馬達744。螺帽75〇係經由螺帽安裝拢架 75〇b而連接至上部的滑動構件74〇卜當引導螺絲746 ;系 旋轉於-個方向時，螺帽750係移動朝向馬達744，因而

引起X台座740之上部的滑動構件7傷為行進於同一方 向且平行於引導螺絲' 746。當引導螺絲746係旋轉於相反 方向時，螺帽750係移動遠離…44，因而引起該上部 的滑動構# 7儀為行進於如同螺帽的同—方向且平行於 引導螺絲746。

為了使得熱量於X驅動器312之影響為降低或最小 驅動器係已構成為類似於上文論述之平台驅動器702 704。更特別而言，輕射屏蔽752係連接至馬達744,藉 阻斷或阻止由馬達744所產生的熱量或紅外線而輕射: 動：構742與系統1〇〇之其他部分。於一較佳形式，屏 曲角度為於其徑向外部位置而返回朝向殼體側壁ι; :以此方式’由操作於真空室19〇的馬達Μ之加熱而 :輪射係導向至側壁188。側壁188係相對於殼體1( 值墓：:統構件而具有大質量的金屬材料，以較佳吸收_ =熱量於其整個範圍。再者，來自側壁188之熱量係1 至外侧壁m ’其可消散外部的熱量至環境。 84 1295732 奴進而有助於使得於系、统100 (且尤其是於驅動機構 742)的熱量之影響為降低或最小，引導螺絲揚係經由一 陶莞麵接器748而連接至馬達輸出轉轴⑽。此係移除於 螺絲746與轉軸744a之間的金屬對_金屬接點，且阻止自 馬達744至螺，絲746之熱轉移。欲進而降低熱轉移與其於 動作控制機構312之影響，螺絲746係可由一絕緣材料所 作成，諸如··類似紅寶石或藍寶石之寶石、陶究、或其他 絕緣材料。 運用於螺絲746之轴承754亦可為由一絕緣材料所作 成’以使得熱量於驅動器742之影響為最小。同理，轴承 安裝件756與馬達安裝間距件758亦可為該等絕緣材料所 構成。用於驅動組件742之該等材料的運用係使得驅動構 件之不想要的移位為最小，其影響載座250之精確移動。 陶究之低的熱膨脹係數可確保此等驅動構件之最小量的執 膨脹。雖然陶竟製的馬達安裝間距件758、軸承安裝件 ”軸承754係未於上文敘述為關於平台驅動系統，該 等特徵亦可利用於此等驅動組件以達成類似之有利的結果 〇 Y台座3U係輕接至乂台座312，停留在χ台座之頂 上，且允許载座250為平移往返於γ方向或轴。此台座之 移動亦造成Θ驅動器、311之移動。如可為最佳見於第24a 圖，γ台座3M之結構係極為類似於上文論述之χ ^ ’直Y台座314係安幻吏得載座㈣之移動^為 ”垂直於由X台座3U所行進的方向。γ台座314具有一 85 1295732 驅動機構760，其為同於χ台座驅動機構742之一馬達操 / 作螺絲驅動器而組成。類似於關於χ台座3丨2之上文論述 的熱防護係可實施於Υ台座314，且存在於本文之一 ^佳 形式的高解析度真空探測系統！ 〇〇。 為了使得系統100為更有效以探測諸如3〇〇毫米之大 的樣品，X與Υ台座312肖314係可設計具有加大的基座 或台座或支撐結構，藉以使得γ台座314所突出自χ台座 312之量為最小。此係防止其可發生在若是產生一過大的 犬出時之偏轉，其造成載座250與樣品之移位為落於失焦 _ 。舉例而言，若系統1 〇〇係運用以檢視/探測一個大的樣品 且γ台座314係平移至γ方向之一極端，則載座25〇、^ 驅動器3 11與樣品11 8之組合重量係可為足夠以引起γ台 座為偏轉向下於距離χ台座312之最遠端，產生足夠移動 於測試表面而置放該樣品為失焦於顯微鏡1〇4或1〇5。為 了避免於此，X台座3 12之寬度係較佳為增加以順應γ軸 移動之完整範圍而免於突出，且/或另外的支撐結構係可加 至X台座312之側邊以提供對於γ台座314之支撐。後者 _ 之實例係將構成於第24Α圖所示之螺帽與螺帽安裝托架 ’使得其亦作為當移出超過χ台座的側邊時之用於Υ台座 314的支撐。

在討論Ζ台座316之前，應注意的是，截至目前所述 之動作控制機構的觀念係可概括應用於系統1 00之任何的 動作控制機構，諸如其為結合於操縱器252a-252d所運用 者。舉例而言，用於操縱器252a-252d之任一 χ、γ與Z 86 1295732 台座的一調整機構係顯示於第27圖。根據此例圖，調整 機構（其為概括參照參考號碼500)包括一馬達502,其係經 由絕緣的轴耦合件506而耦接至隔離的引導螺絲5〇4。如 先前所述，任何絕緣器係可運用於耦合件5〇6，只要其含 有合意的熱性質（即：低的熱膨脹係數）以處理於室19〇所 產生及/或放射的熱量。當螺絲5〇4係旋轉於一第一方向，

螺帽508係移動為更遠離馬達5〇2，使得其附接至螺中 508之動作板510係以螺絲504之軸所定義的方向而亦^ 移動遠離馬達502。當螺絲504係旋轉於相反（或第二^ 向，螺帽508與動作板別係移動為更靠近於馬達⑽。’ 操縱器調整機構500亦可利用關於其他動作控制機本 之上文論述的熱保護觀念。舉例而言，於第27圖 ::二2係二用以偏轉及/或阻止來自馬達502的熱二 =之:餘者:°2係藉著隔離物514而亦隔離自驅《 、 此外，一熱軸承絕緣器516係運用以 離軸承518與機構之其餘者 =^

系統1〇〇, 一陶絲承传m 者彳於其他形式之 是轴承係可運用於調整機構500。 現在參閱第24A-24C圖，Z △成u ^ 個圓柱狀的構件316a_316d* 16係較佳為包括四 該厂堅盤w為相關於其下方之平:有:絲驅動器以供升降 個圓柱m6d具有一扣鏈齒：77〇。：特別而言，各 之下方且為連接至一引導螺、絲77導螺、位在平台544 於平台544之一開 導累，凉772係通過 …以螺旋於螺絲t 連接至套筒部分，其作成圓 87 1295732 柱狀構件316a_316d之大邱八 扣4奉喜趴 ϋ刀者。當馬達係操作以旋轉該 扣鏈齒輪770與引導螺絲77 η ^ η 4： ^ - ，累帽776與其所附接的套 靖或回柱者係移動為更靠折 食 ^ _ 近或艰離該扣鏈齒輪770。舉例 而吕，當扣鏈齒輪770與引道破^ 〜導累、、糸772係旋轉於一個方向 ，螺帽776與套筒係移動Α 歐般η 為通離該扣鏈齒輪，因而升高該 壓▲ 258。當扣鏈齒輪77〇盥 士 a 一引導螺絲772係旋轉於相反 方向，螺帽776與套筒係銘命^ _ ’、動為罪近該扣鏈齒輪，因而降 低該壓盤258。因此，Z驅動 勒為3 16係刼作以Z方向或軸

而升降該壓盤。 圓柱構件316a_316d之扣鏈齒輪（spn)eket)係經由諸如 皮帶或鏈條之一驅動構件778而連接於彼此(第Μ圖)。 ^動構件778係連接至單_馬達谓（其可最佳為見於第 圖)且為其所驅動。以此方式，僅有-個馬達係需要以 术作“區動器316,且各個圓柱構件316a_3i6d將以等量 且同時升高或降低該壓# 258。於替代形式Μ統1〇〇,

然而’各個圓柱316a-316d係可為構成具有其本身的馬達 或驅動機構’且各個圓柱構# 31⑷⑹為獨立於彼此而 :作。藉著該種結構，z驅動器316係可運用為不僅是升 降低W亥壓盤於Z方向，而且亦實行類似於關於傾斜/傾 倒驅動機;f冓542之上文論述者的傾斜/傾倒功能。 一 Z形的導引/滑動件781係定位為靠近該室丨9〇之背 面且為附接至平台544。此導引/滑動件781係結構為類 A於關於X與Y驅動器3 12與；314所論述之導引/滑動件 且操作以導引z驅動機構3 l6a_d於直立上下（或垂直）方式 88 1295732 〜、確保並未作成任何側向移動，其可能影響DUT i i 8之 定位。 +系、4 1 GO之動作控制機構係可操作及配置於種種方式 ’藉以提供任何數目之期望的移動。舉例而言，平台544 係可運用於載座25〇盥DUT ， 、 一1^υΤ u8之粗略的調整，而更為精 確（或精細）的調整俏可您+ # _ 金你了經由載座250之X、丫與Z台座312 、314與316而作成。孚Α ▲ ^ 十σ 544之動作控制機構540係可 運用以在顯微鏡104或1〇5之下而概括定位該謝ιΐ8與

載座250之期望的部分（例仏—般之X# Y定位），而載 座250之χ、γ盘za ^ 口座312、314與316係可運用以實際 疋位彳朱針256於該DTTT iiq η 11 8之期望的導電路徑標記（例如 :精細的X、Υ與ζ定位）。 DUT與載座之精細定位係典型為涉及運用夾盤26〇之 X台座312與γ台座314以定位請ιΐ8於適當的X與γ 位置且接著運用z台座316以經由操縱器似之

z位置调整機構358《374而升高而ιΐ8為接觸於探針 256及/或降低探針256為接觸於dut ιΐ8。 於替代形式之探針站1〇〇 ,探針256係能夠定位其本 身（例如·具有内部馬達驅動接頭之探針），然而，該結構 係相較於上文所述結構而較不合意，因為其引入另外的雜 讯f生構件（其極為靠近於探針256)，因而提高其影響所 /旱及把加的測试訊號之雜訊或其他干擾的風險。如於X 、Y與z台座312、314與316，螺絲驅動動作控制機構 系可運用種種型式的馬達，諸如：線性馬達、步進馬 89 1295732 達、伺服馬達、或類似者，只要其為能夠提供平台544 (包 括：壓盤258、載座250、操縱器252a_252d、探針叫之 期望的平移。 如上所述，傾斜/傾倒機構542亦定位DUT 118於探 針256與顯微鏡1 〇4之下方。與也丨> lL ^ 卜万舉例而吕，此等機構542係 可運用以期望方式而定位探針256於DUT，以助於使用者 “看見（Seeing)”探針碰觸於DUT,或者就是允許使用者 觀察探針256自不^ .

、垂直之一角度而作成接觸於DUT 118。 铋針站100亦可為裝設具有環境控制系統，其運 作以控制於殼冑102之内的溫度與氣壓。該控制系統550 系可運用以進行於某溫度（at tempaature)”測試或是得 ^特疋的亂塵條件，藉以更準確測試一 〇υτ ιΐ8將為如何 操作於其實際應用％境。環境控制***⑽亦可為運用以 使得於殼體102之内的任何構件所具有於DUT 118之探測 /測試的影響為最小。舉例而言，一溫度控制㈣⑸係顯 不於第21圖’其由载有流體的管子554 < 一網路所組成 ’且為運用以加熱或冷卻於殼體1〇2及/或於其之種種構件 的溫度。 於一個較佳形式的探針站1⑻，管子554係載送諸如 冷^之-冷卻劑於内室⑽肖182，藉以冷㈣針站⑽ 。官子554係仰賴於熱轉移法則，以移除由動作控制 540、台座 3 12、u ^ 〇 316、操縱器252a_252d、與载座 250所產生之不想要或過量的熱量。該系、统552係於真空 1295732 壤境而為特別期望，因為真空環境係優越的熱絕緣器，於 其’由系統所產生的熱量係無處可去。此建立的熱量係將 具有不利影響於探針站及/或其構件。舉例而言，探針站 100係可運用一熱夾盤260而裝設，其係運用以於稍微高 於周圍溫度之溫度而測試一晶圓π 8。當於該溫度而測試 日日圓118 ’所運用以移動夾盤260、操縱器252a-252d、平 σ 544之馬達係歸因於其運用而可能開始產生熱量。若不 二有Λ度控制552，此馬達產生的熱量係可能升高於殼 體之溫度而至其高於該晶目118所作測試之一位準， 且可此引起當進行樣品11 8之探測而取得不準確的讀數。 然而’藉著提供—溫度控制系統⑸，馬達產生的熱量係 可考量且移除自探針站i⑻，使得晶H U8係可測試於適 當溫度。構件產生熱量之另一個負面影響係在於， =菜針站設備之作業。舉例而言，於殼體1〇2之過度的溫 度係已顯不為弓|起探針256以振動或搖動。於探針…之 ^動作係不僅是因為於置放探針256的_度 為難以操作探針站且亦可能阻止探料剛為^ 用以楝測種種的樣品U8，諸如：其且有 ，、、、 P ^ ^ ^ , ^ a …、有锨小的導電路徑 U之極小的晶圓’因為任何型式的 法定位及維_針256於期望的標記。^使付其無 溫产== 552亦允許探針站⑽以維持-期望的 度於欣體102，藉著考量事實在於： 應熱量者(諸如：熱夾# 260)，構件俜本身疋μ在供 而姓克產在勒旦 得什係本身可能經過時間 H然於第21圖心之流體載送管子（或 91 1295732 線路）554的網路係應為足以消散任何不想要的熱量，載有 / 流體於載座250、操縱器252a-252d、探針256與動作控制 構件之另外的線路係可運用以控制各個裝置之溫度，及/或 有助於控制於殼體102之溫度。 給定其可實行之種種型式的測試以及其可為探針站 1〇〇所運用之種種型式的載座250、操縱器252a_252d、與 探針256,可預見的是，此等構件係可相當頻繁換進及換 出於探針站丨00。如此，探針站1〇〇係可配備該等構件及/ 或連接該等構件之引線，俾使其可為快速且容易移除及重 籲 新裝設。舉例而言，於第21圖，行進至各個裝置之電氣 引線120可包括：其為位在鄰接於裝置之分離式的互連件 560，使得操作者係於每當他（或她）想要換進及/或換出一 裝置時而無須耗費時間於安裝、拆裝、及/或重新安裝對應 的引線120。分離式的互連件56〇係可位於引線與線路之 種種的位置。再者，諸如載座25〇、操縱器252a_252d、探 針256、等等之探針站1〇〇的構件係可含有引線接線或埠 ，其允终所連接至該構件的引線丨2〇之快速且容易的安裝 籲 、移除、及/或重新安裝。於一較佳形式，分離式的互連件 560係位在其為鄰近於載座25〇、操縱器252a_252d、與探 針256、以及鄰近於饋通件138與14〇、與鄰近於用以操 作探針站1〇〇的控制器之引線12〇。理想而言，載座25Q 、刼縱器252a-252d、與探針256係含有引線接線或埠， 其為進而允許引線120之快速且容易的安裝、移除、及/ 重新安裝。 / 92 1295732 儘管探針站100之以上說明係已經討論該探針站之基 本結構，包括其殼體102、高解析度顯微鏡1〇4與探針組 件106，下文係將纣論探針站！ 〇〇之裝配與操作，且提出 關於所運用以操作探針站之軟體的另外細節。探針站 係-高解析度分析探針站，其係能夠進行於低電心低電流 測試一低雜訊環境。更特別而言，探針站1〇〇係連接至一 控制器，諸如-處理器或處理器網路，其操作、監視及收 集來自探針站100之資料。較佳而言，該控制器係由如上 所述的個人電腦而組成，其具有一監視器572與視訊成像 能力。該控制器係經由引線（線路）12〇而連接至探針站 ⑽之種種的構件(例如：θ驅動器311、χ、…驅動 益扣、314與316、載座25〇、探針組件ι〇6、等等广 =(線路）120係通過饋通件138與14〇。饋通件與⑽ 糸允許真空密封為作成於殼體，使得殼體部分108盥182 空狀態。如上所論，引線/線路係可由三轴電 ^ 5 I轴電繞423、熱電偶、與對於諸如接線、真空 、及/或環境控制系統550之管路戍導管= 組成，諸如··流體載送管子554。 …導目所 如：Ϊ = 係可為自控制器或其他的支援設備（諸 針站1〇/之/:/、溫度㈣器、等等）而直接連接至探 ^ II ^ ^ ^ ^ ? 5, T ^ 外，真n 器而直接連接至顯微鏡104。此 录通道:虚2為自一真空果而直接連接至殼體102之 93 1295732 探針站100係藉著經由控制器以定位探針256於位在 樣品118之表面的種種導電路徑標記而測試該樣品118, 且運用探針256以施加或取得其往返於DUT 118之種種的 測試訊號。更特別而言，控制器係操作動作控制機構54〇 與傾斜機構542以定位平台544與關聯的載座25〇,使得 探針256係概括為位在所欲探測之期望的導電路徑標記（或 目標區域）之上。控制器係進而操作操縱器252a_252d之X 與Y位置調整機構、探針組件1〇6之乂與γ台座312與 3 14，以疋位探針256在目標區域之上方。然後，控制器 係經由探針組件106之Z台座312而升高載座250，及/或 經由操縱器252a- 252d之Z位置調整機構358而降低探針 256，直到探針256為已作成充分接觸於DUT丨18以進行 所期望的測試。於一較佳形式，控制器係連接至一接觸感 測模組460且當充分的採針碰觸已發生而停止該等動作控 制機構。此係防止DUT 118為不注意地由於探針碰觸以過 量的力量而受損壞。 環境控制系統550係監視及/或控制於殼體丨〇2之内的 裱境，其包括：溫度、溼度、真空狀態、等等，使得其係 设定且維持於所期望的設定以供測試DUT 1 1 8。諸如環境 控制系統550之探針站的種種零件係可由控制器所控制， 及/或可為至少部分由另外的控制器所控制。 一旦該等探針256係定位且環境係設定，測試係備妥 以開始。於此點，探針站1〇〇係開始運用探針256以施加 或取得測試訊號。典型而言，一個探針係將運用以施加一 94 1295732 測試訊號於樣品11 8之電路的一期望點，且另一個探針係 將運用以取得由測試訊號之施加於樣品丨丨8之電路的另j 點而造成的訊號。探針站1〇0係可接著運用以分析所取得 的訊號，以判定其是否為概括等於其為於樣品118之電= 的一個特定點所應取得之訊號。若是其為相等，則該電路 邛分係假定為正確操作。若所取得的訊號係不等於其應為 接收於電路中的特定點之訊號，則樣品118係可為進^分 析以判定何者為有誤，或可能就是標示為一缺陷構件。刀 在此目標區域已經探測之後，探針站1〇〇可尋找且開 始測試於DUT 118之另一個目標區域。視下一個目標區: 之位置而定，探針站1〇〇可能需要經由操縱器 而升高且重新定位探針256，以定位探針256⑨新的目標 區域之上方’或者’探針站係可能需要運用另外的動作# 制構件，包括操縱器252a_252d、X、γ與z台座312二

314與316、動作控制機構54〇、與傾斜機構542，藉以定 位铋針256於新目標區域之上方。舉例而言，若新的目俨 區域係極為靠近其為剛作測試之區域，較少的動作控制: ，係可能需要以定位探針於新的目標區域之上方。然而， 若新目t區域係較為遠離其為剛作測試之區域，較多或甚 ^ =王部的動作控制機構係可能需要以定位探針於新的目 才不區域之上方（例如：若操縱器係無法移動探針 256為足夠遠以到達新的目標區域，則載座、X、丫與z台 座312 314與316係可能為需要·，同理，若χ、γ與z 台座係無法移動探針256為足夠遠，動作控制機構5:〇係 95 1295732 可能為需要）。 ·. #二旦該等探針已經定位於 118之新的目標區域， 抆制器（或其他的致動器控制）係將經由z台座Η)而升高 載座250及/或經由操縱器252a_ 252d而降低探針，以 移動探針256為充分接觸於DUT 118而進行期望的測試。 如上所論，一探針觸碰式感測機構450係可運用以判定何 4已經作出充分的探針觸碰。一旦於測試為備妥以開始時 ，控制器係經由探針而開始取得及/或施加測試訊號於目標 區域，且分析測試結果以判定DUT是否為正確操作。探針 _ 站100亦可裝設為運用一插座台座轉接器32〇與插座卡 3 3 0、固定式的探針卡、及/或一測試頭，藉其，種種型式 之DUT係可測試。雖然用於此等裝置之接線與裝設係可為 不同，探針站100之概括的作業係類似於上述者（例如··施 加探針至目標區域、探測及分析資料、等等）。 探針站100之實際控制與作業係可經由其關聯於控制 器之傳統的輸入裝置而作成，諸如鍵盤、滑鼠、搖桿、觸 感式螢幕、或類似者。探針站1 〇〇亦可程式規劃，使得探 春 針站100能夠以最小量的使用者輸入而執行重複性的測試 。另外的控制係可設於殼體102之外部及/或為可設於一附 屬控制，其為常用於產業界且存有由微操縱器公司 (Micromanipulator Company，Inc.)所販售之產品。 為了助於使用者以探測DUT 11 8且移動DUT為使得 可探測多個目標區域，探針站1 00係可裝設具有上文所述 之PCPII軟體。如其為可出現於探針站殼體1〇2之外部的 96 1295732 一控制器之一監視器572,諸如上文所述之電腦系統16, pCPII軟體之螢幕係可見於第22冬22B圖。於第22八圖， CPII車人體介面580係允許該楝針站使用者為分別經由使 用者介面控制面板582與584以作成對於顯微鏡ι〇4、操 縱器252a-252d、與探針256之遠端調整。舉例而言，顯 微鏡控制面板582係允許該探針站使用者以經由控制586 而調整顯微鏡104之聚焦。此外，速度係可藉著上捲或下 捲於控制面板582之捲軸588而作調整。 操縱器252a-252d、與探針256係可經由控制面板5科 而作控制。舉例而言，於X與γ方向之行進的速度與方向 係可經由XY設定590而作調整。同理，於z方向之行進 的速度與方向係可經由Z設定592而作調整。控制面板 584亦顯示χγ設定59〇與z設定592之下的目前位置資 料’且允許探針站使用者以選擇何種單位測量及/或移動為 作成。 … PCPII軟體介面580亦允許該探針站使用者為經由控 制面板594以裝設及觀看一晶圓輪廓。舉例而言，當〇υτ 11 8係由一晶圓所組成，該探針站使用者係可打字輸入該 晶圓之直徑以及存在於晶圓可產生之晶片（die)的一栅格（例 如··行與列）。探針站使用者係可經由晶片程式工具596而 輸入關於晶片之特定的特徵，且可藉著以游標598所選擇 晶片而檢取欲由顯微鏡104所觀看之晶片。 更特別而言’游標598係可運用以指出於所探測的樣 品上之個別選擇位置或測試位置（例如：於測試訊號為轉移 97 1295732 往返於探針之位置以此方式，操作者係可經由游標之於 .， 螢幕上的操縱而改變所選擇的測試位置，如同由一滑鼠或 其他的電腦介面控制。移動該游標598係引起於探針256 與樣品表面之間的相對位置為在軟體控制下而移位，使得 探針256係方位為在所選擇的測試位置。為此目的，軟體 係程式規劃以操作該等探針組件1〇6及/或載座25〇之致動 器（例如：X、丫與ζ台座312、314與316及/或動作控制 機構450) ’於其，樣品係固定以供其精確移位，以定位探 針256在所選擇的測試位置。更特別而言，軟體係運用以 馨 解讀游標移動且決定DUT需要移動之精確距離。此分析係 可能不僅需要一比例因數之應用以計算所必須行進之水平 距離，而且亦可能涉及決定為運用哪些致動器（例如：探針 組件致動器、載座致動g、等等），以最為有效率的方式而 達成期望的行進。 是以，藉著一滑鼠，操作者係可點選及拖矣該游標 258為跨於螢幕至其期望測試之期望的導電路徑標記位置 或終端。此游標移動係可造成對於探針站1〇〇之種種不同 β 的移動。舉例而言，使用者係可點選及拖曳該游標自一晶 片曰至另一者，引起探針256為移動自一晶片至另一者，使 等新曰曰片係可作探測或分析。或者，使用者係可點選及拖 曳忒游標自一探針位置至另一者，引起選擇的探針為移動 特疋曰曰片上的一個位置至同一晶片上的另一個位置。 ；車又佳形式，操作者或使用者係能夠經由軟體以在作出 移動之前而選擇他（或她）想要之何種型式的移動。舉例而 98 1295732 5，若使用者係想要移動單一探針自一個位置至另一者， 則他（或她）將定位游標258於他（或她）想要移動之探針，接 著將點選及壓住滑鼠輸入按鈕且拖戈滑鼠直到游標2兄為 在對於該探針之期望的新測試位置。一旦於滑鼠輸入係放 開，軟體係將引起所選擇的探針為移動至其新位置。或者 ，使用者係可指出他（或她）想要切換晶片或是他（或她）將定 位游標258於目前的晶#，且接著係點選及拖吳該游標至 待铋測之期望的晶片。一旦於滑鼠輸入係放開，軟體係將

引起所期望的晶片為置放在高解析度顯微鏡1〇4之下方以 供探測。

少/、、;、一種點選及拖曳（click and drag)型式的輸入過 係已經敘述，替代的輸入過程係可運用，只要所期望的 動”成。舉例而言，自一晶片至另一者之移動係可達 =者·僅為定位游標258於待測試的晶片且點選或二 “鼠輸入而引起選擇晶片為定位在高解析度顯微 ^之下方。同理，於同一晶片之自一個位置至另一者 :移動係可達成，藉著··點選於欲移動之期望的探針 1:二由J早而選擇哪個探針為欲移動，移動游標2 气π亥:木針之期望的新位置，且接著點選或二次點選 2入該游標位置而引起選擇探針為移動至期望的新 r類於探針站100之晶圓輪廓與設定係可作儲存， 舉例而曰糸了精者僅為叫出所儲存的設定而作探須 ——曰曰圓⑴（識別)係可指定於某些型式的晶圓 99 1295732 對於此等型式的晶圓之探針設定及測試程序係可藉著僅為 輸入指定的晶圓ID於晶圓ID欄位593而回應。此係允許 探針站使用者以更為快速測試類似的晶圓，並且提供其例 行探測可為程式規劃於探針站1〇〇而使得其於未來可準確 重複之一方式。 探針256與DUT 118之視訊影像係可經由控制面板 595而作觀看及/或調整。視訊影像597係提供以助於探針 站使用者識別其為於DUT 118之何處，以及助於使用者以 定位探針256且助於探測DUT 118。此控制面板595之顯 著特徵的一者係列印DUT 118之影像的能力，經由其為位 於控制面板595之工具列的列印圖像（ic〇n)。 於第22B圖所示之螢幕圖係繪出另一形式之軟體介面 620，其可運用以控制系統1〇〇。於此介面，對於系統⑺〇 之電力係經由電源開關622而打開/切斷。系統使用者可執 行一自動起始特徵，藉著選擇Aut〇Start 624，其將起始高 解析度顯微鏡104之成像。探針256之-主動影像係將顯 示於視域626，且探針與樣品之一 “鳥瞰（μη，s eye)，，圖 係將產生於視域628。電子束特性係可監視及控制於視域 、更為特別而5 ’系統使用者係可經由視域630而調 整或監視該束之電壓63〇a、燈絲63〇b與電流63〇c，使得 期望的測試係可達成。同理，系統使用者係可控制系統 1〇0之真空特性與階段於視域632與634。所顯示於視域 咖之影像係可經由視域636之亮度與對比調整開關而自 ^或疋藉著選擇進階（advanced)設定方塊及選擇自 100 1295732 動視訊（auto video)按姐而手動調整。SEM 104之光學控制 係亦可調整，藉著選擇於光學視域638之任一項目。舉例 而言’影像之放大率係可經由控制設定638a而增減。光點 尺寸與焦點特性亦可調整於視域638之638b與638c。顯 微鏡104之另外的設定係可調整於視域638，包括：像散 、束掃描速率、影像尺寸與影像旋轉。

根據此介面600，系統操作者係移動其所期望的探針 256 ’藉著選擇他（或她）所想要的探針組件1〇6自參考號碼 640所識別之圖像。一旦選擇，其識別哪個組件為已經選 出之一圖像640a係出現在主動影像視域626之左上方。於 第22B圖所示之例圖，操縱器1係已經選擇。因此，操縱 器控制及監視部分係有關於操縱器1。舉例而言，顯示於 第22B圖之操縱器χ與γ控制642係目前設定以處置操 縱器1且顯示此同一操縱器之定位資料。同理，所示之操 縱器z控制644係顯示對於操縱器i之有關的z資料，且 控制對於此組件之Z驅動機構。所示之某些z控制係包括

:探針上/下選擇、0速度設定選擇、與對於z方向之行程 調整選擇（或z任務選擇）。 在操縱器選擇圖像64〇之下方係台座選擇、傾斜選擇 、Θ選擇、現場的影像選擇n结的影像選擇圖像，盆 允許系統㈣者以執行所述的任務及/或選擇自針對所述特 :之種種可用的任務。舉例而言，系統操作者係可選擇該 台座選擇圖像，且接著選擇自 人 目u上_述的台座機構之任一 者，包括：0驅動器311、X、γ Y與Z台座312、3 101 1295732 316、或是其耦接至平台544之顯微鏡台座（或平台台座）。 一自動起始特徵係可提供於軟體介面，其提供系統使用者 具有自其所起始之快速且容易的影像。 第22A-22B圖係反映PCPII軟體為如何創作及/或修改 以控制SEM 104與探針站構件，其包括二探針組件ι〇6、 載座 250 以及台座 311、312、314、316、7〇2 與 7〇4。於 系統100之一較佳形式，所供應於Sem 104之SEM成像 軟體係僅為設定以執行於其具有特定名稱與介面之一

ActiveX構件。由於ActiveX構件係唯一的方式以介面連 接其他的構件於SEM 104，系統1〇〇之PCPII軟體係重新 設計以處理SEM成像與控制、以及探針站導航 (navigation) (pcNav)與視訊（pcVide〇)。該 pcNav 與 pcVideo係在此共同稱為探針站應用。 pc路由器動態資料交換（pcR〇uter Dynamic Data

Exchange)介面係建立，以允許16位元的探針站應用程式（ 探針站導航及視訊）以運作為關聯於32位元的sem控制應 用程式。由於二應用程式係競爭於系統資源，系統ι〇〇之

一較佳形式係當導航為期望時而關閉SEM成像應用程式， 且當SEM成像為期望時而關閉導航應用程式。因此，當系 統使用者係以SEM 1G4而進行檢視一目標且期望為移動至 於DUT 118之-新目標，SEM成像應用程式係關閉而 p一 應用程式係運作。以此方式，使用者係可移動自於 一晶片上的導電路徑標記至於同一晶片或是位在工Η 之其他晶片上的其他導電路徑標記。反之，當sem成像為 102 1295732 再次期望時，pcNav應用程式係可關閉而SEM成像係回復 開啟，使得SEM 1〇4係可開始掃描目標樣品且系統1〇〇可 顯示一高解析度影像。此架構係確保的是，所有動作控制 功能係將為由SEM 104之ActiveX導航器所起始。

關於系統100的作業之以上論述的選用式搖桿或踏板 控制係可運用為關聯於PCP„軟體介面，且係實施為藉著 運用諸如pcLaunch之一應用程式以接管該控制器之作^系 統（例如：以接管WIND〇WS)e更為特別而言，當於= 或輸入裝置之-移動係作出，peLauneh係致動，因而 作業系統之控制。-旦此事件發生時，_成像應用程式 係關閉，使得期望的導航功能係可執行。一旦於導航為完 成時’導航應用程式（包括：搖桿導航控制）係關閉，: SEM成像應用程式係回復開啟。 因此，PCPII係提供一介面以允許系統使用者控 SEM 1G4與探針站，其包括諸多的構件（例如：載座乃〇 探針組件1〇6、驅動器與台座3u、312、3i4、3i6 ^

與7〇4、等等）。藉著所述之介面，一系統使用者係可定 個別的探針、以及多個探針、晶圓（或载座）台座3ιι、3 、314、316、观與7〇4、壓盤258、與探針組件咖， 包括：操縱器25〜2別之種種台座。更㈣而言，探 組件控制與高解析度顯微鏡控制係可整合連同自動比例 整於螢幕上的SEM影像（作田旦/你、^ 冢（作用影像），其允許以運用點選 導航。再者’系統100之定位控制係阻止其為由 微鏡HM之影像更新時間所影響。舉例而言，上文所欽 103 1295732 的軟體介面之點選及拖良式導航係允許探針之精確置放而 無須關注於顯微鏡104所耗費於影像更新的時間量。 如上所述，系統1 〇〇係其納入高解析度顯微技術之一 全功能的探針站，藉以允許一系統使用者探測〇·丨微米。 其為低電流備妥，且可抽空於少於5分鐘。系統係進而為 能夠雙工，一方面作為一高解析度探針站，且另一方面作

為光顯微鏡探針站。該雙工能力係可針對種種理由而為期 望，超越明顯的事實係在於··二件單獨設備係現在可為由 一件所代替。舉例而言，光顯微鏡1〇5係可運用以設定 DUT而供測試及稍後的切割。光顯微鏡丨〇5亦可為由軟體 介面所操作，且可為手動或是藉著電動化的驅動器而調$ 。高解析度SEM顯微鏡104係提供充分的解析度以探幻 1〇〇毫微米（nm)的特徵，且提供15χ至25kx之一放大率^ 圍。藉著提供探測能力，系、统1〇〇 #可提供能力以注入言 號以及測量實際的訊號振幅。

系統100之驅動機構係提供熱輻射器以針對如上所畜 之熱膨脹而引起的探針漂移，且提供高精密度的引導螺j 驅動器，其提供高解析度以及大範圍的動作。於—個較& 形式，平台台座係可移動向上至！英邮5毫米），且允言2 行進為大約等於〇.25英十所運用的操縱器係㈣ :二=在次微米的裝置於延長的時間週期而未損續 或疋，月出该目標。較佳的操縱器係提供約為125毫 ::Χ、…行進以及50毫微米之-位置解析度。X虚 Υ台座312與314具有能力於X與γ方向行進約為彻毫 104 1295732 米以及0.1微米之一解析度與土15微米之一準確度或可重 複性。此外，較佳的0驅動器係提供1〇〇。之行進以及〇 7 /米之解析度，且&供能力以為由搖桿/踏板或軟體介面 控制。 該等探針係設計具有探針連結臂，其能夠進而制止振 動且可提供對於探針之強力的支撐。探針256係均可置放 於1平方微米或更小者之内，且四個探針係可置放於一平 方微米之面積内。種種不同的探針尖端係可運用於系統 之探針，包括：凹面、凸面、與乳尖狀的結構。舉例 而言’其為極尖銳而非極耐用之凹面的尖端係可運用於一 低的Z力量為所期望以施加至DUT之某些應用。耐用而 不具有點尖之凸面的尖端係可運用於所期望以穿透（或貫通 )氧化物之某些應用、或於其施加大量力量的探針為所期望 之某些應用。乳頭狀的尖端係耐用且尖銳而可為運用於種 種的應用。 該系統係可進而成像於低的束電壓’且 防止對於而之損壞，且允許低電流測量（例如 億分之-（sub-femt0)的安培測量）之進行。束電麼係可變動 於自1·5仟伏特至20仟伏特之一較佳範圍。 /系統Η)〇之軟體亦允許系統使用者以介面於CAD導航 糸統與設備，且提供系統操作者為具有能力以組合控制及 顯微鏡影像於一個螢幕。 儘管已經顯示及說明本發明之一個較佳實施例，將理 解的是，熟悉此技藝人士係可作出修改，且隨附的申請專 105 1295732 利範圍係意欲涵蓋所有該等變化與修改，其為歸屬於本發 明之真正精神與範疇。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 第1圖係顯示其實施本發明之一種高解析度探針站； 第2圖係顯示根據本發明之一真空室的橫截面，其容 納至少部分之一掃描電子顯微鏡(s E M )、電動化的操縱器 、與其為定位於一積體電路樣品的複數個探針； 第3A、33與3C圖係真空室之立體圖，於其，來自一 電腦之電氣訊號係麵接至電動化的操縱器與複數個探針， 允許該電腦為通訊於該電動化的操縱器，以供定位探針以 施加電氣測試訊號； 第4圖係-SEM相片’顯示其提供電氣測試訊號至— 積體電路樣品之探針定位，且顯示樣品表面標記與複數個 探針； 第5A-K圖係根據本發明的另一形式之高解析度探針 站的視圖，顯示其容納探針組件與夾盤之一真空室，該站 係通常為裝設於三軸或同轴的配置； 第5A圖係高解析度分析探針站之立體圖，其蓋 打開； 第5B圖係高解析度分析探針站之前視圖，其蓋 閉合； # 第5C圖係高解析度分析探針站之右側視圖，其蓋部 106 1295732

為打開； 第5D 打開； 第5E 圖係高解析度分析探針站之俯視圖，其蓋部為 第5F 為閉合； 第5G 閉合； 第5H 為閉合； 殼體之下：係冋解析度分析探針站之殼體的立體圖，取 圖係同解析度分析探針站之右側視圖，其蓋部 部為

圖係冋解析度分析探針站之後視圖，其蓋 圖係间解析度分析探針站之橫截面圖，其蓋部 站之左上側的放大圖，其 站之右上側的放大圖，其 第51圖係高解析度分析探針 蓋部為閉合； 第5J圖係高解析度分析探針 蓋部為閉合； 站之殼體的橫截面圖，

第5K圖係高解析度分析探針 其蓋部為閉合； :6 ®係一種三軸電氣連接器之部分橫截面的正 其：為運用於安農至真空室的饋通件； ^ α Β目係其他連接器的正面®，其可為運用於安 展至真空室的饋通件； :8圖係第5圖之掃描電子顯微鏡的示意圖； 第圖係—熱夾盤之橫截面的正面圖與平面圖； 弟說·ε圖係第5圖之三軸夾盤的正面圖、平面圖、 107 1295732 第21圖係第5圖之高解析度探針站的示意橫截面圖， ，/ 包括一溫度控制系統，且顯示一層之熱交換管，一冷卻或 加熱流體係透過其而運行以控制於真空室内的溫度； 第22A-B圖係螢幕印出之圖，其顯示樣品之視訊影像 與樣品之一晶圓輪廓； 第23圖係升降機構之例圖，顯示水壓汽缸、臂凸輪組 件與軌道，其為該系統所運用以升高及降低殼體蓋子； 第24A-C圖係其位於高解析度分析探針站殼體内之探 針站的立體圖、前視圖與右側視圖，顯示殼體地板及傾斜/ _ 尖端機構； 第25 A-B圖係用於系統平台之χ與γ台座（平台台座） 的俯視圖與側視圖，側視圖係顯示於部分橫截面； 第26Α-Β圖係其運用以平移該載座於χ方向之χ台 座的俯視圖與側視圖，側視圖係顯示於部分橫截面丨及 第27圖係用於操縱器之台座驅動機構的側視圖，其顯 示於部分橫截面。 (二）元件代表符號 _ 10 系統 12 掃描電子顯微鏡（SEM) 13 室底板 14 載座/動作控制（晶圓夾盤） 15 軸 16 電腦系統 17 Χ-Υ台座 109 1295732 18-23 電動化的操縱器（微操縱器） 24 探針 25 壓盤 26 真空室 27 内殼（室壁） 28 電腦匯流排（第1圖） 28 室頂部（第2圖） 29 升降機構 30 掃描電子顯微鏡介面 32、34 電腦 36、38 視訊顯示單元（VDU) 40 手動控制 42 電氣測試訊號探針介面 44 環境控制 46 平台 50 積體電路樣品（半導體晶圓）(DUT) 52、56、58 探針24之視圖 54 導電路徑（標記） 70 光學顯微鏡 71 顯微鏡橋 100 探針站 102 探針站殼體 104、105 顯微鏡 106 探針組件 110 1295732 108 外殼 110 頂壁部 112 底壁部 114 側壁部 115、116 真空泵 117 隔離器 118 樣品（DUT) 119、121-125、127 開口或饋通件 120 引線（線路） 120a、120b 引線 126、128 凸緣埠（凸緣連接器安裝部） 126a、128a 通道 129 積體電路頭座 131 電纜饋通件 130、132 凸緣或端部 134、136 端蓋 134a、136a 端蓋開口 138、140 連接器（饋通件） 142 開口 144 桌台 146 三軸式的連接器 147 三軸的軸幹 147a、147b 柄端 148 外部套筒 1295732 149 套筒148之螺紋部分 151 外螺紋 152 屏蔽部分 154 凸緣 155 驅動表面 156 0形環密封 157 通路 158 耦接器 158a 環形溝槽 158b 偏動球 159 防護部分 160 訊號線 164 同軸式的連接器 166 同軸的軸幹 168 ^ 170 插座 172 套筒 174 凸緣 176 多邊形的外表面 178 密封環 180 螺帽 181 同軸的連接器 182 内殼（室） 184 頂壁部 186 底壁部

112 1295732 188 側壁部 189 開口 190 真空室（内部空間） 191 間隙 192 絕緣器（定位構件） 192a 圓柱 193 銷 194 蓋

195、195a、195b Ο 形環 196 升降機構 197 動力或水力汽缸 198 臂或活塞致動器 199 凸輪件 199a 軌道 200 掃描電子顯微鏡（SEM)

201 圓柱部分 201a 凸輪 202 電子槍 204 燈絲尖端 206 電子束 208、210 透鏡 212、214 偏轉線圈 216 透鏡 218 快門 113 1295732 220 電子收集器 222 顯微鏡104之上部 224 顯微鏡104之中間部 226 顯微鏡104之底部（下部） 227 電源供應器 228 快門（圓柱） 230 真空壓力閥 231 感測器 250 載座 252a-252d 操縱器 256 探針 256a-256d 探針 258 壓盤 258a 開口 260 夾盤 261 夾盤260之第一傳導元件 262 夾盤260之第二傳導元件 263 絕緣板（絕緣器） 264 夾盤260之第三傳導元件 265 絕緣器（桿） 266 第三傳導元件264之底部 267 第三傳導元件264之環形側壁 268 中央的傳導元件（導體） 268a 、269a 線路

114 1295732 269 外部的傳導元件（導體） 270 電氣絕緣元件（絕緣器） 271 中間的傳導元件（導體） 272 下部的傳導元件（導體） 273 元件272之底部 274 元件272之側壁 275 三軸的引線或電纜 276 電阻性的接線（加熱元件） 277 絕緣支撐件 278 護套 279 集線器轉接器 280 導管（管路）（冷卻元件） 281 間距件 310 集線器 310a 集線器軸 311 0台座（驅動器） 311a 驅動構件 311b 馬達 311c 微調旋鈕 311d 0鎖定旋鈕 312 X台座（驅動器） 314 Y台座（驅動器） 316 Z台座（驅動器） 316a-316d 圓柱狀構件

115 1295732 320 插座台座轉接器 321 底板 322 卡保持器（機構） 323 導引通道 324 繫牢物 325 邊緣連接器 326 接點或端子 327 積體電路封裝構件 328 測試設備 329 積體電路（1C)插座 329a 固定桿 330 插座卡 330a 電氣接點（或端子） 350 安裝底座 352 操縱器塊體組件 354 X調整機構 354a 塊件 354b 箭頭（前後移動方向 356 Y調整機構 356a 塊件 356b 箭頭（左右移動方向 358 Z調整機構 358a 塊件 358b 箭頭（上下移動方向

116 操縱器252a-252d之正面 支撐板 延伸部 臂組件 臂組件364之上部構件 臂組件364之下部構件 彈簧夾（探針保持機構） 調整機構 垂直軸 操縱器 X位置調整機構 Y位置調整機構 Z位置調整機構 外部線路 中間線路 内部線路 連接器 連接器388之外側部 連接器388之中間部 連接器388之内側部 探針256之主要本體 連接器388之底座 探針256之外部導體（殼體） 中間導體 117 1295732 404 内部導體 405 探針固定座 406 絕緣器 407 鉗固或設定螺絲 408 絕緣器 410 縫隙 412 探針尖端 420 殼體400之第一端 421 探針引線連接器 422 殼體400之第二端 423 同軸的引線（或電纜）（連接器） 423a 引線423之外部導體 423b 引線423之最内層導體 424 凸緣部 425 柄部 426 凹部 427 後通道 428 彈簧閂鎖 429 唇部 430 探針（座） 432 水平段 432a 縱軸 434 後段 436 連接器組件

118 導電外部本體 螺紋 加大部（肩部） 柄 探針尖端末端 柄444之柄部 柄444之底部 絕緣件 彎曲部 探針尖端 突出部 觸碰式感測機構（接觸式感測模組） 探針256a-256d之輸入 測試/測量設備 載波訊號 固定式的探針卡與探針卡轉接器組件 探針卡轉接器 外環部 内卡固定部 探針卡 接點 支架 通道或側導引部 拇指螺絲 119 1295732 476 螺絲 477 平面度調整或螺絲機構 478 角度（0 )調整機構 500 操縱器調整機構 502 馬達 504 引導螺絲 506 軸耦合件 508 螺帽

510 動作板 512 輻射屏蔽 514 隔離物 516 熱軸承絕緣器 518 軸承 540 動作控制機構 542 傾斜/傾倒機構

544 平台 550 環境控制系統 552 溫度控制系統 554 管子 560 互連件 572 監視器 576 外部控制器 580 PCPII軟體介面 582、584 控制面板 120 1295732 586 控制 588 捲軸 590 (第16圖）探針 590 (第22A圖）XY設定 592 Z設定 593 晶圓ID欄位 594、595 控制面板 596 晶片程式工具 597 視訊影像 598 游標 600 (第16圖）外部導體 600 (第22A-22B圖）介面 602 中間導體 604 内部導體 606、608 絕緣器 610 縫隙 612 探針尖端 612a 探針尖端末端 620 軟體介面 622 電源開關（POWER) 624 自動起始（AUTOSTART) 626 視域（START) 628 視域（VIEW) 630 視域（BEAM) 121 1295732 630a 電壓（BEAM ENERGY) 630b 燈絲（FILAMENT DRIVE) 630c 電流（EMISSION CURRENT) 632 視域（VACUUM) 634 視域（STAGE) 636 視域（SED) 638 視域（OPTICS) 638a 放大率（MAGNIFICATION) 638b 光點（SPOT) 638c 焦點（FOCUS) 640 圖像 640a圖像 642 操縱器X-Y控制 644 操縱器Z控制 700 平台544之基座 700a 下導引件 700b 上滑動件 702 X軸台座驅動器 702a 箭頭（X方向） 704 Y軸台座驅動器 704a 箭頭（Y方向） 706 馬達 706a 輸出轉軸 708 引導螺絲 1295732 708a 螺絲軸 710 陶瓷耦合件 712 螺帽 712a 拢架 714 間距圓柱 716 輻射屏蔽 722、 724、726 樞軸 722a 、724a 樞轉馬達 722b 、724b 馬達驅動支撐桿 730 支撐板 732 開口 740 台座（或基座） 740a 導引構件 740b 滑動構件 742 驅動機構 744 馬達 744a 輸出轉軸 746 引導螺絲 748 耦接器 750 螺帽 750a 螺帽安裝拢架 752 輻射屏蔽 754 軸承 756 軸承安裝件

123 1295732 758 馬達安裝間距件 760 驅動機構 770 扣鏈齒輪 772 引導螺絲 774 軸承 776 螺帽 778 驅動構件（皮帶或鏈條） 780 馬達 781 導引/滑動件

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Claims (1)

1295732 拾、申請專利範面： — 1.-種探針站’用於一待測試 低電流探測，該探針站包含： UT)之局解析度、 -真空殼體，具有一 DUT為配置 該内部空間係於測試作業期間為在真空條件之—下&間， 之影=解析度_鏡’延伸至該内部空間，以取得順 双體土、、且件’概括為延伸於該内部空 該殼體壁組件之至少二 ，及 ,,V A ^ ^ ^ 係導電材枓且為彼此絕緣 配置之彈性。 的電氣防護或屏蔽 电件2之^請專利範圍帛1項之探針站，其中，該殼體壁 、、且件之至少二部份包含彼此呈電氣隔離之不同的壁部。 3·如申睛專利範圍帛i項之探針站，其中，該殼體壁 組件之至少二都格— ^ 切巴含一概括為環形的外壁構件與一概括 為環形的内壁摄株，4 八 该專壁構件之至少一者係構成於一訊 號、防護與屏蔽配置之至少—者，以使得於—探測作業之 雜訊與干擾為最小化。 4.如申請專利範圍第3項之探針站，更包含： 一載座，以供支撐DUT於該内部空間，其構成於一訊 號、防護與屏蔽配置之至少一者；及 口座’位於該内部空間，以供支撐及移位該載座至 複數個不同位置。 125 1295732 5 ·如申請專利範圍第丨項之探針站，其中，該高解析 度顯微鏡包括其延伸至該内部空間之一部分，其具有構成 於一 號、防護與屏蔽配置之至少一者的一導電層。 6·如申請專利範圍第丨項之探針站，其中，該真空殼 體包含： 至少一個通道’延伸通過該壁組件之二個部分，藉以 提供引線至殼體的内部空間之通路，引線係自該殼體外部 延伸至内部空間的多個構件；及 至少一個連接器，附接至殼體以密封該通道，並且連鲁 接該殼體外部之部分的引線至殼體内部空間之部分的引線 〇 7.如申請專利範圍第1項之探針站，其中，該等構件 包含一載座、台座、探針組件、與環境控制之至少一者， 且其中該等多個構件與引線係能夠構成於一訊號、防護與 屏蔽配置之至少一者。 8 ·如申睛專利範圍第7項之探針站，其中，該等多個 構件包含一探針組件，其具有一導電元件以探測於DUt的_ 一特定目標，該探針組件係連接至引線之至少一者，俾使 該探針組件係構成於一訊號、防護與屏蔽配置之至少一者 〇 9·如申請專利範圍第1項之探針站，更包含： 抓針組件，具有一導電元件以探測於DUT的一特定 目標；及 觸碰式感測器’電氣連接至該探針組件，該觸碰式 126 1295732 眾％修(更)正替換頁 感測器係偵測該探針組件為何時已作成與一 DUT之充分的 電氣接觸以供探測，藉以防止經由過量的觸碰力量而損壞 該 DUT。 10.如申請專利範圍第9項之探針站’其中’該觸碰式 感測器包含一邏輯構件，以供施加一載波訊號至dut，且 接收來自該導電元件之一對應的電氣訊號，當一充分的電 氣連接係已作成於探針與DUT之間以供探測時。 η.如中請專利範圍第1G項之探針站，其中，該載波 訊號係-低頻訊號’且來自該探針之對應的電氣訊號包含鲁 於電位之一快速變化’其係代表該導電元件為作成與DUT 之電氣接觸時。 12·如申睛專利範圍帛丨項之探針站，更包含： -驅動系統’以供移位其位於内部空間之一構件至一 預定位置；及 該驅動系統之-熱絕緣或偏轉裝置，允許該 驅動糸統之精確移位於真空殼體。 精甶 127 1295732 一心…供〜一丨丨丨* 丨"____ 輸出軸之間’以偏轉來自操 輸出軸與構件。 f ’運之熟里或旎置而遠離該 15·如中請專利範圍第}項 度顯微鏡係發射-帶電的射击 ，、中“解析 部分 電射束，以供觀視該DUT之至少一 口P刀，该探針站係進而包 置與-第二位置之間，心广1供移位於一第-位 許以接觸DUT，於第 ^之該顯微鏡的射束係允 防止對其之損壞該射束係阻止接觸膽以 1 6 · 一種探針站，用於一待測試| 、低電流探測，該探針站包含 ( I解析度 ▲ 一真空殼體’具有-贿為配置於其之—内部空間， 该内部空間係於測試作業期間為在真空條件之下； 阿解析度顯微鏡，延伸至該内部空間，以取 DUT 之影像； 一探針組件，於該殼體内部空間，以取得來自DUT之 低電流測量； 一載座，於該殼體空間，以於測試作業期間而支撐 DUT ； 一驅動系統，以移位該探針與載座之至少一者於一預 定的測試位置；及 一裝置，供引起該探針組件與載座之一者的精確移動 ’經由驅動系統於真空殼體之操作，不顧熱能量之產生於 該驅動系統操作。 17.如申請專利範圍第16項之探針站，其中，該供引 128 1295732 ...................................................„— 起精，移動之裝置包含該驅動系統之一熱絕緣或^ ，以藉著於真空殼體之驅動系統而允許探針與載座之一者 的精確移位。 ^ 18.如申請專利範圍第17項之探針站，其中，該驅動 系統包括-馬達’且該熱絕緣或偏轉裝置包含—預定的熱 絕緣材料之該馬達的一輸出轉軸。 19.如申請專利範圍第18項之探針站，其中，該軌絕 緣或偏轉裝置包含-陶究、藍寶石與紅寶石材料之至少一 者’其具有低的熱膨脹係數。 · ^ 20·如申請專利範圍第17項之探針站，其中，該驅動 系統包括一馬達與一馬達輸出轉軸，且該熱絕緣或偏轉裝 置包含一預定的熱絕緣材料作成之一耦合件，其令該輸出 轉軸之部分者為絕緣於彼此，以使得熱量自一部分而轉移 至另一部分。 21 ·如申请專利範圍第丨7項之探針站，其中，該驅動 系統包括一馬達與一馬達輸出轉軸，該轉轴係於馬達之操 作時而鉍轉’以藉著於真空殼體之驅動系統而移位該探針籲 與載座之至少一者；且 —該熱絕緣或偏轉裝置包含一屏蔽，其配置於該馬達與 輸出轉軸之間，以偏轉來自操作馬達之熱或能量而遠離該 轉軸以及於真空殼體之探針與载座的一者。 22·如申請專利範圍第21項之探針站，其中，該屏蔽 係形成繞於馬達之一環形者，且以一角度而延伸出自該馬 達，該角度為充分以偏轉來自操作馬達之輻射熱或能量而 129 1295732 论斗A 遠離該轉軸以及於真空殼體之探針與載座的一者。 種间解析度探針站，用於分析一待測試裝置 (DUT)且控制該DUT之i霞5古堂认益仏从 _ <恭路至有害的輻射線，該探針站 含： 一殼體’界定一内部空間’該DUT可置放於其以供測 試； 一探針組件，定位於該殼體，且具有一探針尖端以定 位為關聯於DUT以供進行其測試； 一向解析度顯微鏡，定位為至少部分於該殼體，且能鲁 夠發射一帶電的射束以供觀視該DUT與探針尖端之至少一 部分；及 一快門，供為移位於一第一位置與一第二位置之間， 第一位置係允許該顯微鏡之射束為通過以供觀視Dut，第 二位置係限制該射束之暴露至DUT以使得對其的潛在損壞 為最小化。 2 4 ·如申印專利乾圍第2 3項之探針站，其中，該快門 S 碟片’其係經由旋轉而移位，且界定其對應於快門 _ 之第一位置的複數個開口。 25 ·如申請專利範圍第23項之探針站，其中，該快門 係位於该顯微鏡之延伸至内部空間的部位，且包含一旋轉 碟片’其具有複數個開口以允許該射束為通過以供DUT之 觀視。 26·如申請專利範圍第23項之探針站，其中，該快門 係位於該顯微鏡與DUT之間，且包含一旋轉碟片，其具有 130 1295732 複數個開口以允許該射束為通過以供DUT之觀視。 拾壹、圖式： 如次頁

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