可变压力四点涂覆探针装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可变压力探针装置，所述可变压力探针装置包含：壳体，其带有具有第一纵向轴的通道；探头，其至少部分地安置于所述通道中且包含经配置以测量导电层的性质的多个探针；及流体压力系统，其经配置以将经加压流体供应到所述通道以控制所述探头在所述通道内的位置。所述壳体或所述探头是可位移的，以使得所述多个探针接触所述导电层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变压力四点涂覆探针装置及方法相关申请案交叉参考本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张2012年3月1日提出申请的第61/605,612号美国临时专利申请案的权益，所述申请案以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及一种其中通过经加压流体控制探头的横向位置的可变压力探针装置。此外，本专利技术涉及一种其中用于探头的多个探针中的每一探针涂覆有电绝缘材料且其中通过经加压流体控制探头的纵向位移的可变压力探针装置。
技术介绍
举例来说，在半导体应用中，四点探针装置用以测量导电层的薄片电阻。用于已知四点探针装置的探针通过具有单独轴承的钻孔或通过微定位控制及气隙(通常称作微操纵器)而彼此隔离。第4,383,217号美国专利教示安置于保持条带中的钻孔中的四个探针。单独轴承方法由于探针直径、轴承厚度及孔分离距离而限制探针之间的最小间隙。微操纵器臂方法为昂贵的且不允许制造具有多个触点的完整探测头组合件。第6,815,959号共同拥有的美国专利教示具有由安置于探针之间的单独绝缘材料薄片制成的间隔件的探针装置中的四个探针。间隔件使得组装困难且间隔件的厚度起作用而限制可将探针之间的间隙最小化到的程度。已知配置也妨碍替换探针装置中的个别探针或使得难以替换探针装置中的个别探针。已知出于测量薄片电阻的目的而使用弹簧来朝向导电层推动四点探针装置且将其推动到导电层中。然而，除非弹簧确切地居中于探针装置的一或多个适当部分上，否则来自弹簧的力可使探针装置相对于导电层从所要定向偏斜。此外，弹簧的有用寿命通常限制为介于100到1,000次触地之间。此外，为了使弹簧压力变化，需要例如调整螺杆等额外组件或者必须移除弹簧并用具有所要特性的另一弹簧替换所述弹簧。
技术实现思路
根据本文中所图解说明的方面，提供一种可变压力探针装置，其包含：壳体，其带有具有第一纵向轴的通道；探头，其至少部分地安置于所述通道中且包含经配置以测量导电层的性质的多个探针；及流体压力系统，其经配置以将经加压流体供应到所述通道以控制所述探头在所述通道内的位置。所述壳体或所述探头是可位移的以使得所述多个探针接触所述导电层。根据本文中所图解说明的方面，提供一种可变压力探针装置，其包含：壳体，其包含压力室及具有第一纵向轴的通道；探头，其至少部分地安置于所述通道中且包含经配置以测量导电层的性质的多个探针；及流体压力系统，其经配置以控制所述压力室中的流体压力以使所述探头沿平行于所述第一纵向轴的方向位移。根据本文中所图解说明的方面，提供一种使用可变压力探针装置测量导电层的性质的方法，所述可变压力探针装置包含带有具有第一纵向轴的通道的壳体、流体压力系统及至少部分地安置于所述通道中且具有多个探针的探头，所述方法包含：使用所述流体压力系统将经加压流体供应到所述通道；借助所述经加压流体控制所述探头在所述通道内的位置；使所述壳体或所述探头位移以使得所述多个探针接触所述导电层；及测量所述导电层的性质。附图说明参考随附示意性图式仅以举例方式揭示各种实施例，在所述示意性图式中对应参考符号指示对应部分，其中：图1是可变压力探针装置的示意图；图2是大体上沿着图1中的线2-2的示意性横截面图；图3是大体上沿着图2中的线3-3的示意性横截面图；图4是图2中所展示的探针的细节；图5是图1中的区域5的细节；图6是图1中的区域5的端视图；图7是可变压力探针装置的示意性横截面图；图8是图1及7中所展示的控制系统的示意性框图；图9是图解说明使用可变压力探针装置测量导电层的性质的方法的流程图；且，图10是在安装装置中具有至少两个可变压力探针装置的系统的等角视图。具体实施方式在开始时，应了解，不同绘制视图上的相似绘制编号识别本专利技术的相同或功能上类似的结构元件。应理解，如所主张的本专利技术不限于所揭示的方面。此外，应理解，本专利技术不限于所描述的特定方法、材料及修改且因此当然可发生变化。也应理解，本文中所使用的术语仅出于描述特定方面的目的且并非打算限制本专利技术的范围。除非另外界定，否则本文中所使用的所有技术及科学术语均具有与所属领域的技术人员通常所理解相同的意义。应理解，与本文中所描述的那些方法、装置或材料类似或等效的任何方法、装置或材料均可用于实践或测试本专利技术。图1是可变压力探针装置100的示意性横截面图。图2是大体上沿着图1中的线2-2的示意性横截面图。应依据图1及2观看下文。装置100包含壳体102、探头104及流体压力系统106。壳体102包含具有纵向轴LA1的通道108。探头104至少部分地安置于通道108中且包含经配置以测量晶片113上的导电层112的性质的多个探针110。有利地，流体压力系统106经配置以将经加压流体供应到通道108以控制探头104及探针110在通道108内(举例来说)正交于轴LA1的位置，如下文进一步描述。壳体102及/或探头104是可(举例来说)沿方向AD1位移的，以使得多个探针110接触导电层112。在实例性实施例中，AD1平行于LA1且正交于层112。导电层112可包含：半导体衬底的植入区(例如超浅结)；形成于半导体衬底上的层(例如金属化层)；或形成于半导体衬底上的特征(例如栅极电极)。导电层112也可形成于具有大于大约200mm的直径的半导体衬底上。导电层112也可包含形成于具有大约200mm到大约300mm的直径的玻璃衬底上的金属膜。然而，应理解，导电层112可包含此
中已知的任何适当导电层。图3是大体上沿着图2中的线3-3的示意性横截面图。应依据图1到3观看下文。在实例性实施例中，壳体102包含形成通道108的圆柱形壁114，且壁114包含多个开口116及多个开口118。流体压力系统106经配置以通过开口116供应经加压流体且通过开口118排出经加压流体。如下文进一步描述，经加压流体经布置以通过在探头104与壁114之间形成一层来分离探头104与圆柱形壁114。即，经加压流体使探头104相对于轴LA1定向，举例来说，使探头104的纵向轴LA2与轴LA1对准以实现轴LA2相对于层112的正交定向。换句话说，经加压流体控制探头104在通道108内正交于轴LA1的位置。此外，经加压流体使探头104在通道108中居中且提供流体缓冲/轴承以促进探头104沿方向AD1及AD2(与AD1相反)的位移且减小探头104的外圆周上的摩擦力。在实例性实施例中，探针110包含沿圆周方向(举例来说，方向CD)围绕轴LA2对称地安置的探针110A、110B、110C及110D。“圆周方向”意指由围绕轴LA2旋转的半径的端部界定的方向。圆柱形壁114包含部分114A、114B、114C及114D。每一部分114A、114B、114C及114D沿径向方向RD1与探针110A、110B、110C或110D中的相应一者对准。举例来说，部分114A沿方向RD1与探针110A对准，且部分114B沿方向RD1与探针110B对准。“径向方向RD1”意指正交于轴LA2的方向。在实例性实施例中，每一部分114A、114B、114C及114D包含相同数目个相应开口116及相同数目个相应开口118。因此，进出通道108的流体流及通道108内的流体压力在探头104的外圆周周围得到平衡。在实例性实施例中，壳体102包含用于从流体供应系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变压力探针装置，其包括：壳体，其包含具有第一纵向轴的通道；探头，其至少部分地安置于所述通道中，且包含经配置以测量导电层的性质的多个探针；以及，流体压力系统，其经配置以将经加压流体供应到所述通道以控制所述探头在所述通道内的位置，其中：所述壳体或所述探头是可位移的以使得所述多个探针接触所述导电层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.01 US 61/605,612;2013.02.27 US 13/779,3921.一种可变压力探针装置，其包括：壳体，其包含具有第一纵向轴的通道；探头，其至少部分地安置于所述通道中，且包含经配置以测量导电层的性质的多个探针；以及，流体压力系统，其经配置以将经加压流体供应到所述通道以控制所述探头在所述通道内的位置，其中：所述壳体或所述探头是可位移的以使得所述多个探针接触所述导电层。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述流体压力系统经配置以将所述经加压流体供应到所述通道，以控制所述探头在所述通道内正交于所述第一纵向轴的位置。3.根据权利要求1所述的装置，其中：所述壳体包含形成所述通道且包含多个第一开口及多个第二开口的圆柱形壁；且，所述流体压力系统经配置以：通过所述多个第一开口供应所述经加压流体；且，通过所述多个第二开口排出所述经加压流体。4.根据权利要求3所述的装置，其中：所述探头包含第二纵向轴；所述多个探针包含沿圆周方向围绕所述第二纵向轴对称地安置的第一、第二、第三及第四探针；所述圆柱形壁包含四个部分，每一部分沿正交于所述第一纵向轴的方向与所述第一、第二、第三或第四探针中的相应一者对准；且，所述每一部分包含：来自所述多个第一开口的相同数目个相应开口；以及，来自所述多个第二开口的相同数目个相应开口。5.根据权利要求3所述的装置，其中：所述壳体包含：用于从所述流体压力系统接收所述经加压流体的至少一个输入端口，及将所述至少一个输入端口连接到所述多个第一开口的多个第一通道；以及，用于从所述壳体排出所述经加压流体的至少一个输出端口，及将所述至少一个输出端口连接到所述多个第二开口的多个第二通道。6.根据权利要求1所述的装置，其中：所述探头包含第二纵向轴；所述多个探针包含沿圆周方向围绕所述第二纵向轴对称地安置的第一、第二、第三及第四探针；所述第一、第二、第三及第四探针中的每一者包含面向来自所述第一、第二、第三及第四探针当中的相应的邻接探针的相应第一及第二表面；针对所述第一、第二、第三及第四探针中的所述每一者，所述相应第一及第二表面涂覆有电绝缘材料且与用于所述相应邻接探针的所述电绝缘材料接触；且，所述第一、第二、第三及第四探针中的所述每一者可相对于其余第一、第二、第三及第四探针独立地平行于所述第二纵向轴位移。7.根据权利要求1所述的装置，其中：所述壳体包含形成所述通道的圆柱形壁；且，所述经加压流体经布置以分离所述探头与所述圆柱形壁。8.根据权利要求1所述的装置，其中：所述多个探针包含四个探针；且，每一探针包含经布置以接触所述导电层的相应平面远端表面。9.根据权利要求1所述的装置，其中：所述壳体包含压力室；且，所述流体压力系统经配置以控制所述压力室中的流体压力，以使所述探头沿平行于所述第一纵向轴的方向位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔特·约翰逊，朱南昌，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US