探针尖端制造技术

为了消除或以其他方式减小由探针臂夹持的探针组件的探针尖端的非预期运动，探针组件包括一个或多个弹性部件，该弹性部件根据制造探针臂的材料的热膨胀系数来补偿探针臂的收缩或膨胀。因此，在自动化的全刻度或宽刻度温度范围扫描期间，探针尖端能够在样品上的期望位置与在测样品保持接触。

【技术实现步骤摘要】
相关申请[001]本申请作为根据巴黎公约的专利申请而提交，并对要求2008年8月26日提交的申请号为61/091,962的美国临时专利申请的优先权。
[002]本专利技术一般地涉及测量设备，并且更具体地，涉及机械探针台。
技术介绍
[003]机械探针台可以用于在低温条件下测量半导体材料和设备(即，样品)的性质。例如，探针台可以用于物理地获取来自半导体器件的内部节点的信号。探针台使用机械手，该机械手允许在半导体器件的表面上精确地定位细针(即，探针尖端)。如果器件处于电激励状态，则探针台获取信号并将信号显示在示波器上。探针台通常用于半导体器件的失效分析。[004]例如，探针台可以用于获得样品(例如，半导体器件)在整个温度范围上的一系列测量结果，这通称为扫描温度范围。在常规的探针台中，因为探针台的材料的温度膨胀和收缩系数，用户不能在不使探针尖端运动的条件下自动地扫描探针台的全刻度温度范围(例如，4.2K至475K)。结果，探针尖端从其预期的触点移出。探针尖端的非预期运动会导致问题，例如被测样品的错误测量和/或损坏被测样品。[005]当前的扫描温度范围的方法需要用户手动地将探针尖端从被测样品提升，等待期望温度达到稳定，然后把探针尖端再次放下，并再次验证样品接触。这是一个繁琐且效率低下的过程，尤其是当扫描宽的温度范围时。[006]因此，需要一种这样的探针尖端，该探针尖端有助于以最小的位移(即便有的话)进行自动的全刻度或宽刻度温度范围扫描。
技术实现思路
-->[007]考虑到上述需要，公开了一种具有舱体的探针台。该探针台能够测量置于舱体中的样品的特性。舱体能够被抽空以在其中形成真空。探针台包括探针臂和探针组件，其中探针臂在舱体内支撑探针组件，其中探针组件包括弹性部件和探针尖端，其中探针尖端在待测位置接触样品，并且其中弹性部件能够操作，以补偿由于舱体内温度变化而引起的探针臂的收缩和膨胀，使得在温度变化期间，探针尖端在该位置与样品保持接触。[008]在一个示范性实施例中，弹性部件能够操作，以在舱体内的温度范围上补偿探针臂的收缩和膨胀，其中该温度范围的大小大于10K。[009]在一个示范性实施例中，该温度范围是1.5K至475K。在一个示范性实施例中，该温度范围在1.5K至475K之内。[010]在一个示范性实施例中，弹性部件包括竖直部件。在一个示范性实施例中，竖直部件的长度在5至50mm之间。在一个示范性实施例中，探针尖端与竖直部件成整体。在一个示范性实施例中，竖直部件是竖直棒、片簧和双片簧之一。[011]在一个示范性实施例中，弹性部件还包括水平部件，并且竖直部件与水平部件相连接。在一个示范性实施例中，竖直部件和水平部件基本上互相垂直。在一个示范性实施例中，水平部件的长度在2到50mm之间。在一个示范性实施例中，竖直部件的长度大于水平部件的长度。在一个示范性实施例中，水平部件是水平棒和倾斜的水平棒之一。[012]在一个示范性实施例中，探针组件包括探针体，其中弹性部件附接到探针体，而探针尖端附接到弹性部件。在一个示范性实施例中，弹性部件相邻于探针体放置。在一个示范性实施例中，弹性部件的至少一部分与探针刃口对齐。[013]在一个示范性实施例中，弹性部件包括第一竖直部件、第二竖直部件和水平部件，并且水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件。[014]在一个示范性实施例中，弹性部件包括第一竖直部件、第二竖直部件、第一水平部件和第二水平部件，其中第一水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件，并且其中第二水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件。[015]在一个示范性实施例中，弹性部件包括第一竖直部件、第二竖直部件、第三竖直部件、第一倾斜的水平部件和第二倾斜的水平部件，其中第一倾-->斜的水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件，并且其中第二倾斜的水平部件连接第一竖直部件和第三竖直部件。[016]在一个示范性实施例中，弹性部件能够操作，以把由于舱体内的温度变化而造成的探针尖端在样品上的运动限制为小于5μm。[017]公开了一种在探针台中使用的探针组件。探针台具有舱体，以使探针台能够测量置于舱体内的样品的特性。舱体能够被抽空以在其中形成真空。探针组件包括探针体、探针尖端和弹性部件，其中探针尖端能够操作，以在待测位置接触样品，其中探针体能够操作，以在样品和探针台之间传输信号，并且其中弹性部件能够操作，以在舱体内温度发生变化期间补偿倾向于使探针尖端运动离开样品上的所述位置的力。弹性部件能够设置成与探针体相邻或对齐。[018]在一个示范性实施例中，弹性部件能够操作，以在舱体内的温度范围上补偿倾向于使探针尖端运动离开样品上的所述位置的力，并且其中该温度范围的大小大于10K。在一个示范性实施例中，该温度范围是1.5K至475K。在一个示范性实施例中，温度范围在1.5K至475K之内。[019]在一个示范性实施例中，弹性部件包括竖直部件。在一个示范性实施例中，竖直部件的长度在5到50mm之间。在一个示范性实施例中，探针尖端与竖直部件成整体。在一个示范性实施例中，竖直部件是竖直棒、片簧和双片簧之一。[020]在一个示范性实施例中，弹性部件还包括水平部件，并且竖直部件与水平部件相连接。在一个示范性实施例中，竖直部件和水平部件基本上互相垂直。在一个示范性实施例中，水平部件的长度在2到50mm之间。在一个示范性实施例中，竖直部件的长度大于水平部件的长度。在一个示范性实施例中，水平部件是水平棒和倾斜的水平棒之一。[021]在一个示范性实施例中，弹性部件附接到探针体，而探针尖端附接到弹性部件。在一个示范性实施例中，弹性部件相邻于探针体放置。在一个示范性实施例中，弹性部件的至少一部分与探针体对齐。[022]在一个示范性实施例中，弹性部件包括第一竖直部件、第二竖直部件和水平部件，并且其中水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件。[023]在一个示范性实施例中，弹性部件包括第一竖直部件、第二竖直部-->件、第一水平部件和第二水平部件，其中第一水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件，并且其中第二水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件。[024]在一个示范性实施例中，弹性部件包括第一竖直部件、第二竖直部件、第三竖直部件、第一倾斜的水平部件和第二倾斜的水平部件，其中第一倾斜的水平部件连接第一竖直部件和第二竖直部件，并且其中第二倾斜的水平部件连接第一竖直部件和第三竖直部件。[025]在一个示范性实施例中，弹性部件能够操作，以把由于舱体内的温度变化而造成的探针尖端在样品上的运动限制为小于5μm。[026]公开了一种与探针台的探针组件一起使用的弹性部件。探针台具有舱体，探针组件和样品支撑于该舱体中。探针组件包括在待测位置与样品接触的探针尖端。舱体能够被抽空以在其中形成真空。弹性部件包括竖直部件，其中弹性部件能够操作，以在舱体中的温度发生变化期间补偿倾向于使探针尖端运动离开样品上的所述位置的力。[027]在一个示范性实施例中，弹性部件能够操作，以在舱体内的温度范围上补偿倾向于使探针尖端运动离开样品上的所述位置的力，并且其中该温度范围的大小大于10K。在一个示范性实施例中，该温度范围是1.5K至475K。在一个示范性实施例中，该温度范围在1.5K至475K之内。[028]在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有用于接收待测样品的舱体的探针台中使用的探针组件，所述探针组件包括：　探针体；　探针尖端；以及　弹性部件，　其中，所述探针尖端连接到所述弹性部件，　其中，所述探针尖端能够操作，以在待测位置处与所述舱体内 的样品接触，并且，　其中，所述弹性部件能够操作，以补偿倾向于使所述探针尖端运动离开所述待测位置的力。

【技术特征摘要】
US 2008-8-26 61/091,9621、一种在具有用于接收待测样品的舱体的探针台中使用的探针组件，所述探针组件包括：探针体；探针尖端；以及弹性部件，其中，所述探针尖端连接到所述弹性部件，其中，所述探针尖端能够操作，以在待测位置处与所述舱体内的样品接触，并且，其中，所述弹性部件能够操作，以补偿倾向于使所述探针尖端运动离开所述待测位置的力。2、根据权利要求1所述的探针组件，其中，所述探针组件能够操作，以在所述舱体内被探针臂支撑，并且，其中，所述力是由所述探针臂在一个温度范围上的收缩和膨胀引起的。3、根据权利要求2所述的探针组件，其中，所述温度范围是1.5K至475K。4、根据权利要求2所述的探针组件，其中，所述温度范围在1.5K至475K之间。5、根据权利要求2所述的探针组件，其中，所述温度范围的大小大于10K。6、根据权利要求1所述的探针组件，其中，所述力是由外部振动引起的。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC考迪尔，EC马卢夫，山口政纪，水田慎一朗，
申请(专利权)人：湖畔低温电子学公司，株式会社东洋，
类型：发明
国别省市：US[美国]