一種多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀的制作方法
【專利摘要】一種多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，包括：真空吸片承片臺(tái)、四探針組件、三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、攝像頭及主控計(jì)算機(jī)，四探針組件安裝于三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，攝像頭的拍攝方向正對(duì)真空吸片承片臺(tái)，攝像頭和四探針組件的信號(hào)輸出端與主控計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端連接，三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)輸入端與主控計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接。本發(fā)明吸片式承片臺(tái)可以固定破碎的硅片樣品，使本發(fā)明測(cè)試儀具有固定樣品的作用，避免在測(cè)試過(guò)程中的樣品移動(dòng)；攝像頭用于拍攝硅片的位置及形狀，可通過(guò)圖像進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的碎片處理功能；通過(guò)對(duì)四探針三維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制，可以使得四探針探頭在承片臺(tái)上移動(dòng)定位，并通過(guò)Z軸下壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)探針頭的自動(dòng)下壓，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。
【專利說(shuō)明】一種多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]四探針?lè)ㄊ菓?yīng)用最廣泛的測(cè)量半導(dǎo)體電阻率的方法。常規(guī)四探針?lè)ㄊ菍?個(gè)剛性探針與樣品表面呈直線均勻接觸，在第1、第4探針上施加恒定精密直流電流I，用高精度的電壓表測(cè)量中間第2、第3探針的電壓U。四探針測(cè)試儀是運(yùn)用四探針測(cè)量原理的多用途綜合測(cè)量設(shè)備，專用于測(cè)試半導(dǎo)體材料電阻率及方塊電阻(薄層電阻)的專用儀器。儀器由主機(jī)、測(cè)試臺(tái)、四探針探頭、計(jì)算機(jī)等部分組成，測(cè)量數(shù)據(jù)既可由主機(jī)直接顯示，亦可由計(jì)算機(jī)控制測(cè)試采集測(cè)試數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)中加以分析，然后以表格，圖形方式統(tǒng)計(jì)分析顯示測(cè)試結(jié)果。傳統(tǒng)四探針測(cè)試儀通過(guò)測(cè)試頭下降探針接觸被測(cè)工件，若測(cè)量結(jié)果異常，還需人工進(jìn)行電壓量程切換與輸出電流調(diào)節(jié)工作。四探針測(cè)試儀需要對(duì)于溫度、邊緣效應(yīng)、探針游移等情況進(jìn)行修正。但是由于外界可能存在的溫度、靜電情況，測(cè)試結(jié)果無(wú)法避免會(huì)出現(xiàn)誤差。許多關(guān)于邊緣效應(yīng)的修正都要求精確知道探針與樣品的相對(duì)幾何位置，但對(duì)傳統(tǒng)儀器對(duì)于微小樣品很難作這種測(cè)定，因而達(dá)不到修正的目的。掃描電鏡輔助觀測(cè)所帶來(lái)的電子束輻照會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生破壞或影響測(cè)試的精確性。
[0003]由于需要手動(dòng)調(diào)節(jié)檔位、測(cè)量周期長(zhǎng)、工作效率低、測(cè)量結(jié)果誤差不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，傳統(tǒng)四探針測(cè)試儀已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，需要尋求一種新型的測(cè)試設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，其具有碎片處理能力，并且為邊界處誤差自動(dòng)修正提供了硬件基礎(chǔ)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的一種多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，其特征在于包括:真空吸片臺(tái)、四探針組件、驅(qū)動(dòng)四探針探頭進(jìn)行二維移動(dòng)和下壓的三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；攝像頭及主控計(jì)算機(jī)，所述四探針組件安裝于三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述攝像頭的拍攝方向正對(duì)真空吸片臺(tái)，所述四探針組件位于真空吸片臺(tái)的上方，所述攝像頭和四探針組件的信號(hào)輸出端與主控計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端連接，所述三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)輸入端與主控計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接。
[0006]本發(fā)明多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，進(jìn)一步的改進(jìn)在于:
1、所述真空吸片臺(tái)為一個(gè)具有真空抽氣口的金屬承片臺(tái)，該金屬承片臺(tái)接地。
[0007]2、本多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀還具有殼體，所述真空吸片臺(tái)、四探針組件、三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及攝像頭均設(shè)置于殼體內(nèi)。
[0008]3、所述三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為三軸步進(jìn)電機(jī)。
[0009]4、所述真空吸片臺(tái)的真空抽氣口連接真空設(shè)備。
[0010]此外本發(fā)明還提供了上述多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀的樣品測(cè)試方法，具體包括如下步驟: 第一步、將樣品放置于真空吸片臺(tái)；
第二步、樣品在真空設(shè)備抽氣后形成的負(fù)壓環(huán)境下，被吸附固定在真空吸片臺(tái)上； 第三步、攝像頭采集樣品圖像，并傳送至主控計(jì)算機(jī)予以顯示；
第四步、將顯示區(qū)域的像素點(diǎn)坐標(biāo)與真空吸片臺(tái)坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)；
第五步、用戶在屏幕上點(diǎn)選欲測(cè)試點(diǎn)，主控計(jì)算機(jī)根據(jù)像素點(diǎn)坐標(biāo)與真空吸片臺(tái)坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，找到四探針探頭所要移動(dòng)到達(dá)的真空吸片臺(tái)坐標(biāo)；
第六步、主控計(jì)算機(jī)向三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送控制命令，使四探針探頭移動(dòng)到樣品測(cè)試點(diǎn)位置；
第七步、主控計(jì)算機(jī)向三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送控制命令，使四探針探頭下壓，對(duì)樣品進(jìn)行選擇性測(cè)試。
[0011]本發(fā)明吸片式承片臺(tái)可以固定破碎的硅片樣品，使本發(fā)明測(cè)試儀具有固定樣品的作用，避免在測(cè)試過(guò)程中的樣品移動(dòng)；攝像頭用于拍攝硅片的位置及形狀，可通過(guò)圖像進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的碎片處理功能；通過(guò)對(duì)四探針三維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制，可以使得四探針探頭在承片臺(tái)上移動(dòng)定位，并通過(guò)Z軸下壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)探針頭的自動(dòng)下壓，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。
[0012]本發(fā)明四探針測(cè)試方法，可以對(duì)任意形狀的樣品進(jìn)行有效的取點(diǎn)測(cè)試，使得四探針測(cè)試儀具備了對(duì)任意形狀的碎片上取點(diǎn)測(cè)試的處理能力。并且通過(guò)對(duì)所需樣品點(diǎn)與圖形邊界的關(guān)系測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修正在邊界處的測(cè)試誤差。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]圖1是本實(shí)施例多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]產(chǎn)品實(shí)施例
如圖1所示，本實(shí)施例多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀包括:真空吸片臺(tái)1、四探針組件2、驅(qū)動(dòng)四探針探頭3進(jìn)行二維移動(dòng)和下壓的三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4 ;攝像頭6及主控計(jì)算機(jī)7，四探針組件2安裝于三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4 (本例中三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇三軸步進(jìn)電機(jī))，攝像頭6的拍攝方向正對(duì)真空吸片臺(tái)1，四探針組件2位于真空吸片臺(tái)I的上方，攝像頭6和四探針組件2的信號(hào)輸出端與主控計(jì)算機(jī)7的信號(hào)輸入端連接，三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的控制信號(hào)輸入端與主控計(jì)算機(jī)7的控制信號(hào)輸出端連接。真空吸片臺(tái)I為一個(gè)具有真空抽氣口的金屬承片臺(tái)，該金屬承片臺(tái)接地，真空吸片臺(tái)I的真空抽氣口連接真空設(shè)備8。
[0017]如圖1所示，本多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀還具有殼體，真空吸片臺(tái)1、四探針組件
2、三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4及攝像頭6均設(shè)置于殼體內(nèi)。
[0018]方法實(shí)施例
發(fā)明實(shí)施例多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀的測(cè)試方法，具體包括如下步驟:
第一步、將樣品放置于真空吸片臺(tái)I;
第二步、樣品在真空設(shè)備抽氣后形成的負(fù)壓環(huán)境下，被吸附固定在真空吸片臺(tái)上； 第三步、攝像頭6采集樣品圖像，并傳送至主控計(jì)算機(jī)7予以顯示； 第四步、將顯示區(qū)域的像素點(diǎn)坐標(biāo)與真空吸片臺(tái)I坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)；
第五步、用戶在屏幕上點(diǎn)選欲測(cè)試點(diǎn)，主控計(jì)算機(jī)7根據(jù)像素點(diǎn)坐標(biāo)與真空吸片臺(tái)I坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，找到四探針探頭3所要移動(dòng)到達(dá)的真空吸片臺(tái)I坐標(biāo)；
第六步、主控計(jì)算機(jī)7向三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送控制命令，使四探針探頭移動(dòng)到樣品測(cè)試點(diǎn)位置；
第七步、主控計(jì)算機(jī)7向三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送控制命令，使四探針探頭下壓，對(duì)樣品進(jìn)行選擇性測(cè)試。
[0019]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，其特征在于包括:真空吸片臺(tái)、四探針組件、驅(qū)動(dòng)四探針探頭進(jìn)行二維移動(dòng)和下壓的三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；攝像頭及主控計(jì)算機(jī)，所述四探針組件安裝于三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述攝像頭的拍攝方向正對(duì)真空吸片臺(tái)，所述四探針組件位于真空吸片臺(tái)的上方，所述攝像頭和四探針組件的信號(hào)輸出端與主控計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端連接，所述三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)輸入端與主控計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，其特征在于:所述真空吸片臺(tái)為一個(gè)具有真空抽氣口的金屬承片臺(tái)，該金屬承片臺(tái)接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，其特征在于:本多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀還具有殼體，所述真空吸片臺(tái)、四探針組件、三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及攝像頭均設(shè)置于殼體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀，其特征在于:所述三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為三軸步進(jìn)電機(jī)。
5.基于權(quán)利要求1所述多功能自動(dòng)四探針測(cè)試儀的樣品測(cè)試方法，具體包括如下步驟: 第一步、將樣品放置于真空吸片臺(tái)； 第二步、樣品在真空設(shè)備抽氣后形成的負(fù)壓環(huán)境下，被吸附固定在真空吸片臺(tái)上； 第三步、攝像頭采集樣品圖像，并傳送至主控計(jì)算機(jī)予以顯示； 第四步、將顯示區(qū)域的像素點(diǎn)坐標(biāo)與真空吸片臺(tái)坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)； 第五步、用戶在屏幕上點(diǎn)選欲測(cè)試點(diǎn)，主控計(jì)算機(jī)根據(jù)像素點(diǎn)坐標(biāo)與真空吸片臺(tái)坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，找到四探針探頭所要移動(dòng)到達(dá)的真空吸片臺(tái)坐標(biāo)； 第六步、主控計(jì)算機(jī)向三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送控制命令，使四探針探頭移動(dòng)到樣品測(cè)試點(diǎn)位置； 第七步、主控計(jì)算機(jī)向三軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送控制命令，使四探針探頭下壓，對(duì)樣品進(jìn)行選擇性測(cè)試。
【文檔編號(hào)】G01R27/02GK103472303SQ201310408946
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】王強(qiáng), 花國(guó)然, 鄧潔, 胡傳志, 程實(shí) 申請(qǐng)人:南通大學(xué)