CN103472303B - 基于多功能自动四探针测试仪的样品测试方法 - Google Patents

Abstract

基于多功能自动四探针测试仪的样品测试方法,该四探针测试仪包括：真空吸片承片台、四探针组件、三轴驱动机构、摄像头及主控计算机，四探针组件安装于三轴驱动机构，摄像头的拍摄方向正对真空吸片承片台，摄像头和四探针组件的信号输出端与主控计算机的信号输入端连接，三轴驱动机构的控制信号输入端与主控计算机的控制信号输出端连接。本发明吸片式承片台固定破碎的硅片样品，摄像头拍摄硅片的位置及形状，通过图像进行定位，实现设备的碎片处理功能；通过对四探针三维驱动机构的控制，使得四探针探头在承片台上移动定位，并通过Z轴下压驱动机构实现探针头的自动下压，实现自动测量。

Description

基于多功能自动四探针测试仪的样品测试方法

技术领域

本发明涉及一种多功能自动四探针测试仪。

背景技术

四探针法是应用最广泛的测量半导体电阻率的方法。常规四探针法是将4个刚性探针与样品表面呈直线均匀接触，在第1、第4探针上施加恒定精密直流电流I，用高精度的电压表测量中间第2、第3探针的电压U。四探针测试仪是运用四探针测量原理的多用途综合测量设备，专用于测试半导体材料电阻率及方块电阻(薄层电阻)的专用仪器。仪器由主机、测试台、四探针探头、计算机等部分组成，测量数据既可由主机直接显示，亦可由计算机控制测试采集测试数据到计算机中加以分析，然后以表格，图形方式统计分析显示测试结果。传统四探针测试仪通过测试头下降探针接触被测工件，若测量结果异常，还需人工进行电压量程切换与输出电流调节工作。四探针测试仪需要对于温度、边缘效应、探针游移等情况进行修正。但是由于外界可能存在的温度、静电情况，测试结果无法避免会出现误差。许多关于边缘效应的修正都要求精确知道探针与样品的相对几何位置，但对传统仪器对于微小样品很难作这种测定，因而达不到修正的目的。扫描电镜辅助观测所带来的电子束辐照会对样品产生破坏或影响测试的精确性。

由于需要手动调节档位、测量周期长、工作效率低、测量结果误差不稳定等缺点，传统四探针测试仪已经无法适应时代发展，需要寻求一种新型的测试设备。

发明内容

本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种多功能自动四探针测试仪，其具有碎片处理能力，并且为边界处误差自动修正提供了硬件基础。

为了达到上述目的，本发明提出的一种多功能自动四探针测试仪，其特征在于包括：真空吸片台、四探针组件、驱动四探针探头进行二维移动和下压的三轴驱动机构；摄像头及主控计算机，所述四探针组件安装于三轴驱动机构，所述摄像头的拍摄方向正对真空吸片台，所述四探针组件位于真空吸片台的上方，所述摄像头和四探针组件的信号输出端与主控计算机的信号输入端连接，所述三轴驱动机构的控制信号输入端与主控计算机的控制信号输出端连接。

本发明多功能自动四探针测试仪，进一步的改进在于：

1、所述真空吸片台为一个具有真空抽气口的金属承片台，该金属承片台接地。

2、本多功能自动四探针测试仪还具有壳体，所述真空吸片台、四探针组件、三轴驱动机构及摄像头均设置于壳体内。

3、所述三轴驱动机构为三轴步进电机。

4、所述真空吸片台的真空抽气口连接真空设备。

此外本发明还提供了上述多功能自动四探针测试仪的样品测试方法，具体包括如下步骤：

第一步、将样品放置于真空吸片台；

第二步、样品在真空设备抽气后形成的负压环境下，被吸附固定在真空吸片台上；

第三步、摄像头采集样品图像，并传送至主控计算机予以显示；

第四步、将显示区域的像素点坐标与真空吸片台坐标一一对应；

第五步、用户在屏幕上点选欲测试点，主控计算机根据像素点坐标与真空吸片台坐标的对应关系，找到四探针探头所要移动到达的真空吸片台坐标；

第六步、主控计算机向三轴驱动机构发送控制命令，使四探针探头移动到样品测试点位置；

第七步、主控计算机向三轴驱动机构发送控制命令，使四探针探头下压，对样品进行选择性测试。

本发明吸片式承片台可以固定破碎的硅片样品，使本发明测试仪具有固定样品的作用，避免在测试过程中的样品移动；摄像头用于拍摄硅片的位置及形状，可通过图像进行定位，实现设备的碎片处理功能；通过对四探针三维驱动机构的控制，可以使得四探针探头在承片台上移动定位，并通过Z轴下压驱动机构实现探针头的自动下压，实现自动测量。

本发明四探针测试方法，可以对任意形状的样品进行有效的取点测试，使得四探针测试仪具备了对任意形状的碎片上取点测试的处理能力。并且通过对所需样品点与图形边界的关系测量，可以实现自动修正在边界处的测试误差。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本实施例多功能自动四探针测试仪结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

产品实施例

如图1所示，本实施例多功能自动四探针测试仪包括：真空吸片台1、四探针组件2、驱动四探针探头3进行二维移动和下压的三轴驱动机构4；摄像头6及主控计算机7，四探针组件2安装于三轴驱动机构4（本例中三轴驱动机构选择三轴步进电机），摄像头6的拍摄方向正对真空吸片台1，四探针组件2位于真空吸片台1的上方，摄像头6和四探针组件2的信号输出端与主控计算机7的信号输入端连接，三轴驱动机构4的控制信号输入端与主控计算机7的控制信号输出端连接。真空吸片台1为一个具有真空抽气口的金属承片台，该金属承片台接地，真空吸片台1的真空抽气口连接真空设备8。

如图1所示，本多功能自动四探针测试仪还具有壳体，真空吸片台1、四探针组件2、三轴驱动机构4及摄像头6均设置于壳体内。

方法实施例

发明实施例多功能自动四探针测试仪的测试方法，具体包括如下步骤：

第一步、将样品放置于真空吸片台1；

第二步、样品在真空设备抽气后形成的负压环境下，被吸附固定在真空吸片台上；

第三步、摄像头6采集样品图像，并传送至主控计算机7予以显示；

第四步、将显示区域的像素点坐标与真空吸片台1坐标一一对应；

第五步、用户在屏幕上点选欲测试点，主控计算机7根据像素点坐标与真空吸片台1坐标的对应关系，找到四探针探头3所要移动到达的真空吸片台1坐标；

第六步、主控计算机7向三轴驱动机构发送控制命令，使四探针探头移动到样品测试点位置；

第七步、主控计算机7向三轴驱动机构发送控制命令，使四探针探头下压，对样品进行选择性测试。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.基于多功能自动四探针测试仪的样品测试方法，其特征在于：所述多功能自动四探针测试仪包括：真空吸片台、四探针组件、驱动四探针组件的四探针探头进行二维移动和下压的三轴驱动机构、摄像头及主控计算机，所述四探针组件安装于三轴驱动机构，所述摄像头的拍摄方向正对真空吸片台，所述四探针组件位于真空吸片台的上方，所述摄像头和四探针组件的信号输出端与主控计算机的信号输入端连接，所述三轴驱动机构的控制信号输入端与主控计算机的控制信号输出端连接；所述样品测试方法具体包括如下步骤：

第一步、将样品放置于真空吸片台；

第二步、样品在真空设备抽气后形成的负压环境下，被吸附固定在真空吸片台上；

第三步、摄像头采集样品图像，并传送至主控计算机予以显示；

第四步、将显示区域的像素点坐标与真空吸片台坐标一一对应；

第五步、用户在屏幕上点选欲测试点，主控计算机根据像素点坐标与真空吸片台坐标的对应关系，找到四探针探头所要移动到达的真空吸片台坐标；

第六步、主控计算机向三轴驱动机构发送控制命令，使四探针探头移动到样品测试点位置；

第七步、主控计算机向三轴驱动机构发送控制命令，使四探针探头下压，对样品进行选择性测试。