CN115849299B - 纳米探针的修复方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种纳米探针的修复方法，纳米探针的修复方法包括如下步骤：将待进行修复的纳米探针的载体固定放置在支撑台上；使纳米探针的针体与聚焦离子束的发射方向平行；采用第一工艺参数的聚焦离子束对纳米探针进行修复处理，以将旧针尖去除；采用第二工艺参数的聚焦离子束对去除旧针尖后的纳米探针的针体进行修复处理，以在针体上得到针尖半成品；采用第三工艺参数的聚焦离子束对针尖半成品进行修复处理，使针尖半成品的尺寸参数符合预设要求的新针尖。上述的纳米探针的修复方法，能够对损坏的纳米探针进行修复，节省能源，以及降低了成本。

Description

纳米探针的修复方法

技术领域

本公开涉及半导体电子器件技术领域，特别是涉及一种纳米探针的修复方法。

背景技术

传统技术中，纳米探针用于半导体电子器件的故障定位和电气表征，属于耗材。纳米探针的导电性对电子元器件的测试起着至关重要性，但是在使用过程中针尖容易发生损坏，损坏的纳米探针会变形或者局部氧化，针尖的氧化会导致阻值升高使得测试结果不准确或者造成故障器件无法定位，结果是对扫描的图像解析度和电性测试都会产生影响。因此，传统模式下损坏的纳米探针将被丢弃。然而，纳米探针购买昂贵，丢弃无疑是一种浪费。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种纳米探针的修复方法，它能够对损坏的纳米探针进行修复，节省能源，以及降低了成本。

其技术方案如下：一种纳米探针的修复方法，所述纳米探针的修复方法包括如下步骤：

将待进行修复的纳米探针的载体固定放置在支撑台上；

使纳米探针的针体与聚焦离子束的发射方向平行；

采用第一工艺参数的聚焦离子束对纳米探针进行修复处理，以将所述纳米探针的旧针尖去除；

采用第二工艺参数的聚焦离子束对去除旧针尖后的所述纳米探针的针体进行修复处理，以在所述针体上得到针尖半成品；

采用第三工艺参数的聚焦离子束对所述针尖半成品进行修复处理，使所述针尖半成品的尺寸参数符合预设要求的新针尖；

其中，所述第三工艺参数的聚焦离子束的能量低于所述第二工艺参数的聚焦离子束的能量，所述第二工艺参数的聚焦离子束的能量低于所述第一工艺参数的聚焦离子束的能量。

在其中一个实施例中，所述预设要求包括：从针尖顶点开始沿轴向方向在纳米探针上选取长度大于5um的尖段，所述尖段的圆心角设为6°~12°；和/或，选取纳米探针上距离针尖顶点距离为20nm的位置处做横截面，所述横截面的直径为15nm~35nm。

在其中一个实施例中，在所述采用第一工艺参数的聚焦离子束对纳米探针进行修复处理步骤中，所述聚焦离子束采用实心圆清洗离子束。

在其中一个实施例中，所述第一工艺参数包括：电压为25KV-35KV；电流为0.26NA~0.44NA；所述聚焦离子束形成的圆形面的直径为4um以上。

在其中一个实施例中，所述采用第二工艺参数的聚焦离子束对去除旧针尖后的所述纳米探针的针体进行修复处理步骤中，所述聚焦离子束采用圆环状的清洗离子束。

在其中一个实施例中，所述采用第二工艺参数的聚焦离子束对去除旧针尖后的所述纳米探针的针体进行修复处理步骤包括依次进行的至少两个第一修复阶段；至少两个所述第一修复阶段中的电流的大小按照先后施行次序呈降低趋势；和/或，所述清洗离子束形成的圆环区的尺寸参数按照先后施行次序呈减小趋势。

在其中一个实施例中，在依次进行的至少两个第一修复阶段中，所述第二工艺参数包括：电压为25KV-35KV。

在其中一个实施例中，所述第一修复阶段为两个，先施行的所述第一修复阶段中的电流为46PA~90PA，后施行的所述第一修复阶段中的电流为3PA~7PA。

在其中一个实施例中，所述第一修复阶段为两个，先施行的所述第一修复阶段中，所述聚焦离子束形成的圆环面的内环直径为0.2um~0.4um，所述聚焦离子束形成的圆环面的外环直径为4um~6um；后施行的所述第一修复阶段中，所述聚焦离子束形成的圆环面的内环直径为0.14um~0.16um，所述聚焦离子束形成的圆环面的外环直径为1um~2um。

在其中一个实施例中，所述采用第三工艺参数的聚焦离子束对所述针尖半成品进行修复处理，使所述针尖半成品的尺寸参数符合预设要求的新针尖步骤包括依次进行的至少两个第二修复阶段；至少两个所述第二修复阶段中的电压的大小按照先后施行次序呈降低趋势。

在其中一个实施例中，在依次进行的至少两个第二修复阶段中，所述第三工艺参数包括：电流为21PA~44PA。

在其中一个实施例中，所述第二修复阶段为两个，先施行的所述第二修复阶段中的电压为4KV~6KV，后施行的所述第二修复阶段中的电压为1KV~3KV。

在其中一个实施例中，所述将所述纳米探针的旧针尖去除步骤之后，以及在所述针体上得到针尖半成品步骤之前，还包括步骤：通过气相沉积工艺在去除旧针尖后的所述针体上沉积导电金属层，使所述导电金属层完全覆盖所述针体的顶部。

在其中一个实施例中，所述导电金属层为钨合金。

在其中一个实施例中，所述钨合金中掺杂有铜和/或铼金属，且掺杂量小于0.1%。

在其中一个实施例中，所述使纳米探针的针体与聚焦离子束的发射方向平行步骤中包括：调整支撑台台面的偏转角度带动载体偏转，和/或，调整所述聚焦离子束的发射方向。

在其中一个实施例中，所述将待进行修复的纳米探针的载体固定放置在支撑台上步骤包括：

在支撑台上连接有弹性压紧件，通过所述弹性压紧件将所述载体压紧于所述支撑台的台面上。

在其中一个实施例中，所述支撑台为导电台，所述导电台接地设置。

在其中一个实施例中，所述支撑台的台面上设有至少一个限位件，所述限位件与所述载体的边缘相互抵接定位。

在其中一个实施例中，在使所述针尖半成品的尺寸参数符合预设要求的新针尖步骤之后，所述纳米探针的修复方法还包括步骤：

打开弹性压紧件，采用真空吸附装置吸附固定载体，将所述载体从所述支撑台台面上取下，并将所述纳米探针转移至探针盒内。

上述的纳米探针的修复方法，通过改变聚焦离子束的工艺参数，先将待进行修复的纳米探针的旧针尖去除，然后在纳米探针的针体上得到针尖半成品，接着以能量更低的聚焦离子束修复针尖半成品，得到尺寸参数符合预设要求的新针尖，可见，能够对损坏的纳米探针进行修复，节省能源，以及降低了成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一实施例的待进行修复的纳米探针的结构示意图；

图2为图1所示结构的纳米探针固定放置于支撑台台面上的结构示意图；

图3为本公开一实施例的聚焦离子束准备对纳米探针的针尖进行蚀刻去除的结构示意图；

图4为图3所示的纳米探针的针尖去除后并出现分叉现象的结构示意图；

图5为图4所示纳米探针的针体顶部上沉积形成导电金属层的结构示意图；

图6为图5所示的纳米探针的针体顶部进行修复的结构示意图；

图7为图6所示的纳米探针的针体顶部进行修复得到针尖半成品的结构示意图；

图8为图7所示的纳米探针的针尖半成品进行修复得到新针尖的结构示意图；

图9为图8所示的新针尖的结构示意图；

图10为本公开一实施例的采用真空吸附装置吸附载体并准备将纳米探针取出的结构示意图；

图11为本公开一实施例的纳米探针的修复方法的简化示意图；

图12为本公开一实施例的纳米探针的修复方法的具体流程示意图；

图13为本公开一实施例的纳米探针在修复前的电镜扫描图；

图14为本公开一实施例的纳米探针在修复后的电镜扫描图；

图15为本公开一实施例的全新的纳米探针的扫图示意图；

图16为本公开一实施例的修复后的纳米探针的扫图示意图；

图17为本公开一实施例的全新的纳米探针与修复后的纳米探针的性能对比示意图；

图18为本公开一实施例的全新的纳米探针与修复后的纳米探针的性能对比示意图。

10、纳米探针；11、载体；12、针体；121、分叉口；122、导电金属层；13、旧针尖；14、针尖半成品；15、新针尖；20、支撑台；21、弹性压紧件；211、抵压部；22、限位件；30、真空吸附装置；31、真空吸嘴；32、吸管；41、42、43、44、聚焦离子束。

具体实施方式

为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开。但是本公开能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本公开内涵的情况下做类似改进，因此本公开不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术所述，现有技术中，在使用纳米探针的针尖点半导体电子器件时，针尖会因为压针导致针尖弯曲或者因为储存条件的原因造成针尖氧化。针尖弯曲时将无法精确定位存储器件（DRAM ）1X纳米的电子元器件；针尖发生氧化时导致阻抗偏高，进而造成量测误差增大。

基于以上原因，本发明提供了一种纳米探针的修复方法，它能够对损坏的纳米探针进行修复，节省能源，以及降低了成本。

参阅图1与图11，图1示出了本公开一实施例中的待进行修复的纳米探针10的结构示意图。图11示出了本公开一实施例的纳米探针10的修复方法的简化示意图。本公开一实施例提供的一种纳米探针10的修复方法，纳米探针10的修复方法包括如下步骤：

步骤S100、请参阅图2，图2示出了图1所示结构的纳米探针10固定放置于支撑台20台面上的结构示意图，将待进行修复的纳米探针10的载体11固定放置在支撑台20上；

步骤S200、请参阅图3，图3示出了本公开一实施例的聚焦离子束41准备对纳米探针10的针尖进行蚀刻去除的结构示意图，使纳米探针10的针体12与聚焦离子束41的发射方向（如图3中的箭头所示的方向）平行；

步骤S300、请参阅图3与图4，图3示意出的纳米探针10的针尖弯曲变形损坏，图4示出的纳米探针10的针尖被去除掉，采用第一工艺参数的聚焦离子束41对纳米探针10进行修复处理，以将纳米探针10的旧针尖13去除；

步骤S400、请参阅图6与图7，图6与图7分别示出了对纳米探针10的针体12顶部进行修复的结构示意图，采用第二工艺参数的聚焦离子束（42、43）对去除旧针尖13后的纳米探针10的针体12进行修复处理，以在针体12上得到针尖半成品14；

步骤S500、请参阅图8与图9，图8示出了对纳米探针10的针尖半成品14进行修复处理的结构示意图，图9示出了图8所示的新针尖15的结构示意图，采用第三工艺参数的聚焦离子束44对针尖半成品14进行修复处理，使针尖半成品14的尺寸参数符合预设要求的新针尖15；

可选地，新针尖15的预设要求包括：从针尖顶点开始沿轴向方向在纳米探针10上选取长度（如图9的L所示）大于5um的尖段，尖段的圆心角（如图9的b所示）设为6°~12°；选取纳米探针10上距离针尖顶点距离为20nm的位置处做横截面，横截面的直径为15nm~35nm。如此，满足于该预设要求的新针尖15不会出现撞针现象，产品各方面性能均符合要求。

其中，第三工艺参数的聚焦离子束44的能量低于第二工艺参数的聚焦离子束（42、43）的能量，第二工艺参数的聚焦离子束（42、43）的能量低于第一工艺参数的聚焦离子束41的能量。

上述的纳米探针10的修复方法，通过改变聚焦离子束（41、42、43、44）的工艺参数，先将待进行修复的纳米探针10的旧针尖13去除，然后在纳米探针10的针体12上得到针尖半成品14，接着以能量更低的聚焦离子束44修复针尖半成品14，得到尺寸参数符合预设要求的新针尖15，可见，能够对损坏的纳米探针10进行修复，节省能源，以及降低了成本。

此外，经大量研究发现，经过大量实验研究得到，修复后的纳米探针10的各方面性能与无损伤的纳米探针10的导电性能相当。

具体而言：

一方面，请参阅图13与图14，能实现将已经损坏的纳米探针10的旧针尖13，从直径例如为53nm（如图13所示）修复得到直径例如为29.98nm的新针尖（如图14所示）。

另一方面，将全新的纳米探针与本实施例中修复后的纳米探针10的阻值进行比较:全新的纳米探针阻值为689Ω，修复后的纳米探针阻值为698Ω(较全新纳米探针高1.3%)。

此外，请参阅图15与图16，用AFM（原子力显微镜）测量时，生成相应的picocurrent（微电流扫描）扫描图，图15与图16中的三角是下针的位置，用探针加电后测量的电性曲线结果分别如图17以及图18所示，根据图15与图16得知，AFM&Pico current两种不同测试模式下的扫图:扫图清晰,亮点清楚同新针。

另外，请参阅图17与图18，图中，VW：字线电压，VBL位线电压，VNC电容接触点电压，IB：位线电流，IN：电容接触点电流，根据图17与图18得知，图17中，在位线电压加0V电容接触点电压加1V条件下，修复后针尖的电容接触点电流随字线电压的变化曲线与全新针尖的电容接触点电流随字线电压的变化曲线相互重合。图18中，在位线电压加1V电容接触点电压加0V条件下，在字线电压为[-0.5，3]区间，修复后针尖的位线电流随字线电压的变化曲线与全新针尖的位线电流随字线电压的变化曲线相互重合；在字线电压为[3，3.5]区间，修复后针尖的位线电流随字线电压的变化曲线略微高于全新针尖的位线电流随字线电压的变化曲线。因此可见，修针后Array MOS Id-Vg和新针匹配。

其次，请参阅如下表格一与表格二，表格一与表格二是根据图17与图18两个曲线图得到，其中，Vt（阈值电压）是当电流接近0的VW（字线电压）值， IDS（源极漏极间电流）是当VW（字线电压）=3V的电流值，根据表格一与表格二可以观察到，修复的纳米探针与全新的纳米探针分别用于Array MOS（源极漏极间电流偏差） 测量: Vt shift（阈值电压漂移）<0.02V, Ids deviation（源极漏极间电流偏差）<5%，因此，修复后的纳米探针10的各方面性能与无损伤的纳米探针10的导电性能相当。

表格一

Tip	Vt（阈值电压）	IDS（源极漏极间电流）
			修复后针尖	1.118	3.98E-06
全新针尖	1.117	3.95E-06

表格二

Tip	Vt	IDS
			修复后针尖	1.11	3.13E-06
全新针尖	1.112	3.03E-06

经过大量研究发现，采用聚焦离子束41将纳米探针10的旧针尖13去除后，针体12的顶部容易出现分叉现象，也即请参阅图3与图4，图4示出了图3所示的纳米探针10的针尖去除后并出现分叉现象的结构示意图，图4所示的针体12的顶部上形成有分叉口121，主要是因为受损针尖形貌的各向异形导致离子蚀刻过程形成的分叉口121。

请参阅图5与图12，图12示出了本公开一实施例的纳米探针10的修复方法的具体流程示意图。在一个实施例中，将纳米探针10的旧针尖13去除步骤之后，以及在针体12上得到针尖半成品14步骤之前，还包括步骤S350：通过气相沉积工艺在去除旧针尖13后的针体12上沉积导电金属层122，使导电金属层122完全覆盖针体12的顶部。如此，导电金属层122包裹在针体12的顶部外部，即包裹在针体12顶部的分叉口121的外面，可以得到各向同性的顶部结构，各向同性的顶部结构对称光滑，有助于后续步骤在针体12顶部上进行修复针尖半成品14与新针尖15。

在一个实施例中，导电金属层122包括但不限于为钨合金或者其它合金材料或其它非合金的导电金属材料，具体可以根据实际需求灵活调整与设置。

具体而言，本实施例中的钨合金例如为掺杂有包括但不限于为铼、铜、铁、钴中的至少一种金属的合金材料。如此，钨合金不仅能保证导电性与硬度，还能提高针尖的抗氧化性。

本实施例中，钨合金中掺杂有铼、铜金属，且掺杂量小于0.1%。如此，掺杂量设置在该范围时，能增加导电性，同时掺杂量不至于过高，因为钨的晶粒小，铜晶粒大，避免掺杂量过多而影响针尖性能。

在一个实施例中，在步骤S300中，请参阅图3，聚焦离子束41采用实心圆清洗离子束。如此，实心圆清洗离子束的离子均匀布置于一个圆形面上，作用于纳米探针10时，能将纳米探针10的损坏变形的针尖全部去除。

在一个实施例中，第一工艺参数包括：电压为25KV-35KV；电流为0.26NA~0.44NA；聚焦离子束41形成的圆形面的直径为4um以上。如此，该步骤的目的是去除变形针尖部分。聚焦离子束41的电流选取大小不易过大或者过小，当电流过大时容易极大地改变针体12顶部原有形貌，使得会增加后期修针的难度。电流过小时会造成针尖弯曲部分的蚀刻时间变长，使得工作效率降低。经大量实验研究发现，选取在在0.26NA~0.44NA范围的聚焦离子束41流为最佳，能实现高效率高质量地去除损坏变形的针尖，并能尽量维持针体12原有形貌，降低针体12的针尖修复难度。

可选地，第一工艺参数中的电压包括但不限于为25KV、28KV、30KV、32KV、35KV等等数值，还可以是根据实际需求灵活地调整为25KV-35KV以外的其它数值。

可选地，第一工艺参数中的电流包括但不限于为0.26NA、0.31NA、0.34NA、0.38NA、0.44NA等等数值，还可以是根据实际需求灵活地调整为0.26NA~0.44NA以外的其它数值。

在一个实施例中，在步骤S400中，聚焦离子束（42、43）采用圆环状的清洗离子束。如此，圆环状的清洗离子束的离子均匀布置于一个圆环形区域上，作用于纳米探针10的针体12顶部时，能将纳米探针10的的针体12顶部进行修复处理得到针尖半成品14。

请参阅图5至图7，在一个实施例中，步骤S400包括依次进行的至少两个第一修复阶段；至少两个第一修复阶段中的电流的大小按照先后施行次序呈降低趋势；和/或，清洗离子束形成的圆环区的尺寸参数按照先后施行次序呈减小趋势。如此，在将纳米探针10的针体12进行修复处理得到针尖半成品14过程中，由于是按照至少两个第一修复阶段来对针体12顶部依次进行修复处理，针体12顶部的直径按照至少两个第一修复阶段的先后施行次序呈逐渐减小趋势，直到达到设定值。

其中，本实施例中的针尖半成品14的直径例如为15nm~35nm。作为一个示例，至少两个第一修复阶段修复处理得到的针体12顶部直径按照先后施行次序依次例如为150nm~130nm、100nm~90nm、60nm~50nm、35nm~15nm等等。

此外，至少两个第一修复阶段中的电流参数和/或圆环区的尺寸参数各自按照先后施行次序呈减小趋势，也即对针体12顶部外壁材料的蚀刻强度逐渐降低，蚀刻精度相应逐渐提高，使得能高效率高精度地得到针尖半成品14。

在一个实施例中，在依次进行的至少两个第一修复阶段中，第二工艺参数包括：电压为25KV-35KV。

可选地，第二工艺参数中的电压包括但不限于为25KV、28KV、30KV、32KV、35KV等等数值，还可以是根据实际需求灵活地调整为25KV-35KV以外的其它数值。

在一个实施例中，第一修复阶段为两个，先施行的第一修复阶段中的电流为46PA~90PA，后施行的第一修复阶段中的电流为3PA~7PA。

在一个实施例中，第一修复阶段为两个，先施行的第一修复阶段中，聚焦离子束42形成的圆环面的内环直径(如图6中的D1所示)为0.2um~0.4um，聚焦离子束42形成的圆环面的外环直径(如图6中的D2所示)为4um~6um；后施行的第一修复阶段中，聚焦离子束43形成的圆环面的内环直径(如图7中的D3所示)为0.14um~0.16um，聚焦离子束43形成的圆环面的外环直径(如图7中的D4所示)为1um~2um。

请参阅图5与图6，在一个具体实施例中，在先施行的第一修复阶段中，第二工艺参数包括：电压为25KV-35KV，电流为46PA~90PA，聚焦离子束42形成的圆环面的内环直径(如图6中的D1所示)为0.2um~0.4um，聚焦离子束42形成的圆环面的外环直径(如图6中的D2所示)为4um~6um。如此，由于针体12顶部已沉积钨合金材料的导电金属层122，当先施行的第一修复阶段中的电流过大时会很快消耗沉积的导电金属层122，导致降低产品性能。先施行的第一修复阶段中的电流过小时，工作效率较低。将先施行的第一修复阶段中的电流设置为46PA~90PA，大小设置较为合理，既可以保留了针体12的形貌又可以将顶部直径修复至100nm左右（如图6所示）。此外，能保证蚀刻效率，先施行的第一修复阶段的修针时间具体可以根据实际针尖情况灵活调整与设置，例如控制在60S左右。

另外，当需要将针尖直径控制在0.1um~0.3um范围时, 故聚焦离子束42形成的圆环面的内环直径(如图6中的D1所示)相应设定为0.2um~0.4um即可。

请参阅图6与图7，在后施行的第一修复阶段中，第二工艺参数包括：电压为25KV-35KV，电流为3PA~7PA，聚焦离子束43形成的圆环面的内环直径(如图7中的D3所示)为0.14um~0.16um，聚焦离子束43形成的圆环面的外环直径(如图7中的D4所示)为1um~2um。如此，经研究发现，由于先施行的第一修复阶段中已将针尖直径修复至100nm左右（如图6所示），后施行的第一修复阶段目的是为了将100nm左右的针尖直径修复至15nm~35nm（如图7所示），因此，在后施行的第一修复阶段中，可以利用相对更小的电流配合相对更小的内环直径来进一步提高蚀刻的分辨率，可以实现将针尖直径最终修复至15nm~35nm。此外，将圆环形蚀刻图形的内环直径设定为0.14um~0.16um，匹配了束流及beam直径以获得15nm~35nm直径针尖且不会对针尖消耗过快。另外，圆环形蚀刻图形的外环直径不宜过大或过小，过大会拉长修针时间造成不必要的机时浪费，过小会造成蚀刻速率过快不易掌握修正进度。后施行的第一修复阶段的修针时间具体可以根据实际针尖情况灵活调整与设置，例如控制在40S左右。

在一个实施例中，步骤S500包括依次进行的至少两个第二修复阶段；至少两个第二修复阶段中的电压的大小按照先后施行次序呈降低趋势。如此，在使针尖半成品14的尺寸参数符合预设要求的新针尖15的过程中，由于是按照至少两个第二修复阶段来对针体12顶部依次进行修复处理，针体12顶部的直径按照至少两个第二修复阶段的先后施行次序进一步呈逐渐减小趋势，直到直径精修到达设定值。

此外，至少两个第二修复阶段中的电压的大小按照先后施行次序呈降低趋势，也即对针尖半成品14外壁材料的蚀刻强度逐渐降低，蚀刻精度相应逐渐提高，使得能高效率高精度地得到新针尖15。

在一个实施例中，在依次进行的至少两个第二修复阶段中，第三工艺参数包括：电流为21PA~44PA。

可选地，第三工艺参数中的电流包括但不限于为21PA、25PA、31PA、35PA、44PA等等数值，还可以是根据实际需求灵活地调整为21PA~44PA以外的其它数值。

在一个具体实施例中，第二修复阶段为两个，先施行的第二修复阶段中的电压为4KV~6KV，后施行的第二修复阶段中的电压为1KV~3KV。

具体而言，先施行的第二修复阶段中的电压包括但不限于为4KV、5KV、6KV等等数值，还可以是4KV~6KV以外的任意数值。此外，后施行的第二修复阶段中的电压包括但不限于为1KV、2KV、3KV等等数值，还可以是1KV~3KV以外的任意数值。

在一个具体的实施例中，在先施行的第二修复阶段中，第三工艺参数包括：

电压例如为5KV,电流例如为21PA。如此，能实现针尖直径减薄至10nm~30nm。

此外，在后施行的第二修复阶段中，第三工艺参数包括：电压例如为2KV,电流例如为21PA~44PA。如此，能实现针尖直径削减10nm左右，例如9nm-11nm。

如此，通过低能聚焦离子束44清洗减少针尖上的非晶层，提高针尖导电性能。此外，电压依次从5KV转变为2KV，可以利用由高到低的能量切换清洗针尖表层的非晶材料，减少针尖表层残留的非晶层材料。另外，能有效改善高能蚀刻对针尖的损伤。其中，钨合金的结晶材料的导电性优于非晶材料。

请参阅图2，在一个实施例中，步骤S200包括：调整支撑台20台面的偏转角度带动载体11偏转，和/或，调整聚焦离子束41的发射方向。

一般而言，针体12的延伸方向与探针载体11的承载面呈夹角设置，针体12的延伸方向与探针载体11的承载面形成的夹角为如图1所示的a，a例如为107°-114°，聚集离子束的发射方向一般为沿竖向方向。相应地，通过调整支撑台20台面的偏转角度带动载体11偏转，带动载体11偏转的角度例如为28°-35°，从而能使得针体12的延伸方向与聚集离子束的发射方向相互平行。

需要说明的是，上述步骤S100中，将待进行修复的纳米探针10的载体11固定放置在支撑台20上的具体方式有较多种，包括但不限于为通过弹性压紧件21将载体11压紧固定于支撑台20台面上，采用包括但不限于销钉、铆钉、螺栓、螺钉等等紧固件将载体11固定于支撑台20台面上，采用碳胶带将载体11粘接固定于支撑台20台面上，还可以是根据实际需求灵活设置。

请参阅图2，在一个具体实施例中，步骤S100具体包括：在支撑台20上连接有至少一个弹性压紧件21，通过弹性压紧件21将载体11压紧于支撑台20的台面上。

可选地，弹性压紧件21包括但不限于为弯曲的弹簧片，例如为拱形状、C形状、勾子或其它规则形状与不规则形状。

如此，相对于相关技术中采用碳胶带将载体11粘接固定于支撑台20台面上的方式，采用弹性压紧件21将载体11压紧于支撑台20台面上的固定方式，弹性压紧件21受力时可以打开，不仅能便于将载体11装设固定于支撑台20台面上，还能便于将载体11从支撑台20上取出。此外，不会出现如相关技术中的纳米探针10变形受损且碳胶黏附造成污染影像电性测试，也不会在载体11取出过程中导致探针变形受损。

可选地，弹簧片设有相对间隔设置的两个抵压部211，也即分叉式设计结构。弹簧片在自然状态下，两个抵压部211与支撑台20台面同步相互抵接，能实现将载体11压紧固定于支撑台20台面上；当驱动两个抵压部211打开动作时，便能将载体11向外取出。

请参阅图2，具体而言，弹簧片采用拱形分叉式设计结构，既便于拆卸探针又可避免因为夹具导致探针受压过大损伤。

请参阅图2，在一个实施例中，支撑台20为导电台，导电台接地设置。如此，导电台接触探针时能进行放电，能避免针尖载台充放电造成修针时影响干扰及针尖顶部电荷积累造成的热辐照损伤。

可选地，导电台包括但不限于整体设计为金属材料，或者在导电台的外壁面上设置金属层，或者在支撑台20的台面上设置金属层。金属材料包括但不限于铜、铝、铁等等。

请参阅图2，在一个实施例中，支撑台20的台面上设有至少一个限位件22，限位件22与载体11的边缘相互抵接定位。可选地，限位件22包括但不限于为限位块、限位柱或者连接于支撑台20的台面上的限位凸部。如此，限位件22与载体11的边缘相互抵接，对载体11起到限位作用，结合于弹性压紧件21对载体11的压力，能使得弹性压紧件21稳固地装设于支撑台20的台面上，防止载体11在支撑台20的台面上发生移动，从而避免因为针尖发生移动导致不良的修复问题。

请参阅图10与图12，在一个实施例中，在使针尖半成品14的尺寸参数符合预设要求的新针尖15步骤之后，纳米探针10的修复方法还包括步骤：

步骤S600、打开弹性压紧件21，采用真空吸附装置30吸附固定载体11，将载体11从支撑台20台面上取下，并将纳米探针10转移至探针盒内。如此，采用真空吸附装置30吸附固定载体11并转移载体11到探针盒内的方式，能保证转运纳米探针10过程安全。

可选地，真空吸附装置30包括真空吸嘴31以及与真空吸嘴31相连的吸管32，吸管32与负压设备相连。真空吸嘴31采用硅胶材料提高真空吸附性（防止漏气），且真空吸嘴31大于吸管32提高吸嘴的吸附面积，避免纳米探针10中途脱落。

请再参阅图12，以及结合参阅图1至图10，下面对本公开一具体实施例的纳米探针10进行介绍：

步骤S100、请参阅图1与图2，将待进行修复的纳米探针10的载体11固定放置在支撑台20上；

步骤S200、请参阅图3，使纳米探针10的针体12与聚焦离子束41的发射方向（如图3中的箭头所示的方向）平行；

步骤S300、请对比参阅图3与图4，采用第一工艺参数的聚焦离子束41对纳米探针10进行修复处理，以将纳米探针10的旧针尖13去除；

步骤S350：请参阅图5，通过气相沉积工艺在去除旧针尖13后的针体12上沉积导电金属层122，使导电金属层122完全覆盖针体12的顶部；

步骤S410、请参阅图6，采用第二工艺参数的聚焦离子束（42、43）对去除旧针尖13后的纳米探针10的针体12进行修复处理，先施行的第一修复阶段使得针尖直径修复至80nm~120nm，具体例如为100nm。其中，在先施行的第一修复阶段中，第二工艺参数包括：电压为25KV-35KV，电流为46PA~90PA，聚焦离子束42形成的圆环面的内环直径为0.2um~0.4um，聚焦离子束42形成的圆环面的外环直径为4um~6um；

步骤S420、请参阅图6，采用第二工艺参数的聚焦离子束（42、43）对去除旧针尖13后的纳米探针10的针体12进行修复处理，后施行的第一修复阶段使得针尖直径修复至15nm~35nm。其中，在后施行的第一修复阶段中，第二工艺参数包括：电压为25KV-35KV，电流为3PA~7PA，聚焦离子束43形成的圆环面的内环直径为0.14um~0.16um，聚焦离子束43形成的圆环面的外环直径为1um~2um；

步骤S510、请参阅图8，采用第三工艺参数的聚焦离子束44对针尖半成品14进行修复处理，先施行的第二修复阶段使得针尖半成品14减薄至10nm~30nm。其中，在先施行的第二修复阶段中，第三工艺参数包括：电压为5KV,电流为21PA；

步骤S520、请参阅图8，采用第三工艺参数的聚焦离子束44对针尖半成品14进行修复处理，后施行的第二修复阶段使得针尖半成品14削减10nm。其中，在后施行的第二修复阶段中，第三工艺参数包括：电压为2KV,电流为21PA~44PA；

步骤S600、请参阅图10，打开弹性压紧件21，采用真空吸附装置30吸附固定载体11，将载体11从支撑台20台面上取下，并将纳米探针10转移至探针盒内。

需要说明的是，本实施例中，1um=10³nm；1A=10³mA；1mA=10³uA；1uA=10³NA；1NA=10³PA。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (20)

1.一种纳米探针的修复方法，其特征在于，所述纳米探针的修复方法包括如下步骤：

将待进行修复的纳米探针的载体固定放置在支撑台上；

使纳米探针的针体与聚焦离子束的发射方向平行；

采用第一工艺参数的聚焦离子束对纳米探针进行修复处理，以将所述纳米探针的旧针尖去除；

采用第二工艺参数的聚焦离子束对去除旧针尖后的所述纳米探针的针体进行修复处理，以在所述针体上得到针尖半成品；

采用第三工艺参数的聚焦离子束对所述针尖半成品进行修复处理，使所述针尖半成品的尺寸参数符合预设要求的新针尖；

其中，所述第三工艺参数的聚焦离子束的能量低于所述第二工艺参数的聚焦离子束的能量，所述第二工艺参数的聚焦离子束的能量低于所述第一工艺参数的聚焦离子束的能量。

2.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述预设要求包括：从针尖顶点开始沿轴向方向在纳米探针上选取长度大于5um的尖段，所述尖段的圆心角设为6°~12°；和/或，选取纳米探针上距离针尖顶点距离为20nm的位置处做横截面，所述横截面的直径为15nm~35nm。

3.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，在所述采用第一工艺参数的聚焦离子束对纳米探针进行修复处理步骤中，所述聚焦离子束采用实心圆清洗离子束。

4.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述第一工艺参数包括：电压为25KV-35KV；电流为0.26NA~0.44NA；所述聚焦离子束形成的圆形面的直径为4um以上。

5.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述采用第二工艺参数的聚焦离子束对去除旧针尖后的所述纳米探针的针体进行修复处理步骤中，所述聚焦离子束采用圆环状的清洗离子束。

6.根据权利要求5所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述采用第二工艺参数的聚焦离子束对去除旧针尖后的所述纳米探针的针体进行修复处理步骤包括依次进行的至少两个第一修复阶段；至少两个所述第一修复阶段中的电流的大小按照先后施行次序呈降低趋势；和/或，所述清洗离子束形成的圆环区的尺寸参数按照先后施行次序呈减小趋势。

7.根据权利要求6所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，在依次进行的至少两个第一修复阶段中，所述第二工艺参数包括：电压为25KV-35KV。

8.根据权利要求6所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述第一修复阶段为两个，先施行的所述第一修复阶段中的电流为46PA~90PA，后施行的所述第一修复阶段中的电流为3PA~7PA。

9.根据权利要求6所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述第一修复阶段为两个，先施行的所述第一修复阶段中，所述聚焦离子束形成的圆环面的内环直径为0.2um~0.4um，所述聚焦离子束形成的圆环面的外环直径为4um~6um；后施行的所述第一修复阶段中，所述聚焦离子束形成的圆环面的内环直径为0.14um~0.16um，所述聚焦离子束形成的圆环面的外环直径为1um~2um。

10.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述采用第三工艺参数的聚焦离子束对所述针尖半成品进行修复处理，使所述针尖半成品的尺寸参数符合预设要求的新针尖步骤包括依次进行的至少两个第二修复阶段；至少两个所述第二修复阶段中的电压的大小按照先后施行次序呈降低趋势。

11.根据权利要求10所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，在依次进行的至少两个第二修复阶段中，所述第三工艺参数包括：电流为21PA~44PA。

12.根据权利要求10所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述第二修复阶段为两个，先施行的所述第二修复阶段中的电压为4KV~6KV，后施行的所述第二修复阶段中的电压为1KV~3KV。

13.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述将所述纳米探针的旧针尖去除步骤之后，以及在所述针体上得到针尖半成品步骤之前，还包括步骤：通过气相沉积工艺在去除旧针尖后的所述针体上沉积导电金属层，使所述导电金属层完全覆盖所述针体的顶部。

14.根据权利要求13所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述导电金属层为钨合金。

15.根据权利要求14所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述钨合金中掺杂有铜和/或铼金属，且掺杂量小于0.1%。

16.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述使纳米探针的针体与聚焦离子束的发射方向平行步骤中包括：调整支撑台台面的偏转角度带动载体偏转，和/或，调整所述聚焦离子束的发射方向。

17.根据权利要求1所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述将待进行修复的纳米探针的载体固定放置在支撑台上步骤包括：

在支撑台上连接有弹性压紧件，通过所述弹性压紧件将所述载体压紧于所述支撑台的台面上。

18.根据权利要求17所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述支撑台为导电台，所述导电台接地设置。

19.根据权利要求17所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，所述支撑台的台面上设有至少一个限位件，所述限位件与所述载体的边缘相互抵接定位。

20.根据权利要求17所述的纳米探针的修复方法，其特征在于，在使所述针尖半成品的尺寸参数符合预设要求的新针尖步骤之后，所述纳米探针的修复方法还包括步骤：

打开弹性压紧件，采用真空吸附装置吸附固定载体，将所述载体从所述支撑台台面上取下，并将所述纳米探针转移至探针盒内。

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