CN116168996A

CN116168996A - 一种电子显微镜及其工作方法

Info

Publication number: CN116168996A
Application number: CN202310443114.2A
Authority: CN
Inventors: 李海锋; 蔡信裕; 孔祥炜; 钟敏
Original assignee: Nexchip Semiconductor Corp
Current assignee: Nexchip Semiconductor Corp
Priority date: 2023-04-24
Filing date: 2023-04-24
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2043-04-24
Also published as: CN116168996B

Abstract

本发明公开了一种电子显微镜及其工作方法，所述工作方法包括以下步骤：在待测芯片上设置目标区域和聚针区域，其中，目标区域和聚针区域邻近；获取针体的针尖部与聚针区域的距离，并作为下针距离；在目标区域上设置下针区域，将针体移动到下针区域上，并按照下针距离移动针体，使针尖部接触下针区域的表面；多次移动针座的位置，且每次移动针座后，获取针体的多个点针图像；对比多个点针图像，获取针体的针体摆动幅度；以及设置摆动幅度阈值，当针体摆动幅度小于或等于摆动幅度阈值，通过针体对目标区域进行电性量测。本发明提供了一种电子显微镜及其工作方法，能不损伤芯片并提升芯片电性量测的准确性。

Description

一种电子显微镜及其工作方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试领域，特别涉及一种电子显微镜及其工作方法。

背景技术

随着半导体制程的发展，芯片对缺陷大小的容忍度越来越低。传统的故障分析工具和分析方法难以有效地找出微小的制程或设计缺陷问题，因此需要通过纳米探针对芯片进行电性量测。

纳米探针的量测需要长时间下针，且长时间点针容易对芯片造成损伤。并且，在利用纳米探针对芯片进行测试时，下针高度的变化也容易导致芯片测试得到的数据出错。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子显微镜及其工作方法，能在芯片表面不受损的基础上，提升芯片电性量测的准确性。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种电子显微镜，至少包括：

检测台，所述检测台上放置有待测芯片，且所述检测台上安装有探测针；

聚针模块，连接于所述探测针，所述聚针模块根据所述探测针的针尖部和所述待测芯片的距离，获取下针距离；

控制模块，连接于所述探测针，所述控制模块允许所述探测针的针座在平行于所述待测芯片的方向和垂直于所述待测芯片的方向移动，且当所述待测芯片进行电性量测时，所述针尖部与所述待测芯片的表面接触；

电子光学模块，电性连接于所述控制模块，在所述控制模块多次移动所述针座的位置时，每次移动所述针座后，所述电子光学模块获取所述探测针的多个点针图像；以及

电性量测模块，电性连接于所述电子光学模块，所述电性量测模块对比多个所述点针图像，并获取所述探测针的针体摆动幅度，其中，所述电性量测模块中存储有摆动幅度阈值，当所述针体摆动幅度小于或等于所述摆动幅度阈值时，所述电性量测模块通过所述探测针对所述待测芯片进行电性量测。

本发明提供了一种电子显微镜的工作方法，基于如上所述的一种电子显微镜，所述电子显微镜的工作方法包括以下步骤：

在待测芯片上设置目标区域和聚针区域，其中，所述目标区域和所述聚针区域邻近；

获取针体的针尖部与所述聚针区域的距离，并作为下针距离；

在所述目标区域上设置下针区域，将所述针体移动到所述下针区域上，并按照所述下针距离移动所述针体，使所述针尖部接触所述下针区域的表面；

多次移动针座的位置，且每次移动所述针座后，获取所述针体的多个点针图像；

对比多个所述点针图像，获取所述针体的针体摆动幅度；以及

设置摆动幅度阈值，当所述针体摆动幅度小于或等于所述摆动幅度阈值，通过所述针体对所述目标区域进行电性量测。

在本发明一实施例中，获取所述下针距离的步骤包括：

记录所述针体的初始高度；

多次移动所述针体，并在移动所述针体后，获取所述针体和所述待测芯片的电镜扫描图；以及

当在所述电镜扫描图中，所述针尖部接触所述聚针区域时，获取所述针体的移动距离。

在本发明一实施例中，在将所述针体移动到所述下针区域前，将所述针体复位至所述初始高度。

在本发明一实施例中，移动所述针座的步骤包括：

设置预设直线，按照所述预设直线的第一延伸方向移动所述针座，且所述针座的移动距离为第一距离；

当所述针座移动了所述第一距离后，获取所述针体的第一点针图像；

按照所述预设直线的第二延伸方向移动所述针座，且所述针座的移动距离为第二距离；以及

当所述针座移动了所述第二距离后，获取所述针体的第二点针图像。

在本发明一实施例中，所述第一距离等于所述第二距离。

在本发明一实施例中，在所述第一点针图像和所述第二点针图像中，当所述针尖部未移动时，获取所述针体摆动幅度。

在本发明一实施例中，在移动所述针座后，判断所述针体是否点针成功的步骤包括：

在所述下针区域中设置安全区域；

在所述第一点针图像和所述第二点针图像中，当所述针尖部位于所述安全区域外，对所述针体进行重新点针；以及

在所述第一点针图像和所述第二点针图像中，当所述针尖部位于所述安全区域内，获取所述针体摆动幅度。

在本发明一实施例中，获取所述针体摆动幅度的步骤包括：

重叠所述第一点针图像和所述第二点针图像；

获取所述第一点针图像和所述第二点针图像中所述针体的端点连线，并作为第一连线和第二连线；以及

获取所述第一连线和所述第二连线的夹角数据，作为所述针体摆动幅度。

在本发明一实施例中，所述安全区域和所述目标区域的边界间距为所述目标区域截面宽度的1/6~1/4。

如上所述，本发明提供了一种电子显微镜及其工作方法，能够快速实现探测针的定位，既能避免下针位置不准确导致测试结果不准确，提升待测芯片电性量测的准确性，又能避免频繁下针对待测芯片的表面造成损伤，并且根据本发明提供的电子显微镜及测试方法，能够快速实现探测针的定位，避免频繁下针和频繁的电镜扫描，提升了晶圆的测试效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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为本发明一实施例中电子显微镜的示意图。

图2为本发明一实施例中检测台的结构示意图。

图3为本发明一实施例中晶圆上的芯片颗粒分布示意图。

图4为本发明一实施例中晶圆的测试方法流程图。

图5为本发明一实施例中待测芯片的电镜扫描图。

图6为本发明一实施例中待测芯片的区域示意图。

图7为本发明一实施例中探测针下针后的电镜扫描图。

图8为常规探测针下针后的电镜扫描图。

图9为本发明一实施例中步骤S30的流程图。

图10为本发明一实施例中步骤S40的流程图。

图11为本发明一实施例中第一点针图像和第二点针图像的示意图。

图12为本发明一实施例中第一点针图像和第二点针图像的示意图。

图13为本发明一实施例中第一点针图像和第二点针图像的示意图。

图14为本发明一实施例中第一点针图像和第二点针图像的示意图。

图15为本发明一实施例中下针区域和安全区域的示意图。

图中：1、电子显微镜；11、检测台；12、聚针模块；13、控制模块；14、电子光学模块；15、电性量测模块；20、待测晶圆；21、待测芯片；211、金属触点；212、目标区域；2121、下针区域；2122、安全区域；213、聚针区域；22、切割道；100、探测针；101、针座；102、针体；1021、针尖部；200、第一移动件；300、第二移动件；400、第三移动件；500、机台；501、固定设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在半导体制程的测试环节中，纳米级电接触电阻测量工具能够在高度受控的负载或置换接触条件下实现现场的电气和机械特性测量。在纳米探针测量之前，先对芯片进行去层处理。例如，通过手动研磨或自动研磨的方式去除芯片的介质层和封装结构。其中，样品在处理过程中，经过化学药剂和研磨液的处理，可能会沾染一些微不可见的脏污。这些非样品本身的外来物主要是碳氢化合物的组成，即便在清洁后，多少还是会在芯片上残留。因此还可以对芯片进行蚀刻去层，具体的，可以利用氙离子对芯片进行大范围的平面蚀刻，使芯片的器件层露出。接着，再通过纳米探针接触芯片被剥出的器件层表面，以对芯片进行电性量测。

请参阅图1和图2所示，本发明提供了一种电子显微镜1，在本实施例中，电子显微镜1可以是扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）或光学显微镜（OpticalMicroscope，OM）。电子显微镜1包括检测台11、聚针模块12、控制模块13、电子光学模块14和电性量测模块15。检测台11上放置有待测芯片21。并且检测台11上安装有探测针100。其中，聚针模块12连接于探测针100，聚针模块12根据探测针100的针尖部1021和待测芯片21的距离，获取下针距离。控制模块13连接于探测针100。控制模块13可以带动探测针100的针座101在平行于待测芯片21的方向和垂直于待测芯片21的方向移动，且当待测芯片21进行电性量测时，针尖部1021与待测芯片21的表面接触。电子光学模块14电性连接于控制模块13，在控制模块13多次移动针座101的位置时，每次移动针座101后，电子光学模块14获取探测针100的多个点针图像。电性量测模块15电性连接于电子光学模块14。电性量测模块15对比多个点针图像，并获取探测针100的针体摆动幅度。其中，电性量测模块15中存储有摆动幅度阈值，当针体摆动幅度小于或等于摆动幅度阈值时，电性量测模块15通过针体102对目标区域212进行电性量测。

请参阅图1至图3所示，在本发明一实施例中，在芯片的器件层表面被剥出后，用于对待测芯片21进行电性量测。其中，检测台11上安装有探测针100和多个移动件。其中，探测针100包括针座101和针体102，针座101连接于移动件，针体102固定在针座101上。其中，检测台11上安装有第一移动件200、第二移动件300和第三移动件400。其中，第一移动件200、第二移动件300和第三移动件400的移动方向相互垂直。控制模块13根据本发明提供的电子显微镜1的工作方法对第一移动件200、第二移动件300和第三移动件400的位移量进行控制。在本实施例中，以第一移动件200、第二移动件300和第三移动件400的移动方向建立三维坐标系。如图2所示，待测晶圆20放置在机台500上，以平行于机台500台面的方向为水平面，以垂直于机台500台面的方向为竖直面。其中，第一移动件200和第二移动件300沿水平方向移动，且第一移动件200和第二移动件300的移动方向相互垂直。其中，第三移动件400沿竖直方向移动。在本实施例中，机台500上可以安装固定设备501，待测晶圆20可以固定于固定设备501上。其中，固定设备501例如为静电吸附设备。需要注意的是，图2为表现出结构区别，因此各个结构间的比例，如待测晶圆20、探测针100的比例并不以图2为准，图2仅为结构示意图。

请参阅图2和图3所示，在本发明一实施例中，第二移动件300连接有多个第一移动件200，且对不同第一移动件200的控制相互独立。对第一移动件200、第二移动件300和第三移动件400的控制相互独立。其中，针体102包括针尖部1021。针尖部1021的截面尺寸为纳米级。在待测晶圆20去层后，通过针尖部1021接触待测晶圆20中器件层的不同位置，以实现待测晶圆20的电性量测。待测晶圆20包括多个待测芯片21，且多个待测芯片21呈线性阵列分布在待测晶圆20上。其中，相邻的待测芯片21之间设置有切割道22。

请参阅图1至图3所示，在本发明一实施例中，可以通过电子光学模块14获取探测针100和待测芯片21的表面图像，其中电子光学模块14可以是图像传感器。电子光学模块14获取待测晶圆20的表面扫描图。若是待测晶圆20的表面扫描图中待测晶圆20的缺陷数量未超出阈值并且没有致死缺陷，则待测晶圆20可以通过测试。反之，若是待测晶圆20的表面扫描图中待测晶圆20的缺陷数量超出阈值或是出现了致死缺陷，则需要对待测晶圆20进行复检，以确认待测晶圆20的缺陷类型。在对待测晶圆20的复检中，需要测试人员确认待测晶圆20的缺陷类型，以及对待测晶圆20是否作废做出判断。其中，在芯片产线的风险量产或批量生产阶段，当待测晶圆20被作废，可以继续对待测晶圆20进行测试，确认待测晶圆20存在的问题。在先进制程的研发阶段，也可以在待测晶圆20生产完成后，对待测晶圆20进行性能测试。具体的，可以对待测晶圆20逐步去层，并观察待测晶圆20的制程质量，以确定待测晶圆20的缺陷类型和致死原因。为了确定作废的待测晶圆20的全部问题，或是在逐层测试仍旧找不到待测晶圆20的问题时，可以通过本发明所述晶圆的测试方法，对待测晶圆20进行纳米探针量测。

请参阅图2至图5所示，本发明提供了一种晶圆的测试方法，基于检测台11。其中，在纳米探针量测阶段，首先对待测晶圆20进行裂片，将待测芯片21分离出来。具体的，可以通过激光切割工具沿着切割道22分割待测晶圆20，获得多个待测芯片21。再将待测芯片21安装到固定装置501上，并通过聚针模块12调整探测针100的下针位置。具体的，本发明所述晶圆的测试方法包括步骤S10至步骤S50。在步骤S10中，在待测芯片21上设置目标区域212和聚针区域213，目标区域212和聚针区域213邻近，获取针尖部1021与聚针区域213的距离，并作为下针距离。

请参阅图2至图5所示，在本发明一实施例中，待测芯片21包括多个金属触点211。其中，金属触点211对应着待测芯片21中接触孔（Contact，CT）的位置。图5实际为待测芯片21点针后的电镜扫描图，其中多个圆点形状的图形表示接触孔的位置。需要说明的是，部分金属触点211发亮是由于探测针100点针成功，部分金属触点211本身在电镜扫描情况下会发亮，因此不能通过金属触点211在电镜扫描图中的明暗状态来判断探测针100的点针情况。因而在本实施例中也可以用图5来说明点针前待测芯片21的表面状况。在步骤S10中，在测试开始前，获取待测芯片21的表面扫描图。其中，待测芯片21的表面扫描图可以是在待测晶圆20的复检过程中获取，也可以在待测晶圆20裂片后且待测芯片21测试前获取。根据待测芯片21的表面扫描图以及测试人员自身的测试需求，在待测芯片21上设置目标区域212。其中，目标区域212用于参与探测针100的纳米探针电性量测。在本实施例中，在待测芯片21上设置聚针区域213，其中聚针区域213与目标区域212邻近，且聚针区域213包围目标区域212。聚针区域213和目标区域212的间距为局域间距d，所述局域间距大于待测芯片21的器件关键尺寸（Critical Dimension，简称CD），且小于等于待测芯片21器件关键尺寸的两倍。

请参阅图2至图6所示，在本发明一实施例中，在步骤S10中，在聚针区域213内进行预聚针。具体的，移动针尖部1021，使针尖部1021在待测芯片21上的正投影位于聚针区域213内。其中，为保证针尖部1021移动到聚针区域213上，在设定目标区域212和聚针区域213时，形成目标区域212后，可以以目标区域212的左下角端点作为原点，以机台500的X轴方向为X’方向，以机台500的Y轴为Y’方向，以机台500的Z轴方向为Z’方向，建立三维坐标系。需要说明的是，待测芯片21的表面并非平面，由于研磨误差和去层蚀刻的误差，待测芯片21的表面是起伏不定的。因此在本实施例中，对待测芯片21建立Z’轴，其中，Z轴’在图6中未显示。建立三维坐标系后，获取目标区域212的端点坐标，并获取聚针区域213的端点坐标，从而形成目标区域212和聚针区域213的坐标范围。在步骤S10中，探测针100进行试聚针时，按照聚针区域213的坐标范围，在聚针区域213放下探测针100。

请参阅图2至图6所示，在本发明一实施例中，在步骤S10中，在聚针区域213放下探测针100，当针尖部1021接触到待测芯片21的表面，停下探测针100。在本实施例中，可以分多次移动探测针100。且每移动一次探测针100，可以通过电子扫描显微镜获取待测芯片21和探测针100的电镜扫描图。在待测芯片21和探测针100的电镜扫描图中，当针尖部1021与待测芯片21接触，记录此时探测针100的移动距离，获得下针距离。在本实施例中，不同的探测针100可以分别连接于不同的第三移动件400，不同的探测针100可以分别进行试聚针。在对多个探测针100同步进行试聚针时，在待测芯片21的电镜扫描图中，可以分别确认多个探测针100的聚针情况。在本发明的其他实施例中，多个探测针100也可以连接于同一个第三移动件400，以进行同步聚针。完成试聚针后，接着执行步骤S20，并将探测针100移动到目标区域212上，按照下针距离移动探测针100，使针尖部1021接触目标区域212的表面。

请参阅图2至图7所示，在本发明一实施例中，在步骤S20中，通过第三移动件400复位探测针100。其中，将探测针100的高度恢复至试聚针前的初始高度。通过第一移动件200和第二移动件300将探测针100移动到目标区域212的上方。具体的，可以将针尖部1021移动到目标区域212的坐标范围内，使探测针100在待测芯片21上的正投影能够位于目标区域212内。接着，按照下针距离移动探测针100，使针尖部1021与目标区域212的表面接触。其中，探测针100在目标区域212内下针时，测试人员根据测试需求，在目标区域212中设置下针区域2121。其中，下针区域2121对应金属触点211的位置。在目标区域212中可以有多个下针区域2121。如图7所示，图7中有例如3个探测针100，在图7中可视的形状对应着金属触点211。如图7所示，下针区域2121为针尖部1021与金属触点211接触的位置。

请参阅图6至图9所示，在本发明一实施例中，在步骤S20中，由于试聚针位置和实际聚针位置的高度并不是一定相等，并且在目标区域212进行聚针时，可能存在下针的位移误差，因此图7中可以看到的探测针100虽然下针区域2121的位置重合，并不能完全确认已经下针成功。图8为不进行试聚针的情况下目标区域212的下针电镜图。在图8中可以看到的是，由于反复调整下针，在调整下针的过程中，待测芯片21表面被多处划伤。若是要避免多处划伤，对探测针100的调整时间过长，下针效率极低，且重新下针后也还是不能确定是否下针成功。而根据本发明的试聚针过程，如图7所示，一次性下针的成功率较高。在目标区域212聚针后，接着执行步骤S30，当针尖部与下针区域2121重合时，多次移动针座101的位置，且每次移动完针座101后，获取探测针100的点针图像。其中，步骤S30包括步骤S31至步骤S34。

步骤S31、在探测针移动下针距离后，获取探测针的表面电镜图。

步骤S32、判断探测针的针尖部和下针区域是否重合。

步骤S33、当探测针的针尖部和下针区域重合，沿预设直线的第一延伸方向移动针座，获取探测针的第一点针图像。

步骤S34、当探测针的针尖部和下针区域未重合，沿预设直线的第二延伸方向移动针座，获取探测针的第二点针图像。

步骤S35、重新下针。

请参阅图1至图5和图9所示，在本发明一实施例中，在步骤S20中，探测针100移动了下针距离H后，在步骤S31中通过电子光学模块14获取探测针100和待测芯片21的表面电镜图，以确认探测针100的针尖部1021的确与下针区域2121重合，如图7所示。其中，下针区域2121的面积大于针尖部1021的截面积。其中针尖部1021的截面积为设备的参数数据，可以直接调取，且针尖部1021的截面直径小于例如10nm。下针区域2121对应待测芯片21的接触孔。接触孔的面积大于例如10nm。在步骤S31中，由于探测针100的直径为纳米级，只要能显示出探测针100和待测芯片21的表面电镜图，本实施例并不限制表面电镜图的拍摄角度。在步骤S32中，可以通过图像重合情况，来判断针尖部1021是否位于下针区域2121上。在步骤S32中，也可以获取下针区域2121对应的坐标点集范围，再获取针尖部1021的坐标点集，当针尖部1021的坐标点集位于下针区域2121对应的坐标点集范围中，则可判定针尖部1021与下针区域2121重合。其中，对于针尖部1021的坐标点集判断，当针尖部1021中有超过一半的坐标点位于下针区域2121对应的坐标点集范围中，可以判定针尖部1021与下针区域2121重合，则执行步骤S33和步骤S34、当针尖部1021与下针区域2121不重合，则执行步骤S35，通第三移动件400将探测针100复位到下针前的高度，再通过第一移动件200和第二移动件300重新调整探测针100的水平坐标，按照下针距离H重新下针，直到针尖部1021落在下针区域2121内。

请参阅图1至图5和图9所示，在本发明一实施例中，在步骤S33中，当针尖部1021与下针区域2121重合，沿预设直线的第一延伸方向移动针座101，获取探测针100的第一点针图像。其中，预设直线平行于水平面，当针尖部1021与下针区域2121接触后，可以将预设直线设置为经过针座101的任一条直线，再通过第一移动件200和/或第二移动件300来移动针座101。具体的，保持针座101的高度不变，移动针座101的水平位置。在本实施例中，例如仅通过第一移动件200移动针座101。其中，第一移动件200沿同一直线来回移动。如图9所示，第一移动件200沿X轴的负方向移动了第一距离d₁，接着通过电子光学模块14获取探测针100和待测芯片21表面的电镜图，从而形成第一点针图像。在步骤S34中，如图9所示，第一移动件200沿X轴的正方向移动了第二距离d₂，接着通过电子光学模块14获取探测针100和待测芯片21表面的电镜图，从而形成第二点针图像。

请参阅图2至图5和图9所示，在本发明一实施例中，第一距离为针体102直径的例如2倍~3倍。其中，第一距离可以等于第二距离。因为探测针100的直径为纳米级别，且针体102本身较软，当针尖部1021无阻力时，整根探测针100会随着针座101的移动来移动。而当探测针100点针成功，针尖部1021阻力变大时，针座101移动时，能够在点针图像中观察到探测针100的针尖部1021不动，且靠近针座101的针体102发生晃动。在本实施例中，在电子光学模块14的拍摄参数都相同的情况下，获取第一点针图像和第二点针图像。

请参阅图2、图6和图9至图13所示，在本发明一实施例中，图9显示了第一移动件200、针座101和针体102，以及针尖部1021的移动情况。如图9所示，接着执行步骤S40，对比多个点针图像，获取探测针100的针体摆动幅度。其中，步骤S40包括步骤S41至步骤S45。

步骤S41、重叠第一点针图像和第二点针图像。

步骤S42、判断第一点针图像和第二点针图像中针尖部是否发生移动。

步骤S43、若第一点针图像和第二点针图像中针尖部发生移动，重新点针。

步骤S44、若第一点针图像和第二点针图像中针尖部未发生移动，获取第一点针图像中针体两端的连线，作为第一连线，获取第二点针图像中针体两端的连线，作为第二连线。

步骤S45、获取第一连线和第二连线的夹角数据，作为针体摆动幅度。

请参阅图2、图6和图9至图13所示，在本发明一实施例中，在步骤S41中，可以在本实施例所设的三维坐标系中重合多个点针图像，如图9至图11所示。具体的，可以在三维坐标系的XZ平面对比多个点针图像。将第一点针图像和第二点针图像按照待测芯片21的位置进行重叠处理，从而直观显示出第一点针图像和第二点针图像中针座101和针体102的位置。

请参阅图2、图6和图9至图13所示，在本发明一实施例中，在步骤S42中，在第一点针图像中和第二点针图像中，首先判断针体102的针尖部1021是否发生移动。如图10所示，在图10中第一点针图像和第二点针图像中针尖部1021都发生了移动，针体102并未准确地点在下针区域2121。如图11所示，第一点针图像中针尖部1021并未移动，第二点针图像中针尖部1021发生移动，针体102准确点在了下针区域2121上，但是下针距离不足，因此针尖部1021下针后容易发生移动。如图9所示，第一点针图像中和第二点针图像中，针尖部1021都未发生移动。此时可判定探测针100准确下针。因此在步骤S42中，若是第一点针图像和第二点针图像中任一图像的针尖部1021发生移动且不再与下针区域2121接触，则执行步骤S43，重新点针，直到探测针100准确下针。若是第一点针图像和第二点针图像中任一图像的针尖部1021未发生移动或发生移动但仍旧能跟下针区域2121接触，则执行步骤S44和步骤S45。在本实施例中，重新点针时，可返回步骤S10，更换在聚针区域213的下针位置，重新试聚针并获取下针距离，再继续执行步骤S10至步骤S50。以此类推，直到点针成功。在本发明其他实施例中，重新点针时，可增大下针距离，并重新在下针区域2121点针，直到点针成功。

请参阅图2、图6和图9至图14所示，在本发明一实施例中，在步骤S44中，获取第一点针图像和第二点针图像中针体102两端的连线。如图11所示，第一点针图像中，针体102的两端分别对应A点和A’点，连接A点和A’点，获得第一连线AA’。第二点针图像中，针体102的两端分别对应B点和B’点，连接B点和B’点，获得第二连线BB’。设第一连线AA’和第二连线BB’的夹角为α。在步骤S45中，计算夹角α的数值，并以夹角α的数值作为针体102的摆动幅度。在第一点针图像和第二点针图像中，针体102的针尖部1021都未移动的情况下，夹角α的数值可以达到最大值。当第一点针图像中和第二点针图像中针尖部1021发生移动，且针尖部1021仍旧跟下针区域2121接触，夹角α的数值减小。如图14所示，当第一点针图像和第二点针图像中，针尖部1021移动到下针区域2121的边缘，此时夹角α的数值最小。在本实施例中，获取下针区域2121的宽度，根据第一距离和第二距离，可以获取夹角α的数值范围。因此，在本实施例中，当获得夹角α的数值后，可以根据夹角α的数值确定针尖部1021是否定位准确。

请参阅图2、图6和图9至图14所示，在本发明一实施例中，在步骤S44和步骤S45中，获取第一连线和第二连线时，针体102与针座101连接的端点可以通过坐标获取。例如，在移动针座101之前，针体102与针座101连接的端点坐标例如为（x₁，y₁，z₁），则移动针座101后，在第一点针图像中，针体102与针座101连接的端点坐标例如为（x₁-d₁，y₁，z₁）。在第二点针图像中，针体102与针座101连接的端点坐标例如为（x₁+d₂，y₁，z₁）。对于针体102和下针区域2121的连接点，可以通过电子尺进行比较。例如，在XZ平面内，下针区域2121的坐标范围为x₂＜x＜x₃、y₂＜y＜y₃、z=0。根据针尖部1021与下针区域2121边缘坐标的距离，可以获取第一点针图像和第二点针图像中针尖部1021的坐标。在确定针体102两端坐标的情况下，计算获得夹角α的数值。

请参阅图2、图6和图9至图15所示，在本发明一实施例中，在步骤S45中，计算夹角α的数值时，关于下针区域2121边缘坐标的确定。为保证测量时针体102在后续的电性量测中仍旧稳定。下针区域2121参与计算夹角α的边缘与下针区域2121的实际边缘间具有第三距离d₃。其中，第三距离d₃例如为下针区域2121在XZ平面内宽度的例如1/6~1/4。根据第三距离d₃设置安全边缘，从而在下针区域2121中形成安全区域2122。在第一点针图像和第二点针图像中，当针尖部1021移动到安全区域2122外后，判定针尖部1021未点针成功，重新点针。

请参阅图1、图2、图6和图9至图14所示，在本发明一实施例中，在移动针座101后，针尖部1021若是发生移动且移动到下针区域2121的边缘位置，此时针尖部1021的定位并不可靠。因此在本发明的步骤S50中，设置摆动幅度阈值，当所述针体摆动幅度小于等于摆动幅度阈值，则通过探测针100对目标区域212进行电性量测。在本实施例中，摆动幅度阈值为例如为0.5°~1.5°内的任一数值。在本实施例中，也可以设置摆动幅度阈值范围，例如0.5°~1.5°。当针体摆动幅度位于所述摆动幅度阈值范围中，则可以通过探测针100对目标区域212进行电性量测。需要说明的是，因针体102弯曲形状肉眼难以区分，本发明的图11至图14中的夹角α和针体102的弯曲形状仅用作示意，并不能替代实际的扫描电镜图。在步骤S50中，电性量测模块15通过探测针100对待测芯片21进行纳米电性量测。需要说明的是，本实施例中多个探测针100之间的定位过程相互独立。在多个探测针100完成定位后，通过多个探测针100对待测芯片21进行电性量测。

以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种电子显微镜，其特征在于，至少包括：

2.一种电子显微镜的工作方法，基于如权利要求1所述的一种电子显微镜，其特征在于，包括以下步骤：

获取探测针的针尖部与所述聚针区域的距离，并作为下针距离；

在所述目标区域上设置下针区域，将所述探测针移动到所述下针区域上，并按照所述下针距离移动所述探测针，使所述针尖部接触所述下针区域的表面；

多次移动针座的位置，且每次移动所述针座后，获取所述探测针的多个点针图像；

对比多个所述点针图像，获取所述探测针的针体摆动幅度；以及

设置摆动幅度阈值，当所述针体摆动幅度小于或等于所述摆动幅度阈值，通过所述探测针对所述目标区域进行电性量测。

3.根据权利要求2所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，获取所述下针距离的步骤包括：

记录所述探测针的初始高度；

多次移动所述探测针，并在移动所述探测针后，获取所述探测针和所述待测芯片的电镜扫描图；以及

当在所述电镜扫描图中，所述针尖部接触所述聚针区域时，获取所述探测针的移动距离。

4.根据权利要求3所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，在将所述探测针移动到所述下针区域前，将所述探测针复位至所述初始高度。

5.根据权利要求2所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，移动所述针座的步骤包括：

当所述针座移动了所述第一距离后，获取所述探测针的第一点针图像；

当所述针座移动了所述第二距离后，获取所述探测针的第二点针图像。

6.根据权利要求5所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，所述第一距离等于所述第二距离。

7.根据权利要求5所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，在所述第一点针图像和所述第二点针图像中，当所述针尖部未移动时，获取所述针体摆动幅度。

8.根据权利要求7所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，在移动所述针座后，判断所述探测针是否点针成功的步骤包括：

在所述下针区域中设置安全区域；

在所述第一点针图像和所述第二点针图像中，当所述针尖部位于所述安全区域外，对所述探测针进行重新点针；以及

9.根据权利要求8所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，获取所述针体摆动幅度的步骤包括：

重叠所述第一点针图像和所述第二点针图像；

获取所述第一点针图像和所述第二点针图像中所述探测针的端点连线，并作为第一连线和第二连线；以及

10.根据权利要求8所述的一种电子显微镜的工作方法，其特征在于，所述安全区域和所述目标区域的边界间距为所述目标区域截面宽度的1/6~1/4。