一種多功能自動四探針測試儀的制作方法
【專利摘要】一種多功能自動四探針測試儀，包括：真空吸片承片臺、四探針組件、三軸驅動機構、攝像頭及主控計算機，四探針組件安裝于三軸驅動機構，攝像頭的拍攝方向正對真空吸片承片臺，攝像頭和四探針組件的信號輸出端與主控計算機的信號輸入端連接，三軸驅動機構的控制信號輸入端與主控計算機的控制信號輸出端連接。本發明吸片式承片臺可以固定破碎的硅片樣品，使本發明測試儀具有固定樣品的作用，避免在測試過程中的樣品移動；攝像頭用于拍攝硅片的位置及形狀，可通過圖像進行定位，實現設備的碎片處理功能；通過對四探針三維驅動機構的控制，可以使得四探針探頭在承片臺上移動定位，并通過Z軸下壓驅動機構實現探針頭的自動下壓，實現自動測量。
【專利說明】一種多功能自動四探針測試儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多功能自動四探針測試儀。
【背景技術】
[0002]四探針法是應用最廣泛的測量半導體電阻率的方法。常規四探針法是將4個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量中間第2、第3探針的電壓U。四探針測試儀是運用四探針測量原理的多用途綜合測量設備，專用于測試半導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、測試臺、四探針探頭、計算機等部分組成，測量數據既可由主機直接顯示，亦可由計算機控制測試采集測試數據到計算機中加以分析，然后以表格，圖形方式統計分析顯示測試結果。傳統四探針測試儀通過測試頭下降探針接觸被測工件，若測量結果異常，還需人工進行電壓量程切換與輸出電流調節工作。四探針測試儀需要對于溫度、邊緣效應、探針游移等情況進行修正。但是由于外界可能存在的溫度、靜電情況，測試結果無法避免會出現誤差。許多關于邊緣效應的修正都要求精確知道探針與樣品的相對幾何位置，但對傳統儀器對于微小樣品很難作這種測定，因而達不到修正的目的。掃描電鏡輔助觀測所帶來的電子束輻照會對樣品產生破壞或影響測試的精確性。
[0003]由于需要手動調節檔位、測量周期長、工作效率低、測量結果誤差不穩定等缺點，傳統四探針測試儀已經無法適應時代發展，需要尋求一種新型的測試設備。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于:克服上述現有技術的缺陷，提出一種多功能自動四探針測試儀，其具有碎片處理能力，并且為邊界處誤差自動修正提供了硬件基礎。
[0005]為了達到上述目的，本發明提出的一種多功能自動四探針測試儀，其特征在于包括:真空吸片臺、四探針組件、驅動四探針探頭進行二維移動和下壓的三軸驅動機構；攝像頭及主控計算機，所述四探針組件安裝于三軸驅動機構，所述攝像頭的拍攝方向正對真空吸片臺，所述四探針組件位于真空吸片臺的上方，所述攝像頭和四探針組件的信號輸出端與主控計算機的信號輸入端連接，所述三軸驅動機構的控制信號輸入端與主控計算機的控制信號輸出端連接。
[0006]本發明多功能自動四探針測試儀，進一步的改進在于:
1、所述真空吸片臺為一個具有真空抽氣口的金屬承片臺，該金屬承片臺接地。
[0007]2、本多功能自動四探針測試儀還具有殼體，所述真空吸片臺、四探針組件、三軸驅動機構及攝像頭均設置于殼體內。
[0008]3、所述三軸驅動機構為三軸步進電機。
[0009]4、所述真空吸片臺的真空抽氣口連接真空設備。
[0010]此外本發明還提供了上述多功能自動四探針測試儀的樣品測試方法，具體包括如下步驟: 第一步、將樣品放置于真空吸片臺；
第二步、樣品在真空設備抽氣后形成的負壓環境下，被吸附固定在真空吸片臺上； 第三步、攝像頭采集樣品圖像，并傳送至主控計算機予以顯示；
第四步、將顯示區域的像素點坐標與真空吸片臺坐標一一對應；
第五步、用戶在屏幕上點選欲測試點，主控計算機根據像素點坐標與真空吸片臺坐標的對應關系，找到四探針探頭所要移動到達的真空吸片臺坐標；
第六步、主控計算機向三軸驅動機構發送控制命令，使四探針探頭移動到樣品測試點位置；
第七步、主控計算機向三軸驅動機構發送控制命令，使四探針探頭下壓，對樣品進行選擇性測試。
[0011]本發明吸片式承片臺可以固定破碎的硅片樣品，使本發明測試儀具有固定樣品的作用，避免在測試過程中的樣品移動；攝像頭用于拍攝硅片的位置及形狀，可通過圖像進行定位，實現設備的碎片處理功能；通過對四探針三維驅動機構的控制，可以使得四探針探頭在承片臺上移動定位，并通過Z軸下壓驅動機構實現探針頭的自動下壓，實現自動測量。
[0012]本發明四探針測試方法，可以對任意形狀的樣品進行有效的取點測試，使得四探針測試儀具備了對任意形狀的碎片上取點測試的處理能力。并且通過對所需樣品點與圖形邊界的關系測量，可以實現自動修正在邊界處的測試誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0014]圖1是本實施例多功能自動四探針測試儀結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。
[0016]產品實施例
如圖1所示，本實施例多功能自動四探針測試儀包括:真空吸片臺1、四探針組件2、驅動四探針探頭3進行二維移動和下壓的三軸驅動機構4 ;攝像頭6及主控計算機7，四探針組件2安裝于三軸驅動機構4 (本例中三軸驅動機構選擇三軸步進電機)，攝像頭6的拍攝方向正對真空吸片臺1，四探針組件2位于真空吸片臺I的上方，攝像頭6和四探針組件2的信號輸出端與主控計算機7的信號輸入端連接，三軸驅動機構4的控制信號輸入端與主控計算機7的控制信號輸出端連接。真空吸片臺I為一個具有真空抽氣口的金屬承片臺，該金屬承片臺接地，真空吸片臺I的真空抽氣口連接真空設備8。
[0017]如圖1所示，本多功能自動四探針測試儀還具有殼體，真空吸片臺1、四探針組件
2、三軸驅動機構4及攝像頭6均設置于殼體內。
[0018]方法實施例
發明實施例多功能自動四探針測試儀的測試方法，具體包括如下步驟:
第一步、將樣品放置于真空吸片臺I;
第二步、樣品在真空設備抽氣后形成的負壓環境下，被吸附固定在真空吸片臺上； 第三步、攝像頭6采集樣品圖像，并傳送至主控計算機7予以顯示； 第四步、將顯示區域的像素點坐標與真空吸片臺I坐標一一對應；
第五步、用戶在屏幕上點選欲測試點，主控計算機7根據像素點坐標與真空吸片臺I坐標的對應關系，找到四探針探頭3所要移動到達的真空吸片臺I坐標；
第六步、主控計算機7向三軸驅動機構發送控制命令，使四探針探頭移動到樣品測試點位置；
第七步、主控計算機7向三軸驅動機構發送控制命令，使四探針探頭下壓，對樣品進行選擇性測試。
[0019]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種多功能自動四探針測試儀，其特征在于包括:真空吸片臺、四探針組件、驅動四探針探頭進行二維移動和下壓的三軸驅動機構；攝像頭及主控計算機，所述四探針組件安裝于三軸驅動機構，所述攝像頭的拍攝方向正對真空吸片臺，所述四探針組件位于真空吸片臺的上方，所述攝像頭和四探針組件的信號輸出端與主控計算機的信號輸入端連接，所述三軸驅動機構的控制信號輸入端與主控計算機的控制信號輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的多功能自動四探針測試儀，其特征在于:所述真空吸片臺為一個具有真空抽氣口的金屬承片臺，該金屬承片臺接地。
3.根據權利要求2所述的多功能自動四探針測試儀，其特征在于:本多功能自動四探針測試儀還具有殼體，所述真空吸片臺、四探針組件、三軸驅動機構及攝像頭均設置于殼體內。
4.根據權利要求2所述的多功能自動四探針測試儀，其特征在于:所述三軸驅動機構為三軸步進電機。
5.基于權利要求1所述多功能自動四探針測試儀的樣品測試方法，具體包括如下步驟: 第一步、將樣品放置于真空吸片臺； 第二步、樣品在真空設備抽氣后形成的負壓環境下，被吸附固定在真空吸片臺上； 第三步、攝像頭采集樣品圖像，并傳送至主控計算機予以顯示； 第四步、將顯示區域的像素點坐標與真空吸片臺坐標一一對應； 第五步、用戶在屏幕上點選欲測試點，主控計算機根據像素點坐標與真空吸片臺坐標的對應關系，找到四探針探頭所要移動到達的真空吸片臺坐標； 第六步、主控計算機向三軸驅動機構發送控制命令，使四探針探頭移動到樣品測試點位置； 第七步、主控計算機向三軸驅動機構發送控制命令，使四探針探頭下壓，對樣品進行選擇性測試。
【文檔編號】G01R27/02GK103472303SQ201310408946
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】王強, 花國然, 鄧潔, 胡傳志, 程實 申請人:南通大學