[發明專利]用于半導體樣品的測試裝置、測試系統及其測試方法

在審

• 申請號: 202011469727.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112630620A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 郝鎮齊;唐建石;高濱;吳華強;錢鶴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01N21/95;G01R1/067;G01B21/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云;潘曉波

1.一種用于半導體樣品的測試裝置，包括：

樣品室，包括：

樣品臺，包括承載面，所述承載面配置為承載樣品器件；

接觸探頭，所述接觸探頭配置為可移動地接觸承載在所述承載面上的所述樣品器件；以及

殼體，所述殼體將所述樣品臺和所述接觸探頭容納在內部；

環境調節單元，與所述樣品室連接，并配置為調節所述樣品室內的環境，所述環境調節單元包括用于無流體地調節所述樣品器件溫度的干式溫度調節單元；以及

控制器，與所述接觸探頭信號連接，并配置為控制所述接觸探頭移動至與所述樣品器件接觸。

2.根據權利要求1所述的測試裝置，其中，所述環境調節單元還包括氣體操作裝置，

所述氣體操作裝置包括氣體通道，并配置為通過所述氣體通道向所述樣品室內吹送氣體或從所述樣品室吸取氣體。

3.根據權利要求2所述的測試裝置，還包括圖像獲取單元，其中，所述圖像獲取單元配置為在所述樣品室外部，并配置為通過所述觀測部獲取所述樣品器件的圖像；并且

其中，所述控制器還配置為根據所述圖像獲取單元獲取的所述樣品器件的所述圖像控制所述接觸探頭移動。

4.根據權利要求3所述的測試裝置，還包括驅動器，其中，所述驅動器配置為能夠驅動所述接觸探頭在以下方向中的至少一個上移動：平行于所述承載面的方向；或垂直于所述承載面的方向。

5.一種測試系統，包括：

如權利要求1-10中任一項所述的測試裝置；以及

測試儀器，配置為與所述接觸探頭信號連接，并且在所述接觸探頭與所述樣品器件接觸的情況下從所述接觸探頭獲得指示所述樣品器件的特性的測試信號并基于所述測試信號確定所述樣品器件的所述特性。

6.一種測試方法，用于如權利要求5所述的測試系統，所述方法包括：

在所述樣品臺的所述承載面上提供所述樣品器件；

調節所述樣品室內的環境參數；以及

通過所述控制器控制所述接觸探頭移動至與所述樣品器件上的指定位置接觸。

7.根據權利要求6所述的測試方法，其中，調節所述樣品室內的環境參數包括：

通過所述控制器為所述環境參數預設一組數值，所述控制器通過所述環境調節單元將所述樣品室內的環境參數調節到該組數值中的每一個，

其中，所述環境參數包括真空度和/或溫度，并且所述控制器使用比例-積分-微分閉環控制所述溫度。

8.根據權利要求6或7所述的測試方法，還包括：

在調節所述樣品室內的環境參數之前，通過所述控制器預設所述樣品器件的標記和指定位置，使用圖像獲取單元捕獲所述樣品器件的第一圖像；

在所述環境參數完成調節的情況下，通過所述圖像獲取單元捕獲所述樣品器件的第二圖像；以及

基于所述標記將所述第一圖像與所述第二圖像進行比較，獲得所述指定位置在所述第二圖像中的實際定位。

9.根據權利要求8所述的測試方法，其中，通過所述控制器控制所述接觸探頭移動至與所述樣品器件上的指定位置接觸，包括：

通過驅動器在平行于所述承載面的方向上移動所述接觸探頭，使用所述圖像獲取單元捕獲含有所述接觸探頭的第三圖像；

基于所述第二圖像和所述第三圖像，使用圖像識別算法獲取所述接觸探頭在所述第三圖像中的實際定位；以及

在確定所述接觸探頭在所述第三圖像中的實際定位到達所述指定位置在所述第二圖像中的所述實際定位的情況下，通過所述驅動器在垂直于所述承載面的方向上移動所述接觸探頭，直到確定所述接觸探頭與所述樣品器件上的所述指定位置接觸。

10.根據權利要求9所述的測試方法，其中，確定所述接觸探頭與所述指定位置接觸，包括：

通過測試儀器實時監測所述接觸探頭的接觸狀態，在所述接觸狀態滿足閾值狀態的情況下，執行對所述指定位置的測量。