[发明专利]用于测试测试样品的电特性的探针

说明书

一种用于材料和半导体晶片的直接(direct)纳米级和微米级电学表征的探针。探针(10)包括探针主体(12)、从探针主体延伸的第一悬臂(20a)。第一悬臂相对于所述探针主体限定第一回路。探针还包括由所述第一悬臂支撑的第一接触探针以及与第一接触探针电绝缘的第二接触探针。第二接触探针由第一悬臂或由从探针主体延伸的第二悬臂(20b)支撑。

技术领域

本发明涉及一种用于测试测试样品的电特性的探针，具体地说，本发明涉及一种微悬臂四点探针。本发明还涉及一种测试测试样品的电特性的方法，以及一种初始化用于测试测试样品的电特性的例程(routine)的方法。

背景技术

测试样品可以是硅半导体晶片，其具有利用多个CMOS finFET晶体管(在绝缘体上硅或Si基板上构建的非平面、双栅晶体管)实现的集成电路。

这种测试样品可以包含由鳍片阵列组成的测试垫。鳍片材料可以是Si、SiGe或任何其他半导体。典型的鳍片阵列由大量平行的、其间具有一定长度和一定间距的鳍片组成。典型长度为50μm以上，并且典型间距为50nm至500nm之间。

典型的鳍片尺寸包括20至500nm之间的宽度以及30至200nm之间的高度。鳍片通常彼此电绝缘，但是几个鳍片可以一起合并成单个导线。

待测量的测试样品的电特性可以是测试样品的一部分的电阻，例如以欧姆/微米长度测量的单个鳍片的电阻。

测试样品也可以由具有薄平面导电膜的半导体晶片或形成例如磁隧道结(MTJ)的薄的多层叠层的半导体晶片组成。

四点探针测量和测试例程也称为四端子感测，其中电阻抗测量技术使用分离的载流和电压感测电极对。

当执行电阻测量以确定测试样品的电特性时，使包括一个或多个臂的测试探针与测试表面接触，其中每个臂均承载用于建立与测试表面的电接触的尖端。

EP2293086中公开了微型四点探针的一个示例，该公开内容通过引用结合在本申请中。EP2293086中公开的探针包括从探针主体延伸的四个悬臂。每个悬臂具有L形轮廓。L形形式提供了所有横向尺寸的灵活性，因此具有一定的抗振动和漂移的能力。另一方面，力沿任意横向方向施加到表面。

在EP2864800中公开了十二点探针的示例，其还公开了用于在半导体材料中制造微点探针的制造工艺，即，在基板上蚀刻和沉积不同的层。EP2864800的制造工艺通过引用结合在本公开中。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有悬臂的探针，该探针在横向方向上具有良好控制的接触力，从而可以最小化对鳍片的潜在损坏，即，使得鳍片不会断裂或弯曲。本发明的另一个目的是确保探针和鳍片之间的低欧姆接触。

从本发明的描述中显而易见的上述目的和优点以及许多其他目的和优点是根据本发明的第一方面获得的，其通过以下方式获得：

一种用于测试测试样品的电特性的探针，该探针包括：

-探针主体，所述探针主体具有限定基本上平坦的主体表面的第一侧面，

-从探针主体延伸的第一悬臂，所述第一悬臂具有位于探针主体处的近端和与近端相对的远端，

第一悬臂限定相对于探针主体的第一回路，所述第一回路在基本上平行于平坦的主体表面的第一平面中延伸，

-由第一悬臂支撑的第一接触探针，

-与第一接触探针电绝缘的第二接触探针，

第二接触探针由第一悬臂或由从探针主体朝向远端延伸的第二悬臂支撑，

第二悬臂相对于探针主体限定第二回路，第二回路在基本上平行于第一平面的第二平面中延伸，并且