[发明专利]自动化多点探针操作

说明书

本申请是申请号为201080023671.X、申请日为2010年3月30日、发明名称为“自动化多点探针操作”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及多点探针的处理和测量，尤其在自动化操作中提高安全性和精确度。更具体地，本发明涉及多点探针、探针座、探针盒、探针操作器头和探针加载器，这些有助于提高安全性和精确度。

背景技术

多点探针的操作涉及大量的人工干预，例如在将它们加载到测量系统或者操作器里时。这会带来较大的风险，因为多点探针的尖端或者臂容易被损坏，例如仅仅使它们与手指接触。在大多数事故中，这会导致一个或多个探针臂断裂，尤其是测微器标尺上的探针臂，这是一种不能修理的损坏。

当在测量中在测试基片上使用多点探针时，每次啮合都会在探针臂上形成一些磨损，尤其是对于测微器标尺(micrometer scale)上的臂。主要地，磨损会出现在与测试基片直接物理接触的金属层上。这些类型的多点探针能够通过为探针臂增加新的导电金属层被成功地修复。但是，这需要人工处理，既要由人使用多点探针，又要由人来修复它们。由于多点探针反复受到手动处理的简单事实，因此损坏的风险显著增加。

在测微器标尺上或者下具有探针臂的多点探针在定位在测量系统中时或者在夹持探针操作器时需要高精度，尤其要避免多点探针的其他部分在探针臂这样做之前接触，这可能给测试基片或者探针本身造成严重的损害。

测微器标尺上有探针臂的多点探针和相关技术以前已有描述和论述。因此参考美国专利No.7,323,890、美国专利No.7,302,486、美国专利No.7,135,876和美国专利No.7,307,436，这些全部结合于此作为参考。另外，还参考欧洲专利EP1095282和EP1085327；欧洲专利申请EP0974845、EP1698905、EP1466182、EP1610131、EP1640730、EP1686387、EP1782078、EP1775594、EP1949115、EP1780550、2016433、EP1970714和PCT申请WO2008/110174。

发明目的

本发明的目的在于提供一种多点探针的自动处理或者或者较少涉及与多点探针手动接触的处理。这具有如下优点：因人为因素导致的出错风险可能下降。另一个优点是多点探针可以做得较小，或者无须装备能人工处理的电路板，这意味着测量系统上，尤其是固定多点探针的操作器上的标尺可以做得较小。这又意味着在有些应用中多点可以到达别的方式难接近的较低区域或者凹槽。

本发明的其他目的在于提供多点探针相对于测试基片的精确定位和对齐，以提供用于储存和使用多点探针的清洁环境并提供多点探针的自动处理。精确对齐允许在高空间分辨率下更精确的测量。清洁的环境会减少尘粒与探针臂和试样接触的风险，这种风险可能损坏它们或者干扰测量。自动处理会增加使用同样制造的不同的多点探针进行的几次连续测量的再现性。它也会减少开关多点探针所需的时间，从而增加总效率。

本发明的特征是多点探针、探针座、探针盒、探针操作器头和探针处理器。当将它们用在测量中时，这些特征会提供更可靠的多点探针处理以及更精确的定位。

发明内容/公开

除上述目的、上述优点和上述特征之外，许多其他的目的、优点和特征根据对本发明的优选实施方式所做的如下详细说明会显而易见。根据本发明的第一方面，所述目的、优点和特征由一种多点探针实现，它包括相互平行的平的底面和平的顶面。所述多点探针还包括倾斜的平的前面、第一侧面、多点探针的与第一侧面相对的侧上的第二侧面以及多点探针的与前面相对的侧上的端面。前面、第一侧面、第二侧面以及端面中的每一个都连接底面和顶面。前面和底面在它们之间限定出尖的内部前角和前边。第一侧面和底面限定出介于它们之间的第一侧边，第二侧面和底面限定出介于它们之间的第二侧边，而端面和底面限定出介于它们之间的端边。多点探针的纵向被限定为沿着第一和第二侧边，且垂直于前边。底面设有导电金属层和一组镂刻切口，这些切口将金属层分割成在前边处汇合到探针尖上的多个信号轨迹、多个接触衬垫和多个电缆管。多个电缆管中的每个电缆管使多个接触衬垫中的各个接触衬垫和多个信号轨迹的信号轨迹相互连接。多个接触衬垫被分成位置彼此相邻且沿着纵向的第一排和第二排。第一排和第一侧边限定出介于它们之间的底面的第一外部区域，第二排和第二侧边限定出介于它们之间的底面的第二外部区域，而第一排和第二排限定出介于它们之间的内部区域。多个电缆管被分成外组和内组，其中外组的电缆管穿过第一或第二外部区域中的任一个，而内组的电缆管穿过内部区域。