CN1696652A

CN1696652A - 带电粒子束装置探针操作

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Publication number: CN1696652A
Application number: CNA2005100783483A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·鲍尔; 罗伯特·J.·弗勒瑞恩; 亚当·哈特曼; 飞利浦·C.·福斯特; 杰伊·C.·纳尔逊; 理查德·E.·斯托卡普二世
Original assignee: Zyvex Corp
Current assignee: Zyvex Corp
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2005-11-16
Also published as: US20050184236A1; US20060192116A1; US20080150557A1; US7675300B2; DE602005002379D1; EP1566647A1; EP1566647B1; DE602005002379T2; JP2005251745A; US7319336B2; KR20060043141A; US20050184028A1; US7285778B2

Abstract

连通到带电粒子束装置(CPBD)的隔室上的定位器控制装置，其设定成使探针和隔室中的样品上的接触点。接触连通到CPBD的测量器和定位器可以支持样品性质的测量/检测。一种控制线路可以至少部分自动控制CPBD，定位器，以及测量器。一个或多个如此的部件支持的方法包括：把第一信号导向定位于隔室内的探针，在那至少一个探针被暴露于CPBD的光束中；把第二信号和第一信号作对比来决定样品性质；和加热至少一个邻近定位的探针尖，以至于随着加热除去部分材料，探针尖变得尖锐。

Description

带电粒子束装置探针操作

背景技术

带电粒子束装置(CPBD)常需要对于微米级和纳米级物体进行检验和实施操作。通常，CPBD使用带电粒子束辐射研究的样品，或是研究的聚焦光斑，其中CPED的波长比用于光学显微镜中的波长小很多。现代的CPBD能够以高达大约一百万倍的放大率以次纳米级分辨率(如，低至大约0.1nm的分辨率)来观察原子水平的细节。可以类似应用的CPBD显微镜和其它显微镜包括扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)显微镜和透射电子显微镜(TEM)及其它。

扫描电子显微镜(SEM)是CPB显微镜的另一种类型。在SEM示范中，电子束能够聚焦到一点(例如，“点”模式)并在样品的表面之上扫描。探测器收集从样品表面反射或产生的背散对和二级电子，并将它们变成能够用于产生样品实际多维影像的信号。SEMs能够提供大约二十万倍，也许更高的放大率。

对于一些应用，在CPBD的内部可以利用一个探针或多个探针获得附加的数据、特性和/或样品特征。这些探针也可以用于在CPBD内的样品上或利用样品实施试验，收集这些数据，特性和/或样品特征或其它目的。

然而，在SEM或其它CPBD里很难准确定位和/或定向探针或样品。事实上，甚至难以区分CPBD中用于操纵样品的多个探针。也很难证实探针和样品上触点间的适当的物理和/或电接触。

附图说明

通过下面参考附图的详细描述，可以最好的理解本发明公开的内容。强调的是，根据在工业中的实践标准，各种特征没有依比例划定。事实上，各种特征的尺寸可能被任意增大或缩小以便阐明所讨论的内容。

图1是根据本发明一方面的装置实施例的至少一部分的示意图。

图2是根据本发明一方面的装置实施例的至少一部分的框图。

图3A和3B是流程图，每一个都是根据本发明一方面的方法实施例的至少一部分。

图4是根据本发明一方面的装置实施例的至少一部分的透视图。

图5是根据本发明一方面的装置实施例的至少一部分的透视图。

图6是根据本发明一方面的方法实施例的至少一部分的每个流程图。

图7是根据本发明一方面的装置实施例的至少一部分的框图。

图8是根据本发明一方面的装置实施例的至少一部分的框图。

图9是根据本发明一方面的方法实施例的至少一部分的流程图。

图10是根据本发明一方面的方法实施例的至少一部分的流程图。

图11是根据本发明一方面的方法实施例至少一部分的流程图。

图12A-12C是根据本发明一方面的方法实施例的至少一部分的各阶段示意图。

图13A-13C是根据本发明的一方面由带电粒子束装置产生的影像平移的表示法。

图14是根据本发明的一方面的装置实施例的至少一部分的透视图。

具体实施方式

在此公开的内容是在带电粒子束装置(CPBD)里探测一个和多个样品的手动、部分自动化和基本自动化的装置的示例性实施例。例如，此探测可以包括或支持自动测量或检测样品的一个或多个特征。这些特征可以包括机械的，电学的，光学的和/或化学的特征，和/或它们的组合，在这没有限制。在本发明范围内的样品没有限制，包括，集成电路(IC)，部分完成的电路IC，后处理电路IC，晶体管，其它电子和微电子器件，微电子机械系统(MEMS)器件，电-光器件和电路，以及上述的组合等。其它样品可以包括纳米颗粒，纳米材料，涂层，生物样品，和它们的组合。在本发明公开的范围内的CPBD可以是或包括带电粒子束显微镜(CPBM)等。例如，CPBM可以是或包括在其它显微镜中的聚焦离子束(FIB)显微镜，双光束FIB显微镜，扫描电子显微镜(SEM)，扫描螺旋显微镜(SAM)，透射电子显微镜(TEM)，和环境扫描电子显微镜(ESEM)等。当然，本发明公开的范围并不限于上述的特征、样品或CPBDs。

根据本公开内容的方法的实施例可以至少部分包括，用于实施以下一个或多个操作的步骤或过程：(1)制备传入到CPBD中的样品；(2)样品传入到CPBD中；(3)制备利用一个或多个探针进行测量的样品；(4)制备测量样品的一个或多个特征的探针；(5)在样品上接近相应的目标区定位探针；(6)在探针与目标区间建立接触；(7)测量特征；(8)从CPBD中去除探针和样品；和(9)处理在先前的一个或多个过程中收集的数据。根据本发明公开的方法实施例还可以包括或可选择的包括传送在一个或多个过程中收集到的数据。此数据传送可以是TCP/IP或其它协议，这取决于传送目的地，其中可能的目的地目标可以包括附属的，联合的，或仅仅构造成与CPBD联系的部件，包括在CPBD的中心或位于相对较远处的部件。因此，这些操作的一个，多个或每一个或已执行的一个或多个步骤或过程，可以是部分或基本自动化。

可以通过用于定向和操作一个或多个探针和一个或多个样品的各种装置，以及用于测量特征的均互连作为自动探测系统(APS)的装置自动地提供此自动化方式。因此，可以在那些装置间发送信息以控制上述操作的开始、调整或结束，或是在此操作过程中执行的一个或多个步骤或过程。如此信息也可以被自动的在那些装置之间传送，例如在APS的控制下或没有用户输入的情况下。

在一个实施例里，APS依靠或应用参考系统(RS)，通过该系统可以彼此参考包括APS的各种装置的移动部件的定向，并固定部件和装置。因此，RS可以支持或提供对APS内空间关系的监测，包括在移动和固定元件或装置间的空间关系。例如，在实施例里，各种装置的移动部件的空间关系被用于彼此相对的自动定位探针尖和/或被探测样品的特征。而且，因为APS的各种装置能够通信连接，所以由RS收集的信息能够在装置间传递从而启动、监测、调整和/或结束由APS里的部件或装置实施的一个或多个过程，以及汇集涉及这样一个或多个过程的数据。

APS的RS和/或其它部件，以及APS本身可以利用或依据美国2003年10月31日申请的美国专利申请No.10/698,178“探测悬片八叉树(DAGOCTREE)的系统和方法”，和/或2003年12月31日申请的美国专利申请No.10/749,256的“等-表面提取椅背中部的纵板分级结构”的方案，本文引用其全部内容作为参考。这些申请涉及计算机模拟和成像方面，在本发明的范围内，其可以应用到产生和显示探针、样品和CPBD隔室的静态实时影像。例如，根据本发明公开的方式，此计算机模拟成像可以用于在CPBD隔室内传输样品和探测的过程中避免碰撞。然而，此避免碰撞可以物理方式附加的或可选择的实施，例如通过贴近的和/或接触探测，包括部分或基本自动化方式。

RS可以包括各种装置，例如，定位传感器，压力传感器，环境传感器，材料/元件传感器，和/或计时器等，没有限制的。RS也可以包括一个或多个可操作实施定位程序的装置，例如通过成像定位。RS装置和/或部件可操作用于收集关于各种装置和/或APS部件和/或由此执行步骤、过程、动作或操作的信息。RS还可以包括程序设计和/或用于例如把收集的数据信息转变成装置间可互通的消息的软件。例如，来自于RS的消息可以是电信号的形式，或可以是由同RS结合的软件产生的指令的形式。

RS可作为可程序化到APS其中一个通信连接装置中的控制程序(CR)的一部分。在此实施例里，RS在CR里作为一套程序化到定位控制装置中的程序向探针提供可操作性。根据本发明的方式，CR还可以包括各种用于执行自动探测和其它自动操作的子程序。

RS的各种方式可以根据RS执行的过程的类型而变化，可能包括自动过程。例如，在探针的自动制备过程中，RS需要的信息可以不同于在样品特征的自动测量过程中RS需要的信息。然而，在一些实施例里，可能不管被执行的自动操作过程或操作的类型如何，RS依靠某些共同因素，例如样品相对于CPBD产生的带电粒子束(CPB)的位置，探针尖相对于样品的位置和样品图(像)。

样品图(像)是指关于例如可以用于确定样品上特征位置的样品的数据。例如，样品可以是在其中带有一定特征的半导体芯片。芯片图(像)可以提供关于那些特征的一个或多个的位置信息。样品图(像)可以从各种来源获得，例如，计算机辅助设计(CAD)数据，由使用者对样品的手工训练，和/或由使用者和/或外部系统确定的一组参考坐标。

在实施例里，其中RS依靠样品相对于CPB的位置，RS能使用从CR执行的程序所获得的信息，用于决定样品在CPBD的样品腔中关于CPB的位置。可选择的，或附加的，CR可以包括一个或多个能用于决定样品相对于定位台或探针尖的位置的过程，以及一个或多个能用于决定定位台或探针尖相对于CPB的位置的过程。可选择的，或附加的，CR可以包括一个或多个能用于决定探针尖相对于定位台的位置的过程，以及，一个或多个能用于决定定位台相对于CPB的位置的过程。

在一个实施例里，CR执行标准影像分析程序来决定样品相对于CPB、定位载物台和/或探针尖的位置。例如，影像可以从CPBD或其它可生成能够由图象分析软件使用的合适表象的装置产生的表象中衍生出来。在影像分析中，样品、载物台和/或探针尖上的参考特征可以用来创建数学坐标系统，从而向RS描述样品、载物台和/或探针尖的位置。

在实施例里，其中RS依靠探针尖相对于样品的位置，RS能利用由CR执行程序所获的信息，决定探针尖相对于样品室中样品的位置。例如，可以利用合适的影像分析技术决定探针相对于CPB和/或载物台的位置。可选择的，或附加的，可以决定探针尖相对于探针定位器的位置，然后可以决定探针尖相对于CPB或载物台的位置。在其它可能的方法中，可以通过影像分析或通过移动探针尖到为该需要提供适当反馈的机械、电或激光传感器来决定探针尖的位置。

在实施例里，其中RS依靠图(像)，RS能将信息传递到提供探针可操作性的装置，例如定位控制装置，其能起动此装置在特定部件上驱动探针尖的位置。例如，能够数学地结合与图(像)有关的特征坐标和被检验样品的实际位置，或探针尖的实际位置，和/或定位器的实际位置。

参看图1，图中所示的是根据本发明的设备100的一个实施例的至少一部分。设备100可以包括或基本上类似于根据上述一个或多个方面的APS。

设备100包括定位器控制装置102，CPBD 104和测量装置106。定位器控制装置102可以构造成控制与一个或多个探针连接的操作平台。例如，定位控制装置102可以是或包括来自于Zyvex Corporation的可用于商业上用的S100纳米控制器系统，及其它控制器。CPBD 104可以是或包括来自于FEI，Hitachi或JEOL，及在其它中可用于商业上用的SEM，或FIB。测量装置106可以是或包括来自于仍然可用于商业上用的Keithley 4200，及其它测量装置。

连接定位控制装置102，CPBD 104和测量装置106，从而在装置之间发送信息，起动，调整，监测，收集相关数据，和/或结束过程。此过程可以包括将样品引入CPBD 104，制备用于样品测量的多个探针，接近样品上目标区地定位探针，活化探针使其与目标区接触，和/或进行测量。装置间的通信可以由CR解释，如上所述，并且可以被程序化到装置100的一个或多个器件中。随后，CR可以响应从CPBD 104和/或测量装置106接受的信息，指示装置100起动，监测，收集相关数据，调整和/或结束特殊过程，例如制备探针或测量。

CR可以程序化到单个计算机或机器(例如，“主控程序计算机”)中，其能够至少部分地负责指导定位控制装置102、CPBD 104和测量装置106中一个或多个的操作，并且也负责控制上述一个或多个步骤，过程，行动和/或操作。例如，可以由操作定位控制装置102和驱动探针到所需位置的相同计算机和/或由控制外部装置的相同计算机控制将样品引入CPBD 104的程序。此外，可以在操作定位器控制装置102的计算机或机器中执行数据收集(DA)仪表板和其它DA装置，例如，启动定位器控制装置102进行否则将由计算机或测量装置106的机器或操作系统实施的测量。在实施例里，其中CR和装置100或APS的一个或所有器件的操作都存在于单个机器上，各种装置间的通信能够通过软件实施。在其它实施例中，定位器控制装置102、CPBD 104和测量装置106的一个或多个可以包括或与单独的计算机或机器结合以指导操作。在此实施例中，每个装置可以通过如下途径，如导线，电缆，网络(例如，在Ethernet网上的TCP/IP网络，1394连接，和/或USB，及其它)或无线规程及其它方式连接。因此，装置100的器件间的通信可以实现作为逻辑操作和/或子系统，其可通过经物理网络的计算机访问，或者可以位于本地主要控制计算机或其它单个或多个计算机设备中。

参见图2，图中示出了根据本发明方式的装置200的一个实施例的至少一部分的框图。装置200是一个能够在装置100的器件之间实现信息交流的环境。无论定位器控制装置102和/或测量装置106被放在CPBD 104隔室内还是放在CPBD 104隔室外，装置200都可以构造成装配在CPBD 104的隔室里，包括装置200的部件与定位器控制装置102和/或测量装置106通讯连接的结构。装置200也可以包括一个或多个CPBD 104，定位器控制装置102和测量装置106。然而，在图解实施例里，装置200是一个分散的零件或子组件，其定位在CPBD 104的隔室内，并且通讯地连接CPBD104，定位器控制装置102和/或测量装置106。

装置200包括用于操作一个或多个在CPBD 104内的样品的操作平台210。样品的操作可以包括样品在X，Y，Z，DX，DY和DZ方向的移动，并无限制。样品的操作可以附加的或可选择的包括样品物理和化学特征的判定，例如实施电的，机械的，光学的，或化学测量，或其组合。在一个实施例中，装置200包括大量的操作平台210，不管这些平台是基本相似还是具有不同的构型。操作平台210也可以被重新配置，例如可以允许客户如下地改变布局和/功能。

操作平台210至少包括一个基底206，其上排列多个操作装置模块接口212。每一个操作装置模块接口212被配置为接收操作装置模块260。在图解实施例里，操作平台210包括四个操作装置模块接口212，将操作器模块260连接到两个操作装置模块接口212。然而，本发明公开的范围内的其它实施例也包括不同数目的操作装置模块接口212和/或操作装置模块260。而且，每一个操作装置模块接口212不必与其它操作装置模块接口212一致，和操作装置模块260不必与其它操作装置模块260一致。

操作平台210也包括被配置为接收一个或多个在CPBD 104内被操作的样品的样品载物台215。或者，样品载物台215可以是通过机械固定器，粘合剂或其它方式耦接到操作平台210的分散部件。操作平台210也可以包括多个样品载物台215，每个载物台构造成接收一个或多个在CPBD 104内操作的样品。

在图2中，操作平台210也包括接口207或与其相连，接口207被构造成将基底206连接到SEM或其它作为CPBD 104使用的装置。接口207也可以集成到操作平台210，或可以是通过机械固定器、粘合剂或其它方式连接到基底206的分散部件。接口207也可以是或包括机械接口，电子接口，机械/电子组合接口，或独立的机械和电子接口，及其它的接口。因此，例如，在实施例中，SEM被用作通过接口207将基底206与其连接的CPBD 104，样品可以布置在样品载物台215上，可以通过经接口207电子和/或机械连接到SEM的方法，将操作平台210安置在样品隔室内。因此，一旦平台210被连接到SEM(或其它CPBD 104)，借助操作装置模块260，布置在样品平台215上的样品可以随着样品的操作基本同时被成像。

图2里解释的实施例里也描述，定位器控制装置102可以通过接口207连接到操作平台210。因此，CPBD 104和定位器控制装置102可以通讯连接，从而在CPBD 104和定位控制装置102之间可以发送信息，以及与装置内放置的传感器通讯并构造成获得用在RS中的信息。

定位器控制装置102可以被程序化，用于借助操作模块接口212自动控制操作模块260的操作。因此，上述的CR，其可以包括RS作为一套方法，也可以被程序化到定位器控制装置102中以指示组成装置200(和/或图1的装置100)的器件的起动、监测、调整或结束一个或多个步骤，过程，运转，和/或收集有关数据。例如，响应从CPBD 104和/或测量装置106接收的信息，CR和/或定位器控制装置102的其它功能或特征可以自动起动、监视、调整、结束和/或与制造探针、制备样品、对样品成像或进行测量有关的数据收集。

图2所示的实施例也示例测量装置106可以机械和/或电子连接到操作平台210。测量装置106可以被程序化为自动控制载物台215上的样品特征的测量或探测。在测量装置106和操作平台210之间的连接能够使在测量装置106和定位控制装置102之间实现信息传递。因此，在实施例里，测量装置106，定位器控制装置102和CPBD 104的每一个都和其它两个集合连接。借此至少部分地组成上述的APS。仍如上所述，包括RS的CR解码被程序化到测量装置106、定位器控制装置102和CPBD 104的一个或多个内，其中RS被配置成作为测量装置106、定位器控制装置102和CPBD104的固定和/或移动部件，包括这些部件相对移动的参考物。因此，由RS产生的信号可以通过和经过测量装置106，定位器控制装置102和CPBD104之间的通讯连接进行通讯。

定位器控制装置102可以包括任何合适的基于处理器的系统。例如个人计算机(PC)，其可以配置成控制装置200的一个或多个部件的操作。例如，借助操作模块接口212向操作模块260传输命令信号(例如电信号)来控制操作模块260。如这种通讯可以是借助一个或多个导电轨迹和/或其它类型的通讯途径，例如，那些可以沿着一个或多个操作平台210的表面延伸到操作模块接口212的通讯途径。

定位器控制装置102也包括可执行装置200的控制部件的软件。例如，由定位器控制装置102执行的软件可以借助操作模块接口212产生和/或传递命令信号到一个或多个的操作模块260，也许以自动模式和/或响应由定位器控制装置102，测量装置106，和/或CR接收的用户输入。该信号也可以响应反馈或其它从操作模块接口212和/或操作模块260接收的信息，和/或由定位器控制装置102从CPBD104接收的信息加以产生或沟通。

在实施例里，操作模块260包括用于向定位器控制装置102传递它们各自可操作逻辑电路。例如，操作模块260可以包括用于发射关于其移动能力的逻辑电路，例如是否构造成产生一维或多维垂直平移，是否产生围绕一个或多个垂直轴的转动，它的当前定向，和/或其它信息。操作模块260也可以包括用于传递关于它的末端执行器和其中装配探针类型的信息的逻辑电路，此信息在那又可以与定位器控制装置102及装置200的其它部件进行通讯。

操作模块260的每一个与平台210上对应的操作模块接口212连接。例如，每一个操作模块260可以包括一个通讯接口(例如电输入和/或输出接口)，该接口设定成与一个或每个操作模块接口212的通讯路径连接。在实施例里，操作模块260的通识接口或其它部分可以包括用于接收用于控制操作的输入信号的导电轨迹。因此，连接操作模块260到操作模块接口212能包括接触或连接每个操作模块260和操作模块接口212上的导电轨迹。

操作模块260也可以包括或与运动和/或位移传感器连接。传感器发出的信号也能发送到定位器控制装置102。因此，定位器控制装置300可以由被构造成实时地监测操作模块260的位置或方向、也可以校准或校正取向的控制软件和/或硬件执行。定位器控制装置102也可以包括或连接到影像系统，例如可以安装CPBD 104或与其连接，并因此可以实施或支持实时目标识别和定位辨认，这些可以被用于控制操作模块260的取向和/或操作模块260的末端执行器，可能以自动方式实施。

至少与这里描述的关于自动化过程的一些实施例有关，CR可以被程序化或被设定为识别可能需要人干预的条件。在此实施例里，人的干预可以通过适合于此干预的用户接口提供。此外，或可选择，CR可以构造成由高级控制程序启动，以及利用高级控制程序进行系统的通信和/或处理数据。

参见图3A，图中示出了根据本发明方式的方法300a的实施例的至少一部分的流程图。方法300a可以由根据本发明的图1的装置100和/或图2的装置200执珩或实施。然而，方法300a的一个或多个部分可以基本自动化的方式执行或实施。在实施例里，方法300a基本上是自动化的。

此外，方法300a的方式和在本发明范围内的其它方法可应用单个或多个探针。因此，为了简单和清楚起见，这里所指的多个探针或若干探针方法、过程或应用也可以应用到单个探针或单个探针方法、过程或应用。组成方法300a的一个或多个实施例的每个过程，程序，运转和操作以及本发明方式的范围内的其它方法可以独立的包括多个过程，程序，运转和/或操作。

方法300a可以包括探针选择步骤或过程305，通过该步骤或过程根据被检测或探测的特征选择一个或多个探针。基于检测或探测的特征，探针可以可选择的，或附加的被选择。例如，不受限制的，适合测量样品电特征的探针可以包括基本上由钨，铂，金导线构成的探针，或具有此组成的探针尖的探针。

在过程305中选择一个或多个探针可以是手动的、部分自动化或基本自动化。例如，过程305的手动实施例基本上依据客房户输入。过程305的部分自动化实施例可以自动化实施过程305的动作和/或决定的子集。部分自动化方式的实施例可以包括开始过程，实施过程，监视和/或调整(例如时间，功率，速度，力等)过程，结束过程，和/或过程纠错。过程305的基本自动化的实施例可以基本依赖于自动化机器人和/或其它机械或装置，和/或基本自动化的计算硬件和/或软件，以至于在305过程中探针的选择可以是在基本缺少用户输入下实施的。这个常规，即其中自动化的程度基本上与具体方法或方法部分、或特征装置或其功能中所需要的或采用的用户输入量成反比，也可适用于方法300a的其它方面，以及本发明公开范围内的其它方法和装置方面。

方法300a也可以包括一个或多个选择的探针被引入到CPBD隔室内的过程310。在实施例里，过程310可以是至少部分自动化，以至于利用很少的或不用用户输入例如关于探针在隔室内的方向和位置的详细说明，探针就可以被引入到CPBD隔室内。然而，过程310可以选择的基本手动或基本自动化地操作。将探针引入CPBD隔室也可以包括从探针储存结构或位置去除探针，无论CPBD隔室的外部还是内部或任何、利用包括CPBD隔室的系统或其它设备。

方法300a的过程315包括在位于CPBD隔室内的样品接触点上定位探针尖。此定位可以基本是手动的，部分自动化或基本自动化。在实施例里，定位基本可以包括水平定位，例如在与样品表面或在CPBD内与支持样品的平台基本平行的平面内，或在基本上垂直于CPBD内产生的带电粒子束(CPB)的平面内。因此，探针或探针尖随后垂直的定位可以是在基本垂至于水平定位平面的平面内。此外，尽管这里许多关于定位探针或探针尖的方面是关于探针或尖是相对于固定样品的运动描述的，但此定位也可以包括样品(或载物台或支持样品的平台)相对于探针或探针尖固定位置的运动，以及样品和探针或探针尖的运动。

根据方法300a的探针尖的定位(无论水平，垂直还是其它定位)的方式可以应用RS，如上述描述，其被设定成相对于彼此和/或共同的坐标系统作位置参照移动和固定部件。因此关于探针和/或探针尖(例如相对于样品，在CPBD隔室内安装的操作器，和/或样品图象)的位置和/或方向的信息可以由RS利用，提供正确的信息给CR。因此，CR可以传递正确信息给定位器控制装置(例如图1和2的定位器控制装置102)，使探针准确地定位在样品接触点上。然而，在一些实施例里，探针和探针尖在样品接触点上定位的精确度会下降，例如当在探针尖和接触点间的接触可能是不必要时，可能由于不同于过程315描述的定位装置和/或方法的可用性。

CR可以包括一个或多个探针定位子程序，其监测和/或检测探针相对于样品上接触点的位置和/或方向，并可以被RS记录。探针定位的子程序也可以包括用于确定什么时候探针到达接触点上所需位置的程序。用于探针定位和确定什么时候探针到达接触点上所需位置的典型程序包括，并不限制，结合CPBD的影像处理，应用CPB设置样品和/或下置的平台的对准标记，参照由RS获得的图像数据，以示教模式操作CPBD，参照在样品(例如先前确定的坐标系列)上的绝对坐标，和执行自动化或半自动化“点和点按”过程。

方法300a的过程320包括在样品上的探针和接触点之间建立物理和电接触，例如借助定位器控制装置朝样品方向垂直平移探针。过程320的探针定位可以基本手动，部分自动化或基本自动化。当利用不止一个探针时，依据定位器控制装置的程序，探针例如可以同时成群地或一次一个地降低。在实施例里，CR包括在探针和样品间保持接触直到结束一个或更多测量或检测过程的程序。例如，在样品上探针尖和接触点之间刚一接触，信号就可以自动产生和被发射到定位器控制装置，其可以激活CR的子程序。激活的子程序可以包括一个用于确定与样品接触的质量的自动过程。

方法300a的过程330中测量或探测一个或多个样品特性，其中过程330可以是基本手动，部分自动化或基本自动化。上述的CR很可能在收到探针点和接触点之间的物理和/或电接触的确认信息时激活测量装置来实施测量或检测。测量装置可以基本上与图1和2所示的测量装置500相似。

在一些实施例里，测量装置可以是商业上可获得的装置，并且可以包括用于实施或支持样品特性测量或检测的软件和/或硬件。应用到方法300a的过程330中的测量装置也可以与在美国专利No.6208151中描述的测量装置有基本相似的方式，这里引用其整个公开内容作为参考。

尽管图3A所述的实施例以流程图方式描述方法300a，但此方式不应该解释为需要使方法300a的描述部分按顺序发生。例如，也能同时实施方法300a的不止一个的所述部分。一个这样的例子需要在制备一个或多个探针的同时应用另一个或多个探针测量或检测样品的特性，其中制备此探针可以在样品被检测的CPBD隔室的原位或外部实施。方法300a的组成的次序也可以与图3A描述的次序不同。而且，方法300a的一个或多个部分可以在当前公开的范围内被重复或消除。

参见图3B，在此利用标号300b指定了图3A所示的方法300a的另一实施例的至少一部分。方法300b的实施例可以包括方法300a的一个或多个部分。例如，方法300b的图解实施例包括图3A所示方法300a的每一个部分以及一个或多个额外的部分。因此，方法300b的下述描述基本指没有关于方法300a详细描述的那些部分，尽管仅出于简单和简短的目的，并且在本发明公开的范围内不限制方法300a和300b的范围。当然，本发明公开范围内的方法300a的实施例也可以包括图3B所示方法300b的一个或多个部分。

方法300b可以包括过程345，通过该过程可以选择的实施一个或多个探针的外部制备。因此，图3B虚线描述的过程345，与实线对比。这个惯例，其中用虚线描述的可选择过程，步骤，运转和/或操作，以及叙述这些部分次序的方向指示(箭头)在下文仅出于清楚的目的。而且，与虚线相反，实线描述的任何方法，方法组成或次序指示都不暗示在任何特殊实施例里此方法，部分或次序都是必需的，或是把本公开的范围限制到仅是包括由实线描述每一个方式的那些方法。相反，在图3A和3B中由实线或虚线描述的方式，或本公开的任何其它图，都可以在本公开范围内的无数装置和方法的一个或多个内加以选择。

如上所述，实施探针制备的过程345可以包括一个或多个探针的制备，调整和/或特征化。然而，也如上述描述，此制备，调整和/或特征化可以共同的称作“制备”。尽管如此，本公开范围内的一些方法也许不包括一个或多个探针的制备，调整和特征化，但是可以特别地仅包括：(1)制备；(2)调整；(3)特征化；(4)制备和调整；(5)制备和特征化；或(6)调整和特征化；其中制备可以包括除了调整和特征化之外的一个或多个过程。也如上述描述，这里作为应用单个探针的描述的方式也可以应用到多个探针，如这里描述的应用多个探针的方式也可以包括应用单个探针，并且同样适用于单个或多个探针尖。

在一定意义上，过程345可以是外部过程，由过程345制备的探针在CPBD隔室的外部位置制备，其中探针被应用测量或检测位于CPBD内的样品特性。过程345的外部制备可以包括用于确定所选择探针的特性是否适合于利用探针进行所需的测量或检测的一个或多个过程。此外，或可选择的，如果探针特性不适合预定的测量和探测，过程345的外部制备可以包括用于影响补正测量(例如，额外或可选择的探针制备)的一个或多个过程。

例如，在将探针引入CPBD隔室前在探针尖上可能会形成氧化物或其它污染物，它们会妨碍作为测量装置的探针的效用。因此，过程345的外部制备可以包括一个或多个去除或减少此污染的化学浸渍过程。此过程可以包括一个或多个氢氟酸或氢氧化钾浸渍过程。过程345的外部制备也可以或可选择的包括一个或多个探针尖磨锋过程，当利用探针测量样品特征时提高效用。然而，方法300b也许不包括过程345，例如当选择的探针不需要外部制备即可充分制备时，一旦探针已被引入到CPBD隔室内，上述描述探针制备可能在内部执行。不过，在包括过程345的外部制备探针的实施例里，此制备可以基本手动，部分自动化或基本自动化。

过程345的外部制备也可以包括一个或多个探针的磨锋，弯曲，整形或其它机械过程。例如，此机械过程可以影响整个探针或仅探针的一部分，例如探针尖，柄或体。在实施例里，机械过程包括弯曲探针以进行浸渍过程，例如一个或多个上述描述的过程。例如，一些探针可以由金属线材料的备用料制成，因此基本成圆柱形，其中机械弯曲过程可以在探针里放一个或多个弯曲或缠绕。在实施例里，可以仅形成一个弯曲，以至于所得的探针基本成L形轮廊，尽管弯曲也许实际上不是90度(例如在实施例里弯曲可以是大约30度，在其它实施例是45度，在另外实施例里是60度)。在探针弯曲超过一个圈的实施例里，弯曲的探针可以有锯齿形，Z字形，或其它形。而且，在探针被机械加工包括不只一圈的时候，弯曲可以处于不同平面。例如，第一弯曲可以在第一平面，第二弯曲可以在第二平面里，其中第一和第二平面不重合，并且可能不平行。

在实施例里，在本公开的范围内实施过程345的外部探针制备，CR可以执行探针制备程序作为一套程序，通过该程序可以由传感器或由此过程的持续监控选择的制备过程。在实施例中，当外部制备完成时，探针的一个或多个制备过程和/或完成可以由影像监控或检测，例如，借助适当的结束信号的通讯。

方法300b也可以包括过程350，通过该过程在CPBD隔室内储存选择的一个或多个探针。过程350可以基本手动或部分自动化。然而，在实施例里，过程350是基本自动化的，以至于探针可以利用少的或不用用户例如关于在隔室内的探针的存储方向或位置的特殊输入，而存储在CPBD隔室内。

方法300b也可以包括一个原位过程355，通过该过程一个或多个探针的制备可以在位于CPBD隔室内时进行。过程355的内部探针制备可以基本手动或部分自动化。然而，过程355的内部探针制备也可以基本自动化，可能应用自动化探针制备系统(APPS)。在这里或其它地方，APPS也可以称作自动探针调整系统和/或自动探针特征化系统。在实施例里，APPS可以作为上述CR的一部分加以实现，以至于上述的APPS也可以借助自动化过程操作制备一个或多个探针。

上述描述的APPS实施例可以包括一个或多个传感器，电极或反电极，其可以操作检测探针(例如在CPBD隔室中)的存在，以至于传感器，电极或APPS的其它部件能够次序的被定位接近探针。可选择的，或额外的，探针可以被定位接近传感器或APPS的其它部件。传感器或APPS的其它部件的接近度大约5厘米或更少，但是可以包括在尖和APPS部件之间的实际接触，这要取决于所实施的探针制备类型。当所需的接近度已达到时，传感器或其它APPS部件可以传递信号到指示此情况的CR，其中RS可以记录探针尖(例如位于绝对位置或相对于RS坐标系统的位置)的位置。

当探针尖位置已经被记录时，CR可以自动的开始所选的子程序，其可以是或包括用于制备探针的过程。由CR选择用于开始的过程是否自动化，可以依据CR程序。

在其选择的过程包括探针特性化的实施例里，在探针或探针尖的其它可能的物理和/或化学特性中，尖的直径、探针材料和探针几何形状可以被测量和/或检测。此特性可以由一个或多个过程检测，其可以包括区域发射测量，视觉观察(例如用SEM)，能量分散X射线光谱(EDX)，和扫描螺旋图，没有限制。提供作为部分CR的指令(例如子程序)可以控制那些或其它探针特性化过程的执行。因此，CR可以被设定成开始此程序，监测它们的过程，和执行过程的适当的结束命令及其它的动作。

在被选择的过程包括探针调整的实施例里，用于执行不同调整程序的指令(例如子程序)可以被程序化为CR的一部分。因此，CR也可以或选择地被设定开始此过程，监测它们的过程，和执行过程的适当的结束命令。可以被选择的探针调整过程可以包括探针或探针尖的除污和/或磨锋探针尖。在实施例里，CR可以被设定成执行可以与一个或多个探针调整程序的开始和/或结束相关地应用的定时器。在CR内可以提供回路以至于可以对一个或多个探针重复一个或多个调整程序，直到达到该调整的提高的、期望的或阈值水平。一个或多个探针调整程序的选择可以取决于或至少部分取决于探针尖所需要提高的特性。

在实施例里，APPS可以在CR中作为子程序地执行，提供用于实施一个或多个下述操作的命令：(1)脉冲调制；(2)用例如电子束，分离灯丝，激光，或电子轰击加热；(3)场发射；(4)场电离；(5)场蒸发；(6)场表面熔解；(7)离子轰击/离子铣削/离子飞溅；(8)原位金属沉积；(9)金属浸渍；(10)尖端的机械变形；和(11)电荷强迫的动态热金属流尖的形成(下文称作电子尖端处理，或ETP)。在探针调整期间应用的脉冲调制可以包括接触探针以驱动电流通过探针，从而去除针尖的污染。在探针调整期间应用的加热可以包括由电子轰击加热，其中，由加热的灯丝产生自由电子并由电场加速与探针尖撞击，由此通过动能变换成热能加热探针尖。这种加热探针尖的方法可以在探针制备(例如探针调整)期间利用，以吸收氧化物和被吸附物，由此清洁针尖。

可以用于探针制备的场发射过程可以包括在强电流下操作场发射，其导致针尖几何形状的改变，由此调整探针尖。可以用于探针制备的场电离过程可以包括利用高能量场电离针尖上的原子来清洁探针尖。可以用于探针制备的原位金属沉积过程可以包括在探针尖上喷溅金属。可以用于探针制备的金属浸渍过程可以包括至少浸渍部分探针尖到熔化的金属源中。可以用于探针制备的机械变形过程可以包括拉拔和锻造墩装金属和/或其它材料来做灵敏的探针尖。

ETP可以用于在非氧化环境中利用电流，电场，和原子的热活化例如探针或探针尖具有的金属组分的金属原子清洁和/或磨锋探针或探针尖。可以用于清洁和磨锋探针尖的ETP的实施例里包括使钝的探针(将被尖化)与细的探针相互接近。此后，探针在不同的电压下偏置以至于插入在两个探针尖之间的任何氧化物或其它电介质或污染物击穿。例如，跨探针尖的偏压差可以约等于或大于氧化物，空气或插入探针尖的其它材料的击穿电压，以至于可以在两个探针尖之间建立电流。该氧化物可能是先前已被形成的或被允许形成的，或可能是不希望地形成的，并且它的存在可能已经在先前被确定或仅被怀疑。在实施例里，探针被偏置为相对差为约70伏。

在两个探针尖之间的所得电流足够导致较薄细探针尖的局部熔化。当细的探针尖熔化时，或当金属电子变得基本可移动时，驱动两个探针间的电流的电场导致细探针熔化的金属朝着较大探针加速。如果这发生的足够快，熔化的金属的多数可以在较大的探针上沉积，而细探针芯的材料可以基本保持固相。金属从细探针向大探针的转移可以在两个探针尖之间形成裂缝，其中在正在行进的金属从细探针到大探针的转移过程中，裂缝允许继续增长，直到裂缝在探针尖之间产生足够的分离，以结束由电压差建立的电流。在一些实施例里，ETP能清洁和/或磨锋细探针。

可以在相对于被用于特征化样品的CPBD隔室的外部或原位执行ETP。可以执行ETP的过程环境也可以依据两个探针间的组分和/或几何形状或其它可能因素变化。例如，ETP可以在周围环境(如室温环境)或惰性气体环境中执行，或可能在升高的温度中(如约100℃)执行。或者ETP可以在基本真空中执行，如在CPBD隔室内的额定的或可达到的最大真空度下进行。

在过程355(和/或方法300中其它的)中可以实施的另一个制备探针的过程是交叉探针清洁过程。在实施例里，交叉探针清洁过程可以包括以最接近或接触的方式、以相互垂直的方式定位两个或多个探针的柄或壳体部分，例如形成十字交叉的形状。然而，在其它实施例里，探针可以不相互垂直，而是可以以相对小于90度(如约30度)的角度取向。此后，电流可以被控制通过探针(如果以物理接触方式就可能是单电流)，从而由电阻加热或其它方式升温来加热探针。在高温，可以移去先前形成的或在探针尖上沉积的氧化物和/或其它污染物。这一过程可以被执行作为可选择的，或附加的上述描述的一个或多个加工程序。

上述描述的APPS可以包括一个或多个前述的探针制备过程，在此描述的一个或多个过程可以基本自动化的执行，尽管一个或多个探针制备过程也可以或可选择的是部分自动化和/或基本手动的。尽管如此，在应用一个或多个探针制备过程以及一个或多个探针制备过程一起结束的实施例里，CR可以如定位器控制装置或已发生共同结束的CPBD，和/或为了随后的预定的样品特征而适当制备的探针通讯。此通讯也可以作为基本自动化的功能执行。

方法300b也可以包括过程380，通过该过程，安装在控制器内的探针和/或探针尖或在CPBD隔室内的其它定位器能与储存在CPBD隔室内的额外的探针和/或探针尖交换。例如，定位于CPBD隔室内并可由控制器访问的末端执行器支架可以储存与那些安装在控制器的探针基本相似的置换探针和/或探针尖，以至于变得过分钝或污染的一个或多个探针和/或探针尖能由尖的或清洁的探针和/或探针尖取代。然而，储存在末端执行器里的探针和/或探针尖也可以被设定为用于与安装在控制器里的探针和/或探针尖的测量或探测类型不同的样品特征的测量或探测类型。此外，或可选择的，储存在末端执行器支架里的探针和/或探针尖可以被设定用于测量或探测与安装在控制器里的探针和/或探针尖被设定检测或测量的不同的样品特征。

控制器和末端执行器支架之间的探针和/或探针尖的交换可以基本是手动的，部分自动的或基本自动的。除探针、探针尖和/或末端执行器的交换外，过程380可以包括用于将控制器定位接近支架或其它储存额外末端执行器的储存结构的过程，测试被交换的末端执行器，和朝向探针制备区域或待检样品重定位控制器。过程380的一个或多个程序可以由上述的APS中的，例如与APS结合的CR里的指令或子程序执行。

描述的末端执行器支架可以基本上类似于支架结构，可能与图5所示的装置500相似。然而，其它的末端执行器存储结构也处于本公开的范围内。例如，末端执行器支架可以是、包括或类似旋转的或静止的传送带，夹头或其它结构。末端执行器支架也可以是或包括电-磁装置，例如可以根据本公开的范围，应用到部分自动化，基本自动化或其它辅助分配末端执行器和/或取代或更新末端执行器。然而，出于简单的目的，这里参见末端执行器支架。

方法300b也可以包括过程385，通过该过程例如可以通过清洁或磨锋来复原探针和/或探针尖。过程385的复原可以包括在此描述的一个或多个探针制备过程。过程385可以基本是手动的，部分自动的或基本自动的。例如，可以通过上述的APS中的，例如与APS结合的CR中的指令或子程序执行过程385的一个或多个程序。

方法300b也可以包括从CPBD内的样品污染区域去除样品的过程340，包括从CPBD彻底去除样品。此去除可以基本是手动的，部分自动的或基本自动的。在实施例里，样品的所有需要的特征被测量或检测后，CR可以执行指令或子程序，以使控制器或其它定位器返回到末端执行器支架，调换末端执行器，同时去除检测样品和制备用于引入到CPBD隔室内的新样品，其中可以应用夹具、镊子和/或其它本领域公知的工具和/或方法执行。

方法300b也可以包括一个或多个程序，通过该程序可以在检测前和/或后加工在CPBD隔室内或外的一个或多个的样品。此程序可以包括外部处理两个或多个并行或串联的样品，原位处理并联或串联的两个或多个样品，和/或与一个或多个样品的原位处理外部并行或串联的外部处理一个或多个样品。此过程可以包括对测量下装置(DUT)进行去除处理的过程360，可以用于制备在将DUT引入到CPBD前用于检测的DUT的外部过程365，和/或可以把DUT转换或其它引入到CPBD内的过程370。其他的例子包括一旦DUT被引入到CPBD，制备DUT的原位过程375，在CPBD隔室内可以被用于粗略和/或精确定位或定向DUT的过程390，和可以用于从CPBD去除DUT的过程395，及这些或其它过程的组合。

因此，方法300b的一个或多个实施例通常可以包括大量此DUT制备程序，在这里其可以集中的称作DUT制备397。在图3B解释的实施例里，方法300b包括DUT制备337，其包括360，365，370，375，390和395的每一个过程。当然，在其它实施例里，方法300b可以包括与图3B实施例不同的DUT制备397。

DUT可以与上述描述的能够作为在CPBD内被检查以测量或探测其特征的一个或多个样品基本相似。可供选择的，DUT可以是或包括特殊晶体管的至少一部分或在样品上或与样品成为整体的其它装置。尽管如此，为了简单起见，术语“样品”和“DUT”有时关于本公开的一些方面是可以可互换的。

方法300b的过程360可以是或包括一个或多个用于去除加工(deprocessing)样品的可选择的程序。在一个实施例里，此样品去除加工(deprocessing)包括去除样品的一层或多层以暴露样品上感兴趣的特征。方法300b的过程365可以是或包括一个或多个用于制备将其引入CPBD的样品的可选择的程序，包括除过程360的去除加工(de-processing)程序以外的程序。过程360和过程365之一或两者都可以是基本手动的，部分自动或基本自动的。例如，可以由作为APS的自动过程的CR执行此去除加工(deprocessing)和/或样品制备。在如此实施例里，由可监控程序状况的传感器启动、调整和结束用于去除加工和/或制备样品的程序。传感器和CR通讯以进行作为自动处理的程序。尽管无数程序可以用于样品制备，例子包括化学清洁(例如由HF浸渍)，化学-机械-抛光或化学-机械-平化(planarizing)(这里总称为CMP)，自装配单层(SAM)沉积(例如在清洁之后以阻止氧化)，一个或多个导体和/或钝化层(例如阻止氧化)的选择沉积，以及液态金属和/或非氧化金属的选择沉积及其它。

方法300b的过程370可以包括从样品装载站传递样品到CPBD隔室，其中样品装载站可以基本相似于或包括负载阀门，晶片暗盒，晶片磁带/环，GEL-PAK或其它晶片封装，和/或真空-释放或其它类型的盘，及在传输过程中用于保护样品的其它方式。自动样品传输系统(ASTS)可以被执行作为上述的CR的一部分，例如，可以用于相对于CPBD隔室装载或卸下样品。例如，ASTS可以执珩作为一套方法或子程序监测相关装置的状况和/或位置，和/或执行或提供命令。

ASTS能够由适当的软件和硬件启动，以传递CR和/或RS利用的信息。除支持此通讯的硬件和软件外，ASTS可以包括或与传输机械结构连接，其中传输机械被构造成在样品装载站与样品隔室之间提供传递样品的物理，机械传递。例如，传输机构可以包括一个或多个电动机，压电电机，MEMS电动机，和/或气力致动器，及其它电动传动装置也可以包括用于减少摩擦的装置或特征。

过程375的一个或多个原位程序可以包括样品调整或其它利用CPBD的样品制备，以及聚焦离子束(FIB)喷溅，非-液态-金属-离子-源喷溅，离子枪喷溅，等离子体清洁，活性气体清洁和/或基团(radical)清洁(如去除基团)，它们中的任何一个都能通过CR的指令或子程序执行。在一个实施例里，过程375包括采用EVACTRON设备的等离子体清洁法原位清洁样品，EVACTRON装置可以从XEI Scientific，Redwood City，CA得到。一般的，这种设备能用低功率RF等离子体从空气中制备氢自由基，然后氧自由基氧化和化学蚀刻掉碳氢化合物(如来自于SEM和/或样品，探针和其它产品的内表面)。如EVACTRON设备的操作指南所述，设备被安装在标本隔室端口。等离子体本身被限定在EVACTRON隔室，其阻止对装置或样品的离子和电子轰击损坏。自由基通过对流从等离子体进入整个样品隔室。那些基团氧化碳氢化合物，使得CO，H₂O和CO₂气体由真空泵抽掉。过程380可以包括在将被检测的点或位置处使样品相对于CPBD隔室接地。在实施例里，样品可以接地到载物台，平台或支持隔室内样品的其它结构。然而，样品可以被悬挂在隔室内，如通过粘接、抓持或耦接一个或多个探针与样品的一个或多个特征表面，其中可以采用一个或多个附加的探针获得所需的样品特征。

在方法300b的实施例里，一旦样品已经被引入到CPBD隔室内(如过程370)并且可选择的原位样品制备(如过程375)被实施，CPBD隔室内样品的存在就可以被传递到CR。也可能一收到探针被适当地制备和/或样品被充分接地于CPBD隔室内的信息，CR就可以访问RS和定位器控制装置，从而在接触点上或样品的其它目标特征上定位探针尖。在上下文中，接触点“上”指从该位置能够确定和实施到接触点的最后轨迹的位置。例如，最后轨迹开始的位置可以与接触点共同存在的平面正交。

参见图4，图中解释了根据本公开方式的定位器400的实施例的至少一部分的透视图。定位器400是上述定位器或控制器的一个实例，其可以被用于定位一个或多个在测量或检测CPBD内待检样品的特征期间采用的探针440，例如在图1的装置100内或图2的装置200内，和/或各自根据图3A和3B所示的方法300a和300b的方式。本公开范围内的定位器400和其它控制器可以有一个与其中采用定位器的CPBD近似相等的和/或等于CPBD内样品上待检特征的尺寸的分辨率。在其它实施例里，定位器的分辨率可以比CPBD的分辨率和/或样品特征尺度要大(即，较小的增量)。尽管如此，本发明公开的方式也可以应用到定位器分辨率比CPBD的分辨率和/或样品特征尺度要小的实施例里。例如，定位器400的探针440可以根据图3A所示方法300a的选择过程305的方式而选择。探针440也可以根据方法300b的交换过程380的方式交换，例如用磨锋和/或清洁探针取代钝的和/或污染的探针，或是根据收集的特殊特征或待检的特殊样品或样品特征适当地使用不同的探针。

定位器400可以包括可持久或可分开组装探针440的末端执行器444。探针440可以是或包括钨多晶的布线探针，可能有直径在0.25-0.50mm间的“柄”和锥形的尖，探针尖顶点曲率半径可以小于10nm。

末端执行器444可以持久地或可分开的连接到定位器主体或手柄450。例如，可分开的连接可以借助一个或多个成对的插脚454和插槽448完成。因此，在实施例里，末端执行器444可以包括一个或多个检测探针(440)和一个或多个组装探针(454，可用于组装定位器450与末端执行器444)。每个插脚和/或插框对可以对应于一个探针440，如实施例解释的，或可以对应于不止一个探针440。相似的，每个插槽448可以被电连接到一个或多个从主体450延伸的导线。然而，用于可分开的连接末端执行器444或探针440到定位器450的其它方式也在本公开的范围内。

末端执行器444也可以被设定储存在末端执行器支架中或与其连结，例如上述的。在实施例里，如图4解释，末端执行器444可以有一个或多个平面446，和/或一个或多个其对应于或被设定成与末端执行器支架结合的界面。平面446或末端执行器444其它部分，包括被设定成与末端执行器支架连结的部分，可以有相对探针440预定的方向，以至于一旦末端执行器444被连接到主体450，探针440的方向就可以知道。例如，平面446可以包括在末端执行器444的相对侧上的两个基本平行的平面，并且每个探针440相对于平面446的一个或多个边或表面的方向可以被知道。

参见图5，图中解释根据本公开的方式装置500的一个实施例的至少一部分的透视图。装置500包括可以基本与上述的末端执行器支架相似的末端执行器支架555。装置500也包括可以与图4所示的末端执行器440基本相似的大量的末端执行器440。设备500还包括可以与上述的控制器模块基本相似的控制器模块560，例如图2所示的控制器模块260。控制器模块560也可以包括与图4所示的定位器主体450基本相似的定位器或定位器主体450。

控制器模块560被连接到控制器平台510的控制器模块560的分界面511。图2所示，控制器模块分界面511和控制器平台510可以分别与控制器模块分界面212和控制器平台210基本相似。例如，控制器模块560和控制器平台510可以被设定安装在CPBD隔室内，例如图1所示的CPBD 104或图2所示的CPBD 104。

在图5所示和关于上述图4的讨论，大量的探针440可以被组装到各自的末端执行器444里。然而，除探针440外，可以把一个或多个包括那些有不同性能的工具安装在一个或多个末端执行器444里。当如此组装的末端执行器444被连接到定位器450时，定位器450能有不止一个的测量或检测性能，并且可能有不止一个的操作性能。此操作性能可以用于结合和/或支持CPBD内一个或多个被检测样品的一种或多种特征的测量和/或检测。例如，多个独立电子探针440能被安装在末端执行器444里，凭这个带有此末端执行器444的定位器450可以对测量不同样品是有用的。此外，配备具有大量探针440的末端执行器444的大量定位器450能用于根据上述自动过程进行测量。

此外，任何给定样品的特征可以要求探针440被重新设定或独立移动。因此，在一些实施例里，一个或多个独立的微动装置定位器可以被连接一个或多个粗动装置定位器，在那里一个或多个独立的微动装置定位器和粗动装置定位器可以与上述的其它定位器或控制器基本相似，也可能具有例外尺寸。

装配在与定位器430连接的末端执行器444里的探针440可以被重新设定为能够测量带有不同特征结构的样品。例如，一些探针440可以是柔软的，以至于它们能被以定位器微米尺寸和/或纳米尺寸的实施例重新设定。在一个实施例里，第一定位器可以贴近第二定位器地取向，以至于第一定位器可以抓住第二定位器或一个或多个组装在第二定位器中的探针或与其相接，如在最初取向后用第二定位器拉伸，弯曲或重定位一个或多个探针。在本公开的范围内的那些或其它操作可以在探针被引入到CPBD(即相对于CPBD的外部或原位)样品隔室之前或后被实施。

在实施例里，探针440被安装在末端执行器444里，且末端执行器444被安放在末端执行器支架555里，例如当不用于检测或测量样品特征时，在一个或多个设定成接收和保持末端执行器444的所示的末端执行器站558内。末端执行器444可以通过外部或原位过程安装在末端执行器支架555内，其可以基本手动，部分自动或基本自动。此后，在操作平台510被定位在CPBD隔室内之前或后，末端执行器支架555可以被连接到操作平台510的操作控制模块分界面511。

末端执行器支架555可以通过基本为手动、部分自动或基本自动的一个或多个过程引入到CPBD隔室内。例如，引入到CPBD隔室内之前，末端执行器支架555可以被引入到装载锁，在那传感器可以确定装载锁和/或CPBD隔室的压力和/或其它条件，并且此条件可以被传递到上述CR以确定什么时间存在将末端执行器支架555从装载锁传送到CPBD隔室内的适当条件。可以把末端执行器支架555从装载锁传输到CPBD隔室的基本自动化过程的实施例包括应用送料器，传送机，输入程序部分，或相似的转换机器，包括可以安装位置传感器或其它位置特征的器件。转换机构也可以被设定为向CR传递关于仍对末端执行器444被定位在CPBD隔室的信息。

一旦末端执行器支架555被定位在CPBD隔室内，末端执行器444从末端执行器支架555到定位器450的交换就可以完成，例如通过给出支架555到定位器450。操作模块560的定位载物台可以定位支架555和定位器450，以至于末端执行器444的弹簧454和定位器450的槽448一致。定位载物台然后可以从末端执行器站558平移或移开，如沿着与末端执行器站558的“U”形几何形状的功能一致的方向。当然，末端执行器站558的一个或多个可以有其它形状。此过程也可以基本是反向的，如可以用于交换末端执行器444，或通过利用定位器450将末端执行器444返回或安装到末端执行器支架555的其它过程。此过程可以基本手动，部分自动或基本自动的，可能与从末端执行器支架555去除末端执行器444相似的方式。例如，由和通过定位器控制装置或其他用于控制定位器450的特征的操作确定和发送信息，并且可以通过CPBD和/或CR的操作确定和传送信息。

参见图6，图中解释了根据本公开方面的装置600的一个实施例的至少一部分的流程图。装置600可以被应用到部分或基本自动化的点击(click)过程，和/或利用上述RS，用于例如探针定位。因此，例如，方法600可以被实施或由图1的装置100或图2的装置200所实施。因此，可以结合图4所示的装置400和/或图5的装置500实施方法600。也可以结合图3A和3B所示的方法300a或300b方法实施600，不管是基本平行，连续或交错方式。也可以根据上述APS，CR和/或RS实施方法600。

方法600可以被实施获得由探针-电流(current)成像引导的探针定位。探针-电流(current)成像方式可以与标本-电流(current)成像方式相似，是本领域技术人员已知的过程。然而，根据探针-电流(current)成像方式，通过探针的电流与在研究中经过样品的传导电流相反(或额外)。探针-电流(current)成像可以包括从或在一个或多个探针之间，样品和/或介面间测量电流，例如光栅位置函数或CPBD的CPB坐标(如“影像”)。

当利用半自动化的点击(click)过程时，探测过程可以至少暂时与任何的随后-功能(then-functioning)自动方案分开。然而，一旦探针已经准确定位在接触点上时，此自动过程可以再继续，例如在定位器控制装置可以传递信号到CR的位置，其可以使探测循环返回到自动方案。

方法600包括过程605，凭此DUT(测试下装置)可以被成像，例如由SEM或其它CPBD。过程605也可以包括利用CPBD使一个或多个探针成像，可能包括可被安装到定位器或由操作模块或定位控制装置控制的探针。DUT和成像的探针然后被显示在计算机屏幕或在过程610内与CPBD连接的其它显示器上。

然后可由过程615接收用户输入。例如，观察过程610的显示的用户可以表示哪个成像探针需要定位在某成像位置。此表示可以用鼠标点击的方式，用户操作鼠标在所述探针的像或其它成像特征上的点定位，并再按鼠标上的按钮。当然，除计算机鼠标操作以外的用户输入方式也在本公开的范围内。为了简单的目的，由用户选择的探针的启动、成像定位称作位置1(例如通过鼠标点击)。

随后过程620也包括接收用户输入。而在这个过程中，用户指出希望在过程615中需所选探针位置被平移到的位置。为了简单起见，这个由用户定的目标位置可以认作位置2。用户可以以基本上类似于用户指出的位置1的(如由鼠标点的)方式指示位置2。

目标位置基本上可以与待测样品上重要特征或接触点重合。然而，本公开的范围内的一些实施例里的目标位置和重要特征也许不重合。例如，在CPBD内检测的一些装置可能会因直接暴露在CPBD中的CPB而被损坏。在如此情况下，目标位置可以仅是邻近重要特征，但不重合，例如当目标位置可能与重要特征稍微偏移，可能处于符合探针重定位路径的方向。

方法600也可以包括接收用户输入的过程625，用户输入指出需要或希望的重定位路径。例如，用户可以希望所选探针将沿其到达目标位置的重定位路径(连接位置1和位置2的路径)可以避免DUT或样品的阻碍，或该重定位路径可能是最短的。在另外的实施例里，用户可以希望重定位路径包括大量半径基本相似的末端-末端连接的弧形，或大量相似的环形。

方法600从过程620和过程625之一进行到过程630，在该过程中可以调整SEM或其它CPBD装置，以限制带电粒子束(CPB)对用户在过程615中选择的探针的曝光。例如，CPBD可以被切换到点模式(例如与光栅模式、非聚焦模式或宽照明模式相反)，其后缩小的CPB可以在选择的探针上聚焦。在另外的实施例里，可以由CPB隐藏，保护或掩盖非选择的探针，或可以执行其它过程以至于只有在过程615中选择的探针可以被CPB曝光。在随后的过程或方法600的步骤期间选择的探针可以继续在CPBD中曝光。

在过程635中测量每一个探针里的电流(例如接触面或CPBD电参照点)。在实施例里，可以仅测量CPBD隔室内大量探针的有限数量的电流，尽管此子组探针包括在过程615中由用户选择的探针。

可以以通常的方式测量探针电流。本领域技术人员了解无数的，市场上实用的装置，这些装置可用于此探针电流检测，例如电位计和各种放大器。尽管如此，本发明公开的范围内也可以用其它装置。

方法600也包括过程640，通过该过程识别由过程630曝光给CPB的探针。例如，从曝光给CPB的探针测得的电流大于从其它探针测得的电流。

参见图7，图中解释了根据本公开的范围内的装置700的实施例的至少一部分的框图。装置700是可以被用于执行图6所示方法600的设装置的一个例子，或是可以在执行方法600中使用的其它装置。

装置700包括或连接到或与SEM或其它的CPBD 705相连，其中SEM或CPBD具有可以根据本发明的一方面利用一个或多个探针的隔室。每个探针里的电流通过电缆710传递到电流-电压转换器715。因此，对应于每个探针的电压信号可以被传递到模拟数字转换器(ADC)720或其它带有此转换器性能的装置，其也可以构造成借助缆线725与CPBD705传递影象信号。

ADC720可以与计算机(例如个人计算机)730和数字-模拟转换器(DAC)735连通。ADC720和DAC735可以是整体部件或是计算机730的功能部件，尽管它们也可以是连接到计算机730的分离部件。DAC735也可以与CPBD705连接，例如通过缆线740。此信息可以是关于CPBD705一个或多个方面的控制，例如偏转或CPB的其它方式。

在装置700的操作实施例里，例如与图6所述的方法600一致，CPBD705可以利用成像单元产生DUT的和一个或多个取向在CPBD 705的隔室里的探针的影像，以至于DUT和探针的影像可以被显示在计算机730的屏幕上。此后，用户可以选择在此影像中显示的探针中的一个，例如使用鼠标把显示器上的指针放在期望探针的影像上并在鼠标上按下按钮。用户也可以重新把指针放到计算机730屏幕上显示的影像中的DUT另一点上，并再一次点击鼠标按钮指示所选探针被定位的目标位置。

此后，CPBD705可以自动转换到“点”模式，例如响应接收用户关于目标位置的输入，或CPBD705可以由用户手动转换到“点”模式。CPBD705中产生的变窄的CPB然后可以被引导到先前选择的探针，或引导到对应于先前所选探针位置的位置，如转换器715和/或ADC720从所选探针测量的增大电流所示。

参见图8，图中解释了图7所述装置700的另一个实施例，此处用标号800标明。装置800可以包括或与图7所示的CPBD基本相似的CPBD705连接。然而，从位于CPBD705隔室内的探针延伸的缆线710延伸到选择器850，借此参照信号可以从信号发生器855传递到选择的一个探针。

参照信号也可以从信号发生器855传递到带有显示功能或与CPBD705连接的操纵台860或其它装置。来自CPBD705的影像信号也可以传递到操纵台860。也可以对来自CPBD705的影像信号和来自信号发生器855的参照信号进行比较以确定哪个探针暴露给由CPBD705产生的CPB，或哪个探针由来自信号发生器855的信号驱动。例如，手动，部分自动或基本自动的比较可以显示CPBD705产生的影像信号和连通到一个探针的参照信号之间的相似性。

在实施例里，设备800可以被用来实施图6的方法600，其中，探针-电流探测/成像可以由参照信号和影像信号的对比所取代。例如，对照单元870可以被用于此对照。

参见图9，图中解释了本公开方式的方法900的一个实施例的至少一部分的流程图。方法900可以被用于探针定位的部分或基本自动化过程。因此，例如，可以由图1装置100，图2装置200，图7的装置700和图8的装置800的一个或多个装置执行或实施方法900。因此，方法900可以结合图4所示的装置400和/或图5的装置500实施。可以根据上述的APS，CR和/或RS实施方法900。

方法900也可以结合图3A和3B所示的方法300a或300b和/或图6的方法600的实施例来实施，可以基本平行，串连或交叉的方式。例如，如实施例里的解释，方法900可以基本包括图6的方法600。因此，方法900可以包括一个或多个用于确定和/或接受电流和用于选择探针(在此可能分别参见位置1和位置2)的目标位置的过程，以及用户期望的连接电流和目标位置的重定位路径。

可以实施方法900以获得由探针电流成像引导的探针定位。当利用半自动过程时，例如点击过程，探测过程可以至少临时与任何后功能自动程序分开。然而，一旦探针在接触点上已经被准确定位，例如，此自动化可以再继续，例如定位器控制装置可以传递信号到CR，其可以使探针绕循环返回自动程序。

方法900也可以包括过程905，通过该过程可以产生扫描或探测轨道。扫描可以基本与重定位路径相似或等同，可以接收作为用户输入，例如在方法600的过程625中。在其它实施例里，由过程905产生的扫描可以仅接近用户输入的重定位的路径，其可能落在用户的重定位路径的附近。然而，在实施例里，在过程905期间产生的扫描可以与用户的重定位路径很少相似，不同于它的端点(例如开始和目标位置，或参见上述图6的位置1和位置2)。

在方法900的过程910期间，所选择的探针可以朝目标位置平移，不管是否沿着重定位路径或其它。此平移可以基本被限制在横向移动，例如基本平行于DUT或样品的表面，或也可以包括基本垂直于DUT表面的定向部件。在过程910期间探针平移也可以不局限于平移，也可以绕一个或多个转动轴转动。因此，在本发明公开的范围内一个或多个探针的平移有时也指平移和转动两者，它们可以统一地称作定位，重定位，定向和/或重定向。

平移探针里的电流，包括由CPBD产生的CPB所感生的电流可以在方法900的过程915中被检测。过程915的电流检测可以是单个检测、多周期的或随机断续的检测，或甚至基本连续的检测。过程915也包括检测除重定位的探针以外的探针里的电流。如此电流检测可以由图7的装置700和图8的装置800的一个或多个功能或部件执行。在实施例里，可以执行如此方式以避免碰撞方式和规程，例如阻止CPBD隔室内在探针和其它物品的碰撞。

方法900也包括过程920，在该过程中可为被重新定位的探针确定定位误差。例如，在此描述的探针定位过程可被用于确定探针所希望的位置和实际位置之间的任何差别。过程920也可以包括产生可应用于校正任何定位误差的误差驱动信号。一旦发生周期或随机间隔，或基本连续的重复，就可以实施过程920的误差和/或校正过程。

方法900也可以包括过程925，通过该过程，CPBD产生的CPB曝光可被限制在目标位置。过程925可以基本与图6所示的过程630相似。

方法900的过程930可以包括测量CPBD内大量探针的电流，包括重定位的探针，和识别任何带有由CPB诱发的较大电流的探针。过程930可以基本与图6的过程635和640的组合相似。

在方法900的过程930期间集合的信息能被用来确定重定位的探针是否已经到达目标位置。例如，如果CPB的曝光由上述描述的过程925限制到目标位置，在重定位到目标位置的探针里引发的增大电流的检测可以提供探针已经被成功定位在目标位置的指示。在方法900中可以包括决定步骤935来查询选择的探针是否已经到达目标位置。如果在决定步骤935中确定选择的探针已经成功到达目标位置，方法900因此继续进行用于重定位附加探针或其它被指向定位所选探针的末端操作过程，在图9中统一由“随后过程”的过程940共同指示决定。可选择的，如果选择的探针需要额外的位置，可对选择的探针重复方法900的一部分，可以从过程910开始，如图9所示。

参见图10，图中解释了根据本公开方式的方法950的一个实施例的至少一部分的一个流程图。方法950可以被实施用以探针定位的部分或基本自动的点击过程。因此，例如，可以由图1装置100，图2的装置200，图7的装置700和图8的装置800的一个或多个执行或实施方法950。因此，可以结合图4所示的装置400和/或图5的装置500实施方法950。方法950也可以根据上述的APS，CR和/或RS执行。方法950也可以结合图3A和3B所示的方法300a或300b，图6的方法600和/或图9的方法900的实施例被利用或实施，无论是基本平行，连续或交叉方式。方法950的单独过程的几个方式可以与图9的方法900的对应过程基本相似，其中方法900中过程的描述也可以应用到方法950的一个或多个过程。

可以实施方法950获得由探针电流影像引导的探针定位。当利用半自动的点击过程时，检测过程可以至少暂时与后功能自动程序分开。然而，在实施例里，方法950可以允许检测过程基本保持在任何此自动的程序中。例如，当对于选择探针的定位程序确定探针已到达所需位置时(例如，关于在DUT或被检测样品上的接触点)，CR或其它功能或装置可以发信号给定位器控制装置或其它控制探针定位的装置，其可以启动用于使探针尖在所需接触点内开始物理和电接触的程序。这个过程可以称作探针尖的“着地”(touch-down)，并且可以基本与图3A和3B所示的过程320相似。

在着地(touch-down)期间，定位器控制装置可以向下平移到与样品上的接触点物理和电接触。当利用不止一个探针时，探针可以同时地、成群地，或一次一个地降低，这依据定位器控制装置的程序。在实施例里，在成功着陆之后或直到结束测量，CR包括引起定位器控制装置在成功着地之后直到完成测量一直保持探针在适当位置的程序。当探针尖接触时，它可以发送信号返回定位器控制装置，其可以激活CR的子程序。激活的子程序可以提供一个用于确定与样品接触的质量的自动过程。

方法950包括过程953，在此过程期间，DUT和连接的探针利用CPBD成像，并获得探针里的任何电流，包括由CPBD产生的CPB感应的电流。方法953的方式可以与上述的那些基本相似。

在方法950的随后过程956里，例如从射束感应电流或所有探针电流的影像确定探针的每个独立位置。方法950也可以包括过程959，在该过程中可以从用户输入、可能与相应的重定位路径结合地获得目标位置。然而，也可以从软件接口例如利用DUT影像的软件重获得和/或输入信息。

方法950可以继续进行到过程962，在该过程中其沿着或邻近在过程959期间确定的重定位路径产生扫描，以致于可以在过程965期间沿着相应的重定位路径平移一个或多个探针。然后可以在过程968期间，测量每个平移探针里的电流、包括任何射束感应电流并随后进行分析。在过程971期间可以应用此电流确定任何位置误差和/或产生校正的驱动信号。可以重复过程965，968和971的一个或多个，如可能由决定步骤974确定，直到每一个平移的探针成功的到达它相应的目标位置，届时结束方法950或继续进行额外的过程。

参见图11，图中解释了根据本公开的方法980的一个实施例的至少一部分的流程图。方法980可以基本是手动，部分自动或基本自动的用于探测定位的点击过程。因此，例如，由图1的装置100，图2的装置200，图7的装置700和图8的装置800中的一个或多个可以执行或实施方法980。因此，可以结合图4所示的装置400和/或图5所示的装置500执行或实施方法980。也可以结合上述的APS，CR和/或RS执行方法950。也可以结合图3A和3B所示的方法300a或300b，图6所示的所示的方法600，图9所示的所示的方法900，和/或图10所示的所示的方法950的实施例用来或实施方法950，不管是基本平行的，连续的或交叉方式。

利用方法980确定与CPBD隔室内的DUT或样品上的接触点的物理和电接触。例如，过程983可以起始实施在接触点上定位一个或多个探针，这种定位可以基本上处于与样品表面平行的平面内。此后，过程986可以垂直的定位探针，例如在基本垂至于样品表面的方向。方法980包括决定步骤989，如果“着陆”不能确定，通过该步骤可以重复定位过程983和986决定。

然而，如果在决定步骤989期间不必确定额外的位置，方法980的额外的决定步骤992可以估定在探针和样品上它们相应的接触点之间电接触的精确性。例如，如果在探针和样品上它们相应的接触点之间的电接触使得探针和接触点间的电阻过大，那么在过程995期间，可以对探针进行调整，特征化，清洁或其它处理，例如根据上述的一个或多个探针制备过程。然而，如果在探针和接触点之间的电接触是令人满意的(例如好的电阻接触)，则可以实施样品特征的所需测量或探测，如方法980的过程998所指。

因此，探针和样品接触点的接触可以包括在样品接触点上的横向探针定位，垂直定位探针，直到在探针和接触点之间有物理接触，借助上述的着陆过程检验物理接触，和检验在探针和接触点之间接触的电性能。然而，根据本公开的方式，方法980可以是基本手动，部分自动或基本自动的。例如，过程989可以包括执珩CR的子程序以确定是否在探针和样品间存在物理接触。子程序可以包括程序设计指示定位器控制装置或CPBD执行获得的在探针尖和样品间的物理接触的指示信息的程序。此程序可以包括：(1)检测电容(AC和/或DC)；(2)检测能量；(3)探针尖和样品的可视观察；(4)扫描探针影像方法；(5)机械枢轴的观察(视觉)；(6)确定与CPB的相互作用；和/或(7)利用E DX进行定位信息能量耗散的X-射线分析。

用于确定探针样品接触的基于电容的程序的实施例包含确定电容或探针和样品间的电容变化。用于确定探针-样品接触的能量-检测程序的实施例可以利用能量传感器传递信号，当局部的力到达或超过极限值时，其可以指示最接近或探针尖和样品的接触点的机械接触。能量检测程序也可以利用悬臂或结合定位器的其它弹簧执行，借此弹簧常数可以为计算探针偏差作为力函数。用于确定探针-样品接触的扫描探针影像方法可以提供数据，凭此能够产生指示接触的信号。

关于用于确定探针-样品接触的机械枢轴观察法，探针的机械接触能够产生枢轴点。探针绕着轴枢点的任何旋转或转动的检测可以被探针的横向偏转显示，其同时可以利用获得的CPB的影像分析，显示探针机械接触的示度。轴枢的存在以及可选择的轴枢点的位置，可以通过CPBD作为已产生的着陆信号加以传递。关于以EDX为基础的探针-样品接触的判断，由CPB诱发的X-射线可以与样品相互作用，同时被分析获得关于样品基本组成的信息，因此支持接触位置的辨别。

方法980的各个方面可以作为在APS里的自动过程，或作为APS外进行的半自动过程来实施，其中APS的半自动过程接着依据已获得物理接触的确定信息再被引入到APS里。因此，CR可以启动额外的子程序或用于确定在探针尖和接触点之间已经建立电接触的一套程序。可选择的，在确定电接触之前，由CR执行子程序，使特定的程序能被执行，以提高探针尖不仅物理接触接触点，而且还电接触接触点的可能性，并且保持与接触点的良好电接触。

在实施例里，如根据适合提高电接触可能性的特定程序，在CR和被用来定位探针的定位器之间传递信息。合适的程序可以包括：(1)清洗，其包括绕探针移动，和“开凿”接触；(2)利用独立的“凿子”探针，其包括应用其它探针尖到粗糙的接触表面；和(3)利用锤子探针，其包括应用探针将另一个探针“锤”入接触表面。在CR和CR和定位器之间的信息传递里，通过恰当的程序，能执行每个作为部分或基本自动化过程的此程序。

一些用于在探针和样品接触点之间提高充分电接触的可能性的过程可能在外部或内部探针制备或样品制备的过程中执行。此方法包括利用在低至不能损坏探针或样品的温度下熔化的金属浸渍或涂覆探针和/或样品。因此，金属可以“浸润”样品接触点，可能增加令人满意电阻接触的可能性，因为允许探针和样品接触点各自或二者接触较软金属。在此实施例里，金属可以是将与探针成合金的金属。

可以在过程992期间启动用于确定在探针和样品上的接触点之间是否已建立电接触的子程序(例如CR)的实施例包括设计程序来指示相应的定位器控制装置和/或CPBD执行程序，该程序获得在探针尖和样品间的任何电接触的指示信息。此程序可以包括：(1)在单个接触点上定位两个探针；(2)移动探针共享接触，以保证电阻接触；(3)利用分割探针接触；(4)反转探针和/或极性；(5)电流感测；(6)电导；和(7)改变二次电子发射(电压对比)。

例如，在单个接触点上定位两个探针可以包括浸渍两个探针到相同接触点上和确定是否在两个探针之间有电阻接触。在两个探针之间的电阻接触可以是两个探针之间的任一个与样品上的接触点之间存在电阻接触的指示。

图14是解释分裂探针1400的一个实施例的透视图。一个典型的分裂探针1400采用带有电介质层1402的探针将探针1400分为“两半”1404和1406。在分裂探针1400和样品之间制造物理接触，两“半个”1404和1406之间的电阻接触的检测就能指示分裂探针1400和样品接触点之间的电阻接触。

反转探针或极性或探针以确定是否在探针尖和接触点之间建立了电接触，其可以包括在两个探针的每一个和样品接触点之间制造物理接触，然后：(1)切换探针；或(2)切换每个探针的极性。二次电子发射(电压对比)的改变通常包括设置探针尖到一定电压和确定当探针尖与接触点接触时是否信号会增加或较少。这个程序同时需要物理和电接触，因此如果被应用，不必实施用于确定物理接触的子程序。电导和电流感测是相似的程序，每个都需要物理和电接触。因此，如果应用了其中一个，则不必执行用于确定物理接触的子程序。

每一个用于确定电探针-样品接触的上述程序可以被执行作为一个或多个部分或基本自动的过程，例如在APS里。在被执行作为一个或多个半自动过程的情况下，它们可以在APS外被实施，并随后依据已做出的电接触的确定信息重引入到APS里。依靠被实施的子程序，定位器控制装置或CPBD负责向已做出电接触的CR传递信息。

参见图12A-12C，图中共同解释了根据本公开的探针制备过程的不同阶段中探针1210的至少一部分的示意图。探针1210的组成可以基本是金属。图12A-12C描述的过程可以用来磨锋探针1210，例如磨锋探针1210的探针尖1215。额外的，或可供选择的，图12A-12C描述的过程可以用来清洁探针1210和/或探针尖1215。然而出于简单的目的，在此可以把图12A-12C描述的过程作为探针磨锋过程。图12A-12C描述的过程基本与上述的ETP相似，并可以用来处理固体探针(如图12A-12C的实施例里)或分裂探针，及其它。

图12A描述磨锋过程的开始或中间阶段。一个附加探针1220可以被用在描述的过程里，在那里磨锋探针1210可以与探针1220直径相似，可以比探针1220薄些，或可以相对于探针1220有较小的尺寸，包括横截面尺寸和长度尺寸。尽管图12A-12C描述的基本为圆柱的，但探针1210、1220的一个或两个可以不是基本圆柱的而是基本为非圆形的横断面，如基本为方形或矩形，或不对称的形状。在解释的实施例里，探针1210的直径最初比探针1220的小25％。当然，探针1210、1220的相对直径可以在本公开的范围内变化。

如图12A所示，探针1210，1220可以处于与邻近带有电压、电流或热能源1230的电圈接触。然而，在其它实施例里，探针1210、1220可以仅仅是相对接近但不是物理接触。图12B描述相对于图12A描述的磨锋过程的随后过程，其中探针1210，1220的探针尖1215，1225分别被加热并在高温下保持足够长时间，使形成探针尖1215的一部分金属被移去、也可能再沉积在探针尖1225上。因此，例如，探针尖1215是更窄，同时探针尖1225尺寸增加。

图12C描述相对图12B描述阶段的磨锋过程的随后阶段，且其中探针尖1215，1225已经在高温下保持足够长时间，使额外数量的金属从探针尖1215移去并可能再沉积在探针尖1225上。因此，探针尖1215基本可以相对于图12A和12B描述的情形磨锋。探针尖1225也可以相对于图12A和12B描述的尺寸增加尺寸。

尽管不限制在本发明公开的范围内，探针尖1215，1225在上述探针尖磨锋过程期间被保持的高温可以在大约600-4000℃的范围内变化。在实施例里，在此范围内的高探针尖温度可以起因于电阻的加热，如其可以起因于跨探针尖1215，1225施加1-500V范围的电压和/流大约为100毫微安-10微安的电流。然而，本发明的范围并不仅限制到如此实施例。

探针尖1215，1225被保持的高温可以在探针尖1215，1225之间有不同。例如，探针尖1215被保持的高度以或多或少于探针尖1225被保持的高温。额外的，探针尖1215，1225的任一或两者可以保存的时间在1-30秒之间变化。然而，这个时间段可以基本小于1秒，包括进行基本瞬时金属传导的实施例。

参见图13A-13C，图中共同解释了根据本公开的可以利用CPBD创建的每一个影像1301-1303的表示，如当根据上述的一个或多个部分或基本自动化过程应用SEM时，可以创建那些影像。影像1301-1303每个描述在CPBD内研究的样品1330的相应接触点或其它特征1320之上定位或接触的大量探针1310。

当在CPBD内研究样品时，如应用一个或多个探针实施样品或样品特征的电测量或检测，探针和/或样品的视频速率影像能展现关于进入和退出探针和/或样品的电信号的有用信息。在一些情形中，影像可以相对于CPBD影像显示器垂直移动，如图13A描述的。在其它情形中，影像可以相对于CPBD影像显示器水平移动，如图13B描述。在进一步的情形中，影像可以振动和/或变得模糊不清，如图13C描述。然而，那些情形可能重叠。如，影像可以垂直或水平移动，导致相对于CPBD影像显示器带有垂直和水平部分的倾斜移动，且振动和/或模糊不清的影像也可以相对于CPBD影像显示器垂直，水平或斜移动。

垂直影像移动可以至少部分起因于样品研究固有的电偏压，如当样品被以“通电”或操作模式加以研究时，以及当同样的样品被以基本相同方式但样品是“无源的”或不偏压的方式进行(可能不包括由于CPBD的CPB入射导致的任何偏置)研究时。图13A所示的一个此实施例，其描述相对于最初显示的探针1310和接触点1320垂直移动了的探针1310’和接触点1320’。

水平影像移动可以至少部分起因于研究样品的固有电流，如当电流被引入到样品或一个或多个探针上时，相对于当样品和探针是静电(可能不包括由于CPBD的CPB入时导致任何偏置)时。一个此情况可以是在上述探针-电流影像期间，其中引入到探针的电流可以引起CPBD影像以类似于电流通过半导体装置，硅晶片或其它被测试装置的方式水平移动。图13B表示此情况的实例，其描述相对于最初显示的探针1310和接触点1320水平移动了的探针1310”和接触点1320”。

震动或模糊不清可以至少部分起因于存在于CPBD隔室内或控制线，样品，和/或其它单元内的电噪音。此实施例被显示在图13C中，该图描述探针1310”相对于最初显示的探针1310的水平移动。

当转换电测量刻度，或当偏差或电流突然地开始或停止时，影像也可以显示大的跳跃，可能大约等于显示器的宽度。也可以显示运动结合。例如，影像可以斜的移动穿过显示器。此运动能显示变化偏压/电流。

可以被单独或结合在此描述的其它方法和程序实施手动，部分自动和/或基本自动检测和/或测量此影像的移动和运动(如移动定量或移动-距离)。例如，部分或基本自动的视觉或在视频速率内的影像检测或影像移动可以被用来测量在探针和接触点之间的接触性质。此影像移动和/或运动也可以被用来探测和/或测量电响应，如装置或电路的在CPBD内研究的样品中的响应。当然，根据本公开的方式，上述的在本公开的范围内的许多或其它特征也可以被测量和/或通过检测或由用于检测和或测量影像平移和/或运动的过程实施。在实施例里，影像移动和/或运动数据可以被收集、记录和分析，以确定影像状态样品特征和/或测量特征参数间的关系。如，影像响应通过探针的电流可以移动的距离可以被相互关联到电流量。因此，这个相互关联可以被用来确定连通性，探针和其它物品间的接触，探针的导电性等。

因此，本公开介绍了一个装置，其包括构造成控制如下器件操作的定位器控制装置：(1)带电粒子束装置(CPBD)中的测试下装置(DUT)；和(2)用于检查CPBD内的DUT特征的探针。装置也可以包括测量器。定位器控制器和测量器的控制可以是部分或基本自动化。此装置的一个实施例也包括一个操作平台，其也可以是部分或基本自动化。操作平台也可以包括基底和结合到基底并配置成接收被检测样品的载物台。操作平台也可以包括每一个连接到基底并设定成接受大量操作模块中相应的一个的操作模式接口，其中每个操作模块被设定成操作至少一个探针和由载物台接受的样品中的一个。操作平台也可以包括设定成传递控制和操作接口和至少一个测量装置和定位器控制器之间的状态信息的接口。

其它的实施例也可以包括下列中的一个：(1)带电粒子束装置(CPBD)，其中定位有测量样品；(2)定位器控制装置，其通信地连接到CPBD并可操作大量探针的每一个，使其与样品上的大量接触点接触；(3)测量装置，其连接到CPBD和定位器控制装置，并可操作实施与大量接触点相关特征的测量和探测；和(4)控制程序，其可操作提供与CPBD、定位器控制装置和测量装置中的至少一个的连通。

本公开还介绍了一些方法，包括对CPBD的CPB曝光几个探针中的一个。此方法也可以包括检查至少一个探针里的电流，因为电流可以显示哪个探针曝光给CPB。

本公开还介绍了一些方法，包括引入所产生的信号电流到CPBD内定位的几个探针中的一个，和曝光每一个探针到CPBD的CPB。在由CPBD建立的图象中，根据相对于影像里其它探针的表示的独特表示，识别被引入所产生信号的探针。

本公开还介绍了一些方法，其包括利用CPBD对DUT和大量的探针成像。每个探针的各别位置基于射束感应的探针电流影像确定。目标位置和/或每一个都相应于一个探针的探针的再定位路径可以从软件接口或用户输入重新得到。可以产生接近重定位路径的扫描，并且每个探针可以基本根据其重定位路径朝着其目标位置移动。然后可以分析相应于探针的射束感应电流，并且还也可以决定定位误差和校正的驱动信号。

本公开还介绍了一些方法，其包括在定位于CPBD内的DUT上定位探针，将探针朝DUT上的接触点平移，和重复地定位和平移直到确定探针在接触点上着地。然后估定探针和接触点之间的电接触的质量，如果电接触的质量落在预定的接收标准内，则利用探针实施电测量。

本公开还介绍了一些方法，其包括从CPBD收集关于CPBD隔室内被检测样品的特征的数据，存储所收集的数据，处理所储存的数据和将处理的数据电子传递到设置成与CPBD电子连通的装置。收集，存储，处理和传递中的至少一个可以基本是自动化。设置成与CPBD电子连通的装置可以是主控制器，例如上述的装置。主控制器可以是或包括一个或多个装置和/或单元，无论是硬件和/或软件，其可以被设定成控制应用逻辑电路的全部序列。例如，主控制器可以决定和实施由用户或机器从事的给定过程的特殊顺序操作或一套此过程。

本公开也介绍了一些方法，包括最接近第二探针尖地定位第一探针尖。加热至少一个探针尖，以至于形成探针尖的部分探针材料被去除以磨锋探针尖。

本公开还介绍了一些方法，其包括检测影像相对于其上显示影像的CPBD设备的位移和/或运动。然后可以基于影像的位移和/或运动确定CPBD隔室位于CPBD隔室内的样品和位于CPBD隔室内的探针的至少一个的环境的电特征情况和/或情况变化中。

尽管本公开的实施例已经详细描述，但本领域熟练人员应该理解，在不脱离本公开的实质和范围的前提下可以对它们做出各种变化，替代和改变。

Claims

1、一种装置，包括：

定位器控制装置，被构造成用于控制测试下装置(DUT)和在带电粒子束装置(CPBD)的隔室内的探针中的至少一个的定位，包括通过下列至少一个的至少部分自动操作进行定位控制：

用于检查CPBD隔室内DUT的CPBD隔室内DUT的取向；

用于检查探针和DUT其中至少之一的CPBD隔室内探针的取向；和

探针与DUT的相对取向，用于在CPBD隔室内建立探针与DUT之间的接触。

2、权利要求1的装置，其中至少半自动化的位置控制是通过基本自动化实现的位置控制。

3、权利要求1的装置，其中，至少半自动化的位置控制包括CPBD隔室中DUT取向的位置控制，CPBD隔室中探针取向的位置控制，和探针和DUT相对取向的位置控制。

4、权利要求1的装置，还包括：

一个操作平台，它被构造成固定在CPBD隔室中，此平台包括：

一个基底；和

一个连接在基底上并设定成接收DUT的载物台；

多个操作模块，每个被连接到基底并设定成操作探针和DUT中的至少一个；和

一个接口，其被构造成在定位器控制装置和多个操作模块的一个中传递信息；

其中至少部分自动化的定位控制包括多个操作模块中至少一个的定位控制。

5、权利要求4的装置，其中多个操作模块中的每一个都包括一个定位器，这个定位器有一个构造成与DUT接触的可分离末端效应器。

6、权利要求1中的装置，其中探针包括：

第一传导部分；

第二传导部分；和

一个介电层，用来使第一传导部分和第二传导部分电绝缘；

其中，第一和第二传导部分构造成通过把探针和在CPBD隔室中的DUT上的传导部件相接触而实现电连接。

7、权利要求1中的装置，进一步包括一个如下构造的储存结构：

在CPBD隔室里储存至少一个末端效应器，其中探针是检测探针，末端效应器包括检测探针和在反方向伸展的组合探针，其中组合探针构造成与定位器连接；和

在组合探针和定位器的相应组合插槽之间刚一连接就释放至少一个末端效应器。

8、权利要求1中的装置，进一步包括一个控制线路，该线路设定成至少部分自动控制CPBD、定位器控制器和测量设备中的至少一个，其中这个测量设备被设定成接受来自于指示DUT特征的探针的信息。

9、权利要求1中的装置，进一步包括一个被设定成通过至少部分自动化空间关联探针与CPBD隔室和定位器控制器中至少一个的参考系统(RS)。

10、一种方法，包括：

把探针转移到带电粒子束装置(CPBD)的隔室；

在探针和定位于CPBD隔室中的测试下装置(DUT)的接触点之间建立接触；和

在探针接触DUT接触点的同时测量DUT的特征；

其中，转移、建立接触、测量中的至少一种是基本自动化的。

11、权利要求10的方法，其中转移、建立接触、测量的每一步都是基本自动化的。

12、权利要求10的方法，进一步包括在CPBD隔室中基本自动化的制备、调整、特性化探针。

13、权利要求10的方法，进一步包括把探针和在CPBD隔室中的额外的探针调换，其中调换是基本自动进行的。

14、权利要求10的方法，进一步包括在探针和DUT接触点之间建立连接之前，至少进行DUT的非处理和制备中的一项，其中在CPBD隔室中基本自动化的进行非处理和制备DUT的至少一项。

15、权利要求10的方法，进一步包括：

基本自动地评估在在建立接触后探针和DUT接触点之间电连接的质量；和

如果评估的电质量没有达到预定合格标准，则基本自动地调整探针。

16、权利要求10的方法，进一步包括在测量完性质后：

收集关于性质的数据；

存储收集到的数据；

处理存储的数据；和

把处理后的数据传递给被设定与CPBD进行电联系的设备；

其中收集，存储，处理，和转移中的至少一个是基本自动的。

17、一种方法，包括：

将第一和第二探针中的一个暴露给带电粒子束装置(CPBD)中的带电粒子束(CPB)；和

检测第一和第二探针至少一个中的电流，其中电流显示出第一和第二探针中的哪一个暴露在CPB中。

18、权利要求17的方法，进一步包括：

获得第一和第二探针其中一个的相关操作信息；

经由至少部分自动化过程产生一个扫描，其中扫描接近与第一和第二探针中的一个的操作相关的重定位路径；和

沿着重定位路径朝着包含于信息中的目标位置移动第一和第二探针中的一个。

19、权利要求17的方法，进一步包括：

根据在第一和第二探针中暴露的一个中的CPB诱导的电流确定位误差；和

根据定位误差确定正确的驱动信号。

20、一种方法，包括：

把第一电子信号导向多个探针中的至少一个，每个探针位于带电粒子束装置(CPBD)的隔室中；

暴露这些多个探针中的至少一个在CPBD中的带电粒子束(CPB)下；和

把第二电子信号和第一电子信号做对比来决定与多个探针的至少一个相关的特征。

21、在权利要求20的方法，其中：

把第一电子信号导向多个探针中的至少一个是把多个第一电流中的每个导向多个探针中相应的一个；

暴露多个探针的至少一个于CPB中是暴露多个探针中选择的一个于CPB中；

第二电子信号是多个第二电流，其中每一个都是从多个探针中相关的一个测量得到的；和

对比第二电子信号和第一电子信号来决定与多个探针中的至少一个相关的特征，是检测多个第二电流来决定多个探针的哪一个是被选择暴露于CPB中的多个探针中的那个。

22、在权利要求20的方法，其中：

把第一电子信号传导向多个探针中的一个是把产生的信号导向多个探针中选择的一个；

把多个探针中至少一个探针暴露于CPB中是把多个探针中的每一个都暴露于CPB中；

把第二电子信号和第一电子信号作对比来决定与多个探针中的至少一个相关的性质是把产生的信号同CPBD生成的影像信号作对比来鉴别出多个探针中所选择的那个探针，产生的信号基于多个探针所选择的一个相对于多个探针的其它探针在影像信号中的独特表示被导向到选择的探针。

23、在权利要求20的方法，进一步包括：

检测和CPBD有关的影像信号的移动和运动中的至少一种；

确定CPBD隔室环境、位于CPBD隔室中的样品和CPBD隔室中的多个探针中的一个中至少其中一个的电学特性的状态和状态改变中的至少一种，其中基于影像移动和运动中的至少一个来决定。

24、一种方法，包括：

接近第二探针的探针尖地定位第一探针的探针尖；和

加热第一探针尖和第二探针尖中的至少一个，以至于形成第一和第二探针尖的探针材料的一部分除去而磨锋第一和第二探针尖中的至少一个。

25、权利要求24的方法，其中定位包括在第一和第二探针尖之间建立直接物理连接。

26、权利要求24的方法，其中加热至少包括下述的至少一个：

在大约600℃到4000℃的温度范围内加热第一或第二探针尖的至少一个；

对第一和第二探针尖施加电压，其中电压范围在大约1到500伏之间；

引入电流到第一或第二探针尖的至少一个，其中电流范围在100纳安培到10微安培之间。

27、权利要求24的方法其中，在加热磨锋之后，第一和第二探针尖的至少一个的尖顶点有一个小于10纳米的曲率半径。