Signatone四點探針與電阻率測試設備QuadProResistivityWaferMappingSystemSignatone公司生產制造的QuadPro制程發展電阻率測量系統包含了手動和自動的測量系統

Signatone四點探針與電阻率測試設備

QuadPro Resistivity Wafer Mapping System

Signatone 公司生產制造的QuadPro 制程發展電阻率測量系統包含了手動和自動的測量系統。手動系統包含一個滾珠軸承的四點探針機臺，為因應使用的需要，手動機臺往后可以升級增加自動機臺的功能．自動機臺系統是由計算機控制馬達帶動的，在測量100毫米、125 毫米、150 毫米、200 毫米、300 毫米的待測樣品時，可設定自動測量9、25、49、或121 個測試點．系統使用四點探針，雙架構測試方式，并整合了目前的測量儀表可達到在1mΩ/□至2MΩ/□間小于1% 的誤差．系統的準確度(Accuracy)與校準(Calibration)可追朔至美國國家標準局(NIST)。

特點：

? 平均電阻率(Resitivity)、電阻率標準差(Standard Deviation)、平均片電阻(Sheet Resistance)、片電阻標準差

? 電阻溫度系數(TCR, Temperature Coefficient of Resistance)使用自動溫度控制器與溫控待測樣品載臺(選用)及儀表測量電阻溫度系數

? 測量結果可以用二維(2D)或三維(3D)方式圖形表示

? 采用雙架構測試方式(Dual Configuration)以達到的系統準確性(Accuracy)與重復性(Repeatability)

? 待測樣品大小可由10 毫米到300 毫米

? 在每個待測樣品可上可自動測量高達49個可追朔至美國國家標準局的測試點

全自動電阻率測試系統(QuadPro Automatic System)

自動的QuadPro 系統包括計算器、歩進馬達控制單元、機臺本體、200 毫米或者300 毫米隔離的待測樣品載臺(Isolated Chuck)。

系統軟件的設計讓使用者可針對測量需求選擇在每個待測樣品上測量1、5、9、25 或者49 個自動測試點，并可自動繪圖顯示測量結果。使用者并可設定測試點在待測樣品上的分布為方型或圓性。

為提升測量數據的準確性與統計的有效性，軟件可定義待測樣品邊緣的測量數據是否被采用。

在測量開始時，系統軟件自動搜集阻值范圍，并據以作的儀表設定。系統采用的雙架構測試方式可消除因四點探針頭結構誤差所產生的測量誤差，以提升系統測量的重復性和準確度。

系統軟件會控制并紀錄每個測量點的位置與測量值，測量的結果如片電阻、電阻率和V /I(電壓/電流)可在同一個測量結果的表格中表示。

在完成全部測試點測量時，系統會用等高線圖展示測量結果，此等高線圖可在二維圖與三維圖間輕易的切換觀看．

電阻率與片電阻的平均值及標準差都會顯示在等高線圖上

QuadPro TCR Option (電阻溫度系數測量選用項)

電阻溫度系數測量選用項整合了待測樣品溫度控制、儀表控制與溫度系數運算的能力以完成電阻溫度系數測量的功能。

Signatone 提供了多種溫度范圍的溫控待測樣品載臺系統供使用者選用。使用者可依測量需要設定開始溫度、截止溫度與在每個溫度點停留多少時間后在開始測量。

溫度與測量得到的電阻值會存在同一個表格或圖表內，以方便后續的分析使用。

一般被采用的溫控待測樣品載臺系統為室溫至350°C。但是除了350°C 溫控待測樣品載臺系統之外，Signatone 也提供低至-55°C 與高至600°C 的溫控待測樣品載臺系統。

一般QuadPro 的系統架構包括一臺吉時利(Keithley)的2400 儀表(Source Measurement Meter)。吉時利2400 可測量的電阻范圍為1mΩ至2MΩ。若使用者要測量更高電阻的材料，QuadPro 的系統架構將包括安捷倫(Agilent)的4156 參數分析儀，并采用隔離式的三軸系統架構，如此架構的QuodPro 系統的電阻測量范圍為100mΩ 至10GΩ。

Four Point Probe Head (四點探針頭)

Signatone 提供了兩大系列的四點探針頭供使用者選用；SP4 系列和HT4

系列．SP4 系列四點探針頭是被大多數應用所采用的四點探針頭，它是由直線排列的塑鋼探針所組成．SP4 系列四點探針頭提供了下列選項以適應各種應用：

? 探針間距：0.040、0.050、0.0625 英寸

? 探針針壓：45、85、180 克

? 探針材質：碳化鎢(Tungsten Carbide)、鋨(Osmium)

? 探針半徑：0.0016、0.005、0.010 英寸

HT4 系列四點探針頭表面看起來與SP4 系列四點探針頭類似，但是HT4系列四點探針頭適用陶瓷做的，故適用于高溫與高電阻的測量，HT4 系列四點探針頭可工作至650oC，而且HT4 系列四點探針頭的耐高溫同軸接線設計使其可測量的電阻值高達10GΩ．

? 探針間距：0.050、0.0625 英寸

? 探針針壓：180 克

? 探針材質：碳化鎢(Tungsten Carbide)、鋨(Osmium)

? 探針半徑：0.0016、0.005、0.010 英寸

QuadPro Test & Calibration (測試與校準)

為達到的測量準確度，QuadPro 采用了美國ASTM 標準F84-99 測試方法的雙架構測試方式以補償因為四點探針頭間距可能不精確或測量接近導電層邊緣而造成的測量誤差．Signatone 同時也提供準確度可追朔至美國國家標準局(NIST)的校準片，適當的使用校準片和QuadPro 提供的校準程序，可確保系統的準確性優于1%．

Pro4 Manual Four-Point Probe with Computerized Measurement System

Pro4 手動四點探針臺與測量軟件

Signatone 自1968 年就已經開始提供業界四點探針電阻率測量系統，其中的Pro4 系列手動四點探針臺提供了簡易且方便測量片電阻率(Sheet Resistivity)與體電阻率(Bulk Resistivity)的有效方法。使用者只要手動下針并操作軟件上的測量按鍵，軟件會自動控制吉時利儀表做的電流設定并得到準確的測量。

Pro4-440N configuration (系統架構)電壓與電流(V/I)的測量結果會記錄在軟件內．系統采用了美國ASTM 標準F84-99 測試方法的雙架構測試方式以補償因為四點探針頭間距可能不精確或測量接近導電層邊緣而造成的測量誤差．Signatone 同時也提供準確度可追朔至美國國家標準局(NIST)的校準片，適當的使用校準片和QuadPro 提供的校準程序，可確保系統的準確性優于1%．Pro4-440N 系統的標準范圍是1mΩ/□至800KΩ/□．

Pro4 Software (軟件)使用者只需輸入待測樣品的大小、形狀、待測樣品邊緣不包括部分的大小與測量點數，Pro4 軟件會控制系統的測量、測量資料的擷取、顯示、打印與資料的輸出(Export)，使用者可設定要顯示的參數(如電阻、片電阻或電壓/電流)，也可以定義良品/不良品(Pass/Fail)的條件．測量點會在軟件上以圖樣標示出來，同時提醒使用者將探針移至待測點．測量結束，測量數據的平均值、標準差、值與最小值會被標示出來，同時可打印測量數據含良品/不良品的報表．

Pro4-4400 configuration (系統架構)

Pro4-4400 系統與Pro4-440N 相同，但是不含計算器．使用者需自備計算機，計算機需含窗口軟件與一個RS-232 接口．Pro4 用于測量芯片或其它材料的電阻率或片電阻． Pro4 使用雙架構測試方式和自動設定儀表以保證測量的準確性．系統包括手動四點探針臺、二個四點探針頭、吉時利儀表(Keithley 2400)與軟件．

Pro4-4000 configuration (系統架構)

Pro4-4000 不包括計算器與儀表，但是包含軟件．使用者需自備計算器與吉時利儀表(Keithley 2400)系統包括手動四點探針臺、二個四點探針頭與軟件．

手動四點探針臺(Manual Four-Point Probes)

Signatone 生產各式電阻率測量設備，包括簡易型四點探針臺與四點探針頭．

S-302-4右圖是四吋的四點探針臺，可測量大至四吋的芯片，含四吋鐵氟龍(Teflon)待測樣品載臺。四點探針臺也有6"、8”與12”的．

四點探針頭(Four Point Probe Heads)

除了四點探針臺之外，Signatone 也生產四點探針頭。

SP4 系列四點探針頭是設計給在室溫使用的。

HT4 系列四點探針頭是設計給在高溫使用的。

一般四點探針頭是由四支直線排列的探針組成，但是Signatone 也提供不同排列方式的訂制探針頭，例如四支針成矩形排列．