探針臺是半導體表征參數(shù)測試測量非常常用的設備，應用范圍非常廣泛。本文，我們僅就手動探針臺及其半導體測試測量應用進行討論。

首先，我們來看看維基百科上對于探針臺（機械探針臺）的定義：

“Mechanical Probe Station: The probe station utilizes manipulators which allow the precise positioning of thin needles on the surface of a semiconductor device. If the device is being electrically stimulated, the signal is acquired by the mechanical probe and is displayed on an oscilloscope or SMU.”

盡管以上定義對于測量儀器的描述比較窄（探針臺最早期的用法），但從上面我們不難了解到，探針臺是一個實現(xiàn)精密探針定位、為用戶提供半導體待測點至測量儀器連接通路的設備。它主要包含了探針臺、定位器、探針、探針夾具及電纜組件。

1、探針臺。

探針臺屬于整個測試系統(tǒng)的基礎，沒有探針臺，就相當于醫(yī)生沒有了手術臺，在普通的病床上給病人做手術，將極大地增加手術風險。探針臺可按實現(xiàn)目標功能不同劃分成三部分：顯微鏡、承載平臺和精密移動組件。

（1）顯微鏡。沒有該配置，所有精密操作將無從談起。目前行業(yè)內(nèi)最常見的配置有三種：體視顯微鏡、金相顯微鏡、單筒顯微鏡，前兩種用得最多。

（2）承載平臺。該部分是構成探針臺骨架，可分為顯微鏡支架、定位器平臺和樣品臺（載物臺）。

不同的顯微鏡，顯微鏡的支架會有所不同，通常有立柱安裝和龍門安裝兩種配置。

定位器平臺用于放置定位器（探針座）、形狀和尺寸根據(jù)測試應用不同會有不同的設計形式。

樣品臺（載物臺）用于承載待測樣品，通常根據(jù)晶圓尺寸設計，常用的尺寸從2～12英寸。除了承載樣品的功能，樣品臺還可根據(jù)測量需求，設計為帶測量通路和帶精密控溫的形式。

（3）精密移動組件。以上承載平臺都配套了相應的移動定位功能，方便用戶對顯微鏡、待測樣品及定位器進行精密的移動。通常有X-Y-Z-R-T這些方向移動功能。

2、定位器。

定位器（又稱探針座），幫助用戶實現(xiàn)探針的精密移動定位。因此，結構的穩(wěn)定性、驅動絲桿精度、導向機構的直線度、往復精度、長期使用時以上指標的可靠性都是選購定位器時應當考慮的核心指標。

目前，市面上定位器主要的形式有三種：

（1）燕尾導向型。使用燕尾導向機構，可有效地降低產(chǎn)品成本。缺點是，直線導向精度比交叉滾子導軌要差，并不適用于高精度操作。通常看到該類配置都是與配套了體視顯微鏡的探針臺搭配使用。

（2）交叉滾子導軌導向型。相比于燕尾導軌，直線精度有效地提高了。適用于目前大部分客戶的定位需求。缺點是，超高倍數(shù)下因為機構原因（XYZ機構是像蛋糕一樣一層疊一層），手部操作的震動很容易傳遞到探針上。在高倍下探針的震動會被觀察到，很影響用戶扎探針。比如要把探針扎到幾微米甚至1微米左右的PAD上，將會相對比較困難。

（3）交叉滾子導向、高穩(wěn)定型。該結構設計把定位器上移動機構（XYZ）和驅動絲桿分開，能有效地將手部操作產(chǎn)生的震動隔離，實現(xiàn)真空意義上的高精度、高穩(wěn)定操作（Submicron Probing）。

3、探針、探針夾具及電纜組件。

（1）探針。

待測點需要測試探針的連接，才能與測試儀器發(fā)生交流。常見的有：普通DC測試探針、同軸DC測試探針、有源探針和微波探針。

（2）探針夾具及電纜組件。探針夾具用于夾持探針、并將探針連接至測量儀器。電纜組件用于轉接、延展探針夾具上的電纜組件。根據(jù)測量應用，可粗略地劃分為以下幾種：I-V/CV測試用、RF測試用、高壓大電流I-V/C-V測試用等。

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