晶圓在沒有溶劑或固化時間的情況下，用真空潤滑脂安裝樣品是低溫探針臺中最常用和最靈活的方法之一。

N-Grease-潤滑脂蒸氣壓低，導熱系數高，是一種適用于低溫環境常見的選擇。在室溫下，N-Grease很容易在樣品晶圓和樣品夾之間擴散開;低于250 - 280k時，N-Grease開始結晶機械地將晶圓片固定在樣品臺上。在使用真空潤滑脂安裝樣品時，為了最大限度地提高熱性能，應遵循兩個原則——越少越好，越用力越好。

來自輻射負荷的熱量，器件中的耗散，以及來自探針的熱傳遞對樣品產生了熱載荷，必須通過晶片-金屬接觸從樣品晶片傳導到吸盤來散熱。真空潤滑脂填充樣品座表面不均勻的微觀空隙，使得支架和薄片之間有更多的熱交換傳導途徑。當潤滑脂層太厚時，金屬-晶圓片接觸減少-導致通過潤滑脂層的熱傳導效率降低。當固化后的油脂在低溫下機械穩定晶圓時，潤滑脂本身往往不能提供令人滿意的熱傳導性能。

接近液氦溫度時，由于來自探針臂（通常為7到15 K）和輻射屏蔽的熱負荷，該器件將比樣品座的溫度更高。在更高的溫度下（15到30 K），由于探針臂固定在一個4.2 K的磁鐵上，并且保持在氦溫度附近，探針臺中的測試器件將比樣品座溫度更低。這里的器件溫度偏移是由器件與樣品座的熱接觸質量決定的。對于夾緊的晶圓片，傳感器在氦溫度附近比樣品座溫度高不到0.5 K，在較高溫度下比樣品臺溫度低不到2 K。

只粘N-Grease和沒有夾具，器件將比樣品臺在氦溫度高近5 K較高溫度200K情況下將比樣品臺冷近30 K。在這兩種情況下，N-Grease在超過200k時開始融化;一旦熔化，器件溫度的偏移大大縮小。圖1中的設備溫度偏移表明了CPX-VF探針臺，并且會隨著探針臺型號、探針臂配置、樣品座的選擇和操作條件，如制冷劑流量或電的頻率的不同而變化。

采用夾具固定樣品和不采用夾具固定樣品的對比機制是雙重的。最重要的是夾具可以降低固體與固體之間的熱接觸電阻，硅片和晶圓之間的熱接觸電阻。熱接觸電阻與接觸表面無壓力;更大的力，接觸電阻更小，導熱更好。第二個影響比較大的是N-Grease——除非在抽真空和降溫的過程中施加壓力，否則N-Grease將產生縫隙，從而進一步限制熱導。

大多數用戶通常根據自己晶圓的特性定制自己的夾具，并利用接地樣品座邊緣的M3螺紋孔進行晶圓連接。對于大多數的探針臺來說，M3螺紋孔對準其中兩個探針臂的位置，根據器件Pad的方向，夾具和探針臂之間可能會產生干擾。從夾具的內部可以巧妙地抵消并幫助你幫助避免這種干擾。平頭螺絲和其他低輪廓緊固件推薦與夾具一起使用，因為與承口機螺釘相比，這些緊固件減少了探針臂干擾的風險。

一個通用樣品夾具的機械圖，這個基本的設計可以很容易地適應用戶的安裝需要。夾鉗通常由不銹鋼或PEEK可加工塑料制造，3D打印夾具也是一種可能，因為額外制造的組件已經在低溫應用中找到了實用價值。當樣品臺溫度超過303 K時，應避免使用N-Grease。超過這個溫度，油脂會液化并可以在樣品周圍散開，并可能覆蓋硅片頂部的電接觸點或活躍區域。此外，潤滑脂會產生有限的蒸氣壓，在附近最冷的腔體表面（通常是輻射屏蔽層）蒸發和凝結。

審核編輯：符乾江