Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых и магнитных структур на пластине

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И МАГНИТНЫХ СТРУКТУР НА ПЛАСТИНЕ, содержащее оптическую отстему, манипулятор в виде предметного стола с механизмом шагового перемещения по взаимно перпандикулярным осям, механизм перемещения рамки с зондами, соединенный с приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества контроля, механизм перемещения рамки с зондами снабжен рычагом и ргпгчажным ограничителем колебаний, установленным перпендикулярно рычагу , причем рамка с зондами уста .новлена на рычаге с возможностью вэаимод ействия с рычажным ограничителем колебаний.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) МЯ). Н 05 К 13 08

ЕНИЯ

I а

Tt Х(ИИ). (;;.:Л;,: йаййоык, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ðèã.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3423667/18-21 (22) 15. 04. 82 (46) 30 .12. 83. Вюл. )) 48 (72) В, П. Гладченко и О. Н .Сокол (53) 621. 867. 2 (088. 8) (56) 1. Техническое описание автомата зондового.14 KN-3000-013

2.688,010 ТО.

2. Патент CUIT Ф 3. 996. 517 кл. Н 05 К 1 3/08, 1976 (проготип) .(54)(57) уСТРОйство Для контРОлЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ. ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И МАГНИТНЫХ СТРУКТУР HA

ПЛАСТИНЕ, содержащее оптическую систему, манипулятор в виде предметного стола с механизмом шагового перемещения по взаимно перпендикулярнымым осям, механизм перемещения рамки с зондами, соединенный с приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качесгва контроля, механизм перемещения рамки с зондами снабжен рычагом и рычажным ограничителем колебаний, установленным перпендикулярно рычагу, причем рамка с зондами уста.новлена на рычаге с возможностью вэаимодействия с рычажным ограничителем колебаний.

1064497

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — механизм перемещения рамки с зондами; на фиг. 3 — разрез A-A на фиг, 2 на фиг. 4 — вид упругой направляющей

Устройство содержит механизм 1 шагового перемещения предметного стола 2 установлен в корпус 3, механизм 4 перемещения зондов 5 по

t 65

Изобретение относится к автоматическому контропю и может быть использовано для контроля электрических параметров полупроводниковых и магнитных структур на пластине при их прои зв од с тв е, 5

Известно устройство для контроля полупроводниковых структур, содержащее оптическую систему, манипулятор, включающий предметный стол с механиэмвм шагового переме- 10 щения его по взаимно перпендикулярным осям Х и У ° В известном устройстве контроль проверяемых структур осуществляется .по следующему циклу: на контактные площадки 15 проверяемых структур опускаются зонды, каждый иэ которых имеет свой привод, до касания с ними, проводится контроль и маркировка, после чего осуществляется подьем ( зондов и перемещение предметного стола на новую позицию для повторения цикла измерения (1), Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых и магнитных структур На пластине, содержащее оптическую систему, манипулятор в виде пред- З0 меткого стола с механизмом шагового перемещения по взаимно перпендикулярным направлениям,,механизм перемещения рамки с зондами, соединенный с приводом f2). 35

Однако известные устройства не обеспечивают высокого качества контроля структур.

Цель изобретения — повышение качества контроля структур 40

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля электрических параметров полупроводниковых и магнитных структур на пластине, содержащем оптическую систему, манипулятор в виде предмет- 45 ного стола с механизмом шагового перемещения по взаимно перпендикулярным осям, механизм перемещения рамки с зондами, соединенный с приводом, снабжен рычагом и рачажным 50 ограничителем колебаний, установленным перпендикулярно рычагу, причем рамка с зондами установлена на рычаге с возможностью взаимодействия с рычажным ограничителем колебаний. оси связан с приводом от шагового двигателя 6 через пару винт-гайка 7 и установлен на несущей плите 8. В корпусе 3 устройства установлена магнитная система, состоя-. щая из двух электромагнитов, нижнего 9 и верхнего 10. Оптическая система 11, установленная на несущей плите 8, служит для визуального контроля процесса контактирован ия.

Кроме того, устройство содержит механизм перемещения зондовой карты 12 по оси 2, укрепленной в подвижной рамке 13, которая посредством двух направляющих 14 на. упругих элементах подвешена к несущей плите 8. Перемещение подвижной рамки 13 по оси передается ей от шагового .двигателя б, установленного на несущей плите 8 при помощи пары винт-гайка 7, и рычага 15, выполненного в виде вилки и закрепленного в центрах 16, которые делят плечи рычага 15 в отношении .1:1.. Ограничитель 17 колебаний, выполненный в виде рычага, поджат пружиной 18 к направляющим

14 и закреплен на оси 19 на несущей плите 8.

Упругая направляющая обеспечивает связь подвижной рамки .13 с несущей плитой 8, состоящей из мембран 20, укрепленных по наружному диаметру в корпусе 21 при помощи набора шайб 22 и гайки 23, связанных по внутреннему диаметру с помощью колонки 24, набора шайб

25 и гайки 26.

Устройство работает следующим образом.

После предварительной ориентации .проверяемой пластины относительно зондов (вручную оператором) в режиме ABTQMaT™ срабатывает механизм перемещения зондовой карты по оси который осуществляет контактирование зондов с контактными площадками .проверяемых структур. Блок управления устройством подает сигнал шаговому двигателю б привода зондовой карты 12 по оси У,. Вращательное движение ротора шагового двигателя б преобразуется через пару винт-гайка 7, соединенную с рычагом 15, вращающимся в центрах

16, которые делят его плечи в отношении 1:1, в поступательное движение рамки 13 с эондовой картой 12, .укрепленной на упругих направляющих

14 . Рычаг 15 ограничивает колебания рамки 13 вокруг оси 27 и передает движение от шагового двигателя 6 на зондовую карту 12. Ограничитель 17 колебаний, выполненный в виде рычага,,ось 19 вращения которого устанс;лена на несущей плите 8 зондового устройства, и свяэы1064497 вающий направляющие 14, поджат пру жиной 18 к колонкам, запрессованным в рамку 13, и ограничивает ее колебания вокруг оси 28 . Колебания рамки 13 вокруг оси Z и воэможность перемещения ее по осям Х, У ограничены направляющими 14, неподвижно закрепленными на не— сущей плите 8.

Таким образом, рамка 13, установ" ленная на упругих направляющих 14 и лишенная пяти степеней свободы, имеет возможность перемещаться только вдоль вертикальной оси, параллельно самой себе, Рамка 13 перемещается до сопри- 15 косновения зондов и датчика края пластины, установленного на одном с ними уровне, с контактными площадками проверяемых структур . При размыкании датчика края пластины gp сигнал поступает на устройство управления механизмом перемещения зондовой карты по оси 2,, и рамка 13 с зондами равномерно. опускается на заранее заданную величину, определяющую давление зондов на контактные площадки проверяемых структур. Плоско-параллельное перемещение рамки 13 с зондами обеспечивает равномерное нарастание давления на контактные площадки проверяемых структур всех зондов независимо от их расположения на эондовой карте от нулевой до заданной величины с учетом профиля пластины. Создание строго определенного и равномерного давления необходимо для продавливания окисной пленки на поверхности контактной площадки проверяемой структуры и для осуществления электричес-. 40 кого контакта непосредственно с материалом площадки без повреждения кристалла и контактной площадки структуры. Скисная пленка на поверх ности проверяемой структуры может значительно изменить переходное со- противление цепи зонд-контактная площадка, что вносит недопустимые погрешности при измерении параметров полупроводниковых приборов.

Блок управления з аидовым устройством (не показан) и один шаговый привод механизма перемещения зондовой карты обеспечивает заданное давление зондов на контактные площадки проверяемых структур.

По завершении контактирования проводится процесс измерения параметров структуры, Команды Брак" или "Годен" являются сигналом для подъема зондовой карты по вертикальной оси и для перемещения пластины со структурами на заданный шаг для контроля следующей структуры.

После обхода и контроля всех структур на пластине по сигналу блока управления негодные структуры маркируют. После маркировки манипулятор доставляет пластину в зону загрузки, где оператор снимает ее с предметного стола и загружает новую. Цикл повторяется.

Для проверки электрических параметров полупроводниковых и магнитных структур, например запоминающих устройств на цилиндрических магнитных.доменах, требуется создание однородного магнитного поля в зонЬ контактирования. Это достигается путем установки двух электромагнитов, в зоне между которыми и проводится контактирование, причем пред» метный стол выполняется из немагнитного материала например ситалла, 1064497

Составитель В,Титов

Редактор И Кривина Техред Т,Маточка KopgetcTop А Ференц б."

Заказ 10364/60 Тираж 845 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб, д 4/5

Филиал ППП Патент, у, Ужгород, ул.Проектная, 4