Устройство для контроля контактирования в зондовых установках

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (> 1001235 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Р )М g> з (22) Заявлено 27.02.81 (21) 3257151/18-21 с присоединением заявки. №вЂ” (23) Приоритет

Н 01 L 21/66

Государственным комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 382 . .002 (088.8) Опубликовано 28.02.83, Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28.02.83 (72) Авторы изобретения

В.И.Тумасов и В. с1 нов

/ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТАКТИРОВАНИЯ

В ЗОНДОВЫХ УСТАНОВКАХ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для эондовых измерений кристаллов интеграль— ных схем на пластине. 5

Известно устройство для контроля контактирования зонда с контактной площадкой, при этом точность контактнирования гарантируется расположением в плоскости,контактирования горизонтальных осей качания измерительных зондов (11.

Однако это расположение приводит к резкому увеличению зависимости состояния .контактирования от различного вида вибраций, действующих на зонды в вертикальной плоскости, особенно в низкочастотной области спектра, уменьшая надежность контактирования.

Кроме того, достоверную информацию о состоянии контактирования в этом случае можно получить только по отпечаткам зондов, т.е. после воздействия зондов на металлическую поверхность контактных площадок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля .контактирования в зондовых установках, содержащее блок индикаций,.первые входы которот г подключены к нормально разомкнутым контактам двухпоэиционных коммутаторов, нормально замкнутые контакты которых соединены с блоком измерений, а подвижные кон— такты соединены с соответствующими зондами (2 ).

Однако работа такого устройства зависит от типа измеряемой интегральной схемы, что связано с имеющимся различной величины эквивалент— ным сопротивлением в цепи, образованной от каждого контактирующего зонда через внутренние элементы интегральной схемы до общей шины, кроме того, устройство не обеспечивает точного и надежного контроля контактирования.

Цель изобретения — повышение на-. дежности и точности контроля контактирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дпя контроля контактирования в эондовых установках, содержащем блок индикации, первые входы которого подключены к замыкающим контактам двухпоэиционных коммутаторов, размыкаксцие контакты которых соединены с блоком измерений, а подвижные контакты соединены с соответствующими зондами, каждый зонд

1001235 выполнен в виде внутреннего металлического со сферической рабочей поверхностью, разделительного диэлектрического и внешнего металлических слоев, при этом поверхность, образованная торцами разделительного диэлектрического и внешнего металлического слоев, расположена перпен дикулярно оси зонда и удалена от вершины сферической рабочей части зонда на расстояние 1Î 1- -(" 2(,) "2(2) где и — толщина металлического слоя конт акт ной площадки, h< — расстояние от вершины сферической рабочей части зонда до поверхности, образонанной торцами разделительного диэлектрического и внешнего металлического слоев;

R (— параметр шероховатости

-контактной площадки;

RZ(21 параметр шероховатости 25 сферической рабочей части зонда, а вторые входы блока индикации соединены с внешними металлическими слоями зондов.

На фиг. 1 изображена схема устройства для контроля контактирования в зондовых установках; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1.

Устройство содержит зонды 1 — 5, каждый из которых выполнен трехслойным, а именно:внутренний металли- 35)) ческий б со сферической рабочей частью 7, разделительный диэлектри— ческий 8, внешний тонкий металлический 9, блок 10 индикации, блок из— мерения со схемой внешних элементов 4п

11 измеряемой интегральной схема

12, у которой имеются одинаковые контактные площадки 13 — 17 с металлическим слоем толщиной у каждой h, одинаковые двухпозиционные коммутаторы 18 — 22, каждый из которых имеет соединения нормально разомкнутым контактом — с соответствующим входом блока индикации контактирования, нормально замкнутым контактом — со

50 схемой внешних элементов, подвижным контактом — c внутренним основным

r металлическим слоем соответствующего зонда. Торцы разделительного диэлектрического и внешнего тонкого металлического слоев образуют рабочую поверхность 23, лежащую в плоскости

24, которая перпендикулярна главной оси 25 каждого зонда. Плоскость рабочей поверхности удалена от нершины сферической рабочей части н каждом 60 зонде на расстояние, равное разности между толщиной слоя металла контактной площадки Ь и суммой высот микронеровностей на поверхностях сферической рабочей части зонда и контакт-65 где

h — толщина металлического слоя

КП

1 ной площадки интегральной схемы.

Внешний тонкий металлический слой оТ соответствующего зонда образует соединение с соотнетствующим входом индикатора контактирования. . Находясь в исходном состоянии над .интегральной схемой, каждый из зондов своим внутренним основным ме-: таллическим слоем б соединен со схемой внешних элементов 11 через нормально замкнутый контакт одного из двухпозиционных коммутаторов, при этом все цепи контроля контактирования отключены нормально разомкнутыми контактами. Когда измеряемая интегральная схема 12 своими коп— тактными площадками подведена под зоны, подвижные контакты днухпозиционных коммутаторов переключают, замыкая цепь блока 10 индикации, с целью проверки наличия параэитного замыкания между внутренним металлическим слоем б и внешним тонким меI таллическим слоем 9. Если паразитного замыкания нет, то блок 10 индикации фиксирует отсутствие тока в цепи. После этого поднимают координатный стол, и зонды входят в контакт с контактными площадками интегральной схемы при определенной силе давления зондов на контактные площадки. Слой металла каждой контактной площадки замыкает между собой внутренний металлический слой б, который соединен через нормально разомкнутый контакт соответствующего двухпозиционного коммутатора с соответствующим входом блока 10 индикации и внешний тонкий металлический слой 9, который образует соединение с соответствующим входом блока 10 индикации контактирования. Внутрен— ний металлический слой б данного зонда имеет контакт с металлическим слоем соответствующей контактной площадки по поверхности сферической рабочей части 7 и с внешним тонким металлическим слоем 9 по рабочей поверхности 23 . Рабочую поверхность

23 образуют торцы разделительного диэлектрического слоя 8 и внешнего тонкого металлического слоя 9. Эта поверхность лежит в плоскости 24, которая .перпендикулярна главной оси

25 зонда. Плоскость 24 отстоит от вершины сферической рабочей части в зондах на расстоянии, равном раз— ности между толщиной Ь слоя металла каждой контактной площадки и суммой высот микронеровностей на поверх-,. ностях сферической рабочей части 7 и контактной площадки интегральной схема 12. (Z(1) 2(2))

1001235

Форм ла изобретения!

5 жиме измерения параметров интегральной

40 где Ъ вЂ” толщина металлического слоя контактной площадки; расстояние от верши ны

45 аферич ес кой рабочей ч ас ти зонда до поверхности, об.разованной торцами разделительного диэлектрического и внешнего металличес50

R .(„> — параметр шероховатости контактной площадки;

R (— параметр шероховатости сферической рабочей части зон55 да, а вторые входы блока индикации соединены с внешними металлическими слоями зондов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

60 Р 489165, кл. Н 04 1, -21/66, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 472346, хл. Н 05 К 13/06, 23.06.72.

h — расстояние от вершины зонда до дополнительной рабочей поверхности

В ° — параметр шероховатости KIl> (М

R — параметр шероховатости сферической рабочей части зонда.

Суть а RZ(<) + .Н2(2) характеризуeT глубину погружения в слой контактной площадки.

Зонды под действием внешней силы проникают в металлический слой контактных площадок на всю ее глубину

Iñ целью получения минимально возмож ной величины переходного сопротивле ния, которое зависит от площади контакта. Если в процессе контактирования по какой-либо причине отсутствует контакт по поверхности сферической рабочей части 7, то он одновременно будет отсутствовать и по дополнительной рабочей поверхности

23, так как все три слоя между собой у каждого зонда являются единой жестко связанной системой. В ресхемы 12 схема внешних элементов 11 соединена с внутренним основным металлическим слоем 6 через нормально замкнутый контакт соответствующего двухпозиционного коммутатора. В режиме контроля контактирования схема внешних элементов 11 отключается переключением подвижных контактов двухпозиционных коммутаторов, при этом образуется замкнутая цепь — внутренний основной металлический слой б, соответствукщий двухпозиционный коммутатор с замкнутым нормально разомкнутым контактом, блок индикации контактирования по соответствующему входу, внешний тонкий металлический слой .9, слой металла данной контактной площадки. Если нет электрическоro контакта в цепи какого-либо зонда между этим зондом и соответствующей контактной площадкой, то ток в цени блока индикации отсутствует, если контакт не нарушен, то блок индикации контактирования фиксирует наличие тока. Очередность подключения блока индикации во всех режимах мо-. жет быть любой. Каждый из зондов имеет расположенные один под другим три слоя. Внутренний слой б представляет собой относительно тонкий стержень, который может быть сделан из вольфрама или его сплавов, или других твердых металлов для обеспечения долговечности и износоустойчивости.

Образование в зоне контактирования рабочей поверхности торцами слоев разделительного диэлектрического и внешнего тонкого металлического позволит исключить неоднозначность при контроле контактирования, позволит увеличить точность информации о состоянии контакта у тех измеряемых интегральных схем, у которых имеется технологический брак — разрыв металлизированной дорожки непосредственно около контактной площадки. Кроме того, увеличивается надежность контроля контактирования, так как электрическая цепь блока индикации I0 гальванически не связана с внутренними элементами интегральной схемы. устройство для контроля конт акти— . рования в зондовых установках, содер жащее блок индикации, первые входы которого подключены к заьиканхцим э0 контактам двухпозиционных коммутаторов, размыкакщие контакты которых соединены с блоком измерений, а подвижные контакты .соединены с соответствующими зондами, о -т л и ч а ю—

25 щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля контактирования, каждый зонд выполнен в виде внутреннего металлического со сферической рабочей поэерхностью, разделительного диэлектрического и внешнего металлических слоев, при этом поверхность, образованная торцами разделительного диэлектрического и внешнего металлического .слоев, расположена перпендикулярно оси зонЗ5 да и удалена от вершины сферической рабочей части зонда на расстояние

1 001235

Составитель О. Кудрявцева

Редактор A. Власенко Техред О.Неце Корректор А. Дзятко

Закаэ 1411/63 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул ° Проектная, 4