Устройство для исследования полупроводниковых пластин в электронном микроскопе

 

Изобретение относится к электронной микроскопии и может быть использовано для локального количественного контроля и анализа параметров сверхбольших интегральных схем при их изгртовлении„ Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности о Устройство содержит зондовую карту 5, в которой установлено кольцо 6 с зондирующими иглами 7„ Подъемник выполнен в виде кольцевого элемента 9 с гофрированными стенками, наполненного жидкостью или газом, соединенного с терморегулирующим элементом 10„Элемент 9 может быть выполнен в виде полого кольца из материала, обладающего термомеханической памятью, стенки которого имеют по крайней мере один гофр. При нагреве терморегулирующого элемента 10 за счет расширения гачл или жидкости в гофрированном элементе 9 осуществляется подъем или опускание кольца 6 с иглами 1, 3 з„п0 ф-лы, 4 ил о (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (g1)g Н 01 .1 37/26

OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) .4414348/21 (22) 25.04.88 (46) 07.01.91. Вюп. М 1 (71) Сумское производственное объединение нЭлектрон" (72) А.И. Феклистов, В.Г, Веприк, А.В. Краснянский и A.È. Никифоров (53) 621.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1018265, кл,. Н 05 К 3/00, 1983.

Проспект фирмы Ка1 Ь, С1,"1А, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСПШ В ЭЛЕКТРОННОМ

ИИКРОСКОПЕ (57) Изобретение относится к электрочной микроскопии и может быть использовано для локального количественного контроля и анализа параметров сверх-. больших интегральных схем при их из2 готовлении. Цель изобретения — упрбщение конструкции и повышение надежности. Устройство содержит зондовую карту 5, в которой установлено кольцо

6 с зондирующими иглами 7. Подъемник выполнен в виде кольцевого элемента 9 с гофрированными стенками, наполненного жидкостью или газом, соединенного с терморегулирующим элементом 10.Элемент 9 может быть выполнен в виде полого кольца из материала, обладающего термомеханической памятью, стенки которого имеют по крайней мере один гофр. При нагреве терморегулирующего элемента 10 за счет расширения газа . или жидкости в гофрированном элементе

9 осуществляется подъем или опускание кольца 6 с иглами 7. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1619356

Изобретение относится к электронной микроскопии и может быть использовано для локального количественного контроля и анализа параметров компо5 нентов сверхбольших интегральных схем (СВИС) на различных этапах их изготовления.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности путем ið размещения подъемника в узле зондовой карты, использования термочувствительного элемента в качестве подъемника зондовой карты, а также использования пьезоприводов для перемещения предметного столика по горизонтальным координатам и вращения.

На фиг. 1 представлено устройство для исследования полупроводниковых пластин, вид спереди; на фиг. 2 — то 20 же, .вид сверху; на фиг. 3 — зондовая карта с подъемником в виде кольцевого гофрированного элемента; на фиг. 4— зондовая карта с подъемником в виде гофрированного канала, выполненного 25 из материала с термомеханической памятью.

У тройство содержит столик 1, оснащенный пьезоприводами 2 и 3 перемещения по горизонтальным осям, а также 30 пьезоприводом 4 вращения, и зондовую карту 5 в виде кольца, в котором установлено дополнительное кольцо 6 с вклеенными (например, эпоксидной смолой) иглами 7. Кольцо 6 с помощью направляющих 8 установлено соосно кольцу зондовой .карты 5 с возможностью перемещения вдоль оси. Подъемник выполнен в виде коаксиального кольцевого элемента 9 с горифрованными стен- 40 ками, наполненного жидкостью или газом, установленного между кольцом 5 зондовой карты и дополнительным кольцом 6 и соединенного с терморегулирующим элементом 10.

В качестве терморегулирукнцего элемента 1.0 может использоваться термоэлектрическая батарея, а элемент 9 может быть выполнен в виде полого кольца 11 из материала, обладающего термомехайической памятью, стенки которого имеют по крайней мере один гоар, терморегулирующий элемент в

- этом случае может быть выполнен в виде резистивного нагревателя 12.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемая полупроводниковая пластина помещается на столик 1 под зондовую карту 5, которая опускается до образования зазора примерно в 1 мм между ней и пластиной. Затем объем вокруг столика вакуумируется и произ" водятся исследования. Для осуществления контакта игл 7 с пластиной опускают подвижное, кольцо 6, пропуская электрический ток через терморегулирующий элемент 10. Поскольку элемент

10 контактирует с гофрированным наполненным кольцевым газом элементом 9, происходит либо расширение, либо сжатие газа, что воздействует на гофрированные стенки кольцевого элемента 9.

Тем самым осуществляется подъем-опускание кольца 6 с иглами 7. Полупроводниковая пластина перемещается по осям горизонтальным, а также вращается при поднятом кольце 6 .зондовой карты 5 за счет пьезоприводов 2-4. Тем самым обеспечивается требуемое положение пластины при исследовании.

При выполнении подъемника в виде полого кольца 11 из материала с термомеханической памятью его работа осуществляется следующим образом.

Нагревателем 12 полое кольцо. 11, имеющее гофры, прогревается и его стенки выпрямляются, так как при повышенной температуре они "помнят" такую форму. При охлаждении полое кольцо 11 снижается с образованием гофров. Тем самым обеспечивается подъем-опускание игл 7.

Исследования кремниевых пластин проводят на предметном стекле с размерами 120х120 мм и высотой 100 мм на макете растрового электронного микроскопа РЗИ-102Э. При этом в пьезоприводак используется пьезокерамика ЦТС-24 (цирконат " титанит свинца) с размерами пластинок 60х14х2 мм. В качестве материала с термомеханической памятью использует нитинол, при этом перепад температур составляет

10-20 С. Для получения теплоты Пельтье используется биметаллическая пластина 30х30 мм, которая при пропускании тока в 6А и напряжении 1,5-В в вакууме 10 торр позволяет получить температуру -30 С, а при перео полюсовке эта же тщастина нагревается до +60 С.

При использовании предлагаемого устройства отпадает необходимость передачи движения в вакууме, поскольку пьезодвигатели и подъемник размещены непосредственно в вакуумированном

161 объеме. Это позволяет поддерживать в камере электронного микроскопа высот кий уровень. Упрощается управление предметным столиком и подъемником,что позволяет использовать микропроцес" соры в системе управления растровых электронных микроскопов.

Формула изобретения.

1. Устройство для исследования полупроводниковых пластин в электронном микроскопе, содержащее зондовую карту, выполненную в виде кольца с закрепленными в нем зондирующими иглами, предметный столик, снабженный приводами перемещения по горизонтальным осям и вращения, и подъемник для изменения расстояния между зондовой картой и предметным столиком, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в качестве приводов перемещений использованы пьезокерами9356 ческие элементы, а зондовая карта установлена с возможностью осевого перемещения относительно кольца и предметного столика, причем подъемник установлен между зондовой картой и кольцом и выполнен в виде коаксиального кольцевого элемента с гофрированными стенками, наполненного газом или

1О жидкостью и снабженного электричес ким терморегулятором.

2. Устройс гво по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что электрический терморегулятор выполнен в виде

15 термоэлектрической батареи.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что кольцевой элемент с гофрированными стенками выполнен из материала с термомсханичес20 кой памятью.

4. Устройство по пп. 1 и 3, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве материала с термомеханической памятью использован никелид титана.

1619355

Фиг. 2

Составитель Д. Рау

Техред Л.Сердюкова Корректор 11, Иатай

Редактор А. Козориз

Заказ 52 Тираж Подпи.пое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскйй комбинат Патент, г. У .горби, ул. Гагарина, 1l 1!

О