Устройство для измерения распределения поверхностного потенциала на пластине при изготовлении рабочих модулей с интегральными схемами

)5 601829/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТ распределен на пластине,верхностного потенциа т вибрирующий щий и электродов, е числу контролиправляемый комо подключающийвходу усилителя, пластины, усилинала (блок абрауправлениямещения столикво 7 для измер ная элек- мереиия циа ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(56) Авторское свидетельство СССРМ 1046714, кл. О 01 й 29/12, 1983,Авторское свидетельство СССРМ 842637, кл, 6 01 Я 29/12, 1981,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПОТЕНЦИАЛА НА ПЛАСТИНЕ ПРИИЗГОТОВЛЕНИИ РАБОЧИХ МОДУЛЕЙ СИНТЕГРАЛЬНЫМИ СХЕМАМИ(57) Использование: изобретение относитсяк приборам и устройствам для измеренияповерхностного потенциала. Сущность изо. бретения: цель изобретения - повышение Изобретение относится к технической физике, в частности к приборам и устройствам для измерения электрического потенциала, и предназначено для массового контроля качества поверхности при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем путем измерения кон- тактной разности потенциалов.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения возможности локального исследования поверхности пластины на каждом участке ее рабочего модуля,На чертеже приведена структур трическая схема устройства для из точности измерения за счет обеспечения возможности локального исследования поверхности пластины на каждом участке, соответствующем рабочему модулю, Устройство включает столик 3 для размещения пластины, вибрирующий зонда 1 для съема электрического сигнала с пластины, выполненный в виде гребенки, содержащей количество электродов; равное количеству рабочих модулей, а соотношение площадей основания электродов равны или кратны соотношениям площадей рабочих модулей, причем максимальная площадь электрода равна или кратна площади наибольшего рабочего модуля. Электроды поочередно подключаются ко входу усилителя 4 электрического сигнала, выход которого подключен к блоку 5 обработки сигналов и управления механическим перемещением столика и ко входу прибора 7, регистрирующего значение поверхностного. потенциала на пластине. 1 ил. Устроиство содержизонд-электрод 1, включаюгде и - количество, равноруемых рабочих модулей,мутатор 2, последователькаждый из и электродов костолик 3 для размещениятель 4 электрического сиботки сигнала), блоксогласования, блок 6 перерегистрирующее устройстния поверхностного потенУстройство для измерения поверхностного потенциала работает следующим образом, Обьект измерения - полупроводниковая пластина со сформированными рабочими модулями помещается на столик 3. Над исследуемой поверхностью расположен вибрирующий измерительный зонд 1, состоящий из и электродов, поочередно подключаемых с помощью коммутатора 2 ко входу усилителя 4. Сигнал, пропорциональный контактной разности потенциалов (КРП), действующей на обкладках конденсатора исследуемой поверхности 8 - через 10 электрод измерителвного зонда 1 поступает на вход блока 5 управления и согласования. блок управления 5 осуществляет синхронную работу коммутатора 2, блока перемеще 15 ния 6 и вывод результатов измерения КРП участка поверхности пластины под каждымиз п электродов на регистрирующее устройство 7. 20 Вибрирующий зонд-электрод состоитиз отдельных электрически изолированных 25 электродов, находящихся в одной плоскости, причем количество их равно числу контролируемых рабочих модулей, имеющих разные (отличающиеся) размеры; а площадь и конфигурация каждого из электродов равна или кратна площади каждого из контролируемых модулей. Можно выполнять 30 вибрирующий зонд на диэлектрической пластине путем нанесения на ее поверхность металлической пленки толщиной, не менее дебаевской длины экранирования для данного материала, с последущующей фотолитографией задаваемого количества размеров и расположения электродов, Каждая из площадок электрически подключается ко входу коммутатора и представляет собой зонд-электрод. В процессе измерения только один контакт коммутатора замкнут, остальные разомкнуты, Измерение 4550 55 ординатам исследуемой пластины. В случае превышения измеряемого потенциала за разрешаемый уровень, определяемый экспериментально конкретно для каждого вида пластины подложки, последний регистрирураспределения поверхностного потенциала на поверхности пластины осуществляется последовательно для каждого модуля, начиная с электрода, имеющего максимальную площадь сечения основания, и кончал электродом, имеющим минимальную площадь сечения оснований, причем измерение осуществляется относительно заданного уровня в блоке 5 управления и согласования сигнала с последующей выдачей на регистрирующее устройство (7) с привязкой к коется в памяти блока 5 управления и согласования кэк брак.Устройство предусматривает программно-управляемое освещение измеряемого участка поверхности источником освещения 6, обеспечивающим непосредственно измерение изгиба энергетических зон. Процесс измерения осуществляется по заданной программе.По окончании процесса измерения ре. зультаты после регистрации обрабатываются на вычислительной машине для оценки качества поверхности исследуемых пластин по разработанному алгоритму. ЗонД с электродами поднимается и производится смена пластины,Применение зонда, содержащего и электродов, равное числу рабочих модулей, с соотношением площадей геометрических сечений оснований их электродами, равным или кратным соотношением геометрических площадей рабочих модулей, позволяет обеспечить более высокую чувствительность измерения, так как она ограничена размерами электрода, соответствующего размерам рабочих модулей, т.е, оптимальную для выполнения рабочих модулей, а также повысить информативность контроля за счет определения координат и степени дефектности локальных участков поверхности, соответствующих площадям рабочих модулей, после формирования рабочих модулей и процент выхода годных изделий за счет исключения или исправления локальных участков потенциальной дефектности путем локального воздействия, например, лазерного излучения, Так как наличие дефектов на участках, где формируются рабочие модули, связаны с их отказом и браком, а пространственные распределения локализации отклонений поверхностного потенциала соответствуют распределению скрытых дефектов, применение устройства на начальных стадиях технологического процесса изготовления полупроводниковых приборов не только позволяет прогнозировать процент выхода годных приборов, но и отбраковывать отдельные участки, учитывая их количество на пластине, и сами пластины на начальных стадиях техпроцесса, что позволяет значительно сэкономить такой дорогостоящий материал, как кремний и арсенид галлия и т.д. Испытание предлагаемого устройства в производственных условиях при изготовлении фотошаблонов и интегральных микросхем, а также при изготовлении пассивной части микросборок показало его пригодность для контроля качества металлизации1812525 Составитель Н,ПоляковТехред М. Моргентал Корректор Т Вашкови Реда кто льс каэ 1575 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 на операциях вакуумного напыления тонких пленок, а также использовать его в автоматических линиях для контроля параметров полупроводниковых пластин в условиях массового производства интегральных микросхем,Формула изобретения Устройство для измерения распределения поверхностного потенциала на пластине при изготовлении рабочих модулей с интегральными схемами, содержащее столик для размещения пластины, механизм его перемещения, зонд, усилитель и регистрирующий прибор,отл ича ю щееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем обеспечения возможности локального исследования поверхности пластины. на каждом участке ее рабочего модуля, зонд выполнен вибрирующим и содержит п электродов, через коммутатор подключенных, к входу усилителя, где и -число, равное количеству рабочих модулей, а соот ношение геометрических сечений оснований электродов равно соотношениям геометрических площадей рабочих модулей, причем площадь сечения основания первого электрода равна или кратна площа ди наибольшего рабочего модуля, а площади остальных электродов с тем же коэффициентом кратны или равны площадям других рабочих модулей, выход усилителя соединен со входом блока управления, 15 первый выход которого подключен к (и+1)- му входу коммутатора, второй выход соединен с механизмом перемещения столика для размещения пластины, а третий выход - со входом регистрирующего прибора.