Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых и магнитных структур на пластине

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9) П 1) 3(59. Н 05 К 13 08 ЕНИЯ аТХ( 11).,.":Л:Щфф 0 У, ,ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг,7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Техническое описание автомата зондового,14 КМ-013 2.688,010 ТО.2. Патент США Ф 3. 996. 517 кл, Н 05 К 1 3/08 , 1976 (проготип).(54)(57) усТРОйСтвО Для кснтРОЛЯЭЛЕКТРИЧЕСКИХ. ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И МАГНИТНЫХ СТРУКТУР НАПЛАСТИНЕ, содержащее оптическую систему, манипулятор в виде предметного стола с механизмом шаговогоперемещения по взаимно перпендикулярным осям, механизм перемещениярамки с зондами, соединенный сприводом, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения качесгва контролЯ, механизм перемещениярамки с зондами снабжен рычагоми рычажным ограничителем колебаний,установленным перпендикулярно рычагу, причем рамка с зондами уста,новлена на рычаге с возможностьювэаимодействия с рычажным ограничителем колебаний,6065 Изобретение относится к автоматическому контропю и может быть использовано для контроля электричес"ких параметров полупроводниковых имагнитных структур на пластинепри их производстве,5Известно устройство для контроля полупроводниковых структур,содержащее оптическую систему, манипулятор, включающий предметныйстол с механиэмвм шагового перемещения его по взаимно перпендикулярным осям Х и УВ известномустройстве контроль проверяемыхструктур осуществляется .по следующему циклу: на контактные площадки 15проверяемых структур опускаютсязонды, каждый иэ которых имеетсвой привод, до касания с ними,проводится контроль и маркировка,после чего осуществляется подьемзондов и перемещение предметногостола на новую позицию для повторения цикла измерения 1,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению являетсяустройство для контроля электрических параметров полупроводниковых и магнитных структур йапластине, содержащее оптическуюсистему, манипулятор в виде предметкого стола с механизмом шагового перемещения по взаимно перпендикулярным направлениям,.механизм перемещения рамки с зондами,соединенный с приводом 2, 35Однако известные устройства необеспечивают высокого качестваконтроля структур.Цель изобретения - повышение качества контроля структур 40Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для контроляэлектрических параметров полупроводниковых и магнитных структур напластине, содержащем оптическуюсистему, манипулятор в виде предметного стола с механизмом шаговогоперемещения по взаимно перпендикулярным осям, механизм перемещениярамки с зондами, соединенный с приводом, снабжен рычагом и рачажным 50ограничителем колебаний, установленным перпендикулярно рычагу, причемрамка с зондами установлена нарычаге с возможностью взаимодействия с рычажным ограничителем колебаний. На фиг, 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - механизм перемещения рамки с зондами; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2 на фиг. 4 - вид упругой направляющейУстройство содержит механизм 1 шагового перемещения предметного стола 2 установлен в корпус 3, механизм 4 перемещения зондов 5 по оси Е связан с приводом от шагового двигателя 6 через пару винт-гайка 7 и установлен на несущей пли" те 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 осипередается ей от шагового .двигателя 6, 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 отно. шении 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 фАвтоматф срабатывает механизм перемещения зондовой карты по осикоторый осуществляет контактирование зондов с контактными площадками .проверяемых структур. Блок управления устройством подает сигнал шаговому двигателю 6 привода зондовой карты 12 по оси Е. Вращательное движение ротора шагового двигателя 6 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 злена на несущей плите 8 зондового устройства, и свяэывающий направляющие 14, поджат пруанной 18 к колонкам, запрессованным в рамку 13, и ограничиваетее колебания вокруг оси 28 . Колебания рамки 13 вокруг оси Е 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 14и лишенная пяти степеней свободы,имеет возможность перемещатьсятолько вдоль вертикальной оси Х,параллельно самой себе,Рамка 13 перемещается до соприкосновения зондов и датчика краяпластины, установленного на одномс ними уровне, с контактными площадками проверяемых структур . Приразмыкании датчика края пластины 2 Осигнал поступает на устройствоуправления механизмом перемещениязондовой карты по оси Е, и рамка 13 с зондами равномерно. опускается на заранеезаданную величину, р 5определяющую давление зондов наконтактные площадки проверяемыхструктур, Плоско-параллельное перемещение рамки 13 с зондами обеспечивает равномерное нарастаниедавления на контактные площадкипроверяемых структур всех зондовнезависимо от их расположения наэондовой карте от нулевой до заданной величины с учетом профиляпластины, Создание строго определенного и равномерного давления4необходимо для продавливания окисной пленки на поверхности контактной площадки проверяемой структуры и для осуществления электрического 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 зондовым 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 фГоден" являются сигналом для подъема зондовой карты по вертикальной оси Е 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 запоминалцих устройств на цилиндрических магни" тных.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,ТитоТехред Т,Маточка риви ктор А Ферен иал ППППатент , г, Ужгород, ул.Проектная Редактор Заказ 10 60ВНИИПИпо д3035, М Тираж 845 осударственноглам изобретени сква, Ж, Ра Подпискомитета СССРи открытийокая .наб, д 4/