Устройство для исследования полупроводниковых пластин в электронном микроскопе

(191 (111 Н 01 Д 37 О 6 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Сумское производственное объединение Электрон"(56) Авторское свидетельство СССР 9 1018265, кл Н 05 К 3/00, 1983.Проспект фирмы Ка 1 Ь, СИА, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИ 11 В ЭЛЕКТРОННОМ МИКРОСКОПЕ(57) Изобретение относится к электрочной микроскопии и может быть использовано для локального количественного контроля и анализа параметров сверхбольших интегральных схем при их изготовлении. Цель изобретения - упрощение конструкции и повьппение надежности. Устройство содержит зондовуюкарту 5, в которой установлено кольцо6 с зондирующими иглами 7. Подъемниквыполнен в виде кольцевого элемента 9с гофрированными стенками, наполненного жидкостью или газом, соединенногос терморегулирующим элементом 10.Элемент 9 может быть выполнен в виде полого кольца из материала, обладающего термомеханической памятью, стенкикоторого имеют по крайней мере одингофр. При нагреве терморегулирующегоэлемента 10 за счет расширения газаили жидкости в гофрированном элементе9 осуществляется подъем или опусканиекольца 6 с иглами 7. 3 з.п. ф-лы,4 ил,Изобретение относится к электронной микроскопии и может быть использовано для локального количественного контроля и анализа параметров компо 5 нентов сверхбольших интегральных схем (СВИС) на различных этапах их изготовления.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности путем 10 размещения подъемника в узле зондовой карты, использования термочувствительного элемента в качестве подъемника зондовой карты, а также использования пьезоприводов для перемещения пред метного 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 ками, наполненного жидкостью или газом, установленного между кольцом 5 зондовой карты и дополнительным кольцом 6 и соединенного с терморегулирующим элементом 10.45В 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, терморегулируииций элемент в этом случае может быть выполнен в виде резистивного нагревателя 12.55Устройство 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 120 х 120 мм и высотой 100 мм на макете растрового электронного микроскопа РЭИЭ. При этом в пьезоприводак используется пьезокерамика ЦТС(цирконат " титанит свинца) с размерами пластинок 60 х 14 х 2 мм. В качестве материала с термомеханической памятью использует нитинол, при этом перепад температур составляет 10-20 С. Для получения теплоты Пельтье используется биметаллическая пластина 30 х 30 мм, которая при пропускании тока в 6 А и напряжении 1,5.В в вакууме 10- торр позволяет получить температуру -30 С, а при переополюсовке эта же пластина нагревается до +60 С.ОПри использовании предлагаемого устройства отпадает необходимость передачи движения в вакууме, посколькупьезодвигатели и подъемник размещены непосредственно в вакуумированном5161 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 перемещения использованы пьезокерами 9356ческие элементы, а зондовая карта установлена с возможностью осевого перемещения относительно кольца и предметного столика, причем подъемник установлен между зондовой картой икольцом и выполнен в виде коаксиальногокольцевого элемента с гофрированными стенками, наполненного газом или 10 жидкостью и снабженного электрическим терморегулятором.2, Устройство 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 кольцевойэлемент с гофрированными стенками выполнен из материала с термомсханичес 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 термомеханическойпамятью использован никелид титана.2516193 Я Фиг. 2 орректор 11, Патай Редактор озориз 13 нПроизводственно-издательский комбинат Патент , г, У.город, ул.аказ 52 НИИПИ Г Составитель Д РаУ Техред Л.Сердюкова Подпи.лоезобретениям и открцтням прРаушская наб д. 4/5 Тираждарственного комитета по и и ГКНТ СС113035, Москва, Ж-.35