Термостолик для проведения низкотемпературных зондовых измерений

(54) ТЕРИОСТ КОТЕИЕРАТУР (57) Иэобрет проводциково я к полу- ожет быть цие относит й технике и спольэовдцо олупроводни струкение тить а ф яе овых пластин ур. Пель из ехнических ни я средств циэ измерений, зовдции жид мцерат р усло 3 э. в том чис цых эоцдовы и при испол лддагец г зобрететролю ковых ук ыт ом пла испол ь полупр зова овод вых стру р, например олнои и по емниевых ерацион)гическом ца стадиях вй разбраковки х в техцоовления,пои ицтегральоцессе изго иковых прибо упровод ых схем прощение техтемпературных ышецие произ- измерений, а урной реализазоцдовых изме,.Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П.УНТ СССР СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент США Ркл, 324/158, 1986,ИцФормдциоццый лгопс ТР 350-8101 ОЛИК ЛЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НИЗНЫХ ЗОНДОВЫХ ИЗИЕРЕВЮ и контроле параметров ние относится к измерению параметров полупроводцитур, сФормироваццых метоой технологии, и может б о при контроле параметров Пель изобретения - нических средств, низк зондовых измерений, по водительности процесса также упрощение аппара ции низкотемпературных та, Термостолик, содержащий термоизолированное основание с пьедесталом, установлен в кожух, в котором выполнено окно над рабочей поверхностью пьедестала. Защита поверхности измеряемого образца от конденсации влаги обеспечивается зд счет оттеснения атмосФерной влаги непрерывным потоком хлддагента, проходящего через патрубок, полость между вцутреццей поверхностью кожуха и пьедесталом и окно в кожухе, При использовании жидкого хлддагента внутри цолс сти ниже уровня патрубкд для подачи хлдлдгецтд располагают испдрцтель, Конструкция термостоликд позволяет совмсс Функции охлаждения и эдщиты иэмер мого объекта и одцоврсмсццо создатьвия для термостдбилиэдццц.и. Ф-лы, 4 ил,рении и обеспечение воэможности использования жидкого хлапзгсцтд.11 д Фиг 1-4 схемдтичсски изображены варианты конструкции термостоликд,Термостолик содержит тецп,хчэолирующее основание 1, установленный ца нем пьедестал 2 с рабочей поверхностью 3, на которой укрепляют измеряемую пластину 4, канал 5 для полдчи хлддагента, имеющий на одном конце пдтрубок 6 для ввода хладдгецта.Термостолик снабжен кожухом 7, в котором установлены основание 1 и пьедестал 2, образующие полость 8 с внутренней поверхностью кожуха 7, сообщающуюся внутри кожуха с пространством над рабочей поверхностью пьеде 164114 Ьстала. При этом кожух 7 выполнен сокном 9 над рабочей поверхностью 3пьедестала 2, а канал 5 подами хладагента имеет выход в полость 8, Термостолик может быть дополнительноснабжен пластиной 10, закрывающейокно кожуха и имеющей по крайней мереодно окно 11, Пластина может иметьподвижность в плоскости, параллельной 10рабочей поверхности пьедестала(фнг, 2),Иа Фиг 4 представлен вариант термостолика, позволяющий использоватьжидкий хладаг -нт Он дополнительно 15снабжен испарителем 12, расположеннымвнутри полости 8 ниже уровня патруб -ка б.Для достижения лучших условий однородности на измеряемой пластинеполость, пьедестал и его рабочая понерхность, испарнтель, кожух выполняют симметрично относительно общей,вертикальной оси симметрии, проходя,щей через центр рабочей поверхностипьедестала,Термостолик работает следующим образом. На рабочую поверхность пьедестала 3 через окно 9 кожуха устанавливают измеряемый образец, подключаютк патрубку б систему подачи хладагента - охлажденного газообразногосухого азота, Прп помощи системы по дачи хладагента устанавливают непрерывный поток газообразного хладагентачерез полость 8 внутри кожуха и черезокно кожуха; в результате чего устанавливается низкая температура пьедестала и образца, Через окно кожухак образцу подводят зонды и устанавли"40вают их на контактные площадки илииные участки образца, Проводят измерения, Затем, при необходимости, перенастраинают зонды в пределах окнакожуха и понторяют измерения и т,д,При этом зонды могут быть как электрические, так и оптические,Для снижения требований к системеподачи хладагента и условиям внешнейсреды после установки образца на пьедестал термостолика окно кожуха закрывают пластиной 10, имеющей по крайней мере одно окно 11 Образец 4 устанавливают так, чтобы его область,предназначенная для зопдоных измерений, находилась под окном пластины,55закрь 1 нающей окно кожуха. Зонды кобразцу подводят через окно пластины,закрывающей окно кожуха (фиг, 1-4),Вариант термостолика (Фиг, 4), позволяющего использовать жидкий хладагент, работает аналогичным образом.В этом случае жидкий хладагент - жидкий азот заливают через патрубок нполость. После этого подают мощностьна испаритель 12 и устанавливают,необходимую скорость испарения жидкогоазота, которая обеспечивает непрерынный поток газообразного сухого азотачерез окно кожуха.Защита поверхностиизмеряемогообразца от конденсации влаги обеспечива тся благодаря оттеснению непрерывным потоком газообразного азотаатмосферного воздуха иэ пространства, ограниченного рабочей поверхностью пьедестала и внутренней поверхностью кожуха - полостью 8. Продуктыконденсации атмосферной влаги, которые могут образоваться на границехолодный азот - воздух, уносятся потоком холодного азота эа пределы иэмеряемой области образца,Однородность по поверхности об-.разца улучшается тогда, когда пьедестал и его рабочая поверхность, полость; испаритель, кожух выполняютсимметрично относительно вертикальной оси симметрии, проходящей черезцентр рабочей поверхности пьедестала,В этом случае газообразный хладагентвыходит в пространство над рабочейповерхностью пьедестала равномернопо ее периметру.При низкотемпературных измеренияхс помощью такого термостолика нетребуются герметичные боксы, обеспечивающие защиту измеряемого объектаот конденсации нлаги, и снижаютсяспецифические требования к конструкции используемых эондовых устройстн,что упрощает технические средстванизкотемпературных эондовых измерений и дает возможность испольэоватьдля измерений стандартные зондовыеустройства Повышение производительности н гибкости измерений обеспечивается открытым доступом к элементам упранления зондами при манипулировании ими, упрощением процесса замены измеряемого объекта, При этомрасширяются Функциональные возможности термостолика, т.к, он позволяетиспользонать пропускаемый сухой охлажденный газообразный азот однонре"менно для охлаждения измеряемой полупроводниковой пластины и создания уее поверхности защищаюп 1 ей сухой атмосберн, Таким образом, термостолик совмещает Функции охлаждения и эащитн измеряемого объекта, Одновременно создаются условия для термостабилизации поверхности измеряемой пластины вследствие создания у ее поверхноСти холодной проточной атмосФерн, что уменьшает понерхностинй 10 теплоприток к пластине и поверхностный температурцнй 1 градиент. Это, н . свою очередь, позволяет повысить точность Фиксации температуры поверхности измеряемой пластины и снизить 5 температурный предел охлаждения пластинь 1 у ее поверхности для данного хладагента,Таким образом, улучщаются технические характеристики термостолцка, 20Формула изобретения1, Термостолик для проведения низкотемпературных зондоных измере ний, включающий теплоизолироваицое основание, установлеицьй на цем пьедестал с рабочей поверхностью, канал для подачи хладагецта, имеющий патрубок для ввода хладагента, о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью, упрощения технических средств низкотемпературных зоцдоцнх измерений,повьппеция проиэнодительнос ти црс цегса измерений, термостолцк снабженкожухом, в котором установлены основание с пьедесталом, образующие полость с внутренней поверхностью кожуха, сообщающуюся внутри кожуха с пространством над рабочей поверхностьюпьедестала, причем кожух выполнен сокном цад рабочей поверхностью пьедестала, а канал для подачи хлалагентаимеет выход н полость,2. Термостолик по и 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения аппаратурцоц реализациинизкотемпературннх зоцпоцнх измерений, оц дополнительно снабжен пластиной, закрывающей окцс 1 кожуха и имеющей по крайней мере одно окцо,3. Термостолнк цо и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюобеспечения возможнс 1 сти цсцользовацияжидкого хладагецта, оц дополнительно снабжен испарителем, расположенным внутри полости ниже уровня патрубка.4, Термостолик по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ ц й с я тем, что пьедестал, его рабочая поверхность, полость пластиглп, исларцтель н кожух выполнены симметрично отцо 11 тельцо общей вертикальной огц симметрии, проходящей через центр рабочей поверхности пьедестала