ЗОНДОВАЯ ГОЛОВКА Советский патент 1971 года по МПК H01L21/00 

Изобретение относится к области производства полупроводниковых приборов.

Известны зондовые головки для электрического зондирования полупроводниковых приборов на пластине, имеющие жесткое соединение зондов с основанием головки. Зонды из бериллиевой бронзы, покрытые сплавом золота с никелем, запрессованы в корпус и выступают из пего на 9,5 мм при толщине зонда 0,15 мм и ширине рабочего конца 0,08 мм. Зонды имеют плоскую клиновидную форму с изгибом и раздвоением на щироком конце клина. Раздвоенная часть зонда соединена с одним или двумя выводами в изоляции или без нее, так что часть выводов оказывается запрессованной в пластмассовый корпус. Оси зондов наклонены по отнощению к плоскости контролируемой пластины с целью облегчения возможности совмещения зондов с зондируемыми точками на пластине под микроскопом. Число зондов соответствует числу зондируемых точек на пластине. Острия зондов спланированы в плоскости, совпадающей с плоской поверхностью контролируемой пластины.

Однако в известной зондовой головке зондируемые точки полупроводникового прибора могут располагаться только по его переферии, а число их не превышает 60. Кроме того, выступающая из основания часть зондов составляет примерно 9,5 мм, а толщина 0,15 мм, так что возмол на деформация зондов и как следствие этого -нарушение контакта с зондируемой поверхностью и электрическое замыкание между зондами.

Цель изобретения - повышение надежности зондовой головки и надежности измерения параметров приборов.

Поставленная цель достигается тем, что

система электрического соединения зондов с измерительным устройством выполнена в виде металлических полос, нанесенных на плоскую поверхность корпуса, а высота зондов, расположенных на поверхности металлических полос, составляет 50-100 мкм, причем острия их расположены в плоскости, совпадающей с плоскостью расположения контактных площадок полупроводниковых приборов на пластине.

Конструкция предлагаемой зондовой головки показана на чертеже (головка перевернута рабочей поверхностью вверх).

Корпус / выполнен из диэлектрика. Для обеспечения совмещения зондов с зондируемыми точками на полупроводниковом приборе корпус делают из прозрачного материала, например, из стекла. С той же целью на поверхность корпуса наносят метку, контуры которой совпадают с контурами соответствующей

BOM приборе или образуют некоторый зазор между ними.

На тщательно отполированную рабочую поверхность корпуса / нанесены металлические полосы 2 шириной 80-100 мкм. Полосы могут быть нолучены путем вакуумного напыления металла па поверхность стекла. Напыляемым материалом может служить хром, ванадий, обладающие достаточной электропроводностью и имеющие хорошую адгезию к стеклу. Метка для совмещения может быть вынолнена в том же процессе напыления и фотогравировки напыленного металла. Толщина металлических полос 2 составляет 10- 20 мкм. В случае изготовления металлических полос 2 вакуумным напылением (с учгтом малых размеров корпуса зоидовой головки) толщина отдельных полос отличается не более чем на несколько десятых микрона.

С поверхиостью металлических полос 2 жестко скреплены зонды 3, имеющие форму пирамиды или конуса. Зонды могут быть изготовлены путем гальванического осаждения с предварительным покрытием поверхности корпуса 1 и металлических полос 2 слоем кварцевого стекла, в котором плавиковой кислотой вытравлены окна над металлическими полосами. В этом случае гальваническоеосаждеиие металла, например, вольфрама или молибдена, производится на поверхность металлических полос 2 в пределах, ограниченных контурами окна, и не производится осаждеиие на поверхность кварцевого стекла. По окончании изготовления зондов 3 кварцевое стекло может быть сохранено на поверхности зондовой головки для электрической изоляции металличесчих полос 2. В этом случае необходимо удалить его только в местах электрических контактов проводов, соединяющих зоидовую головку и измерительное устройство с токоведущими металлическими полосами 2.

В зависимости от контуров основания зонды имеют форму правильной пирамиды или правильного конуса. Высота зондов не превышает 50--100 мкм. В силу размещения зондов на отдельных металлических полосах, имеющих практически одинаковую толщину и располагающихся иа тщательно отполированной поверхности корпуса, острия зондов находятся в одной плоскости.

Поскольку металлические полосы 2, с которыми жестко скреплены основания зондов 3,

выполняются обычными приемами напыления и фотогравировки, возможно любое взаимное расположение зондов. Из-за малых размеров площади основания зондов, связанной с высотой зондов, можно создать любое необходимое число зондов иа корпусе головки. Плотность их взаимного расположения практически ограничивается сиособностью существующих методов фотолитографии и величиной допустимого напряжения, подаваемого на зонды, при котором исключается возможность электрического замыкания между зондами.

Благодаря правильной пирамидальной или конусообразной форме зондов и их малой высоте, а также жесткому соединению зондов с корпусом устраняется опасность деформации зондов, а применяемые для их изготовления материалы (молибден, вольфрам) обеспечивают продолжительный срок службы зоидовой головки.

Зоидовая головка пригодна для проверки электрических параметров большого числа диодов, транзисторов и интегральных схем на пластине.

Предмет изобретения

1.Зондовая головка для измерения электрических параметров полупроводниковых приборов на пластине, состоящая из диэлектрического корпуса, металлических зондов, жестко скрепленных с корпусом, число которых соответствует числу зондируемых точек на приборе, и системы электрического соединения зондов с измерительным устройством, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности конструкции и надежности измерения нараметров приборов, система электрического соединения зондов с измерительным устройством выполнена в виде металлических полос, нанесенных на плоскую поверхность корпуса, а высота зондов, расположенных на поверхности металлических полос, составляет

50--100 мкм, причем острия их расположены в плоскости, совпадающей с плоскостью расположения контактных площадок полу-проводниковых приборов иа пластине.

2.Зондовая голозка по п. I, отличающаяся тем, что корпус зондовой головки выполнен из

прозрачного для видимого света диэлектрика, например, стекла.