Зондовая головка Советский патент 1979 года по МПК H01L21/66 

(54) ЗОНДОВАЯ ГОЛОВКА

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для исследования однородности распределения электрофизических свойств по поверхности полупроводниковых и диэлектрических материалов, а также для оценки качества технологического процесса при производстве различных элементов интегральных микросхем.

Известен зонд для измерения характеристик полупроводниковых и диэлектрических материалов, который измеряет параметры образца на малых участках его поверхности, содержащий корпус и контактный элемент, выполненный из твердого или жидкого металла 1.

Недостатками данных устройств является то, что после проведения измерений в определенной точке образца, зонд надо поднять и передвинуть на другое место, т. е. можно осуществлять только дискретное сканирование поверхности образца. Кроме того, точность измерения такими зондами низка.

Наиболее близкой к предлагаемой является зондовая головка, содержащая корпус, металлический зонд и соединенный с ним электроконтактный вывод 2.

К недостаткам данного устройства относятся невысокая точность измерения и ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений.

Это достигается тем, что зондовая головка, содержащая корпус, зонд и соединенный с ним электроконтактный вывод, снабжена размещенным на корпусе ограничительным кольцом с внутренней полостью, заполненной жидким диэлектриком, причем на поверхность корпуса нанесен электроизоляционный слой, на котором расположен зонд, причем корпус и ограничительное кольцо выполнены из упругого материала. В качестве упрутого материала использован материал с коэффициентом Пуассона, равным нулю, а в качестве жидкого диэлектрика использовапо силиконовое масло.

На чертеже изображена предлагаемая зондовая головка.

Она содержит корпус 1 с нанесенным на его контактную часть электроизоляционным слоем 2, на котором расположен металлический зонд 3, соединенный с электроконтактным выводом 4. На корпусе зон,довой гловки расположено ограничительное кольцо 5, выполненное из нрббки с внутренней полостью 6, заполненной жидким диэлектриком, например силиконовый маслом. Тонкий слой жидкого диэлектрика смачивает рабочую поверхность зондовой го;Ловки, , коэффициент трения сколь жения зондапо рбразцу и предотвращает стирание контактной площадки зонда. Толщина слоя жидкого диэлектрика мала (порядка нескольких нанометров) и не влияет на прохождение в измерительную цепь тестового электрического сигнала. Работа с зондовой головкой осуществляется путем наложения ее на образец, сканирования зондовой головки при помощи механизма перемещения зонда (на чертеже не показан) и регистрации сигнала на измерительном устройстве. Данная конструкция зондовой головки позволяет изготовить и более сложную топологию электропроводящего рисунка на рабочей поверхности корпуса, что расщиряет функциональные возможности, например, может быть изготовлен зонд с о.хранным кольцом с зазором 10 мкм или зонд с несколькими контактными площадками, например, для измерений по методу четырехзондового контроля (на чертеже варианты изготовления зонда не показаны). Применение предлагаемой зондовой головки позволяет также повысить точность измерений, так как в данном случае площадь металлического контакта фиксирована и не зависит от давления прижимающего зондовую головку, причем контактные площадки могут быть выполнены небольщого размера (30 мкм). Данная зондовая головка позволяет расщирить класс исследуемых полупроводниковых и диэлектрических образцов. Формула изобретения 1.Зондовая головка, содержащая корпус, зонд и соединенный с ним электроконтактный вывод, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей и повышения точности измерений, она снабжена размещенным на корпусе ограничительным кольцом с внутренней полостью, заполненной жидким диэлектриком, причем на поверхность корпуса нанесен электроизоляционный слой, на котором расположен зонд. 2.Зондовая головка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус и ограничительное кольцо, выполнены из упругого материала 3.Зондовая головка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве упругого материала использован материал с коэффициентом Пуассона, равным нулю. 4.Зондовая головка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве жидкого диэлектрика использовано силиконовое масло. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Патент США ЛГд 3794912, кл. 324-62 1973. 2. Патент ФРГ .Ya 2440305 кл. G 01 R 31/26, 1976.