ЗОНДОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРИСТАЛЛОВ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ НА ПЛАСТИНЕ

Полезная модель относится к устройствам, осуществляющим подключение измерительных зондов к контактным площадкам кристаллов микроэлектронных приборов непосредственно на полупроводниковой или иной целой пластине.
Известны зондовые устройства, которые в одном измерительном цикле выполняют подключение группы измерительных зондов только к одному из кристаллов на пластине. См., например, авторское свидетельство СССР №1128310, МКИ H01L 21/66, G01R 1/06, опубликованное 07 декабря 1984 г. [1]. Такие устройства не позволяют в полной мере использовать все возрастающие возможности современных измерительных систем в случае их применения для тестирования кристаллов простых массовых изделий.
Повысить производительность контроля позволяет применение зондового устройства, осуществляющего параллельное подключение измерительных цепей одновременно к нескольким кристаллам на пластине, как, например, описанного в патенте США №6462569 НКИ 324/754, МКИ G05R 31/02, опубликованном 08 октября 2002 г. [2]. Данное устройство устанавливает измерительные зонды на контактные площадки целой группы примыкающих друг к другу кристаллов, расположенных на пластине в одну линию.
Это решение по технической сущности наиболее близко к данной полезной модели, оно хорошо выполняет свои функции, когда контактные площадки измеряемых кристаллов имеют достаточные расстояния между собой, позволяющие разместить необходимое количество устанавливаемых на них зондовых игл и исключить их замыкание. Однако это становится трудно выполнимым для кристаллов с повышением плотности размещения контактных площадок.
Технический результат полезной модели заключается в устранении указанного недостатка.
Технический результат достигается тем, что в зондовом устройстве для контроля электрических параметров кристаллов микроэлектронных приборов на пластине, содержащем N, превышающее единицу, групп измерительных зондов, подключаемых к контактным площадкам N кристаллов, расположенных в линию, группы измерительных зондов в линии размещены с интервалом, равным умноженному на N размеру кристалла вдоль линии.
Указанное выполнение устройства позволяет более свободно разместить необходимое количество измерительных зондов, исключая возможность их замыкания.
Отличительным признаком полезной модели является размещение групп измерительных зондов.
Полезная модель поясняется чертежами с изображением контактных площадок на кристаллах двух вариантов с подключенными к ним зондовыми иглами (фиг. 1 и 2), обозначений размеров сторон кристалла и других его размеров, критичных при диагональной ориентации измеряемых рядов (фиг. 3), а также последовательности подключения измерительных зондов данного устройства в процессе тестирования ряда кристаллов на пластине (фиг. 4).
Зондовое устройство для контроля электрических параметров кристаллов микроэлектронных приборов на пластине содержит N>1 групп 1-1, … 1-N измерительных зондов, подключаемых к контактным площадкам N кристаллов 2-1, … 2-N, расположенных в линию с интервалом, равным умноженному на N размеру кристалла вдоль линии.
На чертеже Фиг. 1 линия размещения измеряемых кристаллов 2-1, … 2-N ориентирована вдоль сторон кристалла. Такая ориентация больше подходит для случаев расположения контактных площадок на кристалле преимущественно около двух противоположных его сторон, вдоль которых должна быть направлена линия размещения групп 1-1, … 1-N измерительных зондов.
В случаях четырехстороннего размещения контактных площадок на кристалле более подходит ориентация линий групп 1-1, … 1-N измерительных зондов вдоль диагоналей измеряемых кристаллов 2-1, … 2-N, как показано на чертеже Фиг. 2.
При диагональной ориентации измеряемых кристаллов в рядах перемещение измерительных зондов производится с шагом, кратным длине D диагонали кристалла, которая должна быть кратной дискретности настройки интервалов перемещений. Это необходимо, чтобы избежать смещение зондовых игл относительно контактных площадок после многократных перемещений при невозможности автоматической коррекции. Такое же требование относится и к размеру Н половины высоты повернутого кристалла, соответствующему шагу смены линий измеряемых кристаллов.
Размеры D и Н связаны с размерами сторон кристалла А и В следующими уравнениями:
Все возможные взаимно простые целочисленные решения уравнений (1) для случаев, когда отношения размеров кристалла А к В лежат в интервале от 0,5 до 1,0, и величины В не превышают 10000, приведены в таблице 1.
Выбор размеров кристаллов из таблицы 1 или кратных им при разработке обеспечивает выполнение указанных требований.
В процессе измерений кристаллов на пластине измерительные зонды 1-1, … 1-N перемещаются по линий измеряемых кристаллов 2-1, … 2-N с шагом, равным умноженному на N+1 размеру кристалла вдоль линии, как показано на чертеже Фиг. 4 для случая N=4.
На чертеже Фиг. 4 в позициях а - ж показана последовательность перемещения четырех групп из шести измерительных зондов вдоль вертикального ряда квадратных кристаллов. Измерительные зонды показаны толстыми заостренными линиями, а измеряемые и измеренные кристаллы выделены штриховкой. С позиции ∂ становится заметно, что в начале ряда измеряемых кристаллов некоторые из них остаются неизмеренными. Общее количество кристаллов в имеющей пропуски группе соответствует произведению N(N-1), группа кристаллов с пропусками такой же численности получается и в конце измеряемого ряда. Это не приведет к потере годных кристаллов, если контроль начинают от самого края пластины, а заканчивают на противоположном краю и пропущенные кристаллы оказываются в пределах запрещенной области по периметру пластины. Такое возможно, когда кристаллы имеют малые размеры, именно для контроля таких кристаллов, прежде всего, предназначено данное техническое решение.
Таким образом, зондовое устройство для контроля электрических параметров кристаллов микроэлектронных приборов на пластине позволяет одновременно подключать к нескольким кристаллам большое количество измерительных зондов, исключая скученности их размещения.