Способ увеличения прочности зондов многозондовых головок
METHOD FOR INCREASING STRENGTH OF MULTI-PROBE HEADS PROBES

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии контроля функциональных и динамических параметров многовыводных кристаллов БИС.
Для подсоединения контролирующих схем к кристаллам БИС служат специальные контактные устройства с фиксированным (жестким) расположением контактирующих зондов. Такие устройства, называемые обычно проб-картами, многозондовыми головками или жесткими зондовыми головками (ЖЗГ), широко используются в составе зондовых установок для осуществления электрической связи с контактными площадками кристаллов БИС. При измерениях контактирующие кончики иголок ЖЗГ одновременно опускаются на контактные площадки кристалла, создавая надежное электрическое соединение с металлизированными контактными площадками кристаллов БИС.
Известны Автоматические зондовые станции для контроля кристаллов БИС [Зонд А5, фирмы ООО «Вито-техникс», Москва], использующие перестраиваемые многозондовые устройства для контактирования с кристаллами.
Недостатками такого устройства контактирования являются их громоздкость (диаметр устройства 26 см), и, в связи с этим, невозможность работы с ним на современных зондовых установках, особенно при криогенных температурах, и ограниченное число индивидуально настраиваемых зондов (60 по кругу, следовательно, по 15 на каждую сторону кристалла)
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению являются многозондовые устройства, с зондами, жестко закрепленными на печатных платах с помощью слоев эпоксидной смолы [УКФ-5, Контактные устройства с фиксированным расположением зондов, справочные материалы завода «Планар», г. Минск, Беларусь]. Обычно зонды изготавливают из вольфрамовой проволоки диаметром от 250 до 300 мкм. Контактирующий кончик иголки утоньшен электрохимическим способом с углом заточки порядка 3-6° до радиуса кончика ~25 мкм. Рабочий кончик иголки формируют путем его загиба под углом ~70° на расстоянии 0,3÷0,5 мм от его начала на диаметре меньше 100 мкм (фиг. 1).
Одним из недостатков такого метода формирования зонда состоит в том, что в месте загиба кончика иголки происходит ослабление металла из-за нарушения его структуры, так как в обычных условиях вольфрам недостаточно пластичный. При комнатной температуре он не поддается обработке давлением из-за его хрупкости, возможно даже расщепление проволоки при гибке, особенно для неотожженного металла.
Во время измерения параметров кристаллов БИС при азотной температуре ситуация осложняется из-за высокой склонности вольфрама к ломкости при низкой температуре. Это приводит к деформации иголок, особенно в месте загиба кончика зонда. После нескольких корректировок формы иголки кончик зонда может отломиться, что приводит к неработоспособности всей ЖЗГ и необходимости ее замены на новую.
Задача изобретения состоит в увеличения прочности зондов ЖЗГ.
Технический результат достигается тем, что по всей поверхности зоны загиба каждого зонда (по «кругу») наносится слой материала, увеличивающий прочность зоны загиба зонда (фиг. 2). Для работы только при комнатной температуре достаточно покрыть эти места эпоксидной смолой для формирования упрочняющей капли клея в зоне загиба.. ЖЗГ, используемые при азотных температурах, можно упрочнить путем облуживания по всей поверхности зоны загиба припоем, например твердым припоем на основе серебра, у которого КТР ближе к вольфраму, чем у эпоксидной смолы. На фиг. 3 представлен внешний вид блока зондов экспериментальной ЖЗГ с упрочняющими каплями эпоксидной смолы в зоне загиба зондов. Для увеличения эластичности слоя эпоксидной смолы в нее вносится наполнитель, например порошок нитрида бора.
Проведен цикл контактирований зондов с контактными площадками кристаллов БИС, после которых не была замечена деформация зондов ЖЗГ.