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        新聞資訊

        晶圓高低溫測試的應對解決方案

        發布時間:2021-06-17來源: semishare

        隨著航空航天、汽車電子、軍用、光伏、工業自動化等許多領域技術的不斷發展,芯片在各種極端溫度環境下的應用也越來越廣泛。在芯片的研發生產中,晶圓高低溫測試變得越發重要。

        探針臺作為晶圓測試的關鍵設備,其工作原理是利用探針臺的探針與被測器件上的PAD點精準對針,將測試機輸出激勵信號進行互通與信號反饋,最終完成測試數據的獲取采集。在整個測試過程中,工程師們希望能以最短的時間獲取可靠的測試數據,這就需要一套專業的測量系統與解決方案來快速精準地完成晶圓測試工作。

        當前,晶圓高低溫測試較為常見的測試溫度范圍一般在-45°C至150°C區間,晶圓可靠性的測試溫度在300°C左右。當探針臺在進行溫度升降時,就會產生熱膨脹與冷收縮現象,使探針與卡盤出現熱漂移從而影響探針與Pad點之間的對準,導致晶圓探針測試難度增大,而有些晶圓測試要求溫度環境甚至要達到500°C以上,隨著溫不斷增加,探針臺面臨更大的溫測試壓力。

        SEMISHARE科技作為半導體測試設備領域的先進探針臺制造商,自2011年自主研發推出國內第一款高低溫探針臺后,就開始了在高低溫晶圓測試技術領域的持續研究。在工程師們長期的探索,總結出了晶圓高低溫測試面臨的主要技術難點,并提出了應對的解決方案。


        1、有效確保溫度均勻性控制

        如何確保溫度的均勻穩定性,并為晶圓測試提供精確的溫度環境,不僅是反應探針臺機械穩定性的重要因素,是影響測試數據真實結果的關鍵。

        SEMISHARE工程師們經過不斷的反復研究與試驗,通過試用各種導熱系數的材料,選用特定的材料,控制材料成分的均一性來達到溫度控制的均勻性。以SCG高低溫真空探針臺為例,其溫度范圍可達:4.5K-770K,溫度穩定性優于±50mK ,溫控器分辨率為0.1℃,傳感器任一區段誤差為0.5%。

        2、提高升降溫速率

        通過分區控溫,搭界重整,有效提升升降溫速率。SCG探針臺真空腔體采用外腔和屏蔽腔雙腔體結構,為樣品測試提供極限壓力為10-5Pa的真空環境(當使用分子泵時)。低溫測試時,避免空氣中的水蒸氣在樣品上凝結成露水,從而避免漏電過大或探針無法接觸電極而使測試失敗。同時,在真空環境,傳熱的方式作用下,能更有效的提高制冷效率。高溫測試時,在真空環境下,也能有效減少樣品氧化,從而避免樣品電性誤差、物理和機械上的形變。

        3、減少高溫對其它部件的影響

        工程師發現當晶圓加熱至300℃,400℃,500℃甚至更高溫度時,氧化現象會越來越明顯,并且溫度越高氧化越嚴重,過度氧化會導致物理和機械形變和產生晶圓電性誤差。這很容易會出現因接觸不良導致的良率不佳或探針痕跡過深導致的產品測試穩定性差,從而致使測試結果失敗。通過先從傳熱理論計算分析冷熱傳導過程,建立加熱控制模型,再經過無數次的試驗不斷的修正控制模型,最終能夠減少高溫對其它部件的影響。

        憑借在高低溫探針測試技術領域經驗,2016年SEMISHARE受邀參與由哈工大和中國航天科技集團共建的“空間環境地面模擬裝置”項目的部分核心項目設計,空間環境地面模擬器用于試驗航天器耐真空、冷黑、太陽輻射、磁場和承受高能粒子輻射、太陽風和微流星體等的能力。SEMISHARE在超低溫,超高真空,自動控制,激光模擬方面提供和發揮自身核心技術優勢。


        目前SEMISHARE擁有行業最豐富的的探針臺產品線,可全面滿足從實驗室到晶圓廠的各種需求。為保證設備的測試精度與穩定性,SEMISHARE展開了與該領域內其它優秀公司的聯盟合作。以溫度卡盤為例,SEMISHARE的部分探針臺選用來自德國ERS公司的溫度卡盤, 該公司在溫度控制領域擁有著50余年的歷史。


        2021年7月28-30日,SEMISHARE將聯合半導體行業溫度管理領域的專家ERS共同參加第四屆深圳國際半導體展覽會SemiExpo,深圳福田會展中心,展位號:1號館-A056。歡迎您來我們的展位觀看我們的產品現場演示,并和我們的工程師一對一溝通交流晶圓測試領域相關的技術性問題,期待您的光臨!



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