【晶圆测温系统】晶圆高低温测试的应对解决办法

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广东瑞乐科技专注于高精度温测、温控设备的生产和研发定做,为半导体行业提供科学的国产解决方法,更多有关TC Wafer 晶圆测温系统资讯请关注瑞乐官网

 

伴随着航空航天、汽车电子、军用、光伏、工业自动化等许多领域技术的不断进步,芯片在各类极端温度环境下的应用也越来越广。在芯片的研发生产中,晶圆高低温测试变得越来越关键。【晶圆测温系统

探针台作为晶圆测试的关键设备,工作原理是利用探针台的探针与被测器件上的PAD点精准对针,将测试机输出激励信号进行互通与信号反馈,最终完成测试数据的获取采集。在所有测试过程中,工程师们希望可以以有限的时间获取可靠的测试数据,这个时候就需要一套专业的测量系统与解决办法来快速精准地进行晶圆测试工作。

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现阶段,晶圆高低温测试比较常见的测试温度范围一般是在-45°C至150°C区间,晶圆可靠性的测试温度在300°C左右。当探针台在开展温度升降时,会产生热膨胀与冷收缩状况,使探针与卡盘出现热漂移从而影响探针与Pad点间的对准,导致晶圆探针测试难度增大,而有些晶圆测试规定温度环境甚至还要达到500°C以上,伴随着温度不断增长,探针台也将面临更多的温宽测试压力。

1、有效确保温度均匀性控制

如何保障温度的均匀稳定性,并且为晶圆测试提供精确的温度环境,不仅是反应探针台机械稳定性的关键因素,更加是影响测试数据真实结果的关键所在。

SEMISHARE工程师们通过不断的反复研究与试验,根据试用各种导热系数的材料,采用特定材料,控制材料成分的均一性来实现温度控制的均匀性。以SCG高低温真空探针台为例子,其环境温度可达:4.5K-770K,温度稳定性优于±50mK,温控器分辨率为0.1℃,传感器任一区段误差为0.5%。

2、提高升降温速率

 

根据分区控温,搭界重整,有效提升升降温速率。SCG探针台真空腔体采用外腔和屏蔽腔双腔体结构,为样品测试提供极限压力为10-5Pa的真空环境(当使用分子泵时)。低温测试时,避免空气中的水蒸气在样品上凝结成露水,从而减少漏电过大或探针无法接触电极而使测试失败。同时,在真空环境中,传热的形式影响下,能更高效的提高制冷效率。高温测试时,在真空环境下,也可以最大限度地减少样品氧化,从而减少样品电性误差、物理和机械上的形变。

3、减少高温对其它部件的影响晶圆测温系统

工程师发现当晶圆加热至300℃,400℃,500℃甚至更高温度时,氧化现象会越来越明显,并且温度越高氧化越严重,过度氧化会导致物理和机械形变和产生晶圆电性误差。这很容易会出现因接触不良导致的良率不佳或探针痕迹过深导致的产品测试稳定性差,从而致使测试结果失败。通过先从传热理论计算分析冷热传导过程,建立加热控制模型,再经过无数次的试验不断的修正控制模型,最终能够减少高温对其它部件的影响。

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晶圆测温系统

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