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新品:Hprobe磁性自動(dòng)測試設備開(kāi)啟晶圓測試新紀元

瀏覽次數:1167 發(fā)布日期:2024-6-25  來(lái)源:本站 本站原創(chuàng ),轉載請注明出處

       在全球半導體產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天,中國正以其前瞻性的戰略布局和政策支持,推動(dòng)國內半導體行業(yè)的跨越式發(fā)展。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、大數據和人工智能驅動(dòng)的新計算時(shí)代的發(fā)展,我國對半導體器件的需求日益增長(cháng),對器件可靠性與性能指標的要求也越發(fā)嚴格。

晶圓測試:質(zhì)量與效率的保障
       晶圓測試是半導體制造過(guò)程中不可或缺的一步,它能夠確保芯片在制造過(guò)程中的每一個(gè)階段都能達到設計規格和性能要求。自動(dòng)化和高精度的測試設備可以顯著(zhù)提高測試速度,縮短生產(chǎn)周期;通過(guò)精確檢測,確保每一片晶圓的可靠性和一致性,降低不良品率;有效的測試可以減少返工和廢品,從而降低生產(chǎn)成本。

       在晶圓測試中,磁性器件需要在磁場(chǎng)掃描下測試,而傳統的設備和方法較為耗時(shí),會(huì )增加芯片的制造成本。在晶圓上方以高掃速改變磁場(chǎng)是工業(yè)化大批量生產(chǎn)正面臨的挑戰,近日推出的Hprobe 磁性自動(dòng)測試設備,其專(zhuān)利的磁場(chǎng)發(fā)生器技術(shù),可以完美應對這項挑戰。


Hprobe 磁性自動(dòng)測試設備

      Hprobe 磁性自動(dòng)測試設備是通過(guò)實(shí)現每個(gè)器件的快速測試時(shí)間,以更高的通量對晶圓在磁場(chǎng)下進(jìn)行電探測。其專(zhuān)利技術(shù)3D磁場(chǎng)發(fā)生器和Hcoil-2T磁場(chǎng)發(fā)生器,能夠滿(mǎn)足大規模生產(chǎn)中對晶圓級電子探測的要求,獨特設計的磁場(chǎng)發(fā)生器通過(guò)電源供電和空氣冷卻,不需要復雜的液體冷卻。

  • 快速:更高的磁掃率,每秒高達10000件樣品,實(shí)現高通量測試,并與批量生產(chǎn)的測試時(shí)間相匹配。
  • 靈活:具有獨立可控空間軸的三維磁場(chǎng),用于垂直和平面磁場(chǎng)的任意組合。
  • 強大:?jiǎn)我环较虻某邚姸却艌?chǎng),結合更快的掃描速度,可在20微秒內達到2特斯拉。

      Hprobe 磁性自動(dòng)測試設備使用100-300mm自動(dòng)晶圓探針臺。集成了磁場(chǎng)發(fā)生器的測試頭被置于晶圓探針臺上。測試設備與以下自動(dòng)探針臺兼容:TEL (Tokyo Electron Limited)、ACCRETECH、Electroglas。

技術(shù)原理
       1、三維磁場(chǎng)發(fā)生器:三維磁場(chǎng)發(fā)生器能夠產(chǎn)生三維磁場(chǎng),其中每個(gè)空間軸可被獨立驅動(dòng)。該發(fā)生器具有多種組態(tài),可在特定的1D、2D或3D方向上更大化磁場(chǎng)強度或表面覆蓋。磁場(chǎng)的掃描速率在場(chǎng)強和角度上是可控的,掃描速率可達每秒10000件樣品。



 

       2、Hcoil-2T 磁場(chǎng)發(fā)生器:Hcoil-2T 磁場(chǎng)發(fā)生器是一種創(chuàng )新性的超緊湊型技術(shù),能夠以更快的掃描速度在單一方向產(chǎn)生超強磁場(chǎng)。利用這項技術(shù),可以在不到20微秒的時(shí)間內達到±2特斯拉磁場(chǎng)。



主要特點(diǎn)

  • 平面內和垂直方向的高磁場(chǎng)強度
  • 磁場(chǎng)的三維控制
  • 場(chǎng)強和角度掃描(旋轉場(chǎng))
  • 嵌入式校準傳感器
  • 自動(dòng)化測試程序
  • MRAM參數提取軟件
  • 可用于100至300 mm晶圓
  • 與標準探針卡兼容
  • 完整且可定制的軟件,可創(chuàng )建測試序列和自動(dòng)探測
  • 空氣冷卻

測試設備
1、測試頭:磁場(chǎng)發(fā)生器集成在測試頭中,后者被安裝在自動(dòng)晶圓探針臺上,與單個(gè)直流或射頻探針和探針卡兼容。



 

2、儀表架:測試設備使用高端控制和傳感設備。測試設備的儀器組態(tài)可以按照用戶(hù)需求而配置。



3、磁場(chǎng)校準套件:磁場(chǎng)發(fā)生器配有磁場(chǎng)校準組件,由三維磁傳感器和自動(dòng)定位系統組成,用于在與被測設備完全相同的位置校準磁場(chǎng)。



 

4、軟件:帶圖形用戶(hù)界面GUI(graphical user interface)的軟件,用于磁場(chǎng)的生成、校準,以及MRAM和磁傳感器的自動(dòng)化電測量。軟件還包括晶圓廠(chǎng)自動(dòng)化和生產(chǎn)控制功能。



IBEX平臺(用于MRAM測試)
       IBEX平臺與200毫米和300毫米自動(dòng)晶圓探針臺兼容,專(zhuān)用于測試MRAM磁性隧道結,以及基于自旋轉移矩(STT-MRAM)、自旋軌道矩(SOT-MRAM)和電壓控制(VC-MRAM)技術(shù)的位單元。該系統能夠在快速可變磁場(chǎng)和超窄脈沖信號下進(jìn)行高通量測試。

1、IBEX-P MRAM參數測試


       IBEX-P系統以單通道或多通道配置運行,測試結構中包含過(guò)程控制和監控(PCM),因而可用于晶圓驗收測試(WAT)時(shí)生產(chǎn)產(chǎn)量的統計過(guò)程控制(SPC)。
       IBEX使用Hprobe的帶有圖形用戶(hù)界面的專(zhuān)用一站式軟件,既可在研發(fā)環(huán)節中手動(dòng)操作,又可在全自動(dòng)晶圓廠(chǎng)中自動(dòng)操作。該軟件包括專(zhuān)用于MRAM器件的更優(yōu)化生產(chǎn)測試程序。
       該系統采用Hprobe的磁場(chǎng)發(fā)生器專(zhuān)利技術(shù),將磁場(chǎng)發(fā)生器集成到測試頭中,后者安裝在晶圓探針臺上。
       該測試設備由精選高端儀器驅動(dòng), 從而以更快的測試時(shí)間來(lái)表征MRAM磁性隧道結或位單元。涉及的儀器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌,并使用Hprobe的專(zhuān)有構架模塊集成。


2、IBEX-F功能測試

       IBEX-F系統專(zhuān)用于測試位陣列和片上系統(SoC)嵌入式MRAM存儲器。
       測試系統以單點(diǎn)或多點(diǎn)配置運行,用于MRAM陣列的表征和測試。其目的是進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、驗證和鑒定,并轉入生產(chǎn)。它還可用于嵌入式MRAM器件的大規模生產(chǎn)環(huán)境,在后端(BEOL)過(guò)程中進(jìn)行芯片探測(CP)的篩選和分級。
       該測試設備由精選高端儀器驅動(dòng),從而以更快的測試時(shí)間來(lái)表征MRAM磁隧道結或位單元。涉及的儀器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌,并使用Hprobe的專(zhuān)有構架模塊集成。


關(guān)于MRAM 測試
       與傳統采用電荷存儲數據的半導體存儲器不同,MRAM(磁阻隨機存取存儲器)是一種非易失性存儲器,使用磁化(例如電子自旋)方向來(lái)存儲數據位。
       與現有的半導體技術(shù)相比,MRAM具有許多優(yōu)點(diǎn),因為它本質(zhì)上是非易失性的(例如,當電源切斷時(shí)能夠保存數據),同時(shí)還表現出非常好的耐久性(例如讀/寫(xiě)周期數)和較低的運行功率。全新一代的MRAM為pSTT-MRAM(垂直自旋轉移矩隨機存取存儲器),已被業(yè)界選擇取代28/22nm以下技術(shù)節點(diǎn)的嵌入式閃存,目前各大半導體代工廠(chǎng)均可提供該產(chǎn)品。


LINX 平臺(用于傳感器測試)
       LINX平臺與200mm和300mm自動(dòng)晶圓探針臺兼容,用于測試基于xMR(磁阻)和霍爾效應技術(shù)的磁性傳感器。該系統能夠在靜態(tài)和快速變化的磁場(chǎng)下進(jìn)行測試,磁場(chǎng)在空間任何方向可控。

LINX-1–磁性傳感器測試儀

       LINX-1測試儀專(zhuān)用于磁性傳感器芯片的晶圓級分選。
       該產(chǎn)品使用Hprobes的帶有圖形用戶(hù)界面的專(zhuān)用一站式軟件,以單通道或多通道配置來(lái)生成和校準磁場(chǎng),包括靜態(tài)或動(dòng)態(tài)模式下優(yōu)化的磁場(chǎng)生成模式。該系統具有可編程功能,可與用戶(hù)的測試平臺集成。
       LINX-1采用Hprobe專(zhuān)有的磁場(chǎng)發(fā)生器技術(shù),與3軸自動(dòng)化測試頭集成。它可以使用手動(dòng)或自動(dòng)加載的探針卡進(jìn)行操作。
       磁場(chǎng)的產(chǎn)生由高性能儀器驅動(dòng),以實(shí)現穩定的靜態(tài)磁場(chǎng)或高掃描率的可變場(chǎng)。
       儀器組包括Keysight、Tektronix和NI等品牌,并使用Hprobe的專(zhuān)有構架模塊集成。


關(guān)于傳感器測試
       磁性傳感器檢測由磁鐵或電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)的強度。它們將磁場(chǎng)或磁編碼信息轉換成電信號,供電子電路處理。磁性傳感器正變得越來(lái)越流行,因為它們可以用于多種應用場(chǎng)合,如傳感位置、速度或運動(dòng)方向。磁性傳感器有以下幾種類(lèi)型:

霍爾效應傳感器


       霍爾效應傳感器由半導體襯底上的條形載流導體構成,當置于磁通量中時(shí),通過(guò)霍爾效應產(chǎn)生垂直于電流方向的電壓;魻栃獋鞲衅鞅粡V泛應用于汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域。

AMR傳感器


       各向異性磁阻(AMR)傳感器由條形或帶狀磁性各向異性材料組成,其等效電阻與磁化方向和導電方向的夾角有關(guān)。與其他磁電阻傳感器相比,AMR傳感器具有相對較低的磁電阻(MR)率。它們被用于工業(yè)、商業(yè)和空間技術(shù),作為位移或角度傳感器以及地磁場(chǎng)傳感器。


GMR傳感器


       巨磁阻(GMR)傳感器具有三明治結構,由被界面導電層隔開(kāi)的磁性薄膜組成。該傳感器有兩種電阻狀態(tài):當兩個(gè)磁性層磁化方向平行時(shí),器件為低阻態(tài);而當兩個(gè)磁性層磁化方向相反時(shí),器件為高阻態(tài)。GMR傳感器是一種溫度穩定性好的精密磁場(chǎng)傳感器。它們已被廣泛應用于硬盤(pán)驅動(dòng)器(HDD)行業(yè)以及工業(yè)應用中。


TMR傳感器


       隧道磁阻(TMR)傳感器由被隧穿勢壘層分離的鐵磁多層膜組成。TMR器件的電阻與兩鐵磁層磁化方向的夾角有關(guān)。與其它種類(lèi)的磁場(chǎng)傳感器相比,TMR傳感器具有更好的信噪比、更高的精度、以及更低的功耗。TMR傳感器在溫度和壽命方面具有可靠穩定的性能。因此,TMR傳感器在要求苛刻的應用中是首選。

 

關(guān)于Hprobe
       法國Hprobe公司成立于2017年,總部位于具有“法國硅谷”的美譽(yù)格勒諾布爾,是SPINTEC(全球領(lǐng)先的自旋電子學(xué)研究實(shí)驗室之一)的一家衍生公司。
       法國Hprobe基于獨有的三維磁場(chǎng)發(fā)生器等專(zhuān)利技術(shù),致力于為磁性器件和傳感器的晶圓級表征和測試提供系統解決方案。目前產(chǎn)品提供的服務(wù)內容涵蓋磁技術(shù)開(kāi)發(fā)所有階段,能針對性的為MRAM(STT、SOT、VCMA)和磁性傳感器(TMR、GMR等)進(jìn)行表征和測試提供專(zhuān)用設備和服務(wù)。
       依托投資方的自身優(yōu)勢,普瑞億科半導體事業(yè)部聚焦國內半導體產(chǎn)業(yè)工藝發(fā)展,與Hprobe協(xié)力打造國內領(lǐng)先的晶圓級表征和測試系統解決方案,致力于為中國半導體行業(yè)客戶(hù)提供研究級和生產(chǎn)級的MRAM和磁檢測解決方案和服務(wù)支持。

相關(guān)公司:原生態(tài)有限公司
聯(lián)系電話(huà):010-51651246,010-88121891
E-mail:info@pri-eco.com


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