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晶圓級(jí)超快三維磁場探針臺(tái)

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法國Hprobe公司于2017年3月在法國格勒諾布爾地區(qū)成立,旨在為集成電路領(lǐng)域提供快速、準(zhǔn)確和靈活的測試設(shè)備,主要應(yīng)用方向?yàn)榇烹S機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)。MRAM技術(shù)作為芯片上系統(tǒng)嵌入式內(nèi)存(SoC)的替代技術(shù),越來越多的微電子行業(yè)的主要廠商對(duì)MRAM技術(shù)感興趣,相應(yīng)的測試設(shè)備需求也隨之增加,而Hprobe公司生產(chǎn)的IBEX-300晶圓級(jí)超快三維磁場探針臺(tái)為一個(gè)不錯(cuò)的選擇。相比于其他的探針臺(tái), IBEX-300晶圓級(jí)超快三維磁場探針臺(tái)是專門用于晶圓片在磁場作用下的表征和測試的儀器,它使用的三維磁場發(fā)生的可定制硬件,為磁性器件(傳感器和存儲(chǔ)器)的開發(fā)、工藝和生產(chǎn)帶來了完整的測試解決方案。

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Hprobe應(yīng)用方向


■ 磁性隧道結(jié)

■ 磁隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

■ 集成磁傳感器(Hall, GMR, TMR)

■ 智能傳感器



Hprobe探針臺(tái)產(chǎn)品特點(diǎn)


■ 可以用于100~300mm晶圓

■ 提供大的面內(nèi)和垂直磁場

■ 磁場定向和旋轉(zhuǎn)的三維控制

■ 快速掃描能力

■ 嵌入式傳感器校準(zhǔn)

■ 自動(dòng)測試程序

■ MRAM和傳感器參數(shù)提取軟件

■ 與標(biāo)準(zhǔn)探針卡兼容

■ 快速掃場能力



Hprobe探針臺(tái)技術(shù)原理


探針臺(tái)采用*的三維磁場發(fā)生器,每個(gè)磁場空間軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。利用這3個(gè)自由度,用戶可以在任意空間方向應(yīng)用和控制場,也可以生成旋轉(zhuǎn)場。三維磁場裝置配備了所有相關(guān)配件,測試程序和磁鐵校準(zhǔn)工具包。

三維磁發(fā)生器置于探針臺(tái)頂部,并在晶圓上產(chǎn)生局部磁場。為了適應(yīng)器件測試設(shè)計(jì),探頭被放置在晶圓片和發(fā)生器之間的間隙中。磁場發(fā)生器和晶圓托之間的Z方向距離一般可在500μm至5mm之間可調(diào),取決于所使用的探針卡和探針。



Hprobe探針臺(tái)基本參數(shù)



面內(nèi) (XY)垂直 (Z)
大單軸磁場 350 mT550 mT
磁場均勻性@+/1mm± 1%± 1%
磁場分辨率0.05 mT0.02 mT
角度分辨率0,02°-
場掃描采樣率< 50 kHz< 50 kHz
R-H 回線測試時(shí)間< 100 ms< 100 ms



Hprobe探針臺(tái)儀器配置


Hprobe探針臺(tái)配備整套儀器驅(qū)動(dòng)和測量大多數(shù)磁性器件,如MRAM (STT、SOT、電壓控制)、傳感器(AMR、GMR、TMR)和磁性MEMS。儀器可以包括源表和測量單元(SMU)、數(shù)字萬用表(DMM)、任意波形發(fā)生器(AWG)、脈沖發(fā)生器(PG)、交換矩陣、數(shù)據(jù)采集板等。其他儀器可根據(jù)要求提供,并且可以很容易地集成到工具的硬件和軟件中。


任意波形發(fā)生器(AWG)
+ 雙通道,帶寬 40MHz
+ 正弦波,方波 & 脈沖 至30MHz
+ 斜波& 三角波 至 200kHz
+ 任意波形< 1M采樣/通道
+ 大采樣速率250M采樣/秒


源表和測量單元(SMU)
+ 電壓小量程 20mV
+ 電流小量程 1nA
+ > 3,000 讀數(shù) /秒

脈沖發(fā)生器(PG)
+ 脈沖寬度小至 200 ps
+ 上升/下降時(shí)間< 70 ps (20%-80%)
+ 輸出電壓 10 mVpp 至 5 Vpp
+ 大重復(fù)頻率500 MHz 每通道l
+ 幅值大至 5V


數(shù)字萬用表(DMM)
+ 18 位, 小量程 100mV
+ 分辨率 10nV
+ 小積分時(shí)間 10µ秒


探針卡


Hprobe探針臺(tái)使用非常靈活,用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)的商用探針卡,也可以使用帶有DC和RF探頭的微操作器。


測試程序

該測試程序包含了所有滿足用戶需求的功能,從器件表征到產(chǎn)品開發(fā),以及轉(zhuǎn)移至生產(chǎn)等。它以三種模式運(yùn)行:

☆ 標(biāo)定模式–設(shè)置磁場配置并創(chuàng)建用戶定義的圖形

☆ 工程模式 –運(yùn)行預(yù)執(zhí)行的測試圖形或創(chuàng)建并運(yùn)行完整的自定義特性和測試

☆ 產(chǎn)品模式 –從工程模式中設(shè)置具有優(yōu)化測試時(shí)間的測試程序


預(yù)先實(shí)現(xiàn)的測試模式包括(有或沒有磁場):

☆ 開路/短路 測試

☆ AC/DC I-V, R-V 測試

☆ AC/DC 擊穿電壓測試

☆ 讀/寫脈沖測試

☆ R-H 角度/幅值 回線測試

☆ 誤碼率測試

☆ 器件循環(huán)和穩(wěn)定性測試







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