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Speed-Up Wafer-level Magnetic Test

Hprobe 晶圓級測試儀

主要特點

§大范圍面內(nèi)和垂直場

§磁場三維可控

§旋轉(zhuǎn)磁場

§嵌入式傳感器校準(zhǔn)(Hall傳感器)

§自動化測試程序

§MRAM參數(shù)提取軟件

§100mm~300mm晶圓可測

§兼容標(biāo)準(zhǔn)探針卡

Hprobe 測試儀是磁場下晶圓級表征及測試的**工具。它采用**的3D磁場發(fā)生器和先進(jìn)的、可定

制的、商業(yè)化硬件，為傳感器到MRAM等磁性器件，提供完整的測試解決方案，該工具符合晶圓自動化測試的標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)說明

磁性 3D 發(fā)生器

Hprobe 測試儀采用**的3D磁場發(fā)生器，其中每個磁場的空間軸都是獨立驅(qū)動。通過控制 3 個軸的磁場，用戶可實現(xiàn)任意方向磁場，同時 也可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 發(fā)生器提供所有的控制儀器、控制程序和校準(zhǔn)工具。

3D磁性發(fā)生器位于探測器上，在晶圓上生成局部磁場，探針位于磁場發(fā)生器與晶圓之間。發(fā) 生器和探測器卡盤之間的標(biāo)準(zhǔn)z軸間距為 1mm，500μm 到 5mm 內(nèi)可調(diào)。

校準(zhǔn)

測試儀并沒有為所有可能的磁性配置提供詳盡 的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表。但用戶能夠自定義額外定制磁 場類型，校準(zhǔn)相應(yīng)的線圈電流以產(chǎn)生需要的場 類型。

校準(zhǔn)包括：

§ 將理論磁場應(yīng)用于待測器件

§ 沿三軸測量感興趣區(qū)域內(nèi)的磁場測量數(shù)據(jù)用于補償和調(diào)整在晶圓測試期間施加

的磁場。

校準(zhǔn)測量用嵌入在探測器內(nèi)的 3D 霍爾傳感器 完成。

3D 校準(zhǔn)傳感器特征

§ 角精度高

§ 靈敏度5V /特斯拉

§ 測量范圍2特斯拉

§ 差分輸出

§ 溫度靈敏度：<100 ppm/°

§ 在探頭上集成溫度傳感器用于溫度補償

晶圓探測器

Hprobe 測試儀是由工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的晶圓探測器構(gòu) 成，囊括 100mm 手動探測器到 300mm 全自 動，適于生產(chǎn)的探測器。探測器通常包括：

§ 溫控卡盤（熱/冷）

§ 探針卡定位可視化操作

§ 晶圓裝填器

§ 單一晶圓承載器

§ 嵌入式校準(zhǔn)傳感器

§ 破碎晶圓承載器（可選）

其他特定的 HW/SW 探針選項可根據(jù)客戶要求 定制。

探測器控制是通過我們的測試程序驅(qū)動的，針 對探測器功能提供完全的用戶訪問權(quán)限。

儀器

Hprobe 測試儀提供全套儀器來驅(qū)動和測量大多數(shù)磁性器件，比如 MRAM（STT，SOT，電壓控制），

傳感器（AMR，GMR，TMR）和磁性 MEMS。

預(yù)定義的儀器包括批量生產(chǎn)的源表（SMU），數(shù)字萬用表（DMM），任意波形發(fā)生器（AWG）和脈 沖發(fā)生器。其他儀器可根據(jù)要求提供，并且可以輕松地集成在該工具的硬件和軟件中。源測量單元 (S M U )

§ 測量范圍＞ 20mV

§ 量程＞1nA

§ > 3，000 讀數(shù)/秒

§ 白噪聲 2mV rms

數(shù)字萬用表（ DM M ）

§ 18 位，*小測量范圍 100mV

§ 分辨率 10nV

§ 記錄時間 ＞1μs

任意波形發(fā)生器（ AW G ）

§ 雙通道，帶寬 40MHz

§ 正弦波，方波與脈沖高達(dá) 30MHz

§ 斜率&三角波達(dá) 200kHz

探針

§ 每個通道的任意波形 < 1Msample

§ **采樣率 250Msample/秒

脈沖發(fā)生器

§ *小脈沖寬度 300 ps

§ 脈寬精度 10 ps

§ 上升/下降時間 < 70 ps

(20%-80%)

§ 輸出幅度 10 mVpp~5 Vpp

§ 重復(fù)率＜ 500 MHz/每通 道

§ 觸發(fā)到輸出晃動 < 35ps

RMS

Hprobe測試儀易拓展，用戶可使用工業(yè)用探針，也可以使用裝有DC和RF探針的顯微操縱器。僅有的限

制是磁場發(fā)生器和晶片之間的間隔在高磁場下必須保持盡可能的小（<1mm）。

測試程序

測試程序包括用于滿足用戶需求的所有功能，從材料表征到產(chǎn)

品開發(fā)，到生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。 它以三種模式運行：

§ 校準(zhǔn) - 設(shè)置磁場的配置和創(chuàng)建用戶定義模式 (見下圖)。

User Interface

§ 工程 - 運行預(yù)先實施的測試模式或創(chuàng)建并運行完整的自定義特性描述和測試程序。

§ 生產(chǎn) - 從工程模式中利用優(yōu)化時間來設(shè)置測試程序。

預(yù)先實施的測試模式包括（有或者無磁場）：

§ 開放/短期測試

§ 交流/直流 電流-電壓，R-V 測試

§ 交流/直流擊穿電壓測試

§ 讀/寫脈沖測試

§ 隧道磁阻

§ 誤碼率

§ 器件循環(huán)測試

§ （I，V，H）相圖

測試程序示例

STT-MRAM 應(yīng)用程序

TMR 傳感器的應(yīng)用

注釋：

1 、 ST T - MR A M ： “ **存器 ”

自旋轉(zhuǎn)移矩—磁隨機存儲器器件自旋轉(zhuǎn)移矩—磁隨機存儲器器件（Spin Transfer Torque - Magnetic RandomAccess Memory

：STT-MRAM）就是一種接近“**存儲器”要求的**應(yīng)用潛力的下一代新型存儲器解決方案。

2 、磁定向 ( F i e l d O ri e n t a t i o n )

3、磁通密度B，單位面積的磁通，國際單位是 T[特斯拉]，磁通單位是 Wb[韋伯]，mT就是毫特斯拉；1T=1000mT=1Wb/m^2