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Speed-Up Wafer-level Magnetic Test

Hprobe 晶圓級(jí)測(cè)試儀

主要特點(diǎn)

§大范圍面內(nèi)和垂直場(chǎng)

§磁場(chǎng)三維可控

§旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

§嵌入式傳感器校準(zhǔn)(Hall傳感器)

§自動(dòng)化測(cè)試程序

§MRAM參數(shù)提取軟件

§100mm~300mm晶圓可測(cè)

§兼容標(biāo)準(zhǔn)探針卡

Hprobe 測(cè)試儀是磁場(chǎng)下晶圓級(jí)表征及測(cè)試的**工具。它采用**的3D磁場(chǎng)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(cè)試解決方案，該工具符合晶圓自動(dòng)化測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)說(shuō)明

磁性 3D 發(fā)生器

Hprobe 測(cè)試儀采用**的3D磁場(chǎng)發(fā)生器，其中每個(gè)磁場(chǎng)的空間軸都是獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。通過控制 3 個(gè)軸的磁場(chǎng)，用戶可實(shí)現(xiàn)任意方向磁場(chǎng)，同時(shí) 也可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 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(cè)器上，在晶圓上生成局部磁場(chǎng)，探針位于磁場(chǎng)發(fā)生器與晶圓之間。發(fā) 生器和探測(cè)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(cè)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(chǎng)類型，校準(zhǔn)相應(yīng)的線圈電流以產(chǎn)生需要的場(chǎng) 類型。

校準(zhǔn)包括：

§ 將理論磁場(chǎng)應(yīng)用于待測(cè)器件

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

的磁場(chǎng)。

校準(zhǔn)測(cè)量用嵌入在探測(cè)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(cè)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(bǔ)償

晶圓探測(cè)器

Hprobe 測(cè)試儀是由工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的晶圓探測(cè)器構(gòu) 成，囊括 100mm 手動(dòng)探測(cè)器到 300mm 全自 動(dòng)，適于生產(chǎn)的探測(cè)器。探測(cè)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(xiàng)可根據(jù)客戶要求 定制。

探測(cè)器控制是通過我們的測(cè)試程序驅(qū)動(dòng)的，針 對(duì)探測(cè)器功能提供完全的用戶訪問權(quán)限。

儀器

Hprobe 測(cè)試儀提供全套儀器來(lái)驅(qū)動(dòng)和測(cè)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(wàn)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(cè)量單元 (S M U )

§ 測(cè)量范圍＞ 20mV

§ 量程＞1nA

§ > 3，000 讀數(shù)/秒

§ 白噪聲 2mV rms

數(shù)字萬(wàn)用表（ DM M ）

§ 18 位，*小測(cè)量范圍 100mV

§ 分辨率 10nV

§ 記錄時(shí)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(gè)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(shí)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(dòng) < 35ps

RMS

Hprobe測(cè)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(chǎng)發(fā)生器和晶片之間的間隔在高磁場(chǎng)下必須保持盡可能的?。?1mm）。

測(cè)試程序

測(cè)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(yùn)行：

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

User Interface

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

§ 生產(chǎn) - 從工程模式中利用優(yōu)化時(shí)間來(lái)設(shè)置測(cè)試程序。

預(yù)先實(shí)施的測(cè)試模式包括（有或者無(wú)磁場(chǎng)）：

§ 開放/短期測(cè)試

§ 交流/直流 電流-電壓，R-V 測(cè)試

§ 交流/直流擊穿電壓測(cè)試

§ 讀/寫脈沖測(cè)試

§ 隧道磁阻

§ 誤碼率

§ 器件循環(huán)測(cè)試

§ （I，V，H）相圖

測(cè)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(jī)存儲(chǔ)器器件自旋轉(zhuǎn)移矩—磁隨機(jī)存儲(chǔ)器器件（Spin Transfer Torque - Magnetic RandomAccess Memory

：STT-MRAM）就是一種接近“**存儲(chǔ)器”要求的**應(yīng)用潛力的下一代新型存儲(chǔ)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(guó)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