隨著航空航天、汽車電子、軍用、光伏、工業(yè)自動化等許多領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片在各種極端溫度環(huán)境下的應(yīng)用也越來越廣泛。在芯片的研發(fā)生產(chǎn)中，晶圓高低溫測試變得越發(fā)重要。

探針臺作為晶圓測試的關(guān)鍵設(shè)備，其工作原理是利用探針臺的探針與被測器件上的PAD點精準(zhǔn)對針，將測試機輸出激勵信號進行互通與信號反饋，最終完成測試數(shù)據(jù)的獲取采集。在整個測試過程中，工程師們希望能以最短的時間獲取可靠的測試數(shù)據(jù)，這就需要一套專業(yè)的測量系統(tǒng)與解決方案來快速精準(zhǔn)地完成晶圓測試工作。

當(dāng)前，晶圓高低溫測試較為常見的測試溫度范圍一般在-45°C至150°C區(qū)間，晶圓可靠性的測試溫度在300°C左右。當(dāng)探針臺在進行溫度升降時，就會產(chǎn)生熱膨脹與冷收縮現(xiàn)象，使探針與卡盤出現(xiàn)熱漂移從而影響探針與Pad點之間的對準(zhǔn)，導(dǎo)致晶圓探針測試難度增大，而有些晶圓測試要求溫度環(huán)境甚至要達到500°C以上，隨著溫度的不斷增加，探針臺也將面臨更大的溫寬測試壓力。

SEMISHARE科技作為半導(dǎo)體測試設(shè)備領(lǐng)域的先進探針臺制造商，自2011年自主研發(fā)推出國內(nèi)第一款高低溫探針臺后，就開始了在高低溫晶圓測試技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)研究。在工程師們長期的探索中，總結(jié)出了晶圓高低溫測試面臨的主要技術(shù)難點，并提出了應(yīng)對的解決方案。

1、有效確保溫度均勻性控制

如何確保溫度的均勻穩(wěn)定性，并為晶圓測試提供精確的溫度環(huán)境，不僅是反應(yīng)探針臺機械穩(wěn)定性的重要因素，更是影響測試數(shù)據(jù)真實結(jié)果的關(guān)鍵。

SEMISHARE工程師們經(jīng)過不斷的反復(fù)研究與試驗，通過試用各種導(dǎo)熱系數(shù)的材料，選用特定的材料，控制材料成分的均一性來達到溫度控制的均勻性。以SCG高低溫真空探針臺為例，其溫度范圍可達：4.5K-770K,溫度穩(wěn)定性優(yōu)于±50mK ，溫控器分辨率為0.1℃，傳感器任一區(qū)段誤差為0.5%。

2、提高升降溫速率

通過分區(qū)控溫，搭界重整，有效提升升降溫速率。SCG探針臺真空腔體采用外腔和屏蔽腔雙腔體結(jié)構(gòu)，為樣品測試提供極限壓力為10-5Pa的真空環(huán)境（當(dāng)使用分子泵時）。低溫測試時，避免空氣中的水蒸氣在樣品上凝結(jié)成露水，從而避免漏電過大或探針無法接觸電極而使測試失敗。同時，在真空環(huán)境中，傳熱的方式作用下，能更有效的提高制冷效率。高溫測試時，在真空環(huán)境下，也能有效減少樣品氧化，從而避免樣品電性誤差、物理和機械上的形變。

3、減少高溫對其它部件的影響

工程師發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶圓加熱至300℃,400℃,500℃甚至更高溫度時，氧化現(xiàn)象會越來越明顯，并且溫度越高氧化越嚴重，過度氧化會導(dǎo)致物理和機械形變和產(chǎn)生晶圓電性誤差。這很容易會出現(xiàn)因接觸不良導(dǎo)致的良率不佳或探針痕跡過深導(dǎo)致的產(chǎn)品測試穩(wěn)定性差，從而致使測試結(jié)果失敗。通過先從傳熱理論計算分析冷熱傳導(dǎo)過程，建立加熱控制模型，再經(jīng)過無數(shù)次的試驗不斷的修正控制模型，最終能夠減少高溫對其它部件的影響。

憑借在高低溫探針測試技術(shù)領(lǐng)域的經(jīng)驗，2016年SEMISHARE受邀參與由哈工大和中國航天科技集團共建的“空間環(huán)境地面模擬裝置”項目的部分核心項目設(shè)計，空間環(huán)境地面模擬器用于試驗航天器耐真空、冷黑、太陽輻射、磁場和承受高能粒子輻射、太陽風(fēng)和微流星體等的能力。SEMISHARE在超低溫，超高真空，自動控制，激光模擬方面提供和發(fā)揮自身核心技術(shù)優(yōu)勢。

目前SEMISHARE擁有行業(yè)最豐富的的探針臺產(chǎn)品線，可全面滿足從實驗室到晶圓廠的各種需求。為保證設(shè)備的測試精度與穩(wěn)定性，SEMISHARE展開了與該領(lǐng)域內(nèi)其它優(yōu)秀公司的聯(lián)盟合作。以溫度卡盤為例，SEMISHARE的部分探針臺選用來自德國ERS公司的溫度卡盤， 該公司在溫度控制領(lǐng)域擁有著50余年的歷史。

2021年7月28-30日，SEMISHARE將聯(lián)合半導(dǎo)體行業(yè)溫度管理領(lǐng)域的專家ERS共同參加第四屆深圳國際半導(dǎo)體展覽會SemiExpo，深圳福田會展中心，展位號:1號館-A056。歡迎您來我們的展位觀看我們的產(chǎn)品現(xiàn)場演示，并和我們的工程師一對一溝通交流晶圓測試領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)性問題，期待您的光臨！