Cтанция двустороннего зондирования (DSP) SPECIALTY SYSTEMS SEMIPROBE

Основные сведения о станциях двустороннего зондирования DSP SPECIALTY SYSTEMS SEMIPROBE

Компания SEMIPROBE выпускает семейство ручных и полуавтоматических систем двустороннего зондирования (DSP). Все больше и больше приложений требуют возможности двустороннего зондового тестирования кристаллов микросхем или полупроводниковых пластин.

Большинство применений DSP реализует один из следующих вариантов использования:

• одновременная подача сигнала с обеих сторон;
• подачи сигнала сверху, снятие сигнала с нижней стороны;
• подачи сигнала снизу, снятие сигнала с верхней стороны.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Станции двойного зондирования DSP SEMIPROBE специально разработаны для удовлетворения потребностей исследовательского персонала. Их отличает:

Конфигурация DSP SPECIALTY SYSTEMS SEMIPROBE

Станция двустороннего зондирования (DSP) построена с использованием запатентованной адаптивной архитектуры - Probe System for Life (PS4L) SEMIPROBE, которая обеспечивает непревзойденную гибкость и значительную экономию средств при конфигурации систем. В отличие от традиционных зондовых систем, все основные модули – основания, ступени, патроны, крепления для микроскопа, элементы системы перемещения, оптика, манипуляторы и многое другое – являются заменимыми, что делает PS4L непревзойденным решением для самых разных применений и бюджетов. Эта уникальная модульность конструкции позволяет клиентам формировать систему тестирования, точно соответствующую их требованиям.  

В случае изменения среды или условий испытаний, PS4L может быть легко модернизирована для применения в соответствии с новыми требованиями. Заложенный в системы зондирования принцип адаптивной архитектуры позволяет клиентам значительно экономить время и средства по сравнению с традиционными зондовыми системами, поскольку не требуется вкладывать средства в новую платформу при изменении размеров пластины, уровней автоматизации или требований к тестированию.

Особенности DSP SPECIALTY SYSTEMS SEMIPROBE:

1. DSP-РЕШЕНИЕ SEMIPROBE – ОДНОВРЕМЕННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ

Использование сдвоенной системы оснований для крепления инструментов позволяет инженеру управлять каждой системой подвода зондов независимо.  Системы крепления также могут перемещаться в унисон для обеспечения подвода или отвода зондов от образца. Нижнее основание с каждой стороны оснащена пластинами для размещения манипуляторов на магнитной основе, а также BSC (Back Side Camera) - камеры, позволяющей осуществлять наблюдение за подводом зонда с обратной стороны. Эта система крепления инструмента обычно находится в нижнем положении и перемещается вверх, для подвода зондов и фокусировки BSC. Перемещения камеры и манипуляторов контролируются по 3-м осям (X, Y, Z). 

Верхнее основание представляет собой полноразмерное основание с возможностью перемещения вниз, когда активированы элементы управления системой. Зонды устанавливаются на основание в нижнем положении, после чего они могут под контролем оператора перемещаться в пределах полупроводниковой пластины для выбора зоны интереса. При движении вниз основание опускается контролируемо, с замедлением скорости подвода при приближении к поверхности образца для обеспечения плавного подвода зонда к контакту. Это позволяет пользователю контролировать и визуализировать контакт зонда для предотвращения повреждения образца. 

На поверхности верхнего основания могут крепиться отдельные зондовые манипуляторы или стандартные 4,5-дюймовые зондовые сборки.  Система позволяет в ручном или автоматизированном режиме осуществлять 200-милиметровые X-Y-перемещения с высокой степенью контроля перемещений в вертикальной плоскости (Z) для обеспечения гибкой подстройки к размеру держателя зондов. При зондировании может быть реализована процедура изменения угла наклона и выравнивания по 2-м точкам. Используя прецизионные перемещения в вертикальной (Z) плоскости инженер может повредить контакт с верхними зондами, опуская держатель зондов.

Для предотвращения такой ситуации, нижнее основание должно быть опущено вниз во избежание перегиба кронштейнов держателей зондов. При этом, наконечники зондов могут находиться очень близко к пластине, для обеспечения перемещения по пластины от одного края к другому и проведения точной настройки. 

Для выравнивания по лицевой стороне система комплектуется тринокулярным микроскопом StereoZoom, оснащенном системой видеонаблюдения. Переключатель видеорежима позволяет пользователю быстро переключаться с верхней стороны на нижнюю для проверки выравнивания зондов, не касаясь самого тестера. 

2. ДЕРЖАТЕЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

Система требует уникального носителя для каждого типоразмера полупроводниковых пластин. Держатели для фрагментов пластин, а также отдельных чипов также доступны и могут быть установлены. Эти держатели устанавливаются в носитель, располагаемый в верхней части системы тестирования. 

Положение носителя в системе выравнивается и когда устанавливается полупроводниковая пластина, поддерживается плоскостность через систему регулируемых зажимов.  Пластина устанавливается в специальное положение, ограниченное мелкой канавкой, а затем фиксируется с помощью небольших пружинных зажимов-клипс.

3. ПРЕЦИЗИОННОЕ ВЫРАВНИВАНИЕ

Движения основания в вертикальной плоскости управляются прецизионной механикой. Это обеспечивает воспроизводимость тестирования и быстрое и точное подведение и отведение зондов.

4. УДОБСТВО ЗОНДИРОВАНИЯ

Система предназначена для использования стандартных зондов постоянного тока (DC) на отдельных манипуляторах, зондовых платах, измерительных щупах и ВЧ/СВЧ зондах. Пользователь имеет возможность использовать их для контакта и с верхней, и с нижней поверхностью образца. 

Фиксация манипуляторов осуществляется с помощью магнитных, вакуумных или винтовых соединений. Винтовые соединения обеспечивают наибольшую прочность и жесткость крепления.

Технические характеристики DSP SPECIALTY SYSTEMS SEMIPROBE

О методе двустороннего зондирования (DSP)

Двустороннее зондирование (DSP) изначально было разработано для двух приложений – Анализа отказов (FA, Failure Analysis) и Дискретных устройств (DD, Discrete Devices). При анализе отказов (FA) используется эмиссионная микроскопия, для которой требуется контакт c верхней или активной стороной пластины, в то время как с противоположной стороны формируется изображение посредством интенсифицирующих (делающих сигнал более интенсивным) или инфракрасных (IR) камер. Полупроводниковая пластина обычно устанавливается тыльной (задней) стороной вверх - к излучающей камере, лицевая (верхняя) сторона пластины при этом обращена вниз. Такое расположение оптимизирует поиск отказов и определение их первопричины. 

Несколько компаний, включая SemiProbe, имеют технические решения для таких применений. В зависимости от типа и производителя эмиссионного микроскопа, зондированию может подвергаться как верхняя, так и нижняя сторона пластины. 

Второй тип DSP систем разработан для проверки дискретных устройств большой мощности, включая тиристоры, диоды, выпрямители, ограничители напряжения, силовые транзисторы и/или IGBT-транзисторы. Из‑за большой мощности сигналов, используемых при тестировании этих устройств, получение точных значений порой недоступно из-за вероятности пробоя транзистора. Точные результаты достигаются путем использования индивидуального контакта на задней части тестируемого устройства. Кроме этого, из-за мощности сигналов, используемых в таких тестах, часто требуется использование сразу нескольких зондов.

По мере того, как полупроводниковая индустрия стремится расширить возможности устройств, в то же время снижая их стоимость, новые технологии становятся основным направлением разработки продукции и производств, которые требует DSP-решений – микроэлектромеханические системы (MEMS), оптоэлектроника, технология переходных отверстий в кремнии (VIAS) и др. Одной из таких разработок стало использование технологии сквозных переходных отверстий в кремнии (TSV). 

Сквозные переходные отверстия в кремнии (TSV) позволяют устройствам, располагаемым с обеих сторонах полупроводниковой пластины, а также элементам трехмерных микросхем, обмениваться данными по высокоскоростной шине. Другие устройства имеют специальные интерфейсы с обеих сторон полупроводниковой пластины, связанные через слой кремния. Чтобы осуществить тестирование таких устройств необходимо обеспечить возможность связи с обеими сторонами пластины одновременно. 

Еще одним из приложений DSP-решений является производство солнечных батарей, включающих в себя установку солнечных симуляторов с лицевой и тыльной стороны полупроводниковых пластин. Это позволяет обеспечить стимуляцию устройства даже в том случае, когда другая сторона смещена относительно источника энергии. SemiProbe разработал несколько инновационных DSP-решений для зондирования этих устройств.