Контроль микросхем в автоматическом режиме - зондовая станция Cascade PA200

Установка контроля микросхем PA200 доступна в двух версиях

Обе версии установки контроля микросхем стабильны, модульны и достаточно гибки для подложек до 200 мм (8 дюймов) / 300 мм (12 дюймов).

Патентованная операционная система ProberBench легка в использовании и может программироваться для большинства аналитических приложений зондовой микроскопии. Модульность системы обеспечивает высокую гибкость и приспосабливаемость, а также легкое и быстрое усовершенствование. Ниже представлены некоторые модификации систем для разных задач контроля микросхем:

Модификация зондовой станции PA200 для контроля датчиков давления при механическом стимулировании мембраны

Модификация зондовой станции PA200 для контроля датчиков давления при электромагнитном стимулировании мембраны

Зондовая станция PA300 с ситемой ProbeShield для защищенного (электромагнитно-, свето-) контроля микросхем

ProbeShield с открытыми дверцами и электронным микроскопом iVista

Особенности системы контроля микросхем:

Увеличьте выход годных
Ценность анализа ошибок возрастает, когда реализованы все четыре основных фактора производства: качество, выход годных, надежность и удовлетворенность конечного пользователя. Уверенность в качестве анализа ошибок, вкупе со все возрастающей сложностью и уменьшающимся размером структур, увеличивает роль поуавтоматических зондовых станций.

Многофункциональность

Раньше от станций зондовой микроскопии требовалось проводить измерения только на подложках или чипов в собранных приборах. Сегодня требования изменились, и требуется возможность проводить измерения на любой стадии жизненного цикла чипа – от подложки до возврата чипа от конечного пользователя. Станция контроля микросхем должна быстро адаптироваться для измерений на подложке, на одиночных чипах и в собранных приборах.

Возврат инвестиций
Стоимость анализа ошибок в дальнейшем может возрастать, особенно для свежеразработанных технологий, требуя более полного использования оборудования и обеспечивая еще лучшего возврата инвестиций

Интерфейсы
Анализ ошибок, обычно характеризующийся как практическая процедура, предполагающая ручное поднесение тестера и настройку зонда, уже «перерос» в программируемую автоматическую процедуру для сбора статистических данных по всей площади подложки. Станция зондовой микроскопии должна взаимодействовать с максимально возможным количеством разнообразных приборов и типов программного обеспечения, такими, как эмиссионными микроскопами, лазерными резчиками, сборщиками данных, CAD ПО и другим тестовым оборудованием.

Точность

С возрастанием количества обрабатываемых чипов и уменьшением их размера зонд должен обеспечивать четкость в работе, требующуюся для использования зондовых плат, а также аккуратность для встроенных пошаговых программ. Также необходимо одновременное использование зондовых плат и зондовых головок для субмикронных измерений

Измерения на низком сигнале
Качество всех низкосигнальных и чувствительных измерений зависит от минимального уровня помех измерительной системы. При разработке зондовых станций Cascade принимались во внимание все типы низкосигнальных измерений. Это дало оптимальное сокращение помех при сохранении высокого удобства пользования и его возможностей. Зондовая станция PA200 с установкой ProbeShield оптимально сконфигурирована для измерений на низком сигнале и при низких температурах.

Уникальный дизайн установки Cascade ProbeShield гарантирует светонепроницаемую, газонепроницаемую, защищенную от магнитных полей среду при низком уровне помех. Это идеальный инструмент для измерений на ультра низком сигнале в диапазонах атто-ампер, фемто-фарад и микровольт.

Практичность в использовании

Окружение в лаборатории оказывает влияние на разработку станций зондовой микроскопии. В открытых лабораториях с несколькими пользователями зонд должен быть простым и легким в использовании. С другой стороны, необходимо максимизировать удобство пользования каждому отдельному пользователю. Cascade PA200 отвечает всем этим требованиям благодаря инновационному дизайну, точности и надежности.

Удобный графический интерфейс пользователя обеспечивается обновленной системой Cascade ProberBench и представляет собой полностью функциональную, гибкую, но в то же время и простую систему, в которой можно запомнить различные установки для отдельных заданий.

Точная механика
Зондовая станция Cascade PA200 основана на базовой раме с массивными компонентами привода, чтобы обеспечить максимально стабильную среду для проведения тестирования, а также для компенсации ПО. Точное разрешение и аккуратные результаты получаются благодаря использованию шарико-винтового привода и стеклянных шкал в замкнутоуправляемом механизме позиционирования.

Модульная конструкция
Модульная конструкция обеспечивает гибкость и эффективность затрат. Установки микроскопа могут быть фиксированными, настраиваемыми вручную или программируемыми, плюс к этому программируется фокус и увеличение. Столики для ProbeHead доступны для постоянного тока, высокочастотных и специальных приложений с фиксированным или ручным передвижением. Стандартный держатель фиксирует как отдельные чипы, так и подложки до 8 дюймов. Держатели, заказываемые отдельно, могут фиксировать хрупкие подложки из материалов III-V, а также прямоугольные подложки.

Адаптация по разнице высот между подложками и собранными приборами достигается за счет держателя и пластины, имеющей ход 30/15 (для высокоскоростных/высокочастотных приложений) и 20 мм соответственно и может достигать 50 мм ( 5 дюймов). Объект контроля фиксируется вакуумом на держателе, так что плоскостность держателя не играет роли.

Дружественность

ОС ProberBench – это мощная многозадачная система с контроллером-джойстиком, графическим и удаленным интерфейсами. Основанный на Windows графический интерфейс включает навигатор Navigator для задания установок и навигации, TableView для табличного отображения информации, WaferMap для наглядного представления о подложке, оптический VideoTracker для навигации, а также модули сбора данных. Установка оборудована страндартными интерфейсами IEEE488 и RS232. Зонд может полностью управляться без компьютера.

Гибкость

Зондовая станция PA200 с ProbeShield для низкосигнальных приложений и низкотемпературных тестов

Приспосабливаемость к различным приложениям определяется разнообразием приложений, а также специфическими требованиями каждого из них. Необходимо учитывать много аспектов: тип измерений и их целостность, интеграцию в тестовую систему и как пользователь взаимодействует с системой, а также механическую стабильность и точность. Cascade учитывает эти требования при разработке стандартных модулей или специфических разработок под определенного заказчика

Измерения на постоянном токе
Для такого рода измерений ПО может быть сконфигурировано как простой интерфейс для сканирования пластин в течение быстрых последовательных шаговых переносов шаблонов. Для измерений на постоянном токе потребуются адаптеры для зондовых плат, триаксиальные зондовые головки, держатели (стандартный и термальный), а также модуль Cascade ProbeShield для низковольтных и емкостных измерений. Уникальный режим QuietMode ограничивает подводимую мощность ко всем моторам с целью уменьшения помех. Таким образом, становятся возможными точные автоматические измерения транзисторов, а также маленьких частей чипов для мониторов.

Анализ ошибок
Для анализа ошибок механическая многосторонность обеспечивает быструю перенастройку между собранными приборами и подложками. ОС ProberBench интегрирована с большинством инструментов для анализа, эмиссионными микроскопами, лазерными резчиками, сборщиками данных, аналитическим программным обеспечением. Все зондовые головки могут быть одновременно использованы с зондовыми платами с активными зондами. Установки контроля микросхем Cascade обеспечивают тестирование самых маленьких чипов с максимальным увеличением, особенно если они используются с зондами Cascade MFI для сканирования и тестирования до 0,2 микрона.

Измерения при высокой частоте
Зондовая установка контроля микросхем Cascade PA200 показывает бескомпромиссную стабильность измерений при высокой частоте. Полный спектр аксессуаров для измерений до 220 Ггц включает: зонды, калибрационные подложки, ПО, устройства для позиционирования, держатели, кабели и интерфейс IC-CAP.

Температурные измерения
ProbeShield предоставляет инновационную возможность измерений от -65 ° С. Низкотемпературные измерения без наморожений требуют, чтобы воздух, окружающий держатель, был под давление, чистый и сухой. Чтобы обеспечить изоляцию, подается дополнительное давление, и окружающий воздух не попадает в камеру, где проводится измерение. Воздух сухой, так что точка выпадения росы ниже температуры держателя. Для термических измерений на низком сигнале Cascade поставляет спектр термических держателей до 300 ° С.

Конструкция

Механика зондовой установки базируется на усиленной раме из алюминиевого литья для лучшей жесткости и сокращения вибрации. Конструкция, в которой платформа и ее приводы встроены внутрь рамы, а не находятся над ней, еще больше увеличивает стабильность. Все поверхности окрашены специальной краской для чистых комнат или анодированы.

Платформа X-Y (перемещение в двух плоскостях) сконструирована из стали для стабильности по температуре. Линейная точность и жесткость на скручивание еще лучше благодаря широко расположенным относительно друг друга подшипникам. Шарико-винтовой привод автоматически компенсирует износ и не дает люфта. Позиционная система, работающая на сервомоторе постоянного тока, использует линейные кодировщики для считывания текущей позиции платформы во избежание вынужденных термальных ошибок резьбовых копиров. В дополнение к точнейшей механической конструкции, используется две возможности программного обеспечения – линейная и матричная. Линейная управляет позиционированием с помощью сравнивания отрезков движения по 200 мм и может быть использована для корректировки термического держателя, учитывая увеличение подложки за счет температуры. Матричная управляет движением платформы, компенсируя ортогональные ошибки шпинделей. Шпиндели осей Z и тета управляются сервомотором на постоянном токе.

Микроскоп установлен на алюминиевом мосту для стабильности на больших увеличениях. Мост сконструирован таким образом, что можно легко получить доступ к кабельной системе. Консольная загрузка микроскопа значительно лучше, применявшихся в старых моделях подшипниковых схем. Программируемое перемещение микроскопа в 50 мм обеспечивается моторами постоянного тока. Также используется компенсация программным обеспечением и выравнивание относительно платформы держателя для параллельного перемещения между платформами. Также доступны программируемый фокус и программируемое увеличение.

Платформа для зондовых головок – самый гибкий компонент зондовой установки. Для DC-приложений платформа сделана из алюминия, который обработан специальным покрытием для долгого срока службы и использует вакуумный захват. BЧ- приложения обычно требуют более высокой жесткости, поэтому используется сталь с магнитным, болтовым и пневматическим соединением. Для всех платформ доступны адаптеры зондовых плат. Платформа может быть установлена в зафиксированном виде, наиболее часто используется механизм ручного привода. Этом механизм состоит из четырех стоек с подшипниками, которые обеспечивают наиболее стабильное линейное и воспроизводимое перемещение. Ручка привода, удобно расположенная на левом переднем углу, обеспечивает точное перемещение в 400 микрон, а так же 20 мм перемещение для термических держателей и предварительной фиксации.

Механика контролируется ОС ProberBench, состоящей из электроники приводов, джойстика и интерфейса Windows. Соединения обеспечиваются портом IEEE488 в электронике и портами IEEE488 и RS232 в компьютере. Все порты могут использоваться одновременно. Такая система используется во всех зондовых станциях Cascade.

Гибкая и многосторонняя установка зондовой микроскопии

Электроника приводов

Электроника приводов располагается в стандартном корпусе 6x19 дюймов. Так как это отдельный блок, то достигается максимально возможная гибкость системы. Более того, механика в зондовых станциях Cascade меньше и электрически тише.

Все моторизованные функции зондовой станции интегрированы с электроникой, поэтому нет никакие дополнительных контроллеров или блоков. В дополнение к держателю и платформе микроскопа может использоваться до четырех зондовых головок и двух чувствительных контактных зондовых плат.

Система отвечает всем современным требованиям, включая SEMI S2-93, IEC 204-1 и EC-Low Voltage Directive( CE-Mark) и EN61010-1.

Джойстик

Джойстик сделан из нержавеющей стали и использует вращающиеся кодировщики для пропорционально точного одно- или двунаправленного контроля. Это больше чем просто джойстик, он обеспечивает полную функциональность зондовой станции, через кнопки на корпусе и на экране. Включает в себя двухточечное тета-выравнивание, индексную, домашнюю и контактную установку, а также параметры загрузки и краев.

Интерфейс пользователя

Интерфейс пользователя Windows состоит из джойстика, таблицы, графического и видео модулей.

Navigator(1) (экранный джойстик) обеспечивает навигацию мышкой и ввод всех параметров.

TableView контролирует перемещение платформы по координатам, которые отображаются в формате таблицы, и вводит данные с записью текущей позиции клавиатурой, вставкой и импортом. Для результатов и комментариев доступно 96 колонок.

Графическое представление подложки обеспечивает WaferMap (2), которая может быть использована для быстрого перемещения по координатам или как часть автоматического тестирования.

VideoTracker (3) показывает видео изображение на экране монитора и имеет возможность сохранить изображение на диск. Держатель, микроскоп и зондовая головка позиционируется простым кликом на изображение.

Все параметры, содержащиеся в файлах проектов сохраняются в формате ASCII, чтобы легко перенести их в другие программы или из них. Температурной компенсации больше не требуется, так как различные карты подложек с различными температурными установками могут быть запомнены в одном проекте.

Электронный блок, джойстик и интерфейс пользователя применяется во всех программируемых зондовых станциях Cascade, Это уменьшает вероятность неправильного изучения программы и обеспечивает совместимость всех инструментов и драйверов.