Зондовый контроль (Probe stations)

Производственный процесс ОТК в сфере микроэлектроники сегодня немыслим без такого оборудования, как зондовая станция, обеспечивающая высокую точность измерений производимых полупроводниковых приборов. Это оборудование предназначено для всех видов исследований и испытаний, обязательных на каждом этапе изготовления продукта, а также для входного контроля качества полупроводниковых пластин. Такая система контроля обусловлена стабильным ростом темпов производства микроэлектроники, ростом сложности профильных изделий и необходимостью постоянного уменьшения показателей их себестоимости.

Тестирование полупроводников

Зондовые станции обеспечивают воспроизводимые и точные DC измерения, RF измерения и измерения сигналов большой мощности. Они отличаются широтой сферы применения: оценка характеристик, надежности кристаллов на полупроводниковых подложках, изъянов технологии ИС, проверки на термостойкость и так далее.

Тестирование на производстве проходит в несколько этапов, первым из которых являются параметрические измерения пластин по постоянному либо низкочастотному сигналу – это ВАХ-, ВФХ- и импульсные измерения. На базе полученных данных составляется карта полупроводниковой пластины, производится отбраковывание дефектных изделий. В данном случае оценивается процент годных кристаллов, и на основе анализа процентного соотношения брака определяется уровень эффективности технологического процесса.

Даже при условии постоянства технологического процесса на подложке кристаллы демонстрируют различные параметры. Зондовое оборудование позволяет отсортировать продукты по категориям, исходя из отклонений от заданных параметров, соответственно, повысить точность параметров в процессе производства.

Процесс тестирования:

• Контроль ВАХ приборов, ВФХ и импульсных измерений. Происходит на фоне генерации низкочастотного или постоянного сигнала без анализа функционала устройства.
• Измерение характеристик для выявления функциональных особенностей.
• Сортировка по категориям на основе анализа степени отклонения параметров от заданной величины.

Все физические величины, характеризующие полупроводник, делятся на несколько видов. Первый вид – фундаментальные параметры, которые практически не зависят от степени чистоты (дефектности) кристаллов, как, например, эффективная масса электронов и дырок, температура Дебая, ширина запрещенной зоны и прочие. Второй вид – характеристические параметры, напрямую зависимые от наличия и концентрации дефектов в кристаллах: концентрация соответственно донорной и акцепторной примесей ND и NA, удельное сопротивление и так далее. Их показатели могут варьироваться до десятков миллионов раз, исходя из концентрации дефектов, они же характеризуют качество материала, выпускаемого производством.

Есть и иные виды величин, относящиеся к физико-химическим, которые определяют особенности технологии получения полупроводников. В разных типах производственных процессов упор делается на те или иные измерения.

Так, в производстве кремниевых интегральных схем и при отработке новых технологических процессов наибольшее внимание уделяется тестированию удельного сопротивления полупроводниковых слоев. Этот параметр позволяет определять концентрацию носителей заряда, их подвижность, характер активных и пассивных полупроводниковых структур.

Зондовый контроль охватывает практически все параметры полупроводниковых пластин. При этом существенно сокращаются временные показатели измерений шумов, токов утечки, емкостных характеристик, эффективно решаются задачи расчета надежности, моделирования и увеличения объемов производства. Как правило, базовые Probe station адаптируются под различный объем измерительных задач и предлагают несколько вариантов управления.

Ассортимент MS TECH

Оборудование от MS TECH (Корея) разработано для тестирования вольт-амперных, вольт-фарадных и других параметров подложек и полупроводниковых пластин. Эти устройства отлично показывают себя как в отдельных видах исследований, так в условиях достаточно мощного производства.

Полуавтоматические Probe station MS TECH просты в использовании и применяются в прецизионном анализе подложек и полупроводниковых пластин размером до 200 мм или до 300 мм и DC и RF (до 110 ГГц) измерений. Небольшие размеры позволяют проводить исследования вручную.

DC зондовые станции применяются для анализа постоянных (DC/CV), высокочастотных (RF) сигналов и подходят для обучения технологиям интегральных схем. Это лучший вариант оборудования для согласования нагрузок и замера ВЧ-шумов.

В зависимости от требований к производительности компания МИНАТЕХ представляет на рынке корейскую фирму MS TECH.