Зондовые станции и аксессуары

Зондовые станции применяются для измерений полупроводниковых приборов непосредственно на пластине или отдельном кристалле до корпусирования. Станция обеспечивает взаимное позиционирование образца и зондов и служит основой измерительного комплекса для измерения вольт-амперных и емкостных характеристик, малых токов, ВЧ/СВЧ-параметров, силовых и оптоэлектронных устройств. В зависимости от объема работ и условий измерения используют ручные, полуавтоматические, автоматические и криогенные зондовые станции.

Типы зондовых станций

Ручные зондовые станции применяются преимущественно в исследовательских задачах, когда необходимо работать с небольшим количеством кристаллов или отдельных структур. Оператор вручную выбирает нужную структуру, перемещает пластину и позиционирует зонды. Такой формат подходит университетам, дизайн-центрам и исследовательским лабораториям, в том числе для характеризации приборов, создания компактных и поведенческих моделей, ВЧ/СВЧ-измерений и измерений с перестройкой импеданса нагрузки.

Полуавтоматические зондовые станции выбирают, когда требуется измерять большое количество кристаллов, но ручная загрузка и выгрузка пластин еще не ограничивает производительность. После установки пластины станция выполняет ее выравнивание и работает по карте пластины: быстро перемещается между кристаллами, переходит к одной и той же относительной точке на разных кристаллах и сохраняет результаты с привязкой к их положению. Система технического зрения может уточнять положение структуры перед контактированием, а карта высот позволяет учитывать неплоскостность поверхности при перемещении по пластине.

Автоматические зондовые станции выполняют те же операции внутри пластины, что и полуавтоматические, и дополнительно автоматизируют работу с партией пластин. Пластины загружаются из кассеты, автоматически выравниваются и при необходимости идентифицируются, после чего система проводит измерения и переходит к следующей пластине без постоянного участия оператора. Автоматизация не означает, что на одной пластине обязательно измеряется больше кристаллов: основной выигрыш связан с обработкой большего количества пластин и сокращением ручных операций между циклами измерения.

Криогенные зондовые станции выделяются не степенью автоматизации, а условиями измерения. Они предназначены для работы при глубоком охлаждении и применяются в исследованиях низкотемпературной электроники, сверхпроводящих и квантовых устройств. Криогенная станция при этом может быть ручной или автоматизированной.

Комплектация и специальные исполнения

Конфигурация станции определяется измерительной задачей. В зависимости от применения могут использоваться зонды постоянного тока и ВЧ/СВЧ-зонды, проб-карты, микропозиционеры, микроскопы, экранирование, температурные и криогенные системы. Для миллиметрового и терагерцового диапазонов, силовой электроники и кремниевой фотоники применяются специализированные конфигурации. В каталоге отдельно представлены микроскопы, СВЧ-зонды и микропозиционеры для зондовых станций.

Задачи и области применения

Зондовые станции используются при разработке и производстве полупроводниковых приборов: для характеризации, моделирования, отработки технологических процессов, анализа отказов и электрической проверки до корпусирования. На них выполняют измерения вольт-амперных и емкостных характеристик, малых токов, ВЧ/СВЧ-параметров, силовых приборов, а также оптоэлектронные и низкотемпературные измерения.

Тип измерения сам по себе не определяет класс станции. Одни и те же электрические или ВЧ/СВЧ-задачи могут выполняться на ручной, полуавтоматической или автоматической системе; выбор степени автоматизации зависит прежде всего от количества кристаллов и пластин, которые требуется последовательно измерять.

Для кремниевой фотоники применяются конфигурации, позволяющие совместить электрические и оптические измерения непосредственно на пластине.

Как выбрать зондовую станцию

При выборе в первую очередь определяют размер пластин, тип измерений, требуемый частотный и температурный диапазон, количество измеряемых кристаллов и пластин, а также необходимость экранирования, работы с высокой мощностью, криогенных условий или оптического позиционирования.

Если исследуется небольшое количество структур и важна гибкость, обычно достаточно ручной станции. Если требуется автоматически проходить большое количество кристаллов на одной или нескольких пластинах, целесообразна полуавтоматическая система. Если необходимо последовательно тестировать партии пластин без ручной смены каждой из них, требуется автоматическая загрузка.

Размер пластин должен соответствовать возможностям конкретной станции и ее оснастки. Для ВЧ/СВЧ-измерений необходимо проверять частотный диапазон всего измерительного тракта, включая зонды и сопутствующую оснастку, а не ориентироваться только на название или класс станции.

Об АКМЕТРОН

АКМЕТРОН подбирает и поставляет зондовые станции и сопутствующее измерительное оборудование для исследовательских и производственных задач. При подборе учитываются размер пластин, тип измерений, требуемая автоматизация и специальные условия работы; при необходимости формируется комплекс из станции, зондов, позиционеров, микроскопа, измерительных приборов и программного обеспечения. Поставка оборудования осуществляется по России.

Частые вопросы

Какой размер пластин поддерживают станции раздела?

В каталоге представлены решения для пластин 150, 200 и 300 мм. Поддерживаемые размеры и необходимую оснастку следует уточнять для конкретной модели.

Чем полуавтоматическая станция отличается от автоматической?

Полуавтоматическая станция автоматизирует работу внутри пластины, но загрузку и выгрузку выполняет оператор. Автоматическая система дополнительно работает с кассетами, автоматически загружает, выравнивает и меняет пластины. Количество измеряемых кристаллов на одной пластине от этого само по себе не увеличивается.

Можно ли проводить измерения устройств кремниевой фотоники?

Да. Для таких задач применяются специализированные конфигурации, совмещающие электрические и оптические измерения непосредственно на пластине.

Поставляются ли зонды, микроскопы и микропозиционеры отдельно от станции?

Да, эти компоненты представлены в каталоге отдельно и подбираются в соответствии с измерительной задачей и конфигурацией станции.

Подходят ли криогенные станции для исследований сверхпроводимости?

Криогенные зондовые станции применяются для измерений при глубоком охлаждении, в том числе в исследованиях низкотемпературной электроники, сверхпроводящих и квантовых устройств.