Speed-Up Wafer-level Magnetic Test

Hprobe 晶圆级测试仪

主要特点

§大范围面内和垂直场

§磁场三维可控

§旋转磁场

§嵌入式传感器校准(Hall传感器)

§自动化测试程序

§MRAM参数提取软件

§100mm~300mm晶圆可测

§兼容标准探针卡

Hprobe 测试仪是磁场下晶圆级表征及测试的**工具。它采用**的3D磁场发生器和先进的、可定

制的、商业化硬件，为传感器到MRAM等磁性器件，提供完整的测试解决方案，该工具符合晶圆自动化测试的标准。

技术说明

磁性 3D 发生器

Hprobe 测试仪采用**的3D磁场发生器，其中每个磁场的空间轴都是独立驱动。通过控制 3 个轴的磁场，用户可实现任意方向磁场，同时 也可产生旋转磁场。 发生器提供所有的控制仪器、控制程序和校准工具。

3D磁性发生器位于探测器上，在晶圆上生成局部磁场，探针位于磁场发生器与晶圆之间。发 生器和探测器卡盘之间的标准z轴间距为 1mm，500μm 到 5mm 内可调。

校准

测试仪并没有为所有可能的磁性配置提供详尽 的标准数据表。但用户能够自定义额外定制磁 场类型，校准相应的线圈电流以产生需要的场 类型。

校准包括：

§ 将理论磁场应用于待测器件

§ 沿三轴测量感兴趣区域内的磁场测量数据用于补偿和调整在晶圆测试期间施加

的磁场。

校准测量用嵌入在探测器内的 3D 霍尔传感器 完成。

3D 校准传感器特征

§ 角精度高

§ 灵敏度5V /特斯拉

§ 测量范围2特斯拉

§ 差分输出

§ 温度灵敏度：<100 ppm/°

§ 在探头上集成温度传感器用于温度补偿

晶圆探测器

Hprobe 测试仪是由工业标准的晶圆探测器构 成，囊括 100mm 手动探测器到 300mm 全自 动，适于生产的探测器。探测器通常包括：

§ 温控卡盘（热/冷）

§ 探针卡定位可视化操作

§ 晶圆装填器

§ 单一晶圆承载器

§ 嵌入式校准传感器

§ 破碎晶圆承载器（可选）

其他特定的 HW/SW 探针选项可根据客户要求 定制。

探测器控制是通过我们的测试程序驱动的，针 对探测器功能提供完全的用户访问权限。

仪器

Hprobe 测试仪提供全套仪器来驱动和测量大多数磁性器件，比如 MRAM（STT，SOT，电压控制），

传感器（AMR，GMR，TMR）和磁性 MEMS。

预定义的仪器包括批量生产的源表（SMU），数字万用表（DMM），任意波形发生器（AWG）和脉 冲发生器。其他仪器可根据要求提供，并且可以轻松地集成在该工具的硬件和软件中。源测量单元 (S M U )

§ 测量范围＞ 20mV

§ 量程＞1nA

§ > 3，000 读数/秒

§ 白噪声 2mV rms

数字万用表（ DM M ）

§ 18 位，*小测量范围 100mV

§ 分辨率 10nV

§ 记录时间 ＞1μs

任意波形发生器（ AW G ）

§ 双通道，带宽 40MHz

§ 正弦波，方波与脉冲高达 30MHz

§ 斜率&三角波达 200kHz

探针

§ 每个通道的任意波形 < 1Msample

§ **采样率 250Msample/秒

脉冲发生器

§ *小脉冲宽度 300 ps

§ 脉宽精度 10 ps

§ 上升/下降时间 < 70 ps

(20%-80%)

§ 输出幅度 10 mVpp~5 Vpp

§ 重复率＜ 500 MHz/每通 道

§ 触发到输出晃动 < 35ps

RMS

Hprobe测试仪易拓展，用户可使用工业用探针，也可以使用装有DC和RF探针的显微操纵器。仅有的限

制是磁场发生器和晶片之间的间隔在高磁场下必须保持尽可能的小（<1mm）。

测试程序

测试程序包括用于满足用户需求的所有功能，从材料表征到产

品开发，到生产转化。 它以三种模式运行：

§ 校准 - 设置磁场的配置和创建用户定义模式 (见下图)。

User Interface

§ 工程 - 运行预先实施的测试模式或创建并运行完整的自定义特性描述和测试程序。

§ 生产 - 从工程模式中利用优化时间来设置测试程序。

预先实施的测试模式包括（有或者无磁场）：

§ 开放/短期测试

§ 交流/直流 电流-电压，R-V 测试

§ 交流/直流击穿电压测试

§ 读/写脉冲测试

§ 隧道磁阻

§ 误码率

§ 器件循环测试

§ （I，V，H）相图

测试程序示例

STT-MRAM 应用程序

TMR 传感器的应用

注释：

1 、 ST T - MR A M ： “ **存器 ”

自旋转移矩—磁随机存储器器件自旋转移矩—磁随机存储器器件（Spin Transfer Torque - Magnetic RandomAccess Memory

：STT-MRAM）就是一种接近“**存储器”要求的**应用潜力的下一代新型存储器解决方案。

2 、磁定向 ( F i e l d O ri e n t a t i o n )

3、磁通密度B，单位面积的磁通，国际单位是 T[特斯拉]，磁通单位是 Wb[韦伯]，mT就是毫特斯拉；1T=1000mT=1Wb/m^2