Speed-Up Wafer-level Magnetic Test

Hprobe 晶圓級測試儀

主要特點

§大范圍面內和垂直場

§磁場三維可控

§旋轉磁場

§嵌入式傳感器校準(Hall傳感器)

§自動化測試程序

§MRAM參數提取軟件

§100mm~300mm晶圓可測

§兼容標準探針卡

Hprobe 測試儀是磁場下晶圓級表征及測試的**工具。它采用**的3D磁場發生器和先進的、可定

制的、商業化硬件，為傳感器到MRAM等磁性器件，提供完整的測試解決方案，該工具符合晶圓自動化測試的標準。

技術說明

磁性 3D 發生器

Hprobe 測試儀采用**的3D磁場發生器，其中每個磁場的空間軸都是獨立驅動。通過控制 3 個軸的磁場，用戶可實現任意方向磁場，同時 也可產生旋轉磁場。 發生器提供所有的控制儀器、控制程序和校準工具。

3D磁性發生器位于探測器上，在晶圓上生成局部磁場，探針位于磁場發生器與晶圓之間。發 生器和探測器卡盤之間的標準z軸間距為 1mm，500μm 到 5mm 內可調。

校準

測試儀并沒有為所有可能的磁性配置提供詳盡 的標準數據表。但用戶能夠自定義額外定制磁 場類型，校準相應的線圈電流以產生需要的場 類型。

校準包括：

§ 將理論磁場應用于待測器件

§ 沿三軸測量感興趣區域內的磁場測量數據用于補償和調整在晶圓測試期間施加

的磁場。

校準測量用嵌入在探測器內的 3D 霍爾傳感器 完成。

3D 校準傳感器特征

§ 角精度高

§ 靈敏度5V /特斯拉

§ 測量范圍2特斯拉

§ 差分輸出

§ 溫度靈敏度：<100 ppm/°

§ 在探頭上集成溫度傳感器用于溫度補償

晶圓探測器

Hprobe 測試儀是由工業標準的晶圓探測器構 成，囊括 100mm 手動探測器到 300mm 全自 動，適于生產的探測器。探測器通常包括：

§ 溫控卡盤（熱/冷）

§ 探針卡定位可視化操作

§ 晶圓裝填器

§ 單一晶圓承載器

§ 嵌入式校準傳感器

§ 破碎晶圓承載器（可選）

其他特定的 HW/SW 探針選項可根據客戶要求 定制。

探測器控制是通過我們的測試程序驅動的，針 對探測器功能提供完全的用戶訪問權限。

儀器

Hprobe 測試儀提供全套儀器來驅動和測量大多數磁性器件，比如 MRAM（STT，SOT，電壓控制），

傳感器（AMR，GMR，TMR）和磁性 MEMS。

預定義的儀器包括批量生產的源表（SMU），數字萬用表（DMM），任意波形發生器（AWG）和脈 沖發生器。其他儀器可根據要求提供，并且可以輕松地集成在該工具的硬件和軟件中。源測量單元 (S M U )

§ 測量范圍＞ 20mV

§ 量程＞1nA

§ > 3，000 讀數/秒

§ 白噪聲 2mV rms

數字萬用表（ DM M ）

§ 18 位，*小測量范圍 100mV

§ 分辨率 10nV

§ 記錄時間 ＞1μs

任意波形發生器（ AW G ）

§ 雙通道，帶寬 40MHz

§ 正弦波，方波與脈沖高達 30MHz

§ 斜率&三角波達 200kHz

探針

§ 每個通道的任意波形 < 1Msample

§ **采樣率 250Msample/秒

脈沖發生器

§ *小脈沖寬度 300 ps

§ 脈寬精度 10 ps

§ 上升/下降時間 < 70 ps

(20%-80%)

§ 輸出幅度 10 mVpp~5 Vpp

§ 重復率＜ 500 MHz/每通 道

§ 觸發到輸出晃動 < 35ps

RMS

Hprobe測試儀易拓展，用戶可使用工業用探針，也可以使用裝有DC和RF探針的顯微操縱器。僅有的限

制是磁場發生器和晶片之間的間隔在高磁場下必須保持盡可能的小（<1mm）。

測試程序

測試程序包括用于滿足用戶需求的所有功能，從材料表征到產

品開發，到生產轉化。 它以三種模式運行：

§ 校準 - 設置磁場的配置和創建用戶定義模式 (見下圖)。

User Interface

§ 工程 - 運行預先實施的測試模式或創建并運行完整的自定義特性描述和測試程序。

§ 生產 - 從工程模式中利用優化時間來設置測試程序。

預先實施的測試模式包括（有或者無磁場）：

§ 開放/短期測試

§ 交流/直流 電流-電壓，R-V 測試

§ 交流/直流擊穿電壓測試

§ 讀/寫脈沖測試

§ 隧道磁阻

§ 誤碼率

§ 器件循環測試

§ （I，V，H）相圖

測試程序示例

STT-MRAM 應用程序

TMR 傳感器的應用

注釋：

1 、 ST T - MR A M ： “ **存器 ”

自旋轉移矩—磁隨機存儲器器件自旋轉移矩—磁隨機存儲器器件（Spin Transfer Torque - Magnetic RandomAccess Memory

：STT-MRAM）就是一種接近“**存儲器”要求的**應用潛力的下一代新型存儲器解決方案。

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，單位面積的磁通，國際單位是 T[特斯拉]，磁通單位是 Wb[韋伯]，mT就是毫特斯拉；1T=1000mT=1Wb/m^2