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Motorisierte und halbautomatische Probe Station Serie Checkmate

Die CheckMate Serie ist eine leistungsfähige Prober Platform mit der fast jede Aufgabe im Halbleiterlabor bis zu einer Wafergröße von 300 mm mit höchster Qualität erledigt wird.

Check Mate Probe Stations gibt es in den folgenden Ausbaustufen:

  • Manuelle Prober: CM-21X für 200 mm Wafer, CM-31X für 300 mm Wafer
  • Motorisierte manuelle Prober: CM-22X für 200 mm Wafer, CM-32X für 300 mmWafer
  • Halbautomatische Prober mit Gleichstrommotor: CM-23X für 200 mm Wafer, CM-33X für 300 mmWafer
  • Halbautomatische Prober mit Servomotor: CM-25X für 200 mm Wafer, CM-35X für 300 mm Wafer

Die wichtigsten Ausstattungsmerkmale sind:

  • Klimakammer für den Test bei Temperaturen von -65 bis +300°C mit Chiller
  • Thermochucks für Temperaturen von +30 bis +300°C
  • Low Noise Schirmung für die Parameteranalyse
  • Schirmkammer zur Abdunkelung für den Test lichtempfindlicher Bauteile
  • Schutzkammer mit Interlock-Absicherung für den Test bei hohen Spannungen und Strömen

Die manuellen Prober stehen auch motorisiert zur Verfügung. Somit kann die Bedienung vom Joystick aus mit Blick auf einen Monitor erfolgen, der über das Mikroskop mit Videosystem den Prüfling zeigt. Das hat den Vorteil, dass der Bediener in einer bequemen Arbeitshaltung den Prüfablauf fernsteuern kann.

Für das per SW automatisierte Messen vieler Chips auf einem Wafer werden Halbautomaten verwendet. Wir bezeichnen diese Probe Stations als Halbautomaten, da mit ihnen immer ein ganzer Wafer automatisch gemessen wird (ein Vollautomat verfügt dazu über eine Robotik um mehrere Wafer aus einer Kassette automatisch einlegen und testen zu können). Die Halbautomaten verfügen über eine höhere Genauigkeit als die motorisierten manuellen Prober und werden mit umfangreichen SW-Funktionen ausgestattet:

  • Automatische Winkelorientierung des Wafers (Theta Auto-Alignment)
  • Erstellung einer Wafer-Map (elektronische Darstellung der Anordnung der Chips auf dem Wafer)
  • Messung von Distanzen auf dem Prüfling mit dem Videosystem
  • Fahrten zu Koordinaten oder Differenz-Wegstrecken
  • Automatisches Durchsteppen aller Chips auf dem Wafer mit Kontaktierung und Kontaktseparation der Prüfspitzen (Contact/Seperation)
  • Videoerkennung von Strukturen oder Pads auf dem Prüfling
  • Automatisch das Höhenprofil über dem Wafer abfahren (z-Profiling)
  • Fernsteuerung der Probe Station mit GPIB Interface und ein dazu geeigneter Befehlssatz

Halbautomatische Probe Station Typ CM250 für 200 mm Wafer

Ein stabiler optischer Tisch zur mechanischen Isolation von Schwingungen und Störungen ist die unabdingbare Grundlage für sichere und zuverlässige Testabläufe. Unsere Probe Stations werden vorzugweise mit optischen Tischen von TMC kombiniert, die eine ergonomisch gestaltete Arbeitsoberfläche haben und die bequeme Arbeit mit Joystick, PC, Tastatur und Maus neben der Probe Station erlauben. Das Bild zeigt einen CM250 Halbautomaten, im unteren Teil des optischen Tisches befinden sich Motorkontrolleinheit und PC.

Für die Charakterisierung von Halbleitern sind Tests über einen weiten Temperaturbereich notwendig. Dazu werden  die Check­Mate Probe Stations mit einer Klimakammer ausgestattet, die mit trockenem Stickstoff geflutet wird um die Vereisung bei Temperaturen unter dem Taupunkt zu verhindern. Typisch erzielbare Temperaturen am Chuck reichen von -65°C bis zu 300°C. Das Beispiel im Bild hat gleichzeitig auch die Low Noise Schirmung für Messungen von Strömen im fA-Bereich.

Die SW Oberfläche bietet eine übersichtlich und einfach zu bedienende Menüoberfläche. Alle wichtigen Module können gleichzeitig dargestellt werden, was eine sichere und schnell erlernbare Bedienung der automatischen CheckMate Probe Station erlaubt.

Die häufigste Standardanwendung: Test eines Wafers mit koaxial oder triaxial angebundenen DC-Nadeln oder mit HF-Probes, die mit amplituden- und phasenstabilen Koaxialkabeln verdrahtet werden. Im Bild wird gezeigt wie ein Leistungshalbleiterbaustein auf einem Wafer mit triaxial zugeführten Prüfnadeln kontaktiert wird.

Anwendung von Prüfadaptern mit Nadelkarten (Probe Cards). In diesem Beispiel wird eine Probe Card auf den Chip justiert. Zusätzlich werden mit DC Probe Nadeln weitere Pins kontaktiert.

Falls Leiterplatten oder Module (z.B. aus Keramik oder Softboard Material) kontaktiert werden sollen, kann anstelle des Chucks eine universelle Probenhalterung auf den xy-Tisch montiert werden. Verschiedene Schrauben und Spannelemente dienen dann zur Befestigung des Prüflings.

Für Spezialaufgaben, für die höchstpräzise Justage erforderlich ist, stehen motorisierte Manipulatoren zur Verfügung. Damit kann neben den anderen Bewegungs­einheiten (xyz-Theta Stage) mit Hilfe von Joystick und Mikroskop-Bild eine Prüfnadel oder ein HF-Probe ein­justiert werden. Mit dem CAP-946 Manipulator wird dabei eine Auflösung von nur 50 nm erreicht.