在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天，中國(guó)正以其前瞻性的戰(zhàn)略布局和政策支持，推動(dòng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的跨越式發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)對(duì)半導(dǎo)體器件的需求日益增長(zhǎng)，對(duì)器件可靠性與性能指標(biāo)的要求也越發(fā)嚴(yán)格。

晶圓測(cè)試:質(zhì)量與效率的保障
       晶圓測(cè)試是半導(dǎo)體制造過(guò)程中不可或缺的一步，它能夠確保芯片在制造過(guò)程中的每一個(gè)階段都能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)格和性能要求。自動(dòng)化和高精度的測(cè)試設(shè)備可以顯著提高測(cè)試速度，縮短生產(chǎn)周期；通過(guò)精確檢測(cè)，確保每一片晶圓的可靠性和一致性，降低不良品率；有效的測(cè)試可以減少返工和廢品，從而降低生產(chǎn)成本。

       在晶圓測(cè)試中，磁性器件需要在磁場(chǎng)掃描下測(cè)試，而傳統(tǒng)的設(shè)備和方法較為耗時(shí)，會(huì)增加芯片的制造成本。在晶圓上方以高掃速改變磁場(chǎng)是工業(yè)化大批量生產(chǎn)正面臨的挑戰(zhàn)，近日推出的Hprobe 磁性自動(dòng)測(cè)試設(shè)備，其專利的磁場(chǎng)發(fā)生器技術(shù)，可以完美應(yīng)對(duì)這項(xiàng)挑戰(zhàn)。

Hprobe 磁性自動(dòng)測(cè)試設(shè)備

      Hprobe 磁性自動(dòng)測(cè)試設(shè)備是通過(guò)實(shí)現(xiàn)每個(gè)器件的快速測(cè)試時(shí)間，以更高的通量對(duì)晶圓在磁場(chǎng)下進(jìn)行電探測(cè)。其專利技術(shù)3D磁場(chǎng)發(fā)生器和Hcoil-2T磁場(chǎng)發(fā)生器，能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)中對(duì)晶圓級(jí)電子探測(cè)的要求，獨(dú)特設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)發(fā)生器通過(guò)電源供電和空氣冷卻，不需要復(fù)雜的液體冷卻。

• 快速：更高的磁掃率，每秒高達(dá)10000件樣品，實(shí)現(xiàn)高通量測(cè)試，并與批量生產(chǎn)的測(cè)試時(shí)間相匹配。
• 靈活：具有獨(dú)立可控空間軸的三維磁場(chǎng)，用于垂直和平面磁場(chǎng)的任意組合。
• 強(qiáng)大：?jiǎn)我环较虻某�高�?qiáng)度磁場(chǎng)，結(jié)合更快的掃描速度，可在20微秒內(nèi)達(dá)到2特斯拉。

      Hprobe 磁性自動(dòng)測(cè)試設(shè)備使用100-300mm自動(dòng)晶圓探針臺(tái)。集成了磁場(chǎng)發(fā)生器的測(cè)試頭被置于晶圓探針臺(tái)上。測(cè)試設(shè)備與以下自動(dòng)探針臺(tái)兼容：TEL (Tokyo Electron Limited)、ACCRETECH、Electroglas。

技術(shù)原理
       1、三維磁場(chǎng)發(fā)生器：三維磁場(chǎng)發(fā)生器能夠產(chǎn)生三維磁場(chǎng)，其中每個(gè)空間軸可被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。該發(fā)生器具有多種組態(tài)，可在特定的1D、2D或3D方向上更大化磁場(chǎng)強(qiáng)度或表面覆蓋。磁場(chǎng)的掃描速率在場(chǎng)強(qiáng)和角度上是可控的，掃描速率可達(dá)每秒10000件樣品。

       2、Hcoil-2T 磁場(chǎng)發(fā)生器：Hcoil-2T 磁場(chǎng)發(fā)生器是一種創(chuàng)新性的超緊湊型技術(shù)，能夠以更快的掃描速度在單一方向產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)。利用這項(xiàng)技術(shù)，可以在不到20微秒的時(shí)間內(nèi)達(dá)到±2特斯拉磁場(chǎng)。

主要特點(diǎn)

• 平面內(nèi)和垂直方向的高磁場(chǎng)強(qiáng)度
• 磁場(chǎng)的三維控制
• 場(chǎng)強(qiáng)和角度掃描（旋轉(zhuǎn)場(chǎng)）
• 嵌入式校準(zhǔn)傳感器
• 自動(dòng)化測(cè)試程序
• MRAM參數(shù)提取軟件
• 可用于100至300 mm晶圓
• 與標(biāo)準(zhǔn)探針卡兼容
• 完整且可定制的軟件，可創(chuàng)建測(cè)試序列和自動(dòng)探測(cè)
• 空氣冷卻

測(cè)試設(shè)備
1、測(cè)試頭：磁場(chǎng)發(fā)生器集成在測(cè)試頭中，后者被安裝在自動(dòng)晶圓探針臺(tái)上，與單個(gè)直流或射頻探針和探針卡兼容。

2、儀表架：測(cè)試設(shè)備使用高端控制和傳感設(shè)備。測(cè)試設(shè)備的儀器組態(tài)可以按照用戶需求而配置。

3、磁場(chǎng)校準(zhǔn)套件：磁場(chǎng)發(fā)生器配有磁場(chǎng)校準(zhǔn)組件，由三維磁傳感器和自動(dòng)定位系統(tǒng)組成，用于在與被測(cè)設(shè)備完全相同的位置校準(zhǔn)磁場(chǎng)。

4、軟件：帶圖形用戶界面GUI（graphical user interface）的軟件，用于磁場(chǎng)的生成、校準(zhǔn)，以及MRAM和磁傳感器的自動(dòng)化電測(cè)量。軟件還包括晶圓廠自動(dòng)化和生產(chǎn)控制功能。

IBEX平臺(tái)（用于MRAM測(cè)試）
       IBEX平臺(tái)與200毫米和300毫米自動(dòng)晶圓探針臺(tái)兼容，專用于測(cè)試MRAM磁性隧道結(jié)，以及基于自旋轉(zhuǎn)移矩（STT-MRAM）、自旋軌道矩（SOT-MRAM）和電壓控制（VC-MRAM）技術(shù)的位單元。該系統(tǒng)能夠在快速可變磁場(chǎng)和超窄脈沖信號(hào)下進(jìn)行高通量測(cè)試。

1、IBEX-P MRAM參數(shù)測(cè)試

       IBEX-P系統(tǒng)以單通道或多通道配置運(yùn)行，測(cè)試結(jié)構(gòu)中包含過(guò)程控制和監(jiān)控（PCM），因而可用于晶圓驗(yàn)收測(cè)試（WAT）時(shí)生產(chǎn)產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）。
       IBEX使用Hprobe的帶有圖形用戶界面的專用一站式軟件，既可在研發(fā)環(huán)節(jié)中手動(dòng)操作，又可在全自動(dòng)晶圓廠中自動(dòng)操作。該軟件包括專用于MRAM器件的更優(yōu)化生產(chǎn)測(cè)試程序。
       該系統(tǒng)采用Hprobe的磁場(chǎng)發(fā)生器專利技術(shù)，將磁場(chǎng)發(fā)生器集成到測(cè)試頭中，后者安裝在晶圓探針臺(tái)上。
       該測(cè)試設(shè)備由精選高端儀器驅(qū)動(dòng)， 從而以更快的測(cè)試時(shí)間來(lái)表征MRAM磁性隧道結(jié)或位單元。涉及的儀器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌，并使用Hprobe的專有構(gòu)架模塊集成。

2、IBEX-F功能測(cè)試

       IBEX-F系統(tǒng)專用于測(cè)試位陣列和片上系統(tǒng)（SoC）嵌入式MRAM存儲(chǔ)器。
       測(cè)試系統(tǒng)以單點(diǎn)或多點(diǎn)配置運(yùn)行，用于MRAM陣列的表征和測(cè)試。其目的是進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)、驗(yàn)證和鑒定，并轉(zhuǎn)入生產(chǎn)。它還可用于嵌入式MRAM器件的大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境，在后端（BEOL）過(guò)程中進(jìn)行芯片探測(cè)（CP）的篩選和分級(jí)。
       該測(cè)試設(shè)備由精選高端儀器驅(qū)動(dòng)，從而以更快的測(cè)試時(shí)間來(lái)表征MRAM磁隧道結(jié)或位單元。涉及的儀器包括Keysight、Tektronix和NI等品牌，并使用Hprobe的專有構(gòu)架模塊集成。

關(guān)于MRAM 測(cè)試
       與傳統(tǒng)采用電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器不同，MRAM（磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）是一種非易失性存儲(chǔ)器，使用磁化（例如電子自旋）方向來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)位。
       與現(xiàn)有的半導(dǎo)體技術(shù)相比，MRAM具有許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗�本質(zhì)上是非易失性的（例如，當(dāng)電源切斷時(shí)能夠保存數(shù)據(jù)），同時(shí)還表現(xiàn)出非常好的耐久性（例如讀/寫周期數(shù)）和較低的運(yùn)行功率。全新一代的MRAM為pSTT-MRAM（垂直自旋轉(zhuǎn)移矩隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），已被業(yè)界選擇取代28/22nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的嵌入式閃存，目前各大半導(dǎo)體代工廠均可提供該產(chǎn)品。

LINX 平臺(tái)（用于傳感器測(cè)試）
       LINX平臺(tái)與200mm和300mm自動(dòng)晶圓探針臺(tái)兼容，用于測(cè)試基于xMR（磁阻）和霍爾效應(yīng)技術(shù)的磁性傳感器。該系統(tǒng)能夠在靜態(tài)和快速變化的磁場(chǎng)下進(jìn)行測(cè)試，磁場(chǎng)在空間任何方向可控。

LINX-1–磁性傳感器測(cè)試儀

       LINX-1測(cè)試儀專用于磁性傳感器芯片的晶圓級(jí)分選。
       該產(chǎn)品使用Hprobes的帶有圖形用戶界面的專用一站式軟件，以單通道或多通道配置來(lái)生成和校準(zhǔn)磁場(chǎng)，包括靜態(tài)或動(dòng)態(tài)模式下優(yōu)化的磁場(chǎng)生成模式。該系統(tǒng)具有可編程功能，可與用戶的測(cè)試平臺(tái)集成。
       LINX-1采用Hprobe專有的磁場(chǎng)發(fā)生器技術(shù)，與3軸自動(dòng)化測(cè)試頭集成。它可以使用手動(dòng)或自動(dòng)加載的探針卡進(jìn)行操作。
       磁場(chǎng)的產(chǎn)生由高性能儀器驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的靜態(tài)磁場(chǎng)或高掃描率的可變場(chǎng)。
       儀器組包括Keysight、Tektronix和NI等品牌，并使用Hprobe的專有構(gòu)架模塊集成。

關(guān)于傳感器測(cè)試
       磁性傳感器檢測(cè)由磁鐵或電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)的強(qiáng)度。它們將磁場(chǎng)或磁編碼信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，供電子電路處理。磁性傳感器正變得越來(lái)越流行，因?yàn)樗鼈兛梢杂糜诙喾N應(yīng)用場(chǎng)合，如傳感位置、速度或運(yùn)動(dòng)方向。磁性傳感器有以下幾種類型：

霍爾效應(yīng)傳感器

       霍爾效應(yīng)傳感器由半導(dǎo)體襯底上的條形載流導(dǎo)體構(gòu)成，當(dāng)置于磁通量中時(shí)，通過(guò)霍爾效應(yīng)產(chǎn)生垂直于電流方向的電壓。霍爾效應(yīng)傳感器被廣泛應(yīng)用于汽車和工業(yè)領(lǐng)域。

AMR傳感器

       各向異性磁阻（AMR）傳感器由條形或帶狀磁性各向異性材料組成，其等效電阻與磁化方向和導(dǎo)電方向的夾角有關(guān)。與其他磁電阻傳感器相比，AMR傳感器具有相對(duì)較低的磁電阻（MR）率。它們被用于工業(yè)、商業(yè)和空間技術(shù)，作為位移或角度傳感器以及地磁場(chǎng)傳感器。

GMR傳感器

       巨磁阻（GMR）傳感器具有三明治結(jié)構(gòu)，由被界面導(dǎo)電層隔開的磁性薄膜組成。該傳感器有兩種電阻狀態(tài)：當(dāng)兩個(gè)磁性層磁化方向平行時(shí)，器件為低阻態(tài)；而當(dāng)兩個(gè)磁性層磁化方向相反時(shí)，器件為高阻態(tài)。GMR傳感器是一種溫度穩(wěn)定性好的精密磁場(chǎng)傳感器。它們已被廣泛應(yīng)用于硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）行業(yè)以及工業(yè)應(yīng)用中。

TMR傳感器

       隧道磁阻（TMR）傳感器由被隧穿勢(shì)壘層分離的鐵磁多層膜組成。TMR器件的電阻與兩鐵磁層磁化方向的夾角有關(guān)。與其它種類的磁場(chǎng)傳感器相比，TMR傳感器具有更好的信噪比、更高的精度、以及更低的功耗。TMR傳感器在溫度和壽命方面具有可靠穩(wěn)定的性能。因此，TMR傳感器在要求苛刻的應(yīng)用中是首選。

關(guān)于Hprobe
       法國(guó)Hprobe公司成立于2017年，總部位于具有“法國(guó)硅谷”的美譽(yù)格勒諾布爾，是SPINTEC（全球領(lǐng)先的自旋電子學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室之一）的一家衍生公司。
       法國(guó)Hprobe基于獨(dú)有的三維磁場(chǎng)發(fā)生器等專利技術(shù)，致力于為磁性器件和傳感器的晶圓級(jí)表征和測(cè)試提供系統(tǒng)解決方案。目前產(chǎn)品提供的服務(wù)內(nèi)容涵蓋磁技術(shù)開發(fā)所有階段，能針對(duì)性的為MRAM（STT、SOT、VCMA）和磁性傳感器（TMR、GMR等）進(jìn)行表征和測(cè)試提供專用設(shè)備和服務(wù)。
       依托投資方的自身優(yōu)勢(shì)，普瑞億科半導(dǎo)體事業(yè)部聚焦國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)工藝發(fā)展，與Hprobe協(xié)力打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的晶圓級(jí)表征和測(cè)試系統(tǒng)解決方案，致力于為中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)客戶提供研究級(jí)和生產(chǎn)級(jí)的MRAM和磁檢測(cè)解決方案和服務(wù)支持。