隨著航空航天、汽車電子、軍用、光伏、工業(yè)自動(dòng)化等許多領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片在各種極端溫度環(huán)境下的應(yīng)用也越來越廣泛。晶圓高低溫測(cè)試變得越發(fā)重要，探針臺(tái)作為晶圓測(cè)試的關(guān)鍵設(shè)備，其工作原理是利用探針臺(tái)的探針與被測(cè)器件上的PAD點(diǎn)精準(zhǔn)對(duì)針，將測(cè)試機(jī)輸出激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行互通與信號(hào)反饋，最終完成測(cè)試數(shù)據(jù)的獲取采集。

       當(dāng)前，晶圓高低溫測(cè)試較為常見的測(cè)試溫度范圍一般在-45°C至150°C區(qū)間，晶圓可靠性的測(cè)試溫度在300°C左右，而有些晶圓測(cè)試要求溫度環(huán)境甚至要達(dá)到500°C以上，隨著溫度的不斷增加，探針臺(tái)也將面臨更大的溫寬測(cè)試壓力。針對(duì)晶圓高低溫測(cè)試面臨的主要技術(shù)難點(diǎn)，主要有哪些應(yīng)對(duì)的解決方案呢？

1、有效確保溫度均勻性控制

       確保溫度的均勻穩(wěn)定性，并為晶圓測(cè)試提供精確的溫度環(huán)境，是反應(yīng)探針臺(tái)機(jī)械穩(wěn)定性的重要因素，更是影響測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)結(jié)果的關(guān)鍵。需要經(jīng)過不斷的反復(fù)研究與試驗(yàn)，通過試用各種導(dǎo)熱系數(shù)的材料，選用特定的材料，控制材料成分的均一性來達(dá)到溫度控制的均勻性。

2、提高升降溫速率

       通過分區(qū)控溫，搭界重整，有效提升升降溫速率。探針臺(tái)真空腔體采用外腔和屏蔽腔雙腔體結(jié)構(gòu)，為樣品測(cè)試提供極限壓力為10-5Pa的真空環(huán)境(當(dāng)使用分子泵時(shí))。低溫測(cè)試時(shí)，避免空氣中的水蒸氣在樣品上凝結(jié)成露水，從而避免漏電過大或探針無(wú)法接觸電極而使測(cè)試失敗。同時(shí)，在真空環(huán)境中，傳熱的方式作用下，能更有效的提高制冷效率。高溫測(cè)試時(shí)，在真空環(huán)境下，也能有效減少樣品氧化，從而避免樣品電性誤差、物理和機(jī)械上的形變。

3、減少高溫對(duì)其它部件的影響

       晶圓加熱至300℃,400℃甚至更高溫度時(shí)，氧化現(xiàn)象會(huì)越來越明顯，并且溫度越高氧化越嚴(yán)重，過度氧化會(huì)導(dǎo)致物理和機(jī)械形變和產(chǎn)生晶圓電性誤差。這容易出現(xiàn)因接觸不良導(dǎo)致的良率不佳或探針痕跡過深導(dǎo)致的產(chǎn)品測(cè)試穩(wěn)定性差，從而致使測(cè)試結(jié)果失敗。通過先從傳熱理論計(jì)算分析冷熱傳導(dǎo)過程，建立加熱控制模型，再經(jīng)過無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)不斷的修正控制模型，最終能夠減少高溫對(duì)其它部件的影響。

       中冷低溫研發(fā)的接觸式高低溫沖擊機(jī)，采用的設(shè)計(jì)和技術(shù)，具有廣泛的溫度范圍：-65℃至+175℃，通過與熱頭尖端直接接觸，精確地持續(xù)刺激DUT達(dá)到所需的溫度。接觸式高低溫沖擊機(jī)熱頭設(shè)計(jì)具有高效率和靈活性，允許定制熱頭尖端，以適應(yīng)不同的IC尺寸和接口變化。通過高清觸摸屏或遠(yuǎn)程通信接口可以設(shè)置溫度，查看歷史數(shù)據(jù)記錄等，同時(shí)可以在觸摸屏上查看溫度曲線。系統(tǒng)可以在IC上提供快速和精確的溫度轉(zhuǎn)換，即使是在設(shè)備功率變化的情況下，也可以使用經(jīng)過驗(yàn)證的終端DUT技術(shù)，采用外部的RTD或熱電偶來進(jìn)行溫度控制。

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