I. composition de base et division fonctionnelle du travail (composants clés pour la mise en œuvre du principe de support)

Système de positionnement de précision: contient la table de chargement de l'axe XY, le siège de la sonde de l'axe Z, le rôle central est d'aligner précisément le point de test du dispositif avec la sonde. La table porteuse est entraînée par un moteur pas à pas / céramique piézoélectrique avec une précision de positionnement répétée jusqu'à l'échelle nanométrique (certains modèles ≤ 10 nm), garantissant que le point de test cible est trouvé à l'échelle micron / nanomètre; L'axe Z prend en charge le micro - réglage (pas de pas minimum de 0,1 nm), contrôle la profondeur de contact de la sonde avec la surface de l'appareil et évite les écrasements ou les mauvais contacts.

Composants de la sonde: la sonde est le support de base pour la transmission du signal, le matériau est principalement du tungstène, du rhénium - tungstène ou du carbure de tungstène (excellente conductivité électrique / thermique, dureté élevée), le rayon de la pointe de l'aiguille peut être aussi petit que 10 - 100nm (point de Test micro - nanométrique adapté). Selon les besoins de test, la sonde peut être divisée en sonde électrique (transmission du signal de courant / tension), sonde optique (transmission du signal optique), sonde thermique (détection des caractéristiques de température), certains scénarios utilisent un réseau Multi - sondes (détection synchrone de plusieurs points de test).

Système d'observation et d'alignement: équipé d'un microscope à fort grossissement (microscope optique / microscope à interférence laser, grossissement 500 - 5000x) et d'une caméra pour observer en temps réel la position relative de la sonde par rapport au point d'essai du dispositif, un opérateur assisté ou un algorithme de positionnement automatique pour compléter l'Alignement précis. Certains modèles prennent en charge la mise au point automatique, le positionnement de reconnaissance d'image et peuvent correspondre rapidement aux coordonnées prédéfinies du point de test.

Interface de signal avec système de blindage: la table de sonde connecte les instruments de test externes via une interface dédiée (câble coaxial, fibre optique, connecteur haute fréquence) pour assurer une transmission de signal à faible perte; En même temps équipé de blindage électromagnétique, dispositif de mise à la terre, réduire les interférences électromagnétiques extérieures (en particulier les scénarios de test à haute fréquence), éviter la distorsion du signal affecte la précision de la détection.

Module de contrôle de l'environnement (facultatif): pour les besoins de test spéciaux, une partie de la table de sonde intègre le contrôle de la température (- 40 ℃ ~ 150 ℃), le contrôle de l'humidité (10% - 90% RH) ou l'environnement sous vide (≤ 10 - 5pa), l'environnement de travail réel du composant de simulation pour assurer l'authenticité des données de test.

II. Flux de travail: logique complète de la localisation à la détection

Chargement et fixation de l'échantillon: fixer le dispositif à tester (par exemple, plaquette à puce, capteur MEMS) sur la table de support, par adsorption sous vide ou fixation mécanique, en veillant à ce qu'aucun déplacement de l'échantillon ne se produise pendant le test (le déplacement provoque le déplacement de la sonde hors du point d'essai).

Positionnement du point de test: observation au microscope, Commande manuelle ou automatique de la table de support, déplacement du point de test cible sur le dispositif (par exemple, broche de puce, jonction PN semi - conductrice, électrode nanofil) directement sous la sonde; L'axe Z monte lentement pour amener la pointe de la sonde près de la surface du point d'essai jusqu'à ce qu'un léger contact de la sonde avec le point d'essai soit observé sous le microscope (certains modèles réagissent à l'état de contact par le capteur de pression pour éviter les dommages dus à la surpression).

Transmission de signaux et acquisition de données: les instruments de test externes (par exemple, Analyseurs de paramètres à semi - conducteurs, Analyseurs de réseaux à haute fréquence) appliquent des signaux de test (tension, courant, signal optique, etc.) au dispositif via une sonde, les signaux de réponse du dispositif (par exemple, courant de sortie, résistance, variation spectrale) sont transmis en sens inverse à l'instrument via la sonde, l'instrument effectue un traitement analytique du signal et produit des données de test (par exemple, tension de claquage, résistance de conduction, intensité lumineuse).

Commutation de plusieurs points de test avec détection de répétition: après avoir terminé un point de test, la table de chargement se déplace vers le point de test suivant selon les coordonnées prédéfinies, répétez le processus de localisation - contact - acquisition, réalisez le test par lots; La table de sonde partiellement automatique peut définir le chemin de test par programmation, sans surveillance pour compléter la détection de la puce complète / échantillon complet.

Iii. Principe technique de base: la clé pour garantir la précision et la stabilité

Contrôle de la précision de positionnement: l'utilisation de l'entraînement composite "transmission mécanique + micro - action en céramique piézoélectrique", en conjonction avec l'interféromètre laser ou la règle à réseau pour le retour de position, la correction en temps réel de l'erreur de déplacement de la table porteuse, pour assurer la précision de positionnement à l'échelle nanométrique, pour répondre aux besoins d'alignement des points de test de micro et nanodispositifs (la taille peut être inférieure à 1 μm).

Garantie de stabilité de contact: la pointe de la sonde utilise un processus de ponçage spécial pour garantir une courbure uniforme de la pointe; Le porte - sonde est équipé d'une structure tampon élastique qui absorbe les forces d'impact infimes lors du contact tout en fournissant une pression de contact stable (généralement contrôlée à l'échelle μn), garantissant à la fois une connexion électrique / optique fiable et évitant de écraser la surface du dispositif ou de détruire le point d'essai.

Suppression des interférences du signal: la table de sonde adopte une conception à faible bruit dans son ensemble, la sonde et l'interface adoptent une technologie d'adaptation d'impédance (telle que la transmission coaxiale 50Ω), réduisant la réflexion du signal; Le bouclier électromagnétique adopte des matériaux conducteurs (tels que le cuivre, l'aluminium), bloque les interférences d'ondes électromagnétiques extérieures, en particulier dans les scénarios de test à haute fréquence (classe GHz), à faible courant (classe pa), peut améliorer considérablement le rapport signal / bruit.

Optimisation de l'adaptabilité environnementale: contrôle précis de la température de l'échantillon par le module de chauffage / réfrigération lors d'essais à haute / basse température, tout en compensant les écarts de positionnement dus au gonflement thermique et au rétrécissement par le froid du matériau; Dans un environnement sous vide, exclure l'interférence de l'air dans la transmission du signal (par exemple, l'atténuation du signal à haute fréquence) et les performances du dispositif (par exemple, l'influence de l'oxydation), s'adapter aux scénarios d'application de l'aérospatiale, des semi - conducteurs, etc.

Résumé: valeurs fondamentales de la table de sonde

L'essence de la table de sonde est le « pont de connexion de précision à la micro et Nano - échelle », le noyau de son principe de fonctionnement est la fusion de la mécanique de précision, de l'observation optique, de la technologie de transmission du signal, la résolution des points douloureux des points de test de micro et Nano - dispositifs « difficiles à localiser, difficiles à contacter, difficiles à transmettre le signal », la fourniture de données de détection de performance objectives et précises pour la fabrication de semi - conducteurs, la recherche et le développement de puces, la recherche sur les nanomatériaux et d'autres domaines, est un équipement de support clé de La recherche et du développement en laboratoire à la production Les différences de principe entre les différents types de tables de sonde (telles que les tables de sonde électriques, les tables de sonde optiques, les tables de sonde à vide) se manifestent principalement par l'adaptation du type de sonde, du mode de transmission du signal et du module de contrôle de l'environnement, mais la logique de « positionnement - contact - transmission» du noyau reste cohérente.