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Keysight 41000 系列整合參數分析與特性分析環境 (iPACE)

Keysight 41000 系列是高度準確的 CV-IV 參數量測解決方案,可用於少量研發、實驗室和製程開發環境中的晶圓特性分析。

本頁內容:產業的挑戰 · 摘要 · 功能與特色 · 元件 · 選配件 · 主要技術規格 · 夥伴

產業的挑戰

在晶圓製造進入300mm而元件尺寸持續縮小的發展演進下,準確地量測及分析超低電流(fA)的特性,已成為一個相當重要的課題。到目前為止,在研發、實驗室和製程開發環境中,可用的測試選項只有兩個:生產測試系統,如 Keysight 4070 系列,或是使用者建立的機架式儀器解決方案。

Keysight 4070 系列雖然能處理低電流量測,但不提供需要的彈性,因為它是專為生產環境而設計的。此解決方案需要相當長的時間來培訓測試工程師,而且對於不需要高生產量的特性分析環境而言,並不是個經濟實惠的解決方案。

機架式儀器解決方案可提供必要的彈性,但需要使用者通過嚴酷的儀器配置、架設、接線和效能驗證程序。此外,這個解決方案只提供少許的自動化能力,而沒有提供顯著會降低參數分析儀低電流量測的效能。

其他與現代晶圓特性分析相關的挑戰包括:

  • 必須在定位器上進行自動化的電容相對於電壓 (CV) 和電流相對於電壓 (IV) 量測,但對如何在半導體參數分析儀和電容計之間執行多工也提不出更好的方法。
  • 必須在相同設定下使用 4 SMU 和電容量測進行完整的 Kelvin 量測,但在矩陣有足夠的輸入值時禁止切換。
  • 必須透過切換矩陣進行 CV 量測,但量測資料需要進行補償。

摘要

無需犧牲效能的整合參數量測解決方案

致力於目前和未來之半導體處理技術的工程師和科學家,需要有效率的工具,才能在少量測試環境中高度精確地分析晶圓的特性。Keysight 41000 系列或整合參數分析和特性分析環境 (iPACE),可提供此問題的有效解決方案。

Keysight 41000 系列解決方案,能夠為在探棒卡探針和晶圓的介面間,需要全程高解析度 1 fA 效能的參數儀器使用者,解決最常遇到的問題。Keysight 41000 系列有四種預先架設並裝上纜線的配置。其中兩個是以定位器為主的解決方案,另兩個則包含新的高效能切換矩陣與新的探棒卡介面。這些整合解決方案,使您能夠擺脫參數儀器繁瑣擾人的架設、接線和效能驗證工作。

有了 41000 系列的進階切換矩陣,使用者就能在研發實驗室環境中,為晶圓執行 1 fA、少量的電容相對於電壓 (CV) 及電流相對於電壓 (IV) 特性分析。另外還支援在相同設定下使用 4 SMU 或 CV 量測進行完整的 Kelvin 量測。

進階切換矩陣和探棒卡技術,使是德得以開始提供兩種以探棒卡為主的解決方案,分別為 1 fA 和 10 fA 量測效能版本。每種標準配置都允許使用者增加各種選項。所有的 Keysight 41000 系列版本皆可支援使用選用電容計的 CV 量測 (最初為 Keysight E4980A,其他機種稍後加入)。

Keysight 41000 系列提供的新解決方案,能夠彌補昂貴的生產級測試器,和使用者自行建立之低效能儀器解決方案之間的差距。

  • 透過切換矩陣進行 1 fA 量測
    Keysight 41000 系列可讓在研發實驗室環境中進行晶圓特性分析的工程師及科學家,透過切換矩陣和探棒卡執行極為精確的量測,而無須妥協於半導體參數分析儀的效能。在探棒卡探針表面和晶圓間的介面,可全程維持 1 fA 的解析度。

    構成 41000 系列解決方案核心的 Keysight B2200 和 B2201 低漏電切換矩陣,可讓您透過它們分別進行 1 fA 和 10 fA 量測。若結合 Keysight B2220 探棒卡介面和是德的進階低洩漏探棒卡專業知識,其無與倫比的量測效能,將可發揮半導體參數分析儀 (Keysight 4155C、4156C 或 4157B) 所有的量測潛能。這項整合免除了費力的建立自訂儀器解決方案工作,並可確保參數分析儀維持一定的效能標準。
  • 支援透過定位器的 CV 和 IV 量測
    在 Keysight 41000 系列推出前,使用定位器在 CV 和 IV 量測間切換,必須手動斷開和重新連接參數分析儀纜線和電容計纜線。Keysight 41000 系列得到專利的 Keysight E5288A atto 感應與切換元件 (適用於 Keysight 4157B) 參數分析儀,和 Keysight B2200/B2201 切換矩陣,能讓您只需下達幾項軟體命令,即可切換 CV 和 IV 量測。
  • 支援使用 4 SMU 的完整 Kelvin 量測
    新的得到專利的切換矩陣擁有 14 個輸入 (8 個三軸和 6 個 BNC)。每個輸入都對應一個獨有的內部路徑,不需要多工輸入即可提供最高水準的彈性。8 個三軸輸入支援使用 4 SMU 的完整 Kelvin 量測 (強迫感應)。兩個專用的 BNC 輸入可依相同設定用於 CV 量測,而另外 4 個 BNC 輸入可提供未來擴充的彈性。此自動化等級可大幅增加測試效率。
  • 支援有內建補償的 CV 量測
    Keysight 41000 系列的 200、300 和 400 機型使用 Keysight B2200 和 B2201 切換矩陣,這些矩陣中有內建的 CV 量測資料補償功能。

功能與特色

功能 特色
整合切換矩陣、探棒卡介面,和探棒卡 可讓晶圓特性分析自動化,無須妥協於半導體參數分析儀的 1 fA 量測效能。  詳細資料
Keysight B2200 和 B2201 切換矩陣擁有 8 個三軸和 6 個 BNC 輸入 可以利用所有的半導體參數分析儀的量測資源。  詳細資料
atto 感應裝置 (ASU) 方便在 CV 和 IV 量測間切換;不需要實際變更纜線或更換為別的探測站;解析度為 100 aA
完整的整合解決方案 專用於晶圓特性分析環境最佳化的更簡單、經濟替代方案

元件

  • Keysight 4155C、4156C 或 E5270B 半導體參數分析儀
  • Keysight 5288A atto 感應與切換裝置 (適用於 Keysight E5270B)
  • Keysight B2200A/B2201A 低漏電切換矩陣
  • Keysight B2220A 晶圓探棒介面 (24 接腳或 48 接腳)
  • 1.6 m 機架搭配 PDU 和 EMO (PDU 和 EMO 為選購)
  • E4980A 電容計 (選購)

選配件

Keysight 41000 機型 100:超精密 (0.1 fA/0.5µV) CV/IV 量測

Keysight 41000 ( 200 機型):精密 (1 fA/0.5µV) CV/IV 量測
° 分析儀選配項 (Keysight 4155C、4156C 和 5270B)
° E4980A 電容計 (選購)
° 自動化控制軟體 (I/CV) (選購)
° PDU/EMO (選購)

Keysight 41000 (300 機型):1 fA/0.5µV 通用型 CV/IV 量測
° 分析儀選項 (4156C 或 5270B) 限 400 機型
° 探棒卡 I/F 接腳 (24 或 48)
° Kelvin 頻道數 (0-8)
° E4980A 電容計 (選購)
° 自動化控制軟體 (I/CV) (選購)
° PDU/EMO (選購)

Keysight 41000 ( 400 機型):10 fA/0.5µV 通用型 CV/IV 量測
° 分析儀選項 (4155C、4156C 或 5270B) 限 400 機型
° 探棒卡 I/F 接腳 (24 或 48)
° Kelvin 頻道數 (0-8)
° E4980A 電容計 (選購)
° 自動化控制軟體 (I/CV) (選購)
° PDU/EMO (選購)

主要技術規格

   
電流量測解析度 (100 機型) 0.1 femto 安培 (100 atto 安培)
電流量測解析度 (200、300 機型 ) 1.0 femto 安培
電流量測解析度 (400 機型) 10.0 femto 安培
電壓量測解析度
(所有以 Keysight 4155C 和 4156C 選項為主的機型)
0.2 微伏特
電壓量測解析度
(所有以 Keysight E5270B HRSMU 和 MPSMU 選項為為的機型)
0.5 微伏特
探棒卡 I/F 接腳 24 或 48
Kelvin 頻道 0 至 4
電容量測 (選購) 2MHz (E4980A)
PDU 電壓 (選購) 100/120V 20A,220/240V 10A

夥伴

下列探棒卡供應商已通過是德認證,可提供能與 Keysight 41000 系列的 1 fA 版本 (選項 300) 一起使用的低漏電、直接傳輸探棒卡。

  • Japan Electronic Material (JEM)
  • Micronics Japan Co., Ltd. (MJC)

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