在界定了微波丈量的术语及其在曩昔几十年所目睹的技能演化中的重要性之后，需求什么设备来进行实际的微波丈量？硅集成器材和电路的物理尺度对晶片器材的处理施加了必定的约束。在测验设备和丈量仪器之间，运用晶片探针和任何其他同轴传输介质供给信号传达手法。关于线性器材的宽带频域表征，一般运用矢量网络分析仪(VNA)作为挑选的仪器。在一个单一的丈量设置中衔接一切上述部分或许显得微不足道，但只有那些熟练的专家才干真实了解一切的技能细节。

1.1 晶圆探针丈量台

硅IC器材是利用非常杂乱的半导体技能制作的，由此发生的物理尺度为微米。这种器材一般是在称为晶圆的薄硅片上制作的。因而，一切相关的丈量都称为晶圆丈量；当涉及到半导体晶片的处理时，器材的性质及其物理尺度都要求是高精度的。

勘探台是集成定位、检查和勘探硅集成器材所需的一切功用的结构。在探针台上，硅芯片经过施加真空条件固定在卡盘上。 将探针安装在定位器和衔接探针和丈量仪器的同轴电缆上，为晶片上的信号传输供给了手法。一切的机械运动都是由微米精度的机械手来操控的，一般在显微镜下调查。除了根本的力学之外，现代勘探台还得到了强大的软件东西的帮助，这些软件东西大大提高了勘探台的功用。

在实际运用的大多数情况下是VNA的仪器操控是由软件执行的，校准和丈量所需的一切数据都由个人核算机(P C)处理。此外，先进勘探台答应在x、y和z方向上对勘探台操作器进行软件操控和准确步进操控。现在运用数字显微镜能够运用光学模式识别技能来识别整个硅片上周期性定位图式。这关于晶片出产特别有兴趣，由于晶片一般具有周期性掩盖整个晶片表面的IC电路块。 晶片地图是实现自动晶片丈量的第一步，这关于大批量IC的测验表征来说至关重要。在这一点上，一切这些术语对读者来说或许听起来是抽象的，咱们的意图是使读者一步地阅历它们，以获得更好的了解。这里需求考虑两大类型探针台，即手动和半自动或全自动探针台。尽管原则上它们由相同的根本操作部件和模块组成，但它们的能力是彻底不同的，因而咱们的使命是强调这些原则并描述探针台的功用。

1.1.1 手动探针台

在大多数情况下，手动探针台能够被称为研讨实验室中的“作业马力”设备。一般，参加晶片设备的特性丈量和表征的射频工程师现已从前期阶段就开始与手动探针台一起作业了。 原因很简单，他们是本钱效益高的作业解决方案，一起供给当涉及到晶圆丈量时一切人都有必要阅历的所需的强化学习过程。 如前所述，探针台本质上是一种精细机械设备，答应咱们在千分尺范围内处理IC晶圆和单个芯片。该仪器与特定的电气丈量设备协作，为晶圆级射频器材的丈量表征奠定了基础。

手动探针台及其中心积木功用块

卡盘（Chuck）是坐落每个探针台中心的金属表面平面，便于定位IC晶片或芯片，以及用于校准和平面化的额定衬底基板。卡盘一般衔接到真空泵，该真空泵供给了经过卡盘表面的小孔将IC晶片吸附固定在卡盘上的手法。当IC晶片放置在卡盘上并掩盖住孔时，施加的真空条件答应IC晶片固定在卡盘上的安稳方位。当涉及到探针的准确和可重复的接触点时，为晶片供给一个明确的平面和安稳的方位关系是至关重要的。

在某些情况下卡盘还供给了操控其表面温度的手法，在这种情况下，它被称为热卡盘。更杂乱的探针台运用夹头周围的金属笼来供给对周围搅扰的电磁屏蔽。这种封闭箱溶液更适合运用温度操控丈量，特别是在低温运用中。卡盘的方位能够由探针台操作器操控在x轴方向和y轴方向的方位；一个额定的机械手用于校对卡盘的方位方位，并可用于对齐已被手工错位的IC晶圆或die芯片。卡盘的尺度有必要与最大硅芯片的直径相匹配，才干进行良好的操控丈量。一般，将探针台按其卡盘巨细分类为6英寸或8英寸或12英寸的探针台，用于处理具有匹配直径的相应硅晶圆片。假如单个IC die的典型面积为几平方毫米， 这关于卡盘的尺度巨细没有约束。这种单个die芯片被放置在卡盘上，经过局部真空条件固定起来。

顶部压板是平面金属表面，包容射频定位器，并始终处于高于卡盘的高度水平。顶部渠道的这个高度水平由一个称为杠杆的手柄操控，一般坐落探针台的外部结构上。经过运用杠杆，咱们能够手动提高或下降顶部渠道表面，并经过该水平来操控已安装在射频定位器上的探针顶级。 运用杠杆以操控顶部压板高度需求特别注意，以避免损坏探针或硅片本身。顶部压板也作为射频定位器或其他直流探头放置在探针台上的机械基础。它的结构是坚实的，由于关于一些设置，例如毫米波和负载牵引丈量，顶部渠道能够承载扩展具有显着的巨细和分量的其它设备。在某些情况下，顶部渠道还结合了一个金属笼子罩在卡盘的周围，彻底密封它，并构成法拉第笼子，供给屏蔽搅扰电磁信号的功用。

探针头定位器是精细机械附件，答应在千分尺中定位和操作探针头。射频或直流探针头能够安装在定位器上，由于丈量设备需求一起运用射频和直流操控信号。探针头固定在定位器上，外表与探针头衔接器之间衔接同轴电缆，用于供给外表与硅集成器材之间的信号传输介质。在具有网络分析仪的典型双端口设置中，两个射频定位器被放置在西向和东向，而当运用南北定位器供给额定的射频或直流操控信号时，则会发生更杂乱的设置。一切定位器都有准确的操作器，答应在千分尺范围内安装的探针头的x、y和z运动。更杂乱的设置运用软件操控步进的定位器的运动。x轴和y轴的探针粗运动由探针台手柄自己进行的。

射频定位器用于保证探针顶级的最终触点方位，因而它们的处理在勘探过程中至关重要。显微镜，无论是根据光学的立体显微镜还是与透镜物镜结合的数字图画传感器，都供给了处理IC和探针所需的千分尺中的调查和操作手法。正如光学国际所知，显微镜主要由其透镜的光学功能决定，这些光学功能决定了扩大率、视场和作业距离焦点水平等关键参数。具有立体光学或数字光学的现代显微镜能够支持不同的透镜，具有不同的扩大倍数。

关于模拟显微镜和数字显微镜，光学扩大倍数是经过显微镜中心的扩大倍数和透镜的扩大倍数来核算的，而显微镜的视场与总扩大倍数成反比。有时，确定一个样本是否会在图画中彻底可见是有用的。在典型的表征作业中，咱们需求常常改动扩大等级，并将聚焦的重点放在硅片的不同部分。每次咱们改动扩大水平常，运用光学立体显微镜需求调整焦点。然而，一个图画传感器的数字显微镜，已校准到了可运用的扩大水平，无论扩大倍数如何都能够保持其焦点， 在带有图画传感器的数字显微镜中，视场随图画传感器尺度、方针扩大率以及显微镜适配器扩大的改变而改变。

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