晶圆测试系统校准规范.docx
XXXXXXXX技术规范××××××××测试系统校准规范CalibrationSpecificationforWaferTestSystem（报批稿）×××X发布××××××××发布××××-××××广y晶圆测试系统系统f××××-××××t之£*-*>->.«o.>»2*»0-<>><c>>>，'CalibrationSpecificationforWaferTestSystem本校准规范经XXXXX于20年月日批准，并自20年月日起施行。主要起草单位：中国船舶集团有限公司第七。九研究所参加起草单位：本规程主要起草人：薄涛（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）张骋（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）刘倩（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）王珀（中国船舶集团有限公司第七。九研究所）1弓I己»1范围12引用文件13概述11.1 用途11.2 原理11.3 结构14 vt"14.1 电压输出14.2 电流输出2311124.4 电流测量24.5 位移25 25.1 环境条件25.2 校准用设备26 校推项目和校准方法*36.1 校准项目36.2 校准方法37校准结果的处理78校准周期7附录A校准结果的测量不确定度评定8附录B校准记录格式13引言本规范的编制依据JJFIO71-2010国家计量校准规范编写规则。晶圆测试系统校准规范1范围本规范适用于新购进、使用中、修理后的晶圆测试系统的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1638-2017多功能校准源校准规范JJF1587-2016数字多用表校准规范JJF1305-2011线性位移传感器校准规范JJG341-1994光栅线位移测量装置凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用本规范。3概述3.1用途晶圆测试系统，用于对数字电路、模拟电路、混合信号电路等各类刻蚀好的集成电路裸晶圆片进行测试的能力。在集成电路生产测试、验证测试、性能测试、工艺改进、测试技术研究等方面有着广泛应用。3.2原理晶圆测试系统包括对功能及参数的各类测量单元、控制晶圆片进给以及传输测量信号的探针台。晶圆片放置于探针台的承片台上通过探针与测量单元联接，通过测试程序控制测量单元及探针台，完成对晶圆片的功能及参数测试。因此，通过对集成电路测量单元与探针台位移单元的校准实现晶圆测试系统的校准。3.3结构晶圆测试系统根据不同型号，由不同的模块单元组成，主要包括各类集成电路测量单元与自动程度不同的各型探针台。4计量特性4.1 电压输出测量范围：10OmV30V；最大允许误差：±1%4.2 电流输出测量范围：100A2A;最大允许误差：±1%4.3 电压测量测量范围：10OmV30V；最大允许误差：±1%4.4 电流测量测量范围：100A2A;最大允许误差：±1%4.5 位移a）测量范围：Omm300mm；b）最大允许误差：±2m0注：被校系统具体的量程、最大允许误差等技术指标以被校系统生产厂家的说明书为准。5校准条件5.1 环境条件环境条件及其要求如下：a）环境温度：22±2；b）相对湿度：30%75%；c）供电电源：交流电压（220±22）V,频率（50±l）Hz;d）防静电等级：抗静电级e）其它要求：现场无影响测量设备正常工作的机械振动和电磁干扰。5.2 校准用设备校准用设备应经过法定计量技术机构检定或校准，满足校准使用要求，并在有效期内。5.2.1. 直流电源1）直流电压输出范围：0.1V30V；2）直流电压输出最大允许误差：0.2%X测量值+1mV；3）直流电流输出范围：0.1mA2A；4）直流电流输出最大允许误差：0.2%X测量值+lA05.2.2. 数字多用表1）直流电压测量范围：0.1V30V;2）直流电压测量最大允许误差：0.2%X测量值+1mV；3）直流电流测量范围：0.1mA2A；4）直流电流测量最大允许误差：0.2%X测量值+lA05.2.3. 激光干涉仪1）测量范围：Omm310mm;2）最大允许误差：±0.5m06校准项目和校准方法6.1 校准项目a）外观和附件；b）工作正常性；c）电压输出；d）电流输出；e）电压测量；f）电流测量；g）位移单元；6.2 校准方法6.2.1 外观和附件对晶圆测试系统的外观进行检查。被校准的测试系统，应配有使用说明书和相应的编程手册；应具有产品合格证书以及全部必备附件。测试系统的外形结构应完好。开关、控制旋钮、按键等操作灵活可靠，标志清晰明确，外露件不应有松动和机械损伤。其铭牌或外壳上应标明其名称、生产厂家、型号、编号和出厂日期。外观和附件检查记录格式见附录B.1。对晶圆测试系统进行操作时，应采取防静电措施，如使用防静电手镯等，以避免静电对被校准系统及校准装置产生危害。6.2.2 工作正常性按照说明书要求进行预热，执行系统自带的自校准程序。自校准结果记录格式参见附录B.2,自校准结论应合格。6.2.3 电压输出电压输出单元的校准连线图如图1所示。图1电压输出校准连接图电压输出校准方法如下：a）按照图1的方式将电压输出单元和数字多用表连接；b）数字多用表设置为直流电压模式；c）根据晶圆测试系统电压输出单元的技术指标，在每个量程内选取至少3个测量点（优选测量点为量程的30%,60%,100%,正、负极分别选取相对应的测量点），按照测量点设置晶圆测试系统的输出电压值Ux,用数字多用表测量该单元的输出电压Us;d）对于模块中多个通道的，重复上述校准过程即可，直至全部通道校准完成。按照公式（1）计算输出电压的误差AU,计算方法如下：=Ux-Us（1）式中：U输出电压误差，V；Ux输出电压示值，V；US输出电压标准值，Vo测量不确定度评定见附录A.1,结果记录见附录B.3。6.2.4 电流输出电流输出单元的校准连线图如图2所示。图2电流输出单元校准连接图电流输出校准方法如下：a）按照图2的方式将电流输出单元和数字多用表连接;b）数字多用表设置为直流电流模式；c）根据晶圆测试系统电流输出单元的技术指标，在每个量程内选取至少3个测量点（优选测量点为量程的30%,60%,100%,正、负极分别选取相对应的测量点），按照测量点设置电流输出单元的输出电流值x,用数字多用表测量该单元的输出电流/s;d）对于模块中多个通道的，重复上述校准过程即可，直至全部通道校准完成。按照公式（2）计算出输出电流误差/,计算方法如下：M=IXTS（2）式中：Z输出电压误差，A；x输出电压示值，A；Is输出电压标准值，Ao测量不确定度评定见附录A.1,结果记录见附录B.4。6.2.5 电压测量电压测量单元的校准连线图如图3所示。图3电压测量校准连接图电压测量校准方法如下：a）按照图3的方式将电压测量单元和直流电源连接；b）直流电源设置为电压模式；c）根据晶圆测试系统电压测量单元的技术指标，每个量程选取至少3个测量点（优选测量点为量程的30%,60%,100%,正、负极分别选取相对应的测量点），按照测量点设置该直流电源的输出值Us,用该单元测量直流源输出的电压值Um。d）对于模块中多个通道的，重复上述校准过程即可，直至全部通道校准完成。按照公式（3）计算出电压测量误差AU,计算方法如下：=Um-Us（3）式中：U电压测量误差，V；Um电压测量示值，V；Us电源输出值，Vo测量不确定度评定见附录A.2,结果记录见附录B.5。6.2.6 电流测量电流测量单元的校准连线图如图4所示。图4电流测量校准连接图晶圆测试系统电流测量校准方法如下：a）按照图4的方式将电流测量单元和直流电源连接；b）直流电源设置为电流模式；c）根据晶圆测试系统电流测量单元的技术指标，每个量程选取至少3个测量点（优选测量点为量程的30%,60%,100%,正、负极分别选取相对应的测量点），按照测量点设置该直流电源的输出值s,用该单元测量直流源输出的电压值/M；d）对于模块中多个通道的，重复上述校准过程即可，直至全部通道校准完成。按照公式（4）计算出电流测量误差/,计算方法如下：=1M-1S（4）式中：M电流测量误差，A；Im电流测量示值，A；Is电源输出值，Ao测量不确定度评定见附录A.2,结果记录见附录B表B.6o6.2.7 位移晶圆测试系统位移单元校准图如图5所示。图5位移校准光路图a）按照图5方法搭建晶圆测试系统位移系统校准单元；b）在位移测量范围内选择三个位移测量点（100mm,200mm,300mm）,按照位移测量点，设置位移单元运动值；c)记录位移测量单元位移值Lx,激光干涉仪位移测量单元位移值小。按照公式计算出位移测量误差£,计算方法如下："=k-k(5)式中：L位移测量示值误差，mm；1.x位移测量值，mm；1.S激光干涉仪示值，mm。测量不确定度评定见附录A.3,结果记录见附录B.7。7校准结果的处理根据被校准测试系统的各校准项目的校准结果，出具校准证书或校准报告，加盖校准印章。8校准周期建议复校时间间隔为1年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。附录A校准结果的测量不确定度评定A.1引言晶圆测试系统的校准项目有5项，分为电压类、电流类、位移类等3类，本附录仪以电压输出单元的9.000V、电流输出单元的0.6OoA和位移单元的50mm测量不确定度评定为例，说明晶圆测试系统校准项目的测量不确定度评定程序。由于校准方法和所用设备相同或近似，其他项目校准测量不确定度评定程序类同。A.2电压输出单元校准的测量不确定度评定（9.00OV）A.2.1测量模型电压输出单元的测量模型可用（A.1）式表示：AU=Ux-Us（Al）式中：AU输出电压误差，V；Ux输出电压示值，V；Us输出电压标准值，VoA.2.2测量不确定度来源：a）电压输出单元分辨力引入的不确定度x；b）电压输出单元重复性引入的不确定度A；c）数字多用表示值误差引入的不确定度s。A.2.3测量不确定度评定A.2.3.1电压输出单元分辨力引入的不确定度
