新品速递 | SiC晶圆级老化测试设备ME100WLR
1.引言
以SiC为代表的第三代功率半导体，凭借高压、高频、高温环境下的性能优势，显著推动了电动汽车、光伏等新能源领域的发展[1]。然而，其制造过程中不可避免的晶界缺陷[2]、位错[3]等问题易引发器件性能衰退或失效，使得晶圆级老化测试成为必不可少的环节。通过晶圆级老化测试，可以有效筛查潜在缺陷，提升产品可靠性和应用安全性。
2.产品简介
ME100WLR系列设备是Firstack专为SiC晶圆级可靠性筛选打造的老化测试系统。可以进行HTGB、HTRB老化，精确测量Vgs(th)、Igss、Idss等关键参数，高效筛选出失效的die。
图1 ME100WLR效果图
3.核心亮点
（1）模块化设计，灵活定制
基于测试需求的高自由度和未来的可拓展性，ME100WLR系列设备不仅兼容6/8 inch晶圆，还推出可拼接柜体的模式以实现功能模块化设计,目前有HTGB柜体和HTGB+HTRB的柜体。用户可根据实际需求选择多个柜体拼接，灵活应对小批量验证与大批量生产扩展的需求，降低复购成本。ME100WLR支持自动化上下料，支持卡塞流转可对接天车，在简化人工操作（降低误操作风险）的同时大大提高了产能。
（2）高效、精确、安全可靠
高精度温控，升温速度≥9℃/min，温度均匀性≤2℃，温度波动≤1℃，确保了测试环境的稳定性。
图2 温控测试图
Vgs(th)测试符合JEP183标准[4]，单颗芯片测试时间≤0.6s，且测试重复性≤0.5%。HTGB测试重复性≤0.5nA，循环读取用时≤1min。
图3 Vgs(th)重复性测试
HTRB支持预检功能，采用阶梯上电，并在测试完成后可在数秒内完成放电，将电应力对die的影响降到最低；配合氮气保护，避免高压打火，共同保证了产品、设备的安全性。
图4 RB高压上电实测
（3）创新的夹具设计
GB/RB夹具通用，通道数、扎针精度和针痕深度等可根据客户需求进行定制。能保证测试的准确性，降低了使用和维护成本。
（4）智能化测试与数据分析
设备工作流程由智能软件统一控制，每层晶圆独立测试，支持自定义测试条件与标准，同时配备实时数据监控与失效点标记功能。匹配智能数据分析软件，能通过对大量测试数据的分析，自动识别潜在的性能衰退模式和异常，提前预警，为前端工艺改进和修改测试条件提供重要参考。
图5 软件使用界面
4.产品规格
项目 | 参数 |
适用范围 | 6/8 inch SiC晶圆 |
功能 | VGS(th)、HTGB,、HTRB、另有需求可定制 |
温度范围 | RT~220℃ |
电压范围及精度 | HTGB: 0~±75V、0.02%+10mV HTRB: 0~2000V、0.5%+10V |
测量范围及精度 | Igss: 100nA(1%+0.5nA)~100μA(0.1%+10nA) Idss: 100nA(1%+0.5nA)~1mA(0.1%+60nA) 最高分辨率: 0.01nA |
氮气保护 | 0~0.4MPa |
注意：以上参数为标准机台参数，部分参数可根据客户的需求，进行调整。
5.小结
晶圆级老化测试（WLBI）通过在晶圆阶段对芯片进行高应力测试，能够高效筛选早期失效器件，提升产品可靠性和良率。
未来，Firstack将聚焦测试精度、效率和智能化的全面提升，推动技术革新。通过优化测试流程和设备，Firstack将提高测试覆盖率，缩短测试时间，降低成本。同时，深度融合AI技术，实现实时故障诊断和数据分析，快速定位问题并预测失效模式，进一步提升测试效率和准确性,为芯片设计和工艺优化提供支持。通过技术创新，Firstack致力于为半导体行业提供更高效、可靠的测试解决方案，助力芯片制造的高质量发展。