How To Operate Probe Station On Wafer

初入半導體的高頻產業，開始一定由量測開始，今天就來談，如何操作探針台。
高頻探針台量測台主要的有四大部件。(如下圖所示)
1.探針台本體(Probe Station)，這裡面的機構學問很大，下探針的活性，是整個探針台的價格的關鍵，台灣也有學界有與業界合作設計探針台，如高雄科大的吳松茂教授主持的先進構裝整合技術中心，裡面有設計出先進的雙面量測探針台。

2.探針(Probe)，這裡的學問主要跟連接器一樣，需要符合高頻又要可以實現出來的設計，加上由於尺度很小，需要精密加工能力，材料與電鍍也是很重要的元素。(金屬材料需要有彈性及韌性，電鍍需要有硬度及小的表面粗糙度最重要的導電性要好)
選用部分除了要注意頻率範圍，還需要注意耐電流及探針間距(Pitch)

3.校正器(Impedance Standard Substrate)，裡面除了材料及製作工藝，很大的技術能量在於，校正器的高頻特性的萃取資料，這資料可以輸入網路分析儀校正到探針的探點。
選用部分要注意要符合探針間距(Pitch)、接腳定義(pin define)，及不同的校正方式。

4.網路分析儀(Network Analyzer)，這裡的選用就不用多說了，這裡建議要選用最高等級的網路分析儀(如Keysight PNA等級)，會有比較多的校正選項，符合晶圓量測的多變性。(也許會接Load Pull System，參考之前章節Power Amplifier Design & Measurement)

圖片來源cascademicrotech & keysight

Calibration Co-Plane (mechanism)

探針量測之前，第一件要做的事情就是將探針，將探針探點校正在同一個平面，步驟大約如下。
1.將鍍金片放置探針台，並將探針下到鍍金片。
2.調整探針台旋鈕，使探針在鍍金片刮出痕跡(注意不要刮太深，探針很容易斷)。
3.如果探針刮出的痕跡如左下圖一樣，代表探針的下方的G探針比上方的S、G探針接近平面，就必須修正水平旋鈕。
4.調整水平旋鈕直到如右下圖一樣，所有刮痕都一樣，即達到探針的GSG共平面。
NOTE:
1.探針的間距越大(Pitch)，以及探針的探點越多(如GS、GSG、GSSG…)，越難達成探針的共平面，怎麼達到探針的共平面，會關係到之後校正的品質，如果有機會玩到探針台，讀者再慢慢體會。
2.使用探針台，由於量測都是小尺度的元件，所以都會使用顯微鏡去看探針及代測物的相對位置，所以要適應顯微鏡看到的空間感，這部分需要練習去習慣。