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UN EXPERT À VOTRE SERVICE :

Solutest conçoit et réalise des logiciels pour bancs de test automatiques, systèmes d’acquisition et de traitement de données. Nous sommes un bureau d’étude spécialisé dans la mesure physique et l’intégration en environnement LabVIEW.

DES PRESTATIONS A LA HAUTEUR DE VOS ATTENTES :

La satisfaction de nos clients est notre priorité numéro une. Nous mettons tout en œuvre afin de fournir des solutions pérennes et évolutives. Nous annotons et documentons systématiquement le code que nous produisons pour vous.

Résistivimètre

Résistivimètre de surface pour le contrôles des dépôts métalliques sur tranche de silicium

Le Challenge:

Créer un instrument de mesure de résistivité de surface à bas coût permettant la cartographie d’une tranche de silicium 150mm.

La mesure de la résistivité de surface d’un matériau conducteur permet en effet d’en calculer son épaisseur. Il devient ainsi possible de caractériser l’homogénéité d’un dépôt en couche mince. C’est un paramètre important dans la fabrication des systèmes sur tranche de silicium.

Le matériel:

- Table motorisée X-Y 150mm LANG MCL
- Source de courant AOIP SN8310
- Multimètre HP3478
- Tête de mesure Jandel 4 pointes en lignes pour mesure Kelvin.
- Commande de l’électrovanne de l’axe Z à partir du port parallèle du PC et de quelques composants électroniques.

La Solution:

Écriture en LabVIEW des drivers RS232 et GPIB des différents instruments. Écriture d’un logiciel intégrant deux modes:

- Engineering: Scan complet d’une plaque avec une résolution variable pour créer une cartographie (photo du haut).
- Production: Mesure sur 5 ou 9 points de la plaque avec indicateurs statistiques.

Polymères

Banc de test production multifonctions pour polymères

Le Challenge:

Créer un appareil de production, simple d’utilisation permettant d’effectuer des mesures de contrôle sur des feuilles de polymères et capable de déterminer si l’échantillon testé est conforme ou non par un statut simple. Effectuer en outre les 4 mesures suivantes:

- Épaisseur de la feuille de polymère
- Courbe rhéologique.
- Adhésivité naturelle du polymère.
- Adhésivité de la couche de collage inférieure.

Le matériel:

- Un PC fonctionnant sous Windows XP
- Une Carte contrôleur de moteur pas à pas National Instruments PCI 7330
- Une unité de puissance pour moteur pas à pas National Instruments MID 7604
- Actionneurs linéaires MICOS VT-80 pour le déplacement en X de l’échantillon a analyser et le déplacement en Z de la sonde de force.
- Une sonde de force Omega LCFA 50g monté sur l’actionneur Z pour la mesure rhéologique.
- Une Carte d’acquisition National Instruments PCI 6230
- Différents éléments mécaniques permettant le montage de tous les éléments.


La solution:

A partir de LabVIEW, créer un logiciel de production avec les caractéristiques suivantes:
- Interface graphique simple avec écran tactile.
- Identification par mot de passe de l’opérateur .
- Configuration des mesure à partir d’une bibliothèque de matériaux.
- Analyse automatique des mesures et indication pass ou fail consécutive a la mesure.
- Création et archivage du rapport sous Excel.

Wafer Testing

Logiciel de pilotage pour prober avec affichage de la cartographie des tranches.

Le Challenge:

Le test de microsystèmes sur tranche silicium s’effectue à l’aide d’une machine appelée « prober » en Anglais (v. photo plus bas). Ces machines sont capables de positionner des tranches de silicium allant jusqu’a 300mm de diamètre à quelques micromètres près. Cela permet d’établir le contact électrique avec les systèmes à tester sur la plaque. Chaque plaque peut contenir plusieurs milliers de composants à tester. Le test d’une seule plaque peut donc prendre de quelques heures à plusieurs jours. La robustesse du système est donc un facteur clé de la réussite d’un tel projet.

Le Matériel:

- Deux prober Electroglas 4090 et 2001CX devant fonctionner avec le même logiciel.
- Un PC équipé d’une carte NI GPIB pour pour piloter le prober via le logiciel.
- Différentes cartes de mesures PCI nécessaires au test des microsystèmes.


La solution:

Un logiciel implémenté en LabVIEW et fonctionnant sur le PC qui réalise les taches et fonctions suivantes:
- Génération de la cartographie exacte des plaques (mapping) à partir des données de la CAO.
- Pilotage du prober afin de tester tous les éléments du mapping.
- Chargement dynamique des séquences de test pour une gestion simple des configurations produits.
- Possibilité d’échantillonnage des puces a tester par zone et par type pour test statistique.
- Archivage automatique des données de mesure.
- Gestion Multi-Utilisateurs avec droits d’accès.

Recherche

Banc de recherche pour le test des semi-conducteurs.

Le Challenge:

Le test des semi-conducteurs sur tranche de silicium (wafer) nécessite d’établir un contact électrique avec les circuits gravés sur la plaque. Ce contact est établi physiquement via ce que l’on appelle une « carte à pointes ».
Une carte à pointe est un ensemble de pointes de quelques dizaines de micromètres de diamètre qui sont solidaires les unes des autres et qui sont disposées suivant une configuration propre au circuit à tester.

Chaque fois qu’un contact électrique est établi entre les pointes de la carte à pointes et les pads de connexion des circuits, une fraction du matériau constituant ces pads est arraché, polluant ainsi les pointes et la plaque de silicium par des débris de matière. Ces débris de matière s’accumulent sur les pointes et finissent par dégrader la qualité du contact électrique (Rcontact).

Afin de garder les pointes propres et d’éviter au mieux la pollution de la plaque par des débris de matière les pointes doivent être régulièrement nettoyées en les insérant dans un matériau abrasif retenant les débris. La résistance de contact retrouve alors une valeur faible.

Si les pointes ne sont pas nettoyées assez régulièrement le rendement des puces bonnes sur la plaque chute car des circuits sont alors rejetés à tort. Si le nettoyage a lieu trop souvent le temps de test et l’usure des cartes à pointes augmente ce qui augmente le coût du test. Il convient donc de déterminer la fréquence de nettoyage optimale des pointes de test. Celle-ci peut varier dans de grandes proportions en fonction des matériaux constituants les pads et les pointes de test mais aussi en fonction des procédés de fabrication des circuits.

Afin d’optimiser rapidement les paramètres de nettoyage des pointes de test et d’étudier les interactions entre les pointes et les pads de test d’une part et les interactions entre les pointes et les matériaux de nettoyage d’autre part il fallait construire un banc permettant de simuler le test des semi-conducteurs et permettant la mesure des paramètres dont l’accès n’est pas possible sur une chaîne de test en production.

Le matériel:

- Un capteur de force Transducer Techniques relié à une carte d’acquisition National Instruments permettant de mesurer la pression de la pointe sur le pad de test. Le capteur de force est lui-même solidaire d’un actionneur en Z permettant de lever ou de baisser la pointe sur le pad de test et d’effectuer ainsi des touchdowns.
- Un chuck régulé en température (-100 a +400 degrés Celsius) fourni par Instec. Le substrat de silicium contenant les circuits à tester est maintenu au chuck par vide d’air. Le chuck est monté sur une table X-Y permettant de le déplacer et d’amener ainsi sous la pointe de test les pads de test ou les matériaux de nettoyage.
- Un contrôleur d’axe National Instruments PCI-7334 équipé d’une unité de puissance MID 7604 pour le contrôle des actionneurs X, Y et Z.
- Un sourcemetre Keithley K2400 afin de réaliser des mesures électriques en tension ou courant et caractériser ainsi le Cres.
- Une camera vidéo haute résolution reliée à une carte Firewire NI-IEEE 1394.

La solution:

- Un instrument de recherche unique dans le domaine du test des semi-conducteurs avec une interface logicielle implémentée en LabVIEW permettant de réaliser les fonctions suivantes:
- Mesure de la force nécessaire à l’insertion des pointes de test dans les matériaux de nettoyage.
- Mesure de la résistance de contact en fonction de la force appliquée à la pointe.
- Visualisation de l’accumulation des débris sur les pointes en fonction du nombre de touchdowns.
- Visualisation de l’usure des pointes en fonction du nombre de touchdowns dans le matériau de nettoyage.
- Simulation des fonctions de probing permettant de reproduire en laboratoire les conditions de test rencontrées en production.

Pour en savoir plus sur ce banc de recherche vous pouvez télécharger la présentation suivante sur le site de l’IEEE Semiconductor Wafer Test Workshop:

- « Novel Methodologies for Assessing On-line Probe Process Parameters » (J. Broz, B. Blanc, G. Humphrey, R. Moore, P. Mui)
- « Optimisation des procédés de test des semi-conducteurs » (Brice Blanc, Solutest)

Profilométrie

Profilomètre 2D pour la caractérisation de surface.

Le Challenge:

Réaliser à moindre coût un instrument capable de former des images 3D permettant de déceler des défauts de surface de l’ordre du micron.

Le matériel:

- Table à déplacement X-Y pour scan 2D de la surface à mesurer composé d’actionneurs linéairesMicos VT-80.
- Carte contrôleur d’axe National Instruments PCI-7334 et MID 7604 pour le contrôle de la table X-Y et le contrôle de l’axe Z.
- Une cellule de mesure laser Keyence LKG et son contrôleur LKG3001V. La cellule est montée sur l’axe Z pour amener son faisceau laser dans la zone de mesure.
- Une carte NI PCI-6515 pour l’interfaçage direct du bus binaire du contrôleur LKG avec le système.


La solution:

- Une cible PC temps réel intégrant la carte contrôleur de moteur pas à pas et la carte PCI-6515 fonctionnant sous LabVIEW real time afin de synchroniser parfaitement le déplacement et la mesure laser à pleine vitesse de déplacement.
- Caractérisation de la surface avec une résolution en Z de 20 nm et une résolution en X-Y de quelques micromètres.

IHM

IHM pour capteurs environnementaux

Le Challenge:

Créer une interface graphique accueillante, conviviale et répondant à une charte graphique précise permettant d’afficher et d’enregistrer les valeurs délivrées par des capteurs de données environnementales (température, humidité, taux de CO2, luminosité).

Les capteurs envoient leurs données de manière asynchrone suivant un protocole propriétaire qui utilise la technologie de transmission radio ZigBee.

Le nombre de capteurs est à priori inconnu. Lorsque des données en provenance d’un capteur non référencé sont reçues par l’IHM, une entrée est créée dans le sélecteur de capteur de l’application. De même, les entrées sont détruites si l’IHM de reçois pas de données de la part des capteurs dont elle dépendent au bout d’un temps configurable.

Le matériel:

Cette application ne requit pas de matériel particulier outre quelques capteurs et une clé ZigBee USB nécessaire pour les besoins du développement.

La solution:

Utiliser l’environnement de programmation LabVIEW pour développer l’application. Le haut niveau de configuration des indicateurs de face avant a permis de développer une interface correspondante à la charte graphique souhaitée par le client. Certains indicateurs qui n’étaient pas disponibles en standard dans la palette LabVIEW ont put être développés grâce aux fonctions de dessin de LabVIEW (indicateurs avec couleurs interpolées).

Vue de l'interface graphique