低温设备

低温技术日渐红火

近年来，在低温（低于约123K，或-150℃）环境下，使用晶圆上超导材料，其他新型材料和传统半导体已显著增加。创新的新型传感器利用极低温度下的独特材料特性来检测各种物理现象，如红外辐射，磁场，X射线等，适用于医疗保健，国防，工业自动化和天文学等诸多领域。量子计算和超导逻辑领域的最新发展有望在未来的计算中获得显著的功效和性能提升。还有更多的低温应用和设备正在筹备中。

FormFactor在将这些技术推向市场方面发挥了积极作用，自2000年以来生产的高性能低温和真空探针台系统，具有无与伦比的自动化功能，可支持从学术研究到工业生产的各种活动。

低温图像传感器具有最佳的热探测能力

如今，高性能热成像广泛应用于监视/安全，夜视，遥感，气象，军事威胁和目标探测，体热分析，天文学等。这些系统使用基于冷却红外传感器的FPA（焦平面阵列）。低温环境可降低热噪声，使这些探测器阵列可提供更高的分辨率和灵敏度。

冷却红外传感器采用不同材料制成，可以适用于从近红外（NIR）到远红外（LWIR）的各种波长范围，包括硅及多种III-V化合物（InGaAs，InSb，InAsSb，InAs / GaSb等）。通常设计为量子阱光电探测器，MCT（碲化汞镉）和超导光子探测器技术，包括YBCuO，GdBO3，MgB2等。在晶圆上测试这些应用低温技术的产品需要低温探针台系统。

超低温电路有可能给计算领域带来革命

今天，行业巨头和初创公司都在大力投资超导技术的新用途 - 应对未来的计算基础设施的巨大挑战，这些设施将影响到我们对数据，计算能力和互联设备不断增长的需求。量子计算（基于量子比特）有望把人工智能，复杂系统优化，医学分子建模，密码学等带入一个全新的时代。使用RSFQ（快速单通量量子），RQL（互易量子逻辑）或类似新逻辑系列的冷超导CPU有望减少巨大能量和热量问题对HPC（高性能计算）超级计算机和超大规模数据中心的增长和位置需求的限制。

这些新型超低温处理器需要存储器，而且为了保持其能耗优势，存储器系统也必须是低温运行的。超导存储器的面市还需要几年时间；不过，研究表明：传统 CMOS DRAM 结构可在诸如 77K 等超低温度下非常有效地使用。超低温晶圆测试是必需的，以精细地调整工艺并鉴定存储组件具备在这些温度条件下使用的资质。

应对超低温挑战需要专业化的探针台系统

低温测试环境首先需要一个真空腔室，以提供合适的密封和排空的环境。使用液氮或液氦或其他制冷方法的低温恒温器可将温度降至77K或更低;电阻加热器，低温等级温度传感器和温度控制器完成温度调节。信号通路，光学成像系统和探针定位器控制都需要特殊处理才能进入极端真空/低温环境。安全，振动和样品安装也为真空/低温条件带来了新的挑战。当温度下降时，冷凝和颗粒也是独特的复杂影响因素。甚至探针也必须采用独特设计以用于低温条件。最后，尽管许多解决方案仅用于只有少量通道的单个小型切片样品，但工艺和产品认证仍需要更高级别的工具。大批量测试需要一个大型腔室，用于完整的晶圆样品，多通道低温探针卡，一个软件控制的晶圆载物台，用于跨晶圆表面的分步重复测试，以及其他一些功能，以最大限度地提高测试产能。