目前微波半導體芯片在設計、生產、檢驗和應用等環節需要使用在片（On-wafer）測試設備，但目前各研究機構、單位或公司主要使用國外微波測試產品。而中電科思儀科技股份有限公司生產的的3672系列矢量網絡分析儀可直接應用于On-wafer測試。配合手動探針臺，或半自動探針臺的手動模式，即可滿足部分芯片的On-wafer測試需求，可用于芯片設計測試、芯片高低溫老練等場景。

本文設計了On-wafer測試試驗，搭建基于3672系列矢量網絡分析儀的測試系統，通過對8寸晶圓的某被測件測試，介紹片上校準、片上測試的基本步驟。

1.系統組成

1.1 測試系統

測試系統組成如圖1所示，此系統的主要組成為：

（1）矢量網絡分析儀。型號3672D，頻段10MHz~50GHz；

（2）探針臺。型號：CASCADE 12652B-6；

（3）GSG探針。型號：CASCADE I67-A-GSG-150，間距150μm，2個；

（4）校準件。型號：CASCADE 101-190C，如圖2所示。

1.2被測晶圓

被測晶圓為8寸晶圓，無源元器件，關注的頻率范圍是100MHz-20GHz，晶圓如圖3所示。

圖1  在片測試系統構成

圖2  校準件

圖3  被測晶圓

2 測試流程

2.1 矢量網絡分析儀設置

（1）開啟矢量網絡分析儀預熱充分；

（2）根據測試要求及預測試分析，矢量網絡分析儀的設定值及設置方法如表1所示。

表1 矢量網絡分析儀測試設置及方法

2.2 系統校準

（1）定位及顯示校準片

開啟探針臺，按如圖4所示的步驟依次操作定位校準片位置。

圖4  定位、顯示校準件步驟

（2）顯示及校準探針

探針支架結構如圖5所示，包含四個可調旋鈕控制探針的X、Y、Z和ρ方向，ρ是探針繞Y軸的翻滾角，可調整探針姿態。移動探針并在顯微鏡中觀察直至出現探針的模糊影像；任選一校準件扎下探針，觀察扎痕深淺情況，若扎痕深淺不一致（如圖6所示）需要調整ρ直至深淺一致（如圖7所示）。

圖5  探針支架結構

圖6  扎痕深淺不一致需調整

圖7  扎痕深淺一致

（3）校準設置

矢量網絡分析儀中選擇【校準】→[校準…]→[非向導校準]，根據校準件和被測件，本次校準采用全雙端口SOLT校準。進入校準界面如圖8所示，點擊[選擇校準件]，在彈出窗口中選擇已編輯好的校準件“I67_GSG_150_2”；

圖8  矢量網絡分析儀校準界面

（4）校準