一種高精度溫控電阻測試系統技術方案

本發明專利技術公開了一種高精度溫控電阻測試系統，包括：樣品平臺，用于放置測試樣品，所述樣品平臺設有導熱平面，所述導熱平面上具有熱分散平面，所述測試樣品置于熱分散平面上；加熱器，設于樣品平臺下方，用于將樣品平臺上的測試樣品加熱至測試溫度；紅外成像溫度探測器，用于測量測試樣品表面溫度；探針，用于在測試樣品表面溫度達到測試溫度時，對所述測試樣品進行電阻測試。本發明專利技術可在實時監控樣品表面所有位置溫度值的同時，實現紅外成像溫度探測器的在線校準，從而能夠保證對樣品表面任意位置的電阻測試精度。

A high precision temperature resistance test system

The invention discloses a high precision temperature resistance test system, including: sample platform for placing the test sample, the sample platform is provided with the heat conducting plane, the plane with a heat dispersion plane, the test sample is placed in the heat dispersion plane; heater arranged on the sample platform below for heating test sample the sample on the platform to test temperature; infrared imaging temperature detector for measuring the surface temperature of the test sample; probe to achieve test temperature in the test sample surface temperature, resistance test of the test sample. The invention can realize the on-line calibration of the infrared imaging temperature detector when the temperature values of all the positions of the sample surface are monitored in real time, thereby ensuring the accuracy of the resistance test at any position on the surface of the sample.

【技術實現步驟摘要】
一種高精度溫控電阻測試系統
本專利技術涉及集成電路測試
，更具體地，涉及一種高精度的溫控電阻測試系統。
技術介紹
常規的溫控電阻測試系統使用熱電偶來測試樣品上固定位置處的溫度，并在等待該固定位置處的溫度到達測試溫度后，通過探針機臺的控制系統控制探針接觸樣品表面，進行該溫度下樣品表面不同位置的電阻測試。然而，由于加熱部件/傳熱部件/樣品自身等導致的溫度不均勻性，將導致樣品表面并非所有位置的溫度都達到測試溫度，因此會導致測試誤差。同時，熱電偶自身的精度也相對比較差；當待測樣品使用不同材料時，熱電偶與不同材料之間的接觸特性以及如何在線校準等問題，也會使測試溫度的誤差進一步加大。因此，有必要設計一種高精度的溫控電阻測試系統，以保證樣品表面任意位置處的溫度均勻性，進一步提高測試精度，并可精確地實現在線校準。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種高精度溫控電阻測試系統。為實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種高精度溫控電阻測試系統，包括：樣品平臺，用于放置測試樣品，所述樣品平臺設有導熱平面，所述導熱平面上具有熱分散平面，所述測試樣品置于熱分散平面上；加熱器，設于樣品平臺下方，用于將樣品平臺上的測試樣品加熱至測試溫度；紅外成像溫度探測器，用于測量測試樣品表面溫度；探針，用于在測試樣品表面溫度達到測試溫度時，對所述測試樣品進行電阻測試。優選地，所述導熱平面為金屬導熱層。優選地，所述熱分散平面為石墨烯熱分散層。優選地，所述導熱平面為銅導熱層，所述熱分散平面為在所述銅導熱層表面利用離子注入及高溫退火生成的石墨烯熱分散層。優選地，還包括一可調溫度的標準黑體，用于對所述紅外成像溫度探測器進行在線校準。優選地，通過將測試樣品的測試溫度至少分為低溫/中溫/高溫三個區域，并將可調溫度的標準黑體的溫度分別定義在所需測試的溫度區域范圍內的某一標準溫度，以通過所述紅外成像溫度探測器在對測試樣品表面溫度進行測量的同時，自身得到精確的在線校準。優選地，還包括一控制模塊，用于收到所述紅外成像溫度探測器發出的測試樣品表面溫度達到測試溫度的信號時，控制所述探針移動至所述測試樣品表面指定位置并相接觸，以進行電阻測試。優選地，還包括一測試腔室，用于將所述高精度溫控電阻測試系統封閉于其中進行所述測試樣品的電阻測試。優選地，所述可調溫度的標準黑體耦合于加熱器，作為所述測試樣品的加熱源。優選地，通過可調溫度的標準黑體將所述紅外成像溫度探測器在線校準至測量精度為±0.05℃時，再通過所述紅外成像溫度探測器測量測試樣品表面溫度。從上述技術方案可以看出，本專利技術通過在樣品平臺上設置具有熱分散平面的導熱平面，可進一步加強導熱平面的溫度均勻性，使待測樣品得到均勻升溫，從而使測試精度得到進一步提升；并且，在進行溫度測試時，使用紅外成像溫度探測器對標準黑體和待測樣品分別進行溫度測試，可在利用標準黑體實現在線校準的同時，實時監控樣品表面所有位置的溫度值；當樣品待測位置溫度達到測試溫度時，即可對樣品表面進行電阻測試，而不必等到溫度穩定時再進行測量，從而能夠保證對樣品表面任意位置的測試精度。附圖說明圖1是本專利技術一較佳實施例的一種高精度溫控電阻測試系統結構原理圖。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施方式作進一步的詳細說明。需要說明的是，在下述的具體實施方式中，在詳述本專利技術的實施方式時，為了清楚地表示本專利技術的結構以便于說明，特對附圖中的結構不依照一般比例繪圖，并進行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應避免以此作為對本專利技術的限定來加以理解。在以下本專利技術的具體實施方式中，請參閱圖1，圖1是本專利技術一較佳實施例的一種高精度溫控電阻測試系統結構原理圖。如圖1所示，本專利技術的一種高精度溫控電阻測試系統，至少包括樣品平臺，加熱器，紅外成像溫度探測器，探針等幾個主要部分。請參閱圖1。樣品平臺用于放置測試樣品，例如可以是待測樣品硅片；所述樣品平臺設有導熱平面，所述導熱平面上具有熱分散平面；所述待測樣品硅片置于熱分散平面上。熱分散平面可與所述待測樣品硅片直接接觸。加熱器設于樣品平臺下方，用于在其升溫時、通過樣品平臺作為傳熱部件，將樣品平臺上放置的待測樣品硅片加熱至測試溫度。紅外成像溫度探測器通過接收樣品紅外信號，以測量待測樣品硅片表面溫度。紅外成像溫度探測器可懸設于樣品平臺上方空間，并可調節高度及測量角度。探針用于在待測樣品硅片表面溫度達到測試溫度時，通過與待測樣品硅片表面接觸方式，對所述待測樣品硅片進行電阻測試。探針可連接常規的探針機臺，并可在探針機臺的傳動控制模塊驅動下進行移動。請參閱圖1。所述導熱平面可采用金屬材質的導熱層進行制作；例如，可采用熱傳導性能較佳的銅導熱層作為導熱平面。所述熱分散平面可采用由石墨烯形成的石墨烯熱分散層制作而成。由于石墨烯具有極高的面內熱導率，從而可進一步加強導熱層(導熱平面)表面的溫度均勻性，使得對待測樣品硅片表面進行溫度測量時的測試精度得到進一步提升。作為一較佳的實施方式，所述熱分散平面可通過在所述銅導熱層表面生長的薄層石墨烯熱分散層形成。在制作熱分散平面時，可將銅導熱層作為襯底，利用離子注入的方法，將碳注入到銅導熱層表面；然后通過高溫退火，利用碳析出后成膜的技術，在銅導熱層表面生成石墨烯熱分散層。一般在加熱器開始進行加熱時，其溫度會先快速上升，隨后逐漸緩慢上升并趨近設定溫度(測試溫度)。而熱能經過銅導熱層及石墨烯熱分散層傳導到待測樣品硅片表面時，將使得待測樣品硅片表面溫度比加熱器溫度要低一些，且各部件的溫度變化趨勢也一致。因此，在對待測樣品硅片表面溫度進行實際測試時，如測試溫度為T1，則可將加熱器加熱溫度設定為(T1+T2)，其中T2可為5-10℃。這樣，當加熱器溫度接近(T1+T2)溫度時，其變化開始變緩。由于待測樣品硅片表面溫度會低于加熱器溫度，故在待測樣品硅片表面溫度接近T1設定溫度時，其表面溫度上升趨勢也將變緩。此時，即可利用紅外成像溫度探測器監控整個待測樣品硅片表面的溫度；當待測樣品硅片表面待測位置溫度達到T1時，可通過探針機臺的傳動控制模塊將探針落下，接觸該位置的待測樣品硅片表面，并測試其電阻值。由于利用紅外成像溫度探測器進行測試的過程時間很短，且待測樣品硅片表面溫度變化已經趨緩，而溫度一致性已得到保證，因而不必等到溫度穩定再進行測量，從而能夠保證對待測樣品硅片表面任意位置的測試精度，并且測試得到的電阻值精度也將能得到極大的提升。請參閱圖1。本專利技術的高精度溫控電阻測試系統還包括一可調溫度的標準黑體，該標準黑體用于對所述紅外成像溫度探測器進行在線校準。所述紅外成像溫度探測器接收校準時的標準黑體紅外信號，顯示出對標準黑體的測量結果，將該結果與標準黑體的標準溫度進行對比，從而可得到所述紅外成像溫度探測器的精度等級。為了達到最佳的在線校準效果，可將待測樣品硅片的測試溫度分為低溫/中溫/高溫三個區域，或者更多溫度區域，并在測試時將可調溫度的標準黑體的溫度分別定義在所需測試的溫度區域范圍內的某一標準溫度，即可在通過所述紅外成像溫度探測器對待測樣品硅片表面溫度進行測量的同時，使紅外成像溫度探測器自身得到精確的在線校準，從而解決了現有技術中難以克服的無法對熱電偶進行在線校準的缺陷。為進一步確保測試精度，可在通過可調溫度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高精度溫控電阻測試系統，其特征在于，包括：樣品平臺，用于放置測試樣品，所述樣品平臺設有導熱平面，所述導熱平面上具有熱分散平面，所述測試樣品置于熱分散平面上；加熱器，設于樣品平臺下方，用于將樣品平臺上的測試樣品加熱至測試溫度；紅外成像溫度探測器，用于測量測試樣品表面溫度；探針，用于在測試樣品表面溫度達到測試溫度時，對所述測試樣品進行電阻測試。

【技術特征摘要】
1.一種高精度溫控電阻測試系統，其特征在于，包括：樣品平臺，用于放置測試樣品，所述樣品平臺設有導熱平面，所述導熱平面上具有熱分散平面，所述測試樣品置于熱分散平面上；加熱器，設于樣品平臺下方，用于將樣品平臺上的測試樣品加熱至測試溫度；紅外成像溫度探測器，用于測量測試樣品表面溫度；探針，用于在測試樣品表面溫度達到測試溫度時，對所述測試樣品進行電阻測試。2.根據權利要求1所述的高精度溫控電阻測試系統，其特征在于，所述導熱平面為金屬導熱層。3.根據權利要求1所述的高精度溫控電阻測試系統，其特征在于，所述熱分散平面為石墨烯熱分散層。4.根據權利要求1所述的高精度溫控電阻測試系統，其特征在于，所述導熱平面為銅導熱層，所述熱分散平面為在所述銅導熱層表面利用離子注入及高溫退火生成的石墨烯熱分散層。5.根據權利要求1所述的高精度溫控電阻測試系統，其特征在于，還包括一可調溫度的標準黑體，用于對所述紅外成像溫度探測器進行在線校準。6.根據權利要求5所述的高精度溫控電阻測試系統，其特征在于，通過將測試樣品的測...

【專利技術屬性】
技術研發人員：康曉旭，
申請(專利權)人：上海集成電路研發中心有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31