一种高精度温控电阻测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高精度温控电阻测试系统，包括：样品平台，用于放置测试样品，所述样品平台设有导热平面，所述导热平面上具有热分散平面，所述测试样品置于热分散平面上；加热器，设于样品平台下方，用于将样品平台上的测试样品加热至测试温度；红外成像温度探测器，用于测量测试样品表面温度；探针，用于在测试样品表面温度达到测试温度时，对所述测试样品进行电阻测试。本发明专利技术可在实时监控样品表面所有位置温度值的同时，实现红外成像温度探测器的在线校准，从而能够保证对样品表面任意位置的电阻测试精度。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度温控电阻测试系统
本专利技术涉及集成电路测试
，更具体地，涉及一种高精度的温控电阻测试系统。
技术介绍
常规的温控电阻测试系统使用热电偶来测试样品上固定位置处的温度，并在等待该固定位置处的温度到达测试温度后，通过探针机台的控制系统控制探针接触样品表面，进行该温度下样品表面不同位置的电阻测试。然而，由于加热部件/传热部件/样品自身等导致的温度不均匀性，将导致样品表面并非所有位置的温度都达到测试温度，因此会导致测试误差。同时，热电偶自身的精度也相对比较差；当待测样品使用不同材料时，热电偶与不同材料之间的接触特性以及如何在线校准等问题，也会使测试温度的误差进一步加大。因此，有必要设计一种高精度的温控电阻测试系统，以保证样品表面任意位置处的温度均匀性，进一步提高测试精度，并可精确地实现在线校准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高精度温控电阻测试系统。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种高精度温控电阻测试系统，包括：样品平台，用于放置测试样品，所述样品平台设有导热平面，所述导热平面上具有热分散平面，所述测试样品置于热分散平面上；加热器，设于样品平台下方，用于将样品平台上的测试样品加热至测试温度；红外成像温度探测器，用于测量测试样品表面温度；探针，用于在测试样品表面温度达到测试温度时，对所述测试样品进行电阻测试。优选地，所述导热平面为金属导热层。优选地，所述热分散平面为石墨烯热分散层。优选地，所述导热平面为铜导热层，所述热分散平面为在所述铜导热层表面利用离子注入及高温退火生成的石墨烯热分散层。优选地，还包括一可调温度的标准黑体，用于对所述红外成像温度探测器进行在线校准。优选地，通过将测试样品的测试温度至少分为低温/中温/高温三个区域，并将可调温度的标准黑体的温度分别定义在所需测试的温度区域范围内的某一标准温度，以通过所述红外成像温度探测器在对测试样品表面温度进行测量的同时，自身得到精确的在线校准。优选地，还包括一控制模块，用于收到所述红外成像温度探测器发出的测试样品表面温度达到测试温度的信号时，控制所述探针移动至所述测试样品表面指定位置并相接触，以进行电阻测试。优选地，还包括一测试腔室，用于将所述高精度温控电阻测试系统封闭于其中进行所述测试样品的电阻测试。优选地，所述可调温度的标准黑体耦合于加热器，作为所述测试样品的加热源。优选地，通过可调温度的标准黑体将所述红外成像温度探测器在线校准至测量精度为±0.05℃时，再通过所述红外成像温度探测器测量测试样品表面温度。从上述技术方案可以看出，本专利技术通过在样品平台上设置具有热分散平面的导热平面，可进一步加强导热平面的温度均匀性，使待测样品得到均匀升温，从而使测试精度得到进一步提升；并且，在进行温度测试时，使用红外成像温度探测器对标准黑体和待测样品分别进行温度测试，可在利用标准黑体实现在线校准的同时，实时监控样品表面所有位置的温度值；当样品待测位置温度达到测试温度时，即可对样品表面进行电阻测试，而不必等到温度稳定时再进行测量，从而能够保证对样品表面任意位置的测试精度。附图说明图1是本专利技术一较佳实施例的一种高精度温控电阻测试系统结构原理图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本专利技术的实施方式时，为了清楚地表示本专利技术的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本专利技术的限定来加以理解。在以下本专利技术的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本专利技术一较佳实施例的一种高精度温控电阻测试系统结构原理图。如图1所示，本专利技术的一种高精度温控电阻测试系统，至少包括样品平台，加热器，红外成像温度探测器，探针等几个主要部分。请参阅图1。样品平台用于放置测试样品，例如可以是待测样品硅片；所述样品平台设有导热平面，所述导热平面上具有热分散平面；所述待测样品硅片置于热分散平面上。热分散平面可与所述待测样品硅片直接接触。加热器设于样品平台下方，用于在其升温时、通过样品平台作为传热部件，将样品平台上放置的待测样品硅片加热至测试温度。红外成像温度探测器通过接收样品红外信号，以测量待测样品硅片表面温度。红外成像温度探测器可悬设于样品平台上方空间，并可调节高度及测量角度。探针用于在待测样品硅片表面温度达到测试温度时，通过与待测样品硅片表面接触方式，对所述待测样品硅片进行电阻测试。探针可连接常规的探针机台，并可在探针机台的传动控制模块驱动下进行移动。请参阅图1。所述导热平面可采用金属材质的导热层进行制作；例如，可采用热传导性能较佳的铜导热层作为导热平面。所述热分散平面可采用由石墨烯形成的石墨烯热分散层制作而成。由于石墨烯具有极高的面内热导率，从而可进一步加强导热层(导热平面)表面的温度均匀性，使得对待测样品硅片表面进行温度测量时的测试精度得到进一步提升。作为一较佳的实施方式，所述热分散平面可通过在所述铜导热层表面生长的薄层石墨烯热分散层形成。在制作热分散平面时，可将铜导热层作为衬底，利用离子注入的方法，将碳注入到铜导热层表面；然后通过高温退火，利用碳析出后成膜的技术，在铜导热层表面生成石墨烯热分散层。一般在加热器开始进行加热时，其温度会先快速上升，随后逐渐缓慢上升并趋近设定温度(测试温度)。而热能经过铜导热层及石墨烯热分散层传导到待测样品硅片表面时，将使得待测样品硅片表面温度比加热器温度要低一些，且各部件的温度变化趋势也一致。因此，在对待测样品硅片表面温度进行实际测试时，如测试温度为T1，则可将加热器加热温度设定为(T1+T2)，其中T2可为5-10℃。这样，当加热器温度接近(T1+T2)温度时，其变化开始变缓。由于待测样品硅片表面温度会低于加热器温度，故在待测样品硅片表面温度接近T1设定温度时，其表面温度上升趋势也将变缓。此时，即可利用红外成像温度探测器监控整个待测样品硅片表面的温度；当待测样品硅片表面待测位置温度达到T1时，可通过探针机台的传动控制模块将探针落下，接触该位置的待测样品硅片表面，并测试其电阻值。由于利用红外成像温度探测器进行测试的过程时间很短，且待测样品硅片表面温度变化已经趋缓，而温度一致性已得到保证，因而不必等到温度稳定再进行测量，从而能够保证对待测样品硅片表面任意位置的测试精度，并且测试得到的电阻值精度也将能得到极大的提升。请参阅图1。本专利技术的高精度温控电阻测试系统还包括一可调温度的标准黑体，该标准黑体用于对所述红外成像温度探测器进行在线校准。所述红外成像温度探测器接收校准时的标准黑体红外信号，显示出对标准黑体的测量结果，将该结果与标准黑体的标准温度进行对比，从而可得到所述红外成像温度探测器的精度等级。为了达到最佳的在线校准效果，可将待测样品硅片的测试温度分为低温/中温/高温三个区域，或者更多温度区域，并在测试时将可调温度的标准黑体的温度分别定义在所需测试的温度区域范围内的某一标准温度，即可在通过所述红外成像温度探测器对待测样品硅片表面温度进行测量的同时，使红外成像温度探测器自身得到精确的在线校准，从而解决了现有技术中难以克服的无法对热电偶进行在线校准的缺陷。为进一步确保测试精度，可在通过可调温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度温控电阻测试系统，其特征在于，包括：样品平台，用于放置测试样品，所述样品平台设有导热平面，所述导热平面上具有热分散平面，所述测试样品置于热分散平面上；加热器，设于样品平台下方，用于将样品平台上的测试样品加热至测试温度；红外成像温度探测器，用于测量测试样品表面温度；探针，用于在测试样品表面温度达到测试温度时，对所述测试样品进行电阻测试。

【技术特征摘要】
1.一种高精度温控电阻测试系统，其特征在于，包括：样品平台，用于放置测试样品，所述样品平台设有导热平面，所述导热平面上具有热分散平面，所述测试样品置于热分散平面上；加热器，设于样品平台下方，用于将样品平台上的测试样品加热至测试温度；红外成像温度探测器，用于测量测试样品表面温度；探针，用于在测试样品表面温度达到测试温度时，对所述测试样品进行电阻测试。2.根据权利要求1所述的高精度温控电阻测试系统，其特征在于，所述导热平面为金属导热层。3.根据权利要求1所述的高精度温控电阻测试系统，其特征在于，所述热分散平面为石墨烯热分散层。4.根据权利要求1所述的高精度温控电阻测试系统，其特征在于，所述导热平面为铜导热层，所述热分散平面为在所述铜导热层表面利用离子注入及高温退火生成的石墨烯热分散层。5.根据权利要求1所述的高精度温控电阻测试系统，其特征在于，还包括一可调温度的标准黑体，用于对所述红外成像温度探测器进行在线校准。6.根据权利要求5所述的高精度温控电阻测试系统，其特征在于，通过将测试样品的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：康晓旭，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31