CN219777762U - 一种用于测试电阻温度系数的装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，包括基板、控温台、样品夹以及测试电路；其中，基板、控温台以及样品夹依次层叠设置，测试电路位于控温台内以及样品夹内。其一，采用上述设置，样品夹可以起到很好的固定作用，能把将待测试样品稳定地固定起来，避免其晃动，从而有助于后续对待测试样品测试的准确性。其二，采用上述设置，测试电路位于控温台内以及样品夹内，而待测试样品是通过样品夹固定的，因此，测试电路可以直接与待测试样品接触，不仅可以降低待测试样品测试的难度，便于测试待测试样品的参数，还可以避免测试过程中的损耗，有助于保证测试结果的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及半导体工艺技术领域，具体涉及一种用于测试电阻温度系数的装置。
背景技术
随着大规模集成电路向深次微米时代发展，制程的可控制范围将变得更加狭窄，对集成电路可靠性的要求也不断提高。集成电路制造商需要更多的在线、实时监控手段来保证生产线上的良率与产品的可靠性。由于对集成电路组件容量要求愈来愈大但相对于芯片尺寸要求愈来愈小，因此，金属互连层在产品的可靠性方面扮演着越来越重要的角色。芯片级的应力迁移测试、恒温电迁移测试与封装级测试是监测金属互连层可靠性的主要方法。但是他们的共同问题是需要几百甚至上千小时的测试周期，这对于快速的在线监测要求来说是不能接受的。
电阻温度系数作为一个反映电阻随温度变化的参数在金属互连线的可靠性测试中被广泛使用。电阻温度系数可以作为一个金属互连层可靠性监测的早期参数，对工艺发展、产品验证以及在线监测进行早期预测。
在新技术工艺的研发过程或在线监测中，我们可以利用电阻温度系数对金属的可靠性进行早期监测与快速评估。但是现有的测试待测试样品台操作复杂且待测试样品固定效果较差，不能满足电阻温度系数的测试要求，需要一种原位变温测试待测试样品台。
因此，如何提供一种使用方便、操作简单、能够把待测试样品牢牢固定住的用于测试电阻温度系数的装置，是现有厂家需要努力攻克的难关。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种用于测试电阻温度系数的装置，能够解决现有的测试待测试样品台操作复杂且待测试样品固定效果较差，不能满足电阻温度系数的测试要求的技术问题。
本申请实施例提供用于测试电阻温度系数的装置，包括基板、控温台、样品夹以及测试电路；其中，所述基板、控温台以及样品夹依次层叠设置，所述测试电路位于所述控温台内以及所述样品夹内。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述样品夹包括两个对称设置的夹持件，所述夹持件包括依次层叠设置的绝缘柱体、金属簧片以及金属螺丝。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述绝缘柱体中空设置。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述串联电路穿过所述绝缘柱体与所述金属簧片连接。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，还包括接线端子，所述接线端子位于所述控温台的一侧，所述测试电路与所述接线端子电连接。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述控温台包括依次层叠设置的控温台基板、加热层以及导热层。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述导热层设有通孔，所述样品夹延伸至所述通孔中，并与所述加热层连接。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述导热层的材质为铜。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述加热层包括热电偶以及电热陶瓷片，所述热电偶以及所述电热陶瓷片同层设置。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，所述控温台基板设有多个槽位，所述热电偶、所述电热陶瓷片以及所述测试电路均位于所述槽位内。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，包括基板、控温台、样品夹以及测试电路；其中，基板、控温台以及样品夹依次层叠设置，测试电路位于控温台内以及样品夹内。其一，采用上述设置，样品夹可以起到很好的固定作用，能把将待测试样品稳定地固定起来，避免其晃动，从而有助于后续对待测试样品测试的准确性。其二，采用上述设置，测试电路位于控温台内以及样品夹内，而待测试样品是通过样品夹固定的，因此，测试电路可以直接与待测试样品接触，不仅可以降低待测试样品测试的难度，便于测试待测试样品的参数，还可以避免测试过程中的损耗，有助于保证测试结果的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的样品夹的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的控温台的结构示意图。
图4a至图4d为本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置的拆解图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，在本申请的描述中，“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征，因此不能理解为对本申请的限制。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置1包括基板11、控温台12、样品夹13以及测试电路14。其中，基板11、控温台12以及样品夹13依次层叠设置，测试电路14位于控温台12内以及样品夹13内。
其中，电阻温度系数有负温度系数、正温度系数及在某一特定温度下电阻值会发生突变的临界温度系数。对于半导体薄膜来说，电阻温度系数是一个和材料的相结构密切相关的参数。对于金属薄膜来说，电阻温度系数是一个与微观结构密切相关的一个参数，在没有任何缺陷的情况下，它具有理论上的最大值。电阻温度系数本身的大小可以表征金属工艺的性能。具体地，电阻温度系数(Temperature coefficient of resistance，TCR)表示电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化，单位为ppm/oC。因此，想要测试待测试样品的电阻温度系数就需要测试待测试样品的实时温度以及待测试样品与所述实时温度对应的电阻。
其中，需要说明的是，控温台12可以对样品夹13夹持的待测试样品进行加热控温，使待测试样品达到所需的温度，然后采用测试电路14可以对待测试样品进行测试，以获取待测试样品的电阻。具体地，通过控温台12以及测试电路14可以测量多组待测试样品的温度以及待测试样品在该温度下的电阻值，接着经过计算与校准，从而可以获取待测试样品的电阻温度系数。
比如，通过控温台12以及测试电路14测量待测试样品在T1温度下的电阻值R1、待测试样品在T2温度下的电阻值R2以及待测试样品在T2温度下的电阻值R3。
其一，根据如下所示的公式即可获取待测试样品的电阻温度系数TCR。
TCR＝(R2-R1)/(T2-T1)＝(R3-R2)/(T3-T2)
其二，还可以采用非线性补偿的方式来获取待测试样品的电阻温度系数TCR。具体地，将待测试样品在T1温度下的电阻值R1、待测试样品在T2温度下的电阻值R2以及待测试样品在T2温度下的电阻值R3放置于一坐标系中，采用非线性补偿的方法获取待测试样品的温度和电阻值的等比例直线，该直线斜率即为待测试样品的电阻温度系数TCR。
其中，需要说明的是，在本申请实施例中，待测试样品主要指的是金属薄膜或者半导体薄膜。
其中，需要说明的是，采用上述设置，样品夹13可以起到很好的固定作用，能把将待测试样品稳定地固定起来，避免其晃动，从而提高后续对待测试样品测试的准确性。
其中，需要说明的是，采用上述设置，其一，待测试样品是通过样品夹13固定的，且测试电路14位于样品夹13内。因此，测试电路可以直接与待测试样品接触，不仅可以降低待测试样品测试的难度，便于测试待测试样品的参数，还可以避免测试过程中的损耗，有助于保证测试结果的准确度。其二，控温台12是用于维持待测试样品的温度，因此可以通过直接测试控温台12加热所使用的部件的温度来获取待测试样品的温度，从而避免测试待测试样品电阻的线路与测试待测试样品温度的线路糅杂，从而有助于提高测试过程的稳定性，且降低用于测试电阻温度系数的装置1的复杂度。
其中，需要说明的是，基板11主要作为用于测试电阻温度系数的装置1整体基础，起到承担用于测试电阻温度系数的装置1其他部件的作用。
其中，基板11的材料为PCB板。PCB板的中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体。
其中，基板11的长度为44～46mm，基板11的宽度为24～26mm，基板11的高度为4～6mm。基板11的具体尺寸由本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置1的具体需求所确定。
其中，需要说明的是，本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置1还包括接线端子15。接线端子15位于控温台12的一侧，测试电路14与接线端子15电连接。
其中，需要说明的是，在申请实施例中，接线端子15位于控温台12的右侧，当然，接线端子15也可以位于控温台12的左侧，在此不作具体限定。
其中，需要说明的是，接线端子15可以连接无线遥控微电脑数字温度控制器，实现控温目的。接线端子15还可以连接RTS-9型双电测四探针测试仪，实现实时电阻的测量。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的样品夹的结构示意图。如图2所示，样品夹13包括两个对称设置的夹持件131，夹持件131包括依次层叠设置的绝缘柱体1311、金属簧片1312以及金属螺丝1313。
其中，需要说明的是，样品夹12通过有机树脂粘结在控温台12上。具体地，绝缘柱体1311通过有机树脂粘结在控温台12上。金属簧片1312通过金属螺丝1313固定在绝缘柱体1311上。两个对称的金属簧片1312用于夹持待测试样品。
其中，需要说明的是，其一，金属螺丝1313和金属簧片1312的材质均为金属，金属可以导电。因此，测试电路14可以通过与金属螺丝1313连接来对待测试样品进行测试。其二，绝缘柱体1311的内部呈中空状，因此，测试电路14可以穿过绝缘柱体1311与金属簧片1313电连接，从而与待测试样品电连接，对待测试样品进行测试。其次，测试电路14不用裸露在外界中，从而不仅能够避免损坏，有助于提高用于测试电阻温度系数的装置1的使用寿命，还能够避免外界环境干扰，提升测试结果的准确度。
其中，两个金属簧片1312之间的间距L1为4～6毫米。两个金属簧片1312之间的具体间距L1由本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置1的具体需求所确定。
其中，需要说明的是，采用上述设置，两个金属簧片1312可以用于夹持边长为7～10毫米且厚度大于100微米的薄膜样品。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的控温台的结构示意图。如图3所示，本申请实施例提供的控温台12包括依次层叠设置的控温台基板121、加热层122以及导热层123。
其中，需要说明的是，控温台基板121用于承载控温台12的其他结构部件。加热层122用于对待测试样品进行加热，导热层123用于做一中间过渡层，避免加热层122直接对待测试样品加热，会导致待测试样品损坏。
其中，导热层123的材质为铜。需要说明的是，导热层123不仅需要传递热量，还需要避免影响测试电路14测试待测试样品电阻的稳定性，因此，导热层123不仅需要具备良好的导热性，还需要具备良好的导电性。当然，导热层123还可以采用其他材质构成，导热层123的具体材质由本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置1的实际需求所确定，在此不作具体限定。
其中，需要说明的是，导热层123的长度为44～46mm，导热层123的宽度为24～26mm，导热层123的高度为4～6mm。导热层123的具体尺寸由本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置1的具体需求所确定。
请参阅图4a至图4d，图4a、图4b、图4c以及图4d均为本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置的拆解图。如图4a至图4d所示，在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置1中，导热层123设有通孔1231，样品夹13延伸至通孔1231中，并与加热层122连接。加热层122包括热电偶1221以及电热陶瓷片1222，热电偶1221以及电热陶瓷片1222同层设置。控温台基板121设有多个槽位1211，热电偶1221、电热陶瓷片1222以及测试电路14均位于槽位1211内。
其中，需要说明的是，热电偶1221是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。从而可以获取加热层122的实时温度，从而可以依据热电偶1221的检测结果控制加热层122的实时温度，进而达到控温的目的。
其中，需要说明的是，电热陶瓷片1222是一种高效热分部均匀的加热器。主要用于对待测试样品进行加热。
在本申请实施例提供的用于测试电阻温度系数的装置中，包括基板、控温台、样品夹以及测试电路；其中，基板、控温台以及样品夹依次层叠设置，测试电路位于控温台内以及样品夹内。其一，采用上述设置，样品夹可以起到很好的固定作用，能把将待测试样品稳定地固定起来，避免其晃动，从而有助于后续对待测试样品测试的准确性。其二，采用上述设置，测试电路位于控温台内以及样品夹内，而待测试样品是通过样品夹固定的，因此，测试电路可以直接与待测试样品接触，不仅可以降低待测试样品测试的难度，便于测试待测试样品的参数，还可以避免测试过程中的损耗，有助于保证测试结果的准确度。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种用于测试电阻温度系数的装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，包括基板、控温台、样品夹以及测试电路；其中，所述基板、所述控温台以及所述样品夹依次层叠设置，所述测试电路位于所述控温台内以及所述样品夹内。
2.根据权利要求1所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述样品夹包括两个对称设置的夹持件，所述夹持件包括依次层叠设置的绝缘柱体、金属簧片以及金属螺丝。
3.根据权利要求2所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述绝缘柱体中空设置。
4.根据权利要求3所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述测试电路穿过所述绝缘柱体与所述金属簧片连接。
5.根据权利要求1所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，还包括接线端子，所述接线端子位于所述控温台的一侧，所述测试电路与所述接线端子电连接。
6.根据权利要求1所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述控温台包括依次层叠设置的控温台基板、加热层以及导热层。
7.根据权利要求6所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述导热层设有通孔，所述样品夹延伸至所述通孔中，并与所述加热层连接。
8.根据权利要求6所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述导热层的材质为铜。
9.根据权利要求6所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述加热层包括热电偶以及电热陶瓷片，所述热电偶以及所述电热陶瓷片同层设置。
10.根据权利要求9所述的用于测试电阻温度系数的装置，其特征在于，所述控温台基板设有多个槽位，所述热电偶、所述电热陶瓷片以及所述测试电路均位于所述槽位内。
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