您的位置: 主页 > VR虫洞 > 奇猴:基于分区独立温度控制的探针台卡盘温度均匀性研究

奇猴:基于分区独立温度控制的探针台卡盘温度均匀性研究

时间: 2018-11-24阅读:

摘 要: 在半导体测试的高低温测试中需要有效地保证探针台卡盘表面温度的均匀性。利用基于有限元方法的仿真软件ANSYS Workbench对探针台卡盘冷却层进行建模,研究表面温度场分布情况。同时,对探针台卡盘表面各区域进行温度测试获取探针台卡盘温度分布。仿真结果和实验结果一致,表明探针台卡盘表面中心位置温度最高,距离卡盘中心位置距离越远,温度越低。基于现有探针台卡盘均匀加热下表面温度分布的状况,提出加热板实施分区独立温度控制,从而改善探针台卡盘表面温度的均匀性,提高探针台高低温测试的精确性。

关键词: 探针台; 有限元方法; 均匀性; 分区控制; 半导体; 温度测试

中图分类号: TN876?34; TP23 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2018)16?0013?04

Abstract: During the high?low temperature test of the semiconductor, the temperature uniformity for the chuck surface of the probe station must be guaranteed. The finite element method based simulation software ANSYS Workbench is used to build the model for the chuck cooling layer of the probe station, so as to conduct research on distribution of surface temperature fields. Temperature test is performed for each area of the chuck surface of the probe station, so as to obtain the temperature distribution for the chuck of the probe station. The simulation result, in consistency with the experimental result, shows that the temperature at the central position of the chuck surface of the probe station is the highest, and the further the position from the central point of the chuck is, the lower the temperature becomes. On the basis of the surface temperature distribution after uniform heating of the current chuck of the probe station, the partition independent temperature control of the heating panel is proposed, so as to improve the temperature uniformity of the chuck surface of the probe station and accuracy of the high?low temperature test of the probe station.

Keywords: probe station; finite element method; uniformity; partition control; semiconductor; temperature test

0 引 言

探针台测试台作为接触式测试探针台,依靠探针触点与芯片电极之间的机械接触实现测试器件与被测器件之间的机?电连接,从而完成对器件的电参数和逻辑功能测试[1]。在半导体和敏感元件的功能参数和工艺测试、失效分析及可靠性试验中,对器件进行高、低温测试已是必不可少的检测条件[2]。如果探针台卡盘在进行高低温测试时温度分布不均匀,则会造成探针台测试结果的误判和漏判。姚杰等对IMD膜片加热均匀性进行了研究[3],提出对加热板实施分区独立温度控制,从而改善膜片加热温度的均匀性。杨宁等通过对ALD反应腔采取分区加热的方法[4],使用具有抗积分饱和功能的PID控制器,加上前馈补偿PID控制算法,很好地解决了反应腔内温度均匀性问题。目前均未对探针台卡盘的温度场分布及均匀性进行分析,而器件在进行高低温测试时,探针台卡盘温度的分布均匀性对测试结果有决定性的作用。为此,本文在探针台卡盘热平衡理论的基础上,基于有限元方法,在ANSYS Workbench中对探针台卡盘冷却层进行建模,研究探针台卡盘表面的温度分布,同时,对探针台卡盘表面各区域进行温度测试获取探针台卡盘表面温度分布情况。基于探针台卡盘表面温度分布情况,提出对探针台卡盘进行分区温度独立控制来改善卡盘温度分布的均匀性。

1 探针台卡盘热平衡模型

目前市场上探针台卡盘温度通过温度控制器进行控制,其中,通常使用由温度控制器控制的液氮制冷系统进行降温。探针台卡盘分为冷却层和加热层,其示意图见图1。当探针台卡盘温度低于预设测试温度时,温度控制器控制加热层中半导体热电偶电路加热工作,对卡盘进行加热;当探针台卡盘高于预设测试温度时,温度控制器控制冷却层中冷却液(液氮)流量,液氮流动过程中,吸取周围热量,达到使卡盘降温的目的。其中,液氮的沸点是-196 ℃,比空气和氧的沸点低,是透明且易于流动的液体,它既不爆炸也无毒性,是低温技术中最常用的安全冷却剂或预冷剂[5],已经越来越多地应用在医疗、食品、航空和冶金等领域[6?8]。

上一篇:爱情保卫战海霞姐:融入用户特征的网站界面艺术设计研究
下一篇:没有了

相关阅读