本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种通过测试bjt发射结电压来监控探针台卡盘温度的方法。
背景技术：
目前集成电路制造领域广泛使用探针台进行测试，本文使用的探针台是telprecio的型号，市面上有两种方法可以对探针台卡盘(chuck)进行温度量测。
第一种方法是利用探针台内置在chuck内部的温度传感器进行温度测量，如图1所示，此方法的优点是可以快速实时的测量出探针台chuck的温度。但是这个方法还有一些缺点：(1)温度传感器只设定在某一小块区域，无法量测到探针台chuck所有位置的温度。(2)温度传感器测量几个点温度后进行处理最终只显示一个温度在探针台面板上，无法判断探针台chuck的温度均匀性。(3)当探针台异常时，温度传感器计算处理后的温度值可能有问题，并不是探针台chuck的真实温度。
第二种方法是使用市面上常用的热敏电阻温度测试仪对探针台chuck的各个位置进行温度量测，如图2所示，是热敏电阻温度测试仪实物图，此方法的优点是可以准确、根据用户的需要对探针卡chuck进行温度量测，但是这个方法同样也有一些缺点：(1)一个热敏电阻温度测试仪每次只能测量一个点的温度，需购买多个热敏电阻才可以进行多点的温度量测，因此会导致成本过高。(2)由于每次使用热敏电阻温度测试仪需要打开机台门将它放置在chuck上，频繁的开关机台门会导致大量水汽进入机台，并且在量测低温时，如需要换点测量必须将探针台恢复至常温才可以打开机台门，这样升降温会浪费大量时间。(3)此方法完全人工，效率和标准化程度较低，测量精度不高，耗时较长。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通过测试bjt发射结电压来监控探针台卡盘温度的方法，用于解决现有技术中探针台卡盘温度分布测量精度低，效率和标准化程度低以及量测耗时长的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种通过测试bjt发射结电压来监控探针台卡盘温度的方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供测试晶圆，整片所述测试晶圆按横纵划分为不同区域，每个所述区域分布有bjt器件；
步骤二、将所述测试晶圆置于探针台的卡盘上，根据所述bjt器件对温度的敏感性，对所述测试晶圆上不同区域的所述bjt器件进行发射结电压测试；
步骤三、将测试得到的整片所述测试晶圆上不同区域的发射结电压按所述bjt器件所在区域绘制为数据图；
步骤四、提供所述bjt器件发射结电压与温度的关系式，根据所述发射结电压与温度的关系式，计算所述卡盘的温度分布。
优选地，该方法还包括步骤五、对所述卡盘不同区域进行温度抽检测试，将该抽检测试结果与步骤四中得到的卡盘上对应区域的温度进行对比。
优选地，步骤五中利用热敏电阻温度测试仪对所述卡盘不同区域进行温度抽检测试。
优选地，步骤一中所述测试晶圆上每个区域分布的所述bjt器件为npn型晶体管。
优选地，步骤四中为npn型晶体管的所述bjt器件发射结电压与温度的关系式为：y＝-0.0018x 0.7736，其中y表示发射结电压，x表示温度。
优选地，步骤一中所述测试晶圆上每个区域分布的所述bjt器件为pnp型晶体管。
优选地，步骤四中为pnp型晶体管的所述bjt器件发射结电压与温度的关系式为：y＝0.0017x-0.7739，其中y表示发射结电压，x表示温度。
优选地，步骤二中所述探针台上设有smu量测单元，该smu量测单元的精度为2uv。
如上所述，本发明的通过测试bjt发射结电压来监控探针台卡盘温度的方法，具有以下有益效果：本发明利用bjt器件对温度的敏感性，温度每变化1℃bjt发射结电压数值将变化1.8mv左右。因此，当探针台chuck温度发生细微变化时将明显体现在bjt发射结电压数值上，通过对发射结电压数值的分析可以判断探针台卡盘的温度均匀性。
附图说明
图1显示为现有技术中卡盘上温度传感器位置的示意图；
图2显示为现有技术中热敏电阻温度测试仪实物图；
图3显示为本发明中npn型晶体管vbe数值随温度变化趋势图；
图4显示为本发明中pnp型晶体管vbe数值随温度变化趋势图；
图5显示为本发明完整晶圆各区域vbe数值分布图；
图6显示为本发明探针台卡盘9个区域温度分布示意图；
图7显示为包含图6中晶圆上9个区域的vbe数值的分布图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供测试晶圆，整片所述测试晶圆按横纵划分为不同区域，每个所述区域分布有bjt器件；如图5所示，图5中显示为本发明完整晶圆各区域vbe数值分布图，其中没包含一个vbe(bjt器件的发射结电压)数值的区域对应为所述测试晶圆按横纵划分的一个区域。本发明进一步地，步骤一中所述测试晶圆上每个区域分布的所述bjt器件为npn型晶体管。对于npn管，它是由两块n型半导体中间夹着一块p型半导体所组成，发射区与基区之间形成的pn结称为发射结，而集电区与基区形成的pn结称为集电结，三条引线分别称为发射极e(emitter)、基极b(base)和集电极c(collector)，发射结电压vbe：电压vbe即是指晶体管处于导通状态时的发射结电压，主要决定于发射结的势垒高度，与半导体掺杂浓度和温度有关。对于si-bjt，一般vbe＝0.6v～0.7v。
当环境温度升高时，半导体的费米能级都要向禁带中央移动，同时禁带宽度也变窄，而晶体管发射结的势垒高度是等于p型和n型半导体的费米能级之差，则随着温度的升高，发射结势垒高度降低，从而导致vbe数值减小(即发射结电压具有负温度系数)。发射结电压的温度系数与一般pn结正向电压的温度系数相同，即si-bjt发射结的约为-2mv/k，ge-bjt发射结的约为-1mv/k，下图4是常用bjt器件vbe数值与温度相关性，如图3中npn型晶体管vbe数值随温度变化系数为-1.8mv/k，图4中pnp型晶体管vbe数值随温度变化系数为-1.7mv/k，根据测得vbe数值的差异情况可以判断出探针台卡盘(chuck)的温度均匀性。
步骤二、将所述测试晶圆置于探针台的卡盘上，根据所述bjt器件对温度的敏感性，对所述测试晶圆上不同区域的所述bjt器件进行发射结电压测试；本发明进一步地，步骤二中所述探针台上设有smu量测单元，该smu量测单元的精度为2uv。目前探针台测试端配备了高精度的smu量测单元，精度可以到达2uv，其精度足以检测出bjt器件由温度变化产生的测量值差异。
步骤三、将测试得到的整片所述测试晶圆上不同区域的发射结电压按所述bjt器件所在区域绘制为数据图；该步骤使用测试晶圆进行了bjtvbe测试，并且绘制整片晶圆测试得到的vbe数据图，如图5所示，晶圆左上方vbe数值偏小，右下方vbe数值偏大，根据bjt器件对温度的敏感性可以判断探针台卡盘chuck的温度从左上方到右下方逐渐增加。
步骤四、提供所述bjt器件发射结电压与温度的关系式，根据所述发射结电压与温度的关系式，计算所述卡盘的温度分布。本发明进一步地，步骤四中为npn型晶体管的所述bjt器件发射结电压与温度的关系式为：y＝-0.0018x 0.7736。其中y表示发射结电压，x表示温度。
该步骤中根据图5中晶圆上不同区域的vbe数值，以及所述npn型晶体管的所述bjt器件发射结电压与温度的关系式，将所述vbe数值换算为对应的温度值，因此可以根据所述晶圆上不同区域的vbe数值得到对应区域的温度，相应地可以得到整个卡盘的温度分布。
本发明进一步地，该方法还包括步骤五、对所述卡盘不同区域进行温度抽检测试，将该抽检测试结果与步骤四中得到的卡盘上对应区域的温度进行对比。如图6所示，图6显示为本发明探针台卡盘9个区域温度分布示意图。本发明再进一步地，步骤五中利用热敏电阻温度测试仪对所述卡盘不同区域进行温度抽检测试。选择图6所示的9个区域，该9个区域的温度值量测结果如表1所示：
同时参阅图7，图7显示为包含图6中晶圆上9个区域的vbe数值的分布图。表1测得的探针台温度分布与使用bjtvbe数值反映的温度分布相同，证明了本方法的可行性以及准确性，可以检测出探针台卡盘chuck的温度异常。
本发明还提供另一实施例与上述实施例的不同在于，该实施例中步骤一中所述测试晶圆上每个区域分布的所述bjt器件为pnp型晶体管。进一步地，步骤四中为pnp型晶体管的所述bjt器件发射结电压与温度的关系式为：y＝0.0017x-0.7739，其中y表示发射结电压，x表示温度。如图4所示，图4显示为本发明中pnp型晶体管vbe数值随温度变化趋势图。
综上所述，本发明利用bjt器件对温度的敏感性，温度每变化1℃bjt发射结电压数值将变化1.8mv左右。因此，当探针台chuck温度发生细微变化时将明显体现在bjt发射结电压数值上，通过对发射结电压数值的分析可以判断探针台卡盘的温度均匀性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
1.通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供测试晶圆，整片所述测试晶圆按横纵划分为不同区域，每个所述区域分布有bjt器件；
步骤二、将所述测试晶圆置于探针台的卡盘上，根据所述bjt器件对温度的敏感性，对所述测试晶圆上不同区域的所述bjt器件进行发射结电压测试；
步骤三、将测试得到的整片所述测试晶圆上不同区域的发射结电压按所述bjt器件所在区域绘制为数据图；
步骤四、提供所述bjt器件发射结电压与温度的关系式，根据所述发射结电压与温度的关系式，计算所述卡盘的温度分布。
2.根据权利要求1所述的通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于：该方法还包括步骤五、对所述卡盘不同区域进行温度抽检测试，将该抽检测试结果与步骤四中得到的卡盘上对应区域的温度进行对比。
3.根据权利要求2所述的通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于：步骤五中利用热敏电阻温度测试仪对所述卡盘不同区域进行温度抽检测试。
4.根据权利要求3所述的通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于：步骤一中所述测试晶圆上每个区域分布的所述bjt器件为npn型晶体管。
5.根据权利要求4所述的通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于：步骤四中为npn型晶体管的所述bjt器件发射结电压与温度的关系式为：y＝-0.0018x 0.7736，其中y表示发射结电压，x表示温度。
6.根据权利要求3所述的通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于：步骤一中所述测试晶圆上每个区域分布的所述bjt器件为pnp型晶体管。
7.根据权利要求6所述的通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于：步骤四中为pnp型晶体管的所述bjt器件发射结电压与温度的关系式为：y＝0.0017x-0.7739，其中y表示发射结电压，x表示温度。
8.根据权利要求1所述的通过测试bjt发射结电压监控探针台卡盘温度的方法，其特征在于：步骤二中所述探针台上设有smu量测单元，该smu量测单元的精度为2uv。
技术总结