半导体工艺测试设备应用技术探讨

摘 要：制作半导体工艺的时候，工艺流程的不同和不同的工艺参数制作出来的半导体工艺差别非常大，所以在进行半导体工艺生产的时候应该使用设备仪器对其进行测试，对半导体工艺及时的进行监控，之后根据所使用的测试工具对半导体工艺进行需求测试，从而做半导体工艺测试设备应用技术的研究。

关键词：半导体工艺；测试设备；应用技术

一、半导体工艺的研究背景

所谓半导体工艺，就是通过晶片对原材料实现一系列的化学操作或者物理操作，从而制作出所需要的物品器件，比如实验室需要的二极管以及集成电路等，这些半导体工艺类型可以分为四大类，第一类是薄膜工艺类型，第二类为刻印工艺类型，第三类是刻蚀工艺类型，最后一个类型是掺杂工艺，之后在这四大类型基础上对工艺的参数以及研究工艺的技术进行不同程度的加减以及变换，并利用有限的工艺流程进行不断的重复循环，从而实现产品的生产，但是半导体工艺测试设备是非常重要的，他是对半导体工艺过程中充当监控的角色，是对工艺线的重要补充，半导体工艺测试设备应用技术有半导体自身的特殊性，根据这个课题我们展开相应的叙述讨论。

二、半导体工艺的需要

半导体元件制造的过程分为两个过程，第一个过程称之为前道过程，也就是对半导体的晶圆制造过程进行监控，一直到晶圆制造过程完成，第二个过程称之为后道工程，他包括对半导体的封装以及半导体的成品测试，对半导体的成品测试主要是对半导体的各个性能参数进行测试，其中包括对电流的测试，对电压的测试，对光学性能参数的测试，从测试的过程中选择最合格的半导体器件，对于半导体来说，它的制造工艺属于精细加工，每一项的加工工艺都有与其对应的技术要求参数，对实际的半导体工艺使用不同的设备进行测试，之后进行数据相似值的参数进行调整，使其可以在合格的基础上对制造的晶片提供进一步的工艺，对于前道工艺来说，应该按照基本的四大类工艺的需要进行设备的配置。

（1）需要说明的第一类工艺制造为薄膜工艺制造，制造的过程分为五大部分，分别为氧化过程、多晶硅测试过程、氮化硅形成过程以及溅射与蒸发过程。在进行工艺制造的时候应该首先对构成污染的杂质以及金属进行检测，之后对所制作的薄膜的厚度进行检测，并对检测的过程进行及时的监控。值得注意的是薄膜工艺的测试设备主要测试工艺如何应用，因为薄膜工艺的过程大部分在较高的温度下进行工作，之所以在高温环境下进行工作是因为较高的温度可以将一些金属以及其他污染的杂质渗透到晶片之中，从而改变不可控器件的参数，此外，晶圆如果已经受到了污染，那么在高温条件下进行薄膜工艺的制作，可以有效的将金属杂质在晶片中挥发出来，此时应该注意的是挥发出来的金属杂质会不会对环境造成二次污染，所以晶片进行薄膜工艺制作前后都应该根据检验要求对其进行沾污方面的测试，其次还应该对晶片的厚度以及晶片的质量根据检验标准要求进行检测，最后还应该对精品进行应力方面的测试以及晶片在高温环境下翘曲度的测试。

（2）其次为掺杂工艺的制造过程，它的制造过程包括扩散过程、离子注入过程以及退火过程，在进行这一系列过程的时候应该对晶片所含的杂质进行浓度方面的检测、掺杂深度方面的检测以及掺杂之后电阻率方面的检测等，并及时对这些工艺的过程进行监控，随着科学技术的不断发展，所要求的器件尺寸也在不断的缩小，因此为了方便较小器件的制作，人们研究出了注入离子的工艺，这种工艺的应用使得硅晶圆中的杂质分布更加均匀，数量更好控制，但是如果注入的方式有误，那么可能会影响器件整体的特性，对此我们应该对收集的杂质进行检测。

（3）我们所说的刻印以及刻蚀过程是对器件外形的处理以及对器件外形进行涂胶以及光刻还有器件后期的显影、刻蚀工艺的过程。需要对整个线条的均匀性以及缺陷性进行检测监控，这里检测的主要仪器为显微镜，通过显微镜可以初步的对晶片进行判断，从而发掘晶片存在的一些问题，得到及时的处理。

三、半导体工艺测试设备的具体应用

半导体器件的制作过程主要是对半导体的成品进行质量监控，通过对检测设备的参数进行调整测试相应的器件，工艺过程越复杂，要求越高所得到的质量要求就越高，设备监测的精密度就越高。对颗粒度进行测试的时候应该选择光照良好的条件下，射线的所形成的角度与所测颗粒的直径为反比关系，一般来说，颗粒分析仪器主要是光路系统进行检测，所测试的样品比较分散，操作系统比较繁琐，光路系统的设计性与光路系统的优化性最大限度的决定了测量结果的重现性能与准确性能。

四、总结

由此看来，半导体工艺测试设备的应用会随着我国科学技术的不断进步而不断的增加测试难度，由原来的粗略估计到未来的精密测试，测试设备也会相应的进行着更新。生产的半导体体积越小，检测的要求度就越高，杂质的分散度就越严格。

參考文献

[1]蔡颖岚，胡伟，张经洪等.半导体工艺测试设备应用技术研究[J].设备管理与维修，2018，（12）：147-149.

[2]翟玥.功率器件用150mm高性能硅外延材料的工艺研究[J].科技创新与应用，2017，（1）：37-38.

作者简介：

祁峰（1988-），男，民族：汉族，籍贯：辽宁省北票市，学历：本科，职称：工程师，研究方向：自动化

（作者单位：沈阳芯源微电子设备股份有限公司 辽宁省沈阳市）