半導體工藝測試設備應用技術探討

摘 要：制作半導體工藝的時候，工藝流程的不同和不同的工藝參數制作出來的半導體工藝差別非常大，所以在進行半導體工藝生產的時候應該使用設備儀器對其進行測試，對半導體工藝及時的進行監控，之后根據所使用的測試工具對半導體工藝進行需求測試，從而做半導體工藝測試設備應用技術的研究。

關鍵詞：半導體工藝；測試設備；應用技術

一、半導體工藝的研究背景

所謂半導體工藝，就是通過晶片對原材料實現一系列的化學操作或者物理操作，從而制作出所需要的物品器件，比如實驗室需要的二極管以及集成電路等，這些半導體工藝類型可以分為四大類，第一類是薄膜工藝類型，第二類為刻印工藝類型，第三類是刻蝕工藝類型，最后一個類型是摻雜工藝，之后在這四大類型基礎上對工藝的參數以及研究工藝的技術進行不同程度的加減以及變換，并利用有限的工藝流程進行不斷的重復循環，從而實現產品的生產，但是半導體工藝測試設備是非常重要的，他是對半導體工藝過程中充當監控的角色，是對工藝線的重要補充，半導體工藝測試設備應用技術有半導體自身的特殊性，根據這個課題我們展開相應的敘述討論。

二、半導體工藝的需要

半導體元件制造的過程分為兩個過程，第一個過程稱之為前道過程，也就是對半導體的晶圓制造過程進行監控，一直到晶圓制造過程完成，第二個過程稱之為后道工程，他包括對半導體的封裝以及半導體的成品測試，對半導體的成品測試主要是對半導體的各個性能參數進行測試，其中包括對電流的測試，對電壓的測試，對光學性能參數的測試，從測試的過程中選擇最合格的半導體器件，對于半導體來說，它的制造工藝屬于精細加工，每一項的加工工藝都有與其對應的技術要求參數，對實際的半導體工藝使用不同的設備進行測試，之后進行數據相似值的參數進行調整，使其可以在合格的基礎上對制造的晶片提供進一步的工藝，對于前道工藝來說，應該按照基本的四大類工藝的需要進行設備的配置。

（1）需要說明的第一類工藝制造為薄膜工藝制造，制造的過程分為五大部分，分別為氧化過程、多晶硅測試過程、氮化硅形成過程以及濺射與蒸發過程。在進行工藝制造的時候應該首先對構成污染的雜質以及金屬進行檢測，之后對所制作的薄膜的厚度進行檢測，并對檢測的過程進行及時的監控。值得注意的是薄膜工藝的測試設備主要測試工藝如何應用，因為薄膜工藝的過程大部分在較高的溫度下進行工作，之所以在高溫環境下進行工作是因為較高的溫度可以將一些金屬以及其他污染的雜質滲透到晶片之中，從而改變不可控器件的參數，此外，晶圓如果已經受到了污染，那么在高溫條件下進行薄膜工藝的制作，可以有效的將金屬雜質在晶片中揮發出來，此時應該注意的是揮發出來的金屬雜質會不會對環境造成二次污染，所以晶片進行薄膜工藝制作前后都應該根據檢驗要求對其進行沾污方面的測試，其次還應該對晶片的厚度以及晶片的質量根據檢驗標準要求進行檢測，最后還應該對精品進行應力方面的測試以及晶片在高溫環境下翹曲度的測試。

（2）其次為摻雜工藝的制造過程，它的制造過程包括擴散過程、離子注入過程以及退火過程，在進行這一系列過程的時候應該對晶片所含的雜質進行濃度方面的檢測、摻雜深度方面的檢測以及摻雜之后電阻率方面的檢測等，并及時對這些工藝的過程進行監控，隨著科學技術的不斷發展，所要求的器件尺寸也在不斷的縮小，因此為了方便較小器件的制作，人們研究出了注入離子的工藝，這種工藝的應用使得硅晶圓中的雜質分布更加均勻，數量更好控制，但是如果注入的方式有誤，那么可能會影響器件整體的特性，對此我們應該對收集的雜質進行檢測。

（3）我們所說的刻印以及刻蝕過程是對器件外形的處理以及對器件外形進行涂膠以及光刻還有器件后期的顯影、刻蝕工藝的過程。需要對整個線條的均勻性以及缺陷性進行檢測監控，這里檢測的主要儀器為顯微鏡，通過顯微鏡可以初步的對晶片進行判斷，從而發掘晶片存在的一些問題，得到及時的處理。

三、半導體工藝測試設備的具體應用

半導體器件的制作過程主要是對半導體的成品進行質量監控，通過對檢測設備的參數進行調整測試相應的器件，工藝過程越復雜，要求越高所得到的質量要求就越高，設備監測的精密度就越高。對顆粒度進行測試的時候應該選擇光照良好的條件下，射線的所形成的角度與所測顆粒的直徑為反比關系，一般來說，顆粒分析儀器主要是光路系統進行檢測，所測試的樣品比較分散，操作系統比較繁瑣，光路系統的設計性與光路系統的優化性最大限度的決定了測量結果的重現性能與準確性能。

四、總結

由此看來，半導體工藝測試設備的應用會隨著我國科學技術的不斷進步而不斷的增加測試難度，由原來的粗略估計到未來的精密測試，測試設備也會相應的進行著更新。生產的半導體體積越小，檢測的要求度就越高，雜質的分散度就越嚴格。

參考文獻

[1]蔡穎嵐，胡偉，張經洪等.半導體工藝測試設備應用技術研究[J].設備管理與維修，2018，（12）：147-149.

[2]翟玥.功率器件用150mm高性能硅外延材料的工藝研究[J].科技創新與應用，2017，（1）：37-38.

作者簡介：

祁峰（1988-），男，民族：漢族，籍貫：遼寧省北票市，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：自動化

（作者單位：沈陽芯源微電子設備股份有限公司 遼寧省沈陽市）