【摘 要】
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半导体产业是现代信息产业的基础,晶圆掺杂的均匀性直接关系到信息产业尤其是集成电路的质量。而方块电阻是表征晶圆掺杂均匀性的重要而又直接的参数,是衡量半导体生产工艺的
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半导体产业是现代信息产业的基础,晶圆掺杂的均匀性直接关系到信息产业尤其是集成电路的质量。而方块电阻是表征晶圆掺杂均匀性的重要而又直接的参数,是衡量半导体生产工艺的重要指标之一。目前,国际上测试硅晶圆方块电阻的方法主要是四探针测试技术,且其智能化、自动化、集成化程度高,但国内四探针测试仪普遍存在测试速度慢,自动化程度低,无法准确定位等不足,与国外差距较大。基于此,本论文致力于设计一款自动化和集成化程度较高的、基于四探针技术的新型方块电阻测试仪。本系统设计基于经典的四探针技术,使用带细分控制的步进电机驱动载片台水平方向精确运动,采用直线电机和配重方式控制探头垂直方向运动,以在晶圆上精确定位测点;控制方面,以STM32单片机为核心,设计具有友好人机界面的触摸屏实现对测点定位、测试量程自动匹配、自动测试和数据处理,最终以多种形式输出结果、测量单元中,恒流源使用精密运放,配合具有20位模数转换的电压测量电路和以负反馈方式实现电流的稳定输出;同时,为实现装置的产品化,设计专用电源电路和保护电路。通过调试和实际测量,系统达到预期目标:能完成对2英寸~8英寸晶圆多至49点的方块电阻自动布点测试;方块电阻测量范围:20?/sq~20k?/sq,重复性精度达±2%;测试速度达到?5.02 s/point;本系统较好实现四探针测试仪的自动化和集成化,在一定程度上弥补国内方块电阻测试仪的不足,有较大的应用价值。
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