半导体制造过程中的质量数据记录

为了在半导体、陶瓷电容器等电子元件的制造过程中统一产品质量，提高可靠性，质量控制中的温度管理和温度测试至关重要。在半导体制造的每一个工艺流程中，数据采集仪表都承担多种任务。

• 高度可靠的记录仪，保证24小时、365天连续监视与记录
• 与有纸记录仪相比，数字保存质量数据无需备件的替换与维护工作，从而可以降低运行成本。用户还希望通过无纸系统改善无尘室环境，减少粉尘颗粒
• 通过网络功能，可以实现在控制室内集中监视广泛区域内的质量数据
• 制造部门、质量保证部门与开发部门间共享质量数据

半导体制造工艺流程设计范畴广泛，可以分为: 半导体晶圆加工、掩膜图形生成、晶圆处理、封装阶段，以及包括可靠性测试在内的测试阶段。晶圆加工也称为“预处理”，是半导体制造工艺流程的核心部分，包括清洗、热处理(氧化)、沉积、微影蚀刻及离子植入等反复步骤及其他步骤，核心技术是光刻(光刻技术是利用光学复制的方法把超小图样刻印到半导体薄片上来制作复杂电路的技术)。

晶圆加工后的过程称为后置处理，包括封装以及后续步骤。在这个阶段中对半导体薄片进行包装，然后进行可靠性及其他类型的测试。

这些步骤中包括多种过程，如热扩散炉中热处理时的温度监视，预烧及其他可靠性测试中的监视，所以需要多台记录仪与数据采集仪表。这些仪表在其他过程中也得到了广泛应用，如离子植入时监视离子流量，清洗步骤中监视清洗液和水位，以及无尘室中的静电监视。

1. 可靠性评估测试
在封装之后的可靠性测试中，对封装设备进行环境测试，以清除可靠性较差的产品。但是为了减少可靠性测试的时间，需要对这些设备进行热震测试(温度循环测试)以加速测试。许多热震室并行运行，可以测试大量不同类型的产品。使用DAQMASTER MW100执行这项工作，能够得到低成本的简单系统实现集中远程监视。

  1  MW100对4或10通道配置最小化，并且可以通过安装模块增加这个数字。可以在每个热震室
      (高度分散)中安装小型紧凑、低成本、通道少的机型，并且通过以太网集成系统，减少了接线
      工作。
  2  MW100的数据采集功能。每个热震室的测试与质量数据保存在MW100上安装的本地媒体
      (CF卡)，消除了由于通信问题带来的数据丢失风险。
  3  MW100的网络服务器功能，可以通过网络实现测量数据的实时监视。无需安装额外的软件，
      就可以通过网络在IE或其他浏览器上进行监视。
  4  每个测试结束后，保存在本地存储的测试数据会通过MW100的FTP功能向FTP服务器传送。
      每个热震室的测试数据合并成质量记录后可以在一台服务器上集中管理。
  5  MW100标配的查看器软件具有数据转换功能。生成质量报表时，可以使用Excel及其他商业
      电子数据表软件处理数据。
  6  MW100还提供报警信息的接点输出功能以及e-mail提示功能。还可以实现无人看守连续测试。
  7  需要在本体显示器上监视每个热震室的当前测试状态时，可以使用DX100/DX200物质记录仪。
      使用用于DX100/DX200的DAQExplorer软件，数据文件可以自动转换成Excel格式，并通过
      DX的FTP的功能进行传送，省却了数据处理工作。

2. 热扩散炉中的温度控制
热扩散炉广泛用于沉积过程，反应物的原子以气态供应，热扩散后形成pn隔离层。如果温度分布不均匀，将导致热扩散不均匀，质量就会打折扣。所以说热扩散炉中的温度分布是质量控制数据中至关重要的因素。如前边提到的热震测试室，在这种应用中也可以使用MW100或DX100/DX200网络功能，连接广泛分布的数据采集仪表，同时可以节省接线工作。

3. 无尘室环境监视
无尘室的环境直接影响制造产品的质量。为了保持一致的温度和湿度，无尘室中必须连续监视以确保静电不会超过预定值。由于基于纸张的有纸记录仪一般不能用于无尘室，这样MW100和DX无纸记录仪就是理想选择。所有这些型号都具备网络服务器功能，可以远程监视无尘室中的条件状况。

4. 控制清洗液的液位
在半导体制造的很多工艺中都有清洗环节，如光刻、沉积和薄膜形成等工艺，这就需要大量的清洗液和净化水。监视清洗液的用量可以在不影响产品质量的前提下达到节约用水的目的，而且如果流量突然下降到使用范围外时可以进行报警输出。

5. 薄膜形成制程中的数据采集
薄膜形成制程是在晶片表面形成(沉积)介电材料薄膜、半导体薄膜以及金属薄膜的过程。包括溅镀和化学气相沉积(CVD)过程。溅镀技术是用离子撞击铝制靶材，把铝原子一个个溅击出来，然后沉积在晶圆表面。铝原子被离子流溅击出来，所以通过坚实离子流量来基本控制产品质量。而且这个过程是在真空室中进行，所以可以同时监视并记录真空室的真空程度。
CVD技术是供应反应物气体，在晶片表面产生化学反应从而在晶圆表面形成固态薄膜的一种沉积技术。利用热能和电浆放电以催化化学反应。这个过程中的主要测试参数是气体的供应量和反应器中的温度。近来，这个过程中开始采用紫外光照射的快速热处理器，可以达到快速升温的目的，在这种情况下，MX100/MW100完全可以胜任10ms的高速数据采集任务。

MW100:
通道少、高度分布的网络型数据采集器

• 两种数据采集格式，无PC机的独立采集和基于PC机的数据采集系统。本地存储高达2GB(CF卡)
• 模块式构造可以动态构筑数据采集系统，从4或10通道扩展到几百个通道
• 高度分散的设备可以通过网络功能进行集成(标配以太网)
• 支持多种网络功能，包括Web、FTP、e-mail，以及MODBUS/TCP，从而可以与其他平台轻松共享数据
• 高速采样(4通道高速采样模块，10ms采样)

在半导体制造工艺流程中采用具备网络功能的MW100或DX系列仪表，可以帮助用户轻松廉价的搭建系统，实现高度分散却节省配线的数据采集环境，并且能够通过网络进行数据集成，与其他部门共享数据。