电荷耦合器件（Charge coupled device,CCD）图像传感器作为主流的成像器件的一种,主要就是把光电信号变成电流电压信号,然后经过放大器放大,把目标物体显示出来的一种微型高端芯片。CCD的应用十分广泛,民用上比如家用卡片照相机、手机摄像头、行车记录仪、物业安防等;在军事上比如远程定位系统、红外遥感系统、隐形目标探测等;CCD在现代武器装备上应用也特别的多,尤其在卫星、航天器、微光夜视、导弹巡航。可以这样说,CCD就是武器装备上的眼睛,随时能观察到对方的行踪与轨迹,是现代武器上非常核心的芯片。随着近几年高科技的发展,CCD国产化进程也加速发展,解决卡脖子实现自主可控的趋势越来越明显,CCD图像传感器质量的好坏直接关系着武器装备的稳定性与可靠性。因此CCD芯片在工艺制作中出现任何问题,都会影响CCD器件的性能与稳定性。如果工艺控制不稳,制造过程中产生了缺陷就会直接导致CCD器件失效。工艺控制监控（process control monitor,PCM）是一项全面反映生产线工艺状况的工艺控制技术,为了避免生产的CCD图像传感器失效,在CCD研制前期在晶圆上设计一种稳定可靠的PCM监控单元进行工艺控制监控,准确的找到芯片工艺制作中出现的异常状况,用于CCD图像传感器工艺状态的监控和改善,是非常必要的。本论文以背照式CCD、多光谱CCD图像传感器等芯片为主要的研究对象,开展其PCM技术研究。PCM实现的硬件主要包括:控制器终端模块、测试仪器平台、测试探头、探针台和晶圆承载台系统等。采取的主要技术手段是在成熟的CCD工艺线上流片过程中,在晶圆的空白处加入PCM结构单元,获取工艺过程中的芯片的方块电阻、接触电阻、MOS管开启电压、沟道电势、对准精度等监控数据,并对大量测试数据做分析处理找到最佳的参考值作为工艺控制判据,实现芯片制作中工艺状态的实时监控。本文是根据中电44所CCD工艺线运行的实际情况,结合集成电路制造的通用设计方法,设计出的一种适合六英寸CCD芯片生产线的工艺控制监控单元。该PCM技术在CCD工艺线上已经成功使用,对CCD图像传感器成品率的提升起到了十分关键的作用,成品率从原有的70%提高到了85%。同时为CCD新器件研制、新工艺开发、器件失效分析、工艺问题定位等方面,奠定了坚实的监控数据分析基础。