淺議半導(dǎo)體工藝中超聲波檢測(cè)的應(yīng)用

馬琳

摘要：近年來(lái)，半導(dǎo)體系統(tǒng)整體性能提升，相關(guān)的半導(dǎo)體系統(tǒng)也發(fā)生了較大的變化。尤其是在制造不同類型的半導(dǎo)體時(shí)，我們不應(yīng)丟失與整體器件測(cè)試相關(guān)的設(shè)備和階段。與其他檢測(cè)方法相比，超聲波檢測(cè)被公認(rèn)為獨(dú)特的過(guò)程檢測(cè)優(yōu)勢(shì)。超聲波檢測(cè)有助于認(rèn)真消除檢測(cè)錯(cuò)誤，讓我們專注于提高整體檢測(cè)精度。

關(guān)鍵詞：超聲波檢測(cè);半導(dǎo)體工藝;具體應(yīng)用

引言

在半導(dǎo)體和封裝行業(yè)，復(fù)雜的半導(dǎo)體制造工藝會(huì)產(chǎn)生鉆孔、塑料蜂膠和裂縫等問(wèn)題。業(yè)界常用的非侵入性檢查方法包括超聲波檢查和X射線檢查。超聲波可用于對(duì)各種非侵入性測(cè)試方法、應(yīng)用和半導(dǎo)體技術(shù)的研究進(jìn)行完整比較，我們檢查接收到的信號(hào)并將其與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，以自動(dòng)檢測(cè)半導(dǎo)體系統(tǒng)中的缺陷。然而，由于半導(dǎo)體系統(tǒng)的復(fù)雜性和半導(dǎo)體系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，簡(jiǎn)單的超聲反應(yīng)方法的應(yīng)用是不利的。本文基于超聲波縮放原理，將包括半導(dǎo)體裂紋檢測(cè)在內(nèi)的各種無(wú)損檢測(cè)方法與硅通孔進(jìn)行了比較，研究了各種半導(dǎo)體封包的失效場(chǎng)景，芯片焊接系統(tǒng)探索超聲波檢測(cè)應(yīng)用的價(jià)值并討論半導(dǎo)體技術(shù)中的超聲波檢測(cè)應(yīng)用。

1超聲波檢測(cè)涉及到的基本檢測(cè)理論

超聲波檢查涉及使用超聲波來(lái)檢測(cè)特定材料中的特定內(nèi)部缺陷，并識(shí)別通過(guò)波檢測(cè)檢測(cè)到的缺陷類型。尤其是檢查員放置超聲波掃描儀時(shí)，要確保探頭和樣品完全浸沒(méi)在電離液體范圍內(nèi)。具體地，當(dāng)伴隨著掃描儀的操作時(shí)，探頭可以在該條件下相對(duì)于超聲波進(jìn)行最佳運(yùn)動(dòng)并輸入特定波長(zhǎng)。同時(shí)，一些聲波在進(jìn)入相互作用時(shí)可以發(fā)射，而另一些聲波可以進(jìn)入載體，反之亦然。也就是說(shuō)，當(dāng)超聲波通過(guò)兩個(gè)不同設(shè)備的組合時(shí)，會(huì)在檢查點(diǎn)發(fā)生反射和折射。

上述超聲波檢測(cè)方法可以說(shuō)是一種通用的反應(yīng)方法。顯然，使用響應(yīng)方法識(shí)別一些中間碰撞的主要方法是區(qū)分波和聲場(chǎng)壁并根據(jù)它們做出決策。一般來(lái)說(shuō)，波可以進(jìn)入不同的交換，其他波表現(xiàn)出不同的傳播狀態(tài)。在超聲波檢測(cè)中，輸入法也比超聲波法更重要。安裝方法應(yīng)用于檢測(cè)半導(dǎo)體中的一些孔洞和其他裂縫。這是因?yàn)榭锥春土芽p會(huì)縮小或堵塞超聲波，將所有介質(zhì)分為有效區(qū)域和受損區(qū)域。

2.半導(dǎo)體系統(tǒng)超聲波測(cè)試應(yīng)用

迄今為止，超聲波已被用于各種實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，其中最常見(jiàn)的是檢測(cè)半導(dǎo)體中的特定物理缺陷?，F(xiàn)有的半導(dǎo)體水平并不完善，一些地方還需要做升級(jí)處理?；诖?，可以使用多種超聲波檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)一些主要產(chǎn)品中的缺陷。這種平衡有助于解決半導(dǎo)體缺陷。特別是，現(xiàn)階段半導(dǎo)體系統(tǒng)中使用的超聲波檢測(cè)方法包括以下關(guān)鍵組成部分：

2.1包裝內(nèi)缺陷檢查

包模式是半導(dǎo)體封裝的通用故障模式。在本文中，我們使用超聲波探頭來(lái)研究封裝的內(nèi)部退化，超聲波探頭應(yīng)用通過(guò)檢查和分析基板上的芯片、銀漿和塑料膠囊來(lái)進(jìn)行包裝檢測(cè)。對(duì)于超聲檢查，選擇短波長(zhǎng)會(huì)檢測(cè)到最好的信號(hào)，但進(jìn)入該波長(zhǎng)的功率要強(qiáng)得多，所以選擇這個(gè)頻率范圍內(nèi)的搜索頻率。默認(rèn)情況下，掃描選擇的響應(yīng)方法可以檢測(cè)三個(gè)峰值：芯片頂部、芯片底部和包裝頂部。由于能量損失，銀漿線以下的信號(hào)幾乎無(wú)法區(qū)分，發(fā)生爆炸時(shí)峰值信號(hào)反轉(zhuǎn)。如果超聲不能用反應(yīng)法檢測(cè)芯片表面的缺陷，可結(jié)合檢測(cè)注射法。如果裂紋阻止超聲波的傳播，則觀察不到傳播。通過(guò)使用反應(yīng)法和輸入法研究波的大小和數(shù)量，可以研究芯片上部的裂紋和基板環(huán)境。

2.2檢測(cè)硅通孔

在半導(dǎo)體硅通孔的情況下，重要的是進(jìn)行各種壓力測(cè)試，尤其是與3d相關(guān)的技術(shù)措施相關(guān)的壓力測(cè)試。在管理和生產(chǎn)TSV時(shí)，工程師應(yīng)該能夠了解其軍事角色的真正質(zhì)量和深度。要獲得探頭的強(qiáng)度，需要確認(rèn)探頭正確放置在硅孔的正確位置，并在110MHz的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以獲得對(duì)獲得的硅孔深度的準(zhǔn)確測(cè)量，因此，分析表明無(wú)論選擇哪條輸入路徑或諧振路徑，都可以檢測(cè)到硅孔的內(nèi)部畸變程度。半導(dǎo)體本身是一種獨(dú)特的精密電子器件，測(cè)試的主要重點(diǎn)是包括穿透和填充的深絲測(cè)試。使用與傳統(tǒng)診斷方法相比的方法可以幫助在短時(shí)間內(nèi)識(shí)別內(nèi)部包裝和其他缺陷，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┫毕荨?/p>

3.超純水管理系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

在安裝了現(xiàn)有設(shè)備來(lái)制備干凈的水之后，沒(méi)有人再關(guān)心收集和處理數(shù)據(jù)了，改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)的過(guò)程有許多缺點(diǎn)。首先是對(duì)供水調(diào)節(jié)器的主要依賴，各類汞的水質(zhì)、氮?dú)獾纳a(chǎn)經(jīng)營(yíng)需要實(shí)時(shí)確認(rèn)和轉(zhuǎn)化，增加了管理人員的專業(yè)知識(shí)，需要大量的專業(yè)知識(shí)。

3.1確定制備過(guò)程

根據(jù)水資源和供水質(zhì)量，設(shè)計(jì)適合深海水制備的系統(tǒng)。同時(shí)，根據(jù)不同的條件，增加或拆除不同的水處理系統(tǒng)單元，以滿足不同的水質(zhì)，例如，對(duì)于一個(gè)8英寸的超純水聚積源，標(biāo)準(zhǔn)電阻為18MΩ-Cm@25°C。在光電行業(yè)，藍(lán)寶石基板上的超純水要求在25°C時(shí)電阻至少為16MΩ-Cm，在整個(gè)光伏行業(yè)，超純水太陽(yáng)能級(jí)多晶硅要求電阻為10MΩ-Cm@25。

3.2優(yōu)化成本

設(shè)備成本和人工成本是超純水系統(tǒng)的主要成本，成套設(shè)備成本占成本的大部分。項(xiàng)目建成后，考慮設(shè)備維修的角度可采購(gòu)國(guó)外設(shè)備。

3.3穩(wěn)定系統(tǒng)

清潔水管理系統(tǒng)的主要目的是確保安全水的一致性和質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性，在過(guò)濾器、汞和離子交換塔等設(shè)備的設(shè)計(jì)中采用了N+1原則?？刂葡到y(tǒng)采用支持熱交換和再循環(huán)的技術(shù)，系統(tǒng)可以隨時(shí)垂直運(yùn)行。應(yīng)急電源按供電電源可統(tǒng)稱使用，可分為主電源和應(yīng)急電源。

3.4管路設(shè)計(jì)

超純水系統(tǒng)在制備過(guò)程中通常需要包含各種類型的物質(zhì)。管材的節(jié)約成本效果是前段常用uPVCPVC，之后多用優(yōu)質(zhì)聚丙烯PP，回水系統(tǒng)一般為聚偏氟乙烯PVDF。不僅降低了成本，還保證了整個(gè)操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4結(jié)語(yǔ)

超聲波是一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可檢測(cè)氣孔、裂紋、氣孔等，材料無(wú)內(nèi)部或外部腐蝕，可用于半導(dǎo)體分析檢測(cè)。本文介紹了半導(dǎo)體、絲綢質(zhì)量通孔和孔隙填充探頭的無(wú)損超聲檢測(cè)應(yīng)用的具體案例，需要在響應(yīng)模式下使用記錄模式完成最優(yōu)檢測(cè)分析，檢測(cè)誤差在5%以內(nèi)。在半導(dǎo)體測(cè)試研究中，響應(yīng)法適用于檢測(cè)各層缺陷，輸入法適用于快速評(píng)估封裝狀態(tài)。我們可以結(jié)合響應(yīng)和輸入方法來(lái)完成半導(dǎo)體分析和分析。

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