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半導(dǎo)體行業(yè)芯片3D封裝 particles檢測先行

作者:時間:2023-11-02 15:40:241117 次瀏覽

信息摘要:

半導(dǎo)體行業(yè)芯片3D封裝,基本是突破了物理極限,先進(jìn)封裝的工作區(qū)域潔凈度要小于5個0.1微米的顆粒,才能保障健康的良率。光學(xué)傳感器來檢測空氣中的微小顆粒Particle。

工業(yè)背景:

芯片制程微縮技術(shù)一直驅(qū)動著摩爾定律的延續(xù)。從1987年的1um制程到2015年的14nm制程,芯片制程迭代速度一直遵循摩爾定律的規(guī)律,即芯片上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個月到24個月便會增加一倍。但2015年以后,芯片制程的發(fā)展速度進(jìn)入了瓶頸期,7nm、5nm制程的芯片量產(chǎn)進(jìn)度均落后于預(yù)期。全球領(lǐng)先的晶圓代工廠臺積電3nm制程芯片量產(chǎn)遇阻,2nm制程芯片的量產(chǎn)更是排到了2024年后,芯片制程工藝已接近物理尺寸的極限1nm。


芯片3D封裝,又稱為疊層芯片封裝技術(shù),是指在不改動封裝體尺寸的前提下,在一個封裝體內(nèi)的垂直方向疊放兩個以上芯片的封裝技術(shù)。

我國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,封裝技術(shù)發(fā)展接近國際先進(jìn)水平。

Particle檢測標(biāo)準(zhǔn):

我們先從Particle的檢測來聊一聊。半導(dǎo)體潔凈室等級通常按照 來進(jìn)行區(qū)分。在wafer to wafer level 形式的先進(jìn)封裝工藝中,由于對整個wafer的共面性要求極高,工作區(qū)域的潔凈度控制甚至要比現(xiàn)在ISO 1級要求更高。ISO 1級要求每立方米不高于10個0.1微米的顆粒,而wafer to wafer level 先進(jìn)封裝的工作區(qū)域潔凈度要小于5個0.1微米的顆粒,才能保障健康的良率。


那顆粒數(shù)量如何快速計算呢?

顆粒尺寸及數(shù)量分布通常有四種方法:Laser diffraction激光衍射(<0.1um-8750um), Dynamic Image Analysis 動態(tài)圖像分析(<1um-34000um),Ultrasonic Extinction超聲波消光(<0.1um-3000um),Dynamic Light Scattering 動態(tài)光散射(<0.5nm-10000nm)。

光學(xué)傳感器來檢測空氣中的微小顆粒Particle。當(dāng)顆粒通過傳感器時,它們散射光線,這些散射的光線被計數(shù)并記錄。通過比較顆粒計數(shù)與預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn),可以確定潔凈度水平。

如果發(fā)現(xiàn)顆粒問題,進(jìn)行追溯分析以確定顆粒的來源,并采取措施來防止再次發(fā)生。

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