測(cè)試后檢測(cè)提高管芯的成品率
IC制造廠商依賴晶圓生產(chǎn)線后端的光學(xué)檢測(cè)來最終發(fā)現(xiàn)由側(cè)試探針?biāo)鶐淼奈锢砣毕莺丸Υ谩?hr id=null>為不同產(chǎn)品如LED和MP3播放器生產(chǎn)的晶圓,在功能上相差很大,但它們有一個(gè)共同點(diǎn)：在通過一個(gè)電性能測(cè)試之后,還經(jīng)常需要進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。
晶圓加工日益求助于自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）設(shè)備來定位缺陷,以便能夠交付質(zhì)量過關(guān)的管芯,同時(shí)提高產(chǎn)量。與目檢不同,AOI 設(shè)備前后一貫地定位缺陷并進(jìn)行分類,它還可以給工藝工程師提供跟蹤和預(yù)防潛在問題的信息。
為什么閃存、LED或其它器件的晶圓會(huì)要求進(jìn)行最后的光學(xué)檢測(cè)? 畢竟,它們剛剛通過電性能測(cè)試來辨別不良器件。答案是,電性能測(cè)試儀無法辨認(rèn)像刮痕、缺口這樣的缺陷,而它們可能會(huì)在以后的產(chǎn)品生命周期中導(dǎo)致出現(xiàn)問題。
另一個(gè)原因是,電子測(cè)試儀本身就是問題的來源,因?yàn)楫?dāng)它們接觸晶圓時(shí),探針的移動(dòng)可能會(huì)在晶圓上產(chǎn)生缺陷。單獨(dú)的探針應(yīng)該只接觸鍵合焊墊,留下一個(gè)小標(biāo)記（圖1）。但是,隨著半導(dǎo)體愈來愈小,鍵合焊墊也在變小,使得探針“擊中”焊墊更加困難。
進(jìn)行電性能測(cè)試時(shí),輕微的偏移也會(huì)引起探針損壞焊墊周圍的鈍化物,從而使半導(dǎo)體暴露在破壞性的濕氣環(huán)境中（圖2）。如果探針以太大的角度擊中焊墊,可能會(huì)刮掉金屬,導(dǎo)致被封裝的組件內(nèi)部短路。
即使探針落在焊墊的中心,物理接觸也可能會(huì)鑿壞或刮擦焊墊,導(dǎo)致焊墊和導(dǎo)線之間連接不良。盡管導(dǎo)線-焊墊的連接足以讓被封裝器件通過最后的電性能測(cè)試,但以后在小應(yīng)力作用下也可能會(huì)引起導(dǎo)線連接失效。
“在管芯分層封裝的情況下,那些鍵合焊墊附著在其他組件上,” Rudolph Technologies公司負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析和商業(yè)評(píng)估方面的副總裁和總經(jīng)理Mike Plisinski說,“因此,如果你組裝了5個(gè)昂貴的管芯,卻沒有發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)管芯有焊墊缺陷,你就‘毀掉’了4個(gè)好組件,還浪費(fèi)了一個(gè)昂貴的封裝。”
為了避免這些缺陷, 在晶圓加工生產(chǎn)線上,探針標(biāo)記檢視 （PMI） 已經(jīng)成為重要的后端步驟。大多數(shù)后端晶圓檢視系統(tǒng)都會(huì)測(cè)定探針標(biāo)記是否太大、探針是否有滑出焊墊或探針是否損壞了鈍化物。檢查探針標(biāo)記的AOI 設(shè)備也能探測(cè)和測(cè)量異物、刮痕、聚酰亞胺分層、光致抗蝕劑殘留物以及晶圓邊緣缺口的大小（圖3）。
