開創晶圓檢測新紀元:AOP PCI測量和檢測方案
晶圓檢測是半導體制造中不可或缺的工序之一,因為從生產效率的角度來看,它伴隨著一定的損失,并且也被認為是代價高昂的質量問題的根源,其影響甚至更嚴重。

晶圓成品檢測的挑戰
晶圓的功能性結構在進行成品檢測時,已完成前段(FEOL)制程價值鏈的全部創造。有時,甚至后段(BEOL)制程(例如晶圓上的凸塊工序)也已完成。反過來,這意味著由于最終晶圓測試而導致的一些芯片甚至整片晶圓的損失,在后期對產品的性價比帶來了強烈的負面影響。
更為復雜的是,許多半導體制造商并非自己或外包進行檢測后晶圓的后段(BEOL)制造,而是直接將檢測后的晶圓交給客戶。也就是說還有另外一種影響,其嚴重程度更甚于上述的生產力損失:晶圓最終檢測期間,晶圓可能已經損壞,但完全未被發現;這樣的著名事件已發生多起,造成代價沉重的產品召回結果。
聚焦探針卡損壞難點
成品檢測期間無法發現晶圓損壞的原因多種多樣,有缺陷的探針卡可造成晶圓損壞,而探針卡是AOP PCI測量和檢測的主要工具。在晶圓成品檢測期間,有缺陷的探針卡嚴重影響生產力,而如果未檢測到晶圓損壞,產品召回,后果更為難料。相較于將晶圓發給最終用戶前,檢測探針卡相關的損壞,必然造成經濟損失,而未發現的損壞將導致晶圓被發給客戶。損壞的晶圓終將被發現,只不過生產批次已受到其影響。
最糟糕的情況是,缺陷組件是價格昂貴套件的一部分,而套件又包括多個功能元件。如果成品封裝的“系統”在成品檢測前未發現此損壞,經濟損失更為嚴重,如果將這些產品發給最終用戶,例如汽車制造商等,損失必然不可避免。這些情況看似過于戲劇化,但確曾發生過,原因都是探針卡的缺陷未被及時發現。
考慮到上述情況,以及所造成的經濟損失和對公司商業信譽的影響,那么,應該如何避免呢?
快速檢測探針卡方案
方法之一是快速檢測探針卡,確定探針卡是否“合格”,能否用于檢測。然而,這樣的想法對于晶圓檢測難以達到實用化。
因此,有必要詳細研究其隱含的要求。簡言之,需要滿足以下要求,才能確保檢測后的晶圓完好無損:1連續和可靠觀察探針卡,以辨識異物。如果發現異物,確認此異物是否將在晶圓上留下任何印記?!?連續和可靠觀察探針尖端的幾何參數。可以決定探針尖是否正確“刮擦”或“劃擦”晶圓上的觸墊。 3快速觀察上述狀況和參數,檢查和反復多次檢查探針卡,從而在制程中全閉環觀察探針卡的狀況。不僅可以提供有關探針卡所可能造成的晶圓損壞信息,探針卡檢測還能提供有關制程控制的信息。
精確評估探針尖端的幾何形狀、尺寸,可以提前判斷探針尖的機械條件是否足以確保與觸盤的良好電氣接觸。
精確評估探針頭端的形狀、尺寸,可以確定有關探針頭表面的溫度相關變化,這些變化可導致不同的“刮擦”或“劃擦”情況。
快速反饋檢測信息可以檢查探針卡和按照接觸計數器或生產批次反復檢查。
檢測后自動進行光學檢測(AOI)時,可用統計方法建立探針尖和探針頭狀況持續的可用性信息與刮擦情況間的關聯?!肮尾痢被颉皠澆痢眴栴}基本取決于探針頭的形狀和位置,因此,此方法特別適用于探針頭檢測。
快速反饋的制程信息和詳細的制程失效信息可縮短維修和維護的周期時間,提高維修和維護針對性。快速和清晰提供缺陷性質及其位置,在探針卡再次使用前,可用非??斓乃俣戎匦逻M行探針卡狀況的完整評估。
AOP PCI測量和檢測方案
Solarius 充分理解上述要求對制程的必要性,為此,特別與客戶合作開發了晶圓現場檢測的定制方案,消除典型痛點,避免生產力損失和質量問題。此項合作的成果是AOP PCI檢測和測量方案。此檢測方案可在晶圓檢測過程中,反復評估探針卡的整體狀況,確保滿足上述要求,且支持全部主流檢測接口。AOP PCI檢測方案可滿足SEMI標準要求,并配SECS/GEM接口。
此檢測方案支持現有探針卡分析工具,因此,不需要在現有制程外掌握新知識或不同的信息。AOP PCI可配修復工位,直接在此檢測方案內維修,還提供上裝版,支持探針卡的OHT裝入。
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