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一粒金砂(中级)

从集成电路后段制造领域(芯片封装与测试)来了解现实中微电子制造领域的静电问题 [复制链接]

微电子制造中的静电问题与分析解决都是存在于众多微小的细节之中。
微电子制造中存在大量的生产工序会产生并累积静电。
静电的直接影响之一就是通过静电感应作用将临近的微电子器件(确切而言,是其中的大量金属线路)充电至高静电位。

Field induction effects of electrostatics in microelectronics manufacturing industry.jpg
而微电子制造中涉及的许多电气测试机台(IC封测工厂就含有大量的电测工序),就是典型的CDM(Charged Device Model,器件带电放电模型) ESD关键工序(100%会发生CDM ESD),由此导致微电子器件的电性不良风险(主要是器件中的绝缘膜层漏电流过大,如gate oxide、ILD等)必须得到重视并采取有效的管控措施;

CDM ESD to induce electrical defects in microelectronics manufacturing industry.jpg
而电气测试机台中的testing socket(测试插座)尤其是其中的器件装载导引机构大都采用绝缘塑胶或陶瓷材质,每颗器件的测试过程都会发生器件封装体与testing socket导引机构件之间的摩擦静电起电,随着测试机台测试越来越多的器件,如果testing socket上累积的静电得不到及时的有效消除,越到后面测试的器件发生CDM ESD导致的电气失效不良风险就越高。

Practical CDM ESD to induce electrical defects in backend semiconductor manufact.jpg
当前基于28nm制程及以下的IC已经占比将近50%,其最高承受的CDM ESD电压大部分不超过100V。其中,最新的7nm、5nm制程的5G IC,CDM耐压更是降至50V以下,这种IC的设计与制程变化,给集成电路前段制造-Wafer Fab、集成电路后段制造-封装与测试、以及SMT工厂的生产工艺中的ESD防护带来了非常大的挑战。


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