淺議半導體工藝中超聲波檢測的應用

馬琳

摘要：近年來，半導體系統整體性能提升，相關的半導體系統也發生了較大的變化。尤其是在制造不同類型的半導體時，我們不應丟失與整體器件測試相關的設備和階段。與其他檢測方法相比，超聲波檢測被公認為獨特的過程檢測優勢。超聲波檢測有助于認真消除檢測錯誤，讓我們專注于提高整體檢測精度。

關鍵詞：超聲波檢測;半導體工藝;具體應用

引言

在半導體和封裝行業，復雜的半導體制造工藝會產生鉆孔、塑料蜂膠和裂縫等問題。業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。超聲波可用于對各種非侵入性測試方法、應用和半導體技術的研究進行完整比較，我們檢查接收到的信號并將其與標準信號進行比較，以自動檢測半導體系統中的缺陷。然而，由于半導體系統的復雜性和半導體系統內部結構的復雜性，簡單的超聲反應方法的應用是不利的。本文基于超聲波縮放原理，將包括半導體裂紋檢測在內的各種無損檢測方法與硅通孔進行了比較，研究了各種半導體封包的失效場景，芯片焊接系統探索超聲波檢測應用的價值并討論半導體技術中的超聲波檢測應用。

1超聲波檢測涉及到的基本檢測理論

超聲波檢查涉及使用超聲波來檢測特定材料中的特定內部缺陷，并識別通過波檢測檢測到的缺陷類型。尤其是檢查員放置超聲波掃描儀時，要確保探頭和樣品完全浸沒在電離液體范圍內。具體地，當伴隨著掃描儀的操作時，探頭可以在該條件下相對于超聲波進行最佳運動并輸入特定波長。同時，一些聲波在進入相互作用時可以發射，而另一些聲波可以進入載體，反之亦然。也就是說，當超聲波通過兩個不同設備的組合時，會在檢查點發生反射和折射。

上述超聲波檢測方法可以說是一種通用的反應方法。顯然，使用響應方法識別一些中間碰撞的主要方法是區分波和聲場壁并根據它們做出決策。一般來說，波可以進入不同的交換，其他波表現出不同的傳播狀態。在超聲波檢測中，輸入法也比超聲波法更重要。安裝方法應用于檢測半導體中的一些孔洞和其他裂縫。這是因為孔洞和裂縫會縮小或堵塞超聲波，將所有介質分為有效區域和受損區域。

2.半導體系統超聲波測試應用

迄今為止，超聲波已被用于各種實驗領域，其中最常見的是檢測半導體中的特定物理缺陷。現有的半導體水平并不完善，一些地方還需要做升級處理。基于此，可以使用多種超聲波檢測方法來檢測一些主要產品中的缺陷。這種平衡有助于解決半導體缺陷。特別是，現階段半導體系統中使用的超聲波檢測方法包括以下關鍵組成部分：

2.1包裝內缺陷檢查

包模式是半導體封裝的通用故障模式。在本文中，我們使用超聲波探頭來研究封裝的內部退化，超聲波探頭應用通過檢查和分析基板上的芯片、銀漿和塑料膠囊來進行包裝檢測。對于超聲檢查，選擇短波長會檢測到最好的信號，但進入該波長的功率要強得多，所以選擇這個頻率范圍內的搜索頻率。默認情況下，掃描選擇的響應方法可以檢測三個峰值：芯片頂部、芯片底部和包裝頂部。由于能量損失，銀漿線以下的信號幾乎無法區分，發生爆炸時峰值信號反轉。如果超聲不能用反應法檢測芯片表面的缺陷，可結合檢測注射法。如果裂紋阻止超聲波的傳播，則觀察不到傳播。通過使用反應法和輸入法研究波的大小和數量，可以研究芯片上部的裂紋和基板環境。

2.2檢測硅通孔

在半導體硅通孔的情況下，重要的是進行各種壓力測試，尤其是與3d相關的技術措施相關的壓力測試。在管理和生產TSV時，工程師應該能夠了解其軍事角色的真正質量和深度。要獲得探頭的強度，需要確認探頭正確放置在硅孔的正確位置，并在110MHz的范圍內進行調整，以獲得對獲得的硅孔深度的準確測量，因此，分析表明無論選擇哪條輸入路徑或諧振路徑，都可以檢測到硅孔的內部畸變程度。半導體本身是一種獨特的精密電子器件，測試的主要重點是包括穿透和填充的深絲測試。使用與傳統診斷方法相比的方法可以幫助在短時間內識別內部包裝和其他缺陷，并采取適當的措施消除缺陷。

3.超純水管理系統的改進設計

在安裝了現有設備來制備干凈的水之后，沒有人再關心收集和處理數據了，改進現有系統的過程有許多缺點。首先是對供水調節器的主要依賴，各類汞的水質、氮氣的生產經營需要實時確認和轉化，增加了管理人員的專業知識，需要大量的專業知識。

3.1確定制備過程

根據水資源和供水質量，設計適合深海水制備的系統。同時，根據不同的條件，增加或拆除不同的水處理系統單元，以滿足不同的水質，例如，對于一個8英寸的超純水聚積源，標準電阻為18MΩ-Cm@25°C。在光電行業，藍寶石基板上的超純水要求在25°C時電阻至少為16MΩ-Cm，在整個光伏行業，超純水太陽能級多晶硅要求電阻為10MΩ-Cm@25。

3.2優化成本

設備成本和人工成本是超純水系統的主要成本，成套設備成本占成本的大部分。項目建成后，考慮設備維修的角度可采購國外設備。

3.3穩定系統

清潔水管理系統的主要目的是確保安全水的一致性和質量。為實現系統穩定性，在過濾器、汞和離子交換塔等設備的設計中采用了N+1原則。控制系統采用支持熱交換和再循環的技術，系統可以隨時垂直運行。應急電源按供電電源可統稱使用，可分為主電源和應急電源。

3.4管路設計

超純水系統在制備過程中通常需要包含各種類型的物質。管材的節約成本效果是前段常用uPVCPVC，之后多用優質聚丙烯PP，回水系統一般為聚偏氟乙烯PVDF。不僅降低了成本，還保證了整個操作系統的穩定性。

4結語

超聲波是一種無損檢測技術，可檢測氣孔、裂紋、氣孔等，材料無內部或外部腐蝕，可用于半導體分析檢測。本文介紹了半導體、絲綢質量通孔和孔隙填充探頭的無損超聲檢測應用的具體案例，需要在響應模式下使用記錄模式完成最優檢測分析，檢測誤差在5%以內。在半導體測試研究中，響應法適用于檢測各層缺陷，輸入法適用于快速評估封裝狀態。我們可以結合響應和輸入方法來完成半導體分析和分析。

參考文獻

[1]張昊澎，謝安，李世瑋超聲波檢測在半導體工藝中的應用[J]半導體技術，2013（10）：792-796

[2]顏燕半導體工藝技術與半導體設備的關系[].微電子技術，2002（3）：27- -32.

[3]劉云鵬，李巖松，黃世龍等.基于光纖傳輸的氣體絕緣開關設備局部放電超聲波檢測系統[J].高電壓技術，2016，42（01）：186-191.

[4]張琳超聲波檢測PE管道熱熔焊接缺陷的實驗研究[D].工程塑料應用，2015，43（02）：90-94.

[5]張鵬，蒲正元.管道缺陷漏磁和超聲波檢測數據的對比分析[D].中國安全科學學報，2014，24（10）：113-119.

[6]王俊波，余紅波，陳賢熙等.非接觸式超聲波檢測10kV線路絕緣子事故隱患的應用探討[J].電瓷避雷器，2014（03）：27-31.

[7]劉杰.淺議半導體工藝中超聲波檢測的應用[].電子技術與軟件工.程， 2014（02）：143.

[8]張旻澍，謝安，李世瑋超聲波檢測在半導體工藝中的應用[D]半導體技術，2013，38（10）：792- 796.