說到我們身邊無處不在的IC芯片,很多人對它并不陌生。比如我們每天使用的手機、電視、電腦中的芯片,其實就是IC芯片,翻譯成中文就是集成電路。IC芯片的結(jié)構(gòu)是將電容、電阻等大量微電子元器件形成的集成電路放在基板上,從而制出芯片。芯片測試設備行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢芯片生產(chǎn)需經(jīng)過幾百步的工藝,任何一步的錯誤都可能導致器件失效。因此,芯片檢測環(huán)節(jié)至關(guān)重要,采用好的芯片測試設備和方法是提高芯片制造水平的關(guān)鍵之一。
如何制作IC芯片?IC芯片主要由無數(shù)微型電子設備和部件組成,因此非常精確。通過相應的制造工藝,將電路中所需的晶體管、電阻、電容、二極管等元件和布線連接在一起,制成一小塊甚至幾小塊半導體晶片或介質(zhì)基片,然后封裝在一個管殼中,成為具有所需電路功能的微結(jié)構(gòu)。所需專用設備主要包括晶圓制造環(huán)節(jié)所需的光刻機、化學汽相淀積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環(huán)節(jié)所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環(huán)節(jié)所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。 這些設備的制造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術(shù),具有技術(shù)含量高、制造難度大、設備價值高等特點。
值得注意的是,在整個生產(chǎn)過程中,所有的元件都在結(jié)構(gòu)上形成了一個整體,從而將電子元件向小型化、低功耗、高可靠性邁出了一大步。當然,電路越精確,檢測難度就越大。目前國內(nèi)檢測芯片時,往往采用層層剝離芯片,然后用電子顯微鏡拍攝芯片的每一層表面。這種傳統(tǒng)的檢測會給芯片帶來一定的破壞性。X射線檢測是利用X射線可以穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中具有衰減的特性,發(fā)現(xiàn)缺陷的一種無損檢測方法。X射線的波長很短一般為0.001~0.1nm。X射線以光速直線傳播,不受電場和磁場的影響,可穿透物質(zhì),在穿透過程中有衰減,能使膠片感光。
X-RAY檢測作為目前市場上的一種主流檢測,主要采用X光機產(chǎn)生的X射線對芯片表面進行照射,由于X射線的穿透力極強,在穿透芯片后可以成像,這樣就可以將芯片的內(nèi)部缺陷一覽無遺。當X射線穿透物質(zhì)時,由于射線與物質(zhì)的相互作用,將產(chǎn)生一系列極為復雜的物理過程,其結(jié)果使射線被吸收和散射而失去一部分能量,強度相應減弱,這種現(xiàn)象稱之為射線的衰減。X射線探傷的實質(zhì)是根據(jù)被檢驗工件與其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對射線能量衰減程度不同,而引起射線透過工件后強度差異,使感光材料(膠片)上獲得缺陷投影所產(chǎn)生的潛影,經(jīng)過暗室處理后獲得缺陷影像,再對照標準評定工件內(nèi)部缺陷的性質(zhì)和底片級別。
總而言之,x光對芯片檢測沒有損傷,所以也叫無損檢測。鋰電池、LED燈珠、半導體等產(chǎn)品的缺陷檢測除了可以檢測芯片外,根據(jù)觀察其缺陷的性質(zhì)、大小和部位來評定材料或制品的質(zhì)量,從而防止由于材料內(nèi)部缺陷、加工不良而引起的重大事故。