Обеспечение и ускоренная оценка качества микросхем по результатам физико-технической экспертизы (02.08.2010)

Автор: Дорошевич Виктор Казимирович

) = 2 Z F (Z),

а (12 (?П1), (21 (?П2), W (?П1), W (?П2) – апостериори известные значения рисков и коэффициента выхода годных изделий при разбраковке оператором контрольной партии.

точности операторов визуального контроля при работе с произвольными партиями изделий и, как следствие этого, возможность сравнения и профессионального отбора операторов, оценка эффективности их работы в течение смены и от смены к смене, прогноз последствий работы операторов.

Четвертая глава посвящена исследованиям по определению номенклатуры конструктивно-технологических характеристик микросхем, тестовых структур и метода их физико-технического анализа, разработке математических моделей расчета надежностных характеристик СБИС на основе суперкристаллов.

Параметры, предусмотренные техническими условиями (ТУ) для контроля качества ИС не в полной мере определяют их физическое состояние характеризующее надежность.

ИС со скрытыми дефектами, возможно, выявить при контроле дополнительных параметров путем сравнения с их усредненными значениями.

По характерным признакам и параметрам состояния, а также по показателям развития деградационных процессов, ряд методов позволяет определить виды и причины возникновения дефектов, приводящих к отказам ИС.

В ИС возможны дефекты элементов конструкции и кристалла, которые не выявляются при контроле параметров по ТУ и дополнительных. Для выявления ИС с такими дефектами предложено проводить оценку качества методом физико-технической экспертизы.

Комплексная физико-техническая экспертиза ИС заключается в системной оценке качества их проектирования и изготовления физико-техническим методом.

Цель экспертизы состоит в выявлении физического состояния ИС, скрытых дефектов и предпосылок к отказам.

Микросхемы характеризуются большим числом элементов конструкции и кристалла, параметров и критериев. Контроль качества по всем параметрам достаточно трудоемкий, длительный и дорогой. Необходимо найти определяющие параметры-критерии годности, по которым и следует проводить оценку качества ИС.

Выявление критичных и определяющих параметров предложено осуществлять на основе использования причинно-следственных связей между видами дефектов, характером их проявления и причинами отказов ИС.

Важным вопросом является правильное установление норм на параметры.

Основываясь на экспериментальных исследованиях по установлению причинно-следственных связей, определены элементы конструкции и кристалла, параметры и критерии, нормы на них для оценки качества ИС.

Физико-техническая экспертиза при контроле корпуса и сборочных операций включает контроль:

герметичности, состава среды, содержания паров воды и проводимости, коррозионной стойкости металлизации;

качества сварных соединений, покрытия, тестовых характеристик, качества металлизации.

При контроле качества кристалла осуществляется: проверка совмещения слоев;

контроль термостабильности диэлектрика;

оценка состава и дефектности диэлектрика;

контроль элементного состава, стабильность металлизации и электромиграции, времени жизни неосновных носителей заряда, распределения потенциалов.

При анализе результатов физико-технической экспертизы можно использовать метод статистического выборочного контроля, как наиболее точного при контроле по количественному признаку, Существуют выражения для расчета необходимого объёма выборки (z) по заданным рискам поставщика и заказчика, допустимым и недопустимым долям дефектных изделий в принятой партии.

Одним из главных факторов, определяющих эффективность ФТЭ, является разработка рационального маршрута проведения экспертизы.

Для выбора рационального маршрута Мопт предлагается использовать критерии:

, (4.1)

где z - число ИС, используемых для проведения ФТЭ;

F(Mi) - функция эффективности i-го маршрута ФТЭ;

Pд, i - статистическая вероятность обнаружения скрытых дефектов при реализации i-го маршрута ФТЭ;

Е - множество методов, которые могут быть применены для ФТЭ

заданного типа СБИС:

Мi Е - вектор, характеризующий i-ый маршрут ФТЭ.

, (4.2)

Применение критерия (4.1) возможно при наличии достаточного количества статистических данных по применению метода ФТЭ. Реализация указанного критерия предполагает выполнение последовательно трех принципов формирования маршрута ФТЭ:

1. Включение в маршрут методов, наиболее информативных для данного типа ИС.

2. Приоритетность активных методов исследований над пассивными с целью выявления наибольшего количества скрытых дефектов.

3. Приоритетность неразрушающих методов испытаний над разрушающими с целью минимизации числа ИС, требуемых для проведения ФТЭ.

Разработанный маршрут проведения физико-технической экспертизы, предусматривает диагностику по внешним выводам, контроль качества корпуса и сборочных операций, контроль качества кристалла.

Сокращённый маршрут физико-технической экспертизы приведён в таблице 1. Полная схема маршрута приведена в диссертации.

Предложена методика комплексной физико-технической экспертизы микросхем, заключающаяся в системной оценке качества их проектирования и изготовления методом физико-технической экспертизы, оперативном определении физического состояния ИС на всех стадиях их жизненного цикла, включая этапы приемки НИОКР.

Предложен порядок проведения физико-технической экспертизы. Приведена процедура контроля статических, динамических и дополнительных параметров, диагностики по элементам и структурам, контроля качества кристалла.


загрузка...