新一代检测工具协助克服先进封装挑战

shuszhao

当在单一封装中整合了多个芯片时，所面临的挑战是同时保证高产量和低封装成本；当封装中的任何一个芯片发生故障，都会导致整个封装失效。
越来越多的半导体组件应用正在推动5G、云端运算、物联网、人工智能、自动驾驶等应用领域的不断发展；虽然摩尔定律(Moore's Law)的曲线正趋于平缓，但市场对于芯片功能提升的需求依然强劲。
先进封装和异质整合技术，让IC制造商能在单一封装中堆叠更多的芯片；这提高了电晶体密度，将不同技术和功能的芯片结合在一起，可以实现强大的功能。当在单一封装中整合了多个芯片时，所面临的挑战是同时保证高产量和低封装成本；当封装中的任何一个芯片发生故障，都会导致整个封装失效。因此，为了保证最终封装的高良率，就需要对封装前的晶圆和裸晶加强其工艺控制。
晶圆检测和测量技术提供了工艺控制所需的资讯，并且变得越来越重要，能协助客户以先进封装实现创新产品的目标。这些先进的封装工艺更加复杂，价值也更高(因为工艺步骤更多、更小的图案化和互连尺寸，以及更多的组件整合)，因此工艺控制解决方案如KLA的Kronos 1080晶圆检测系统和ICOS F160芯片分拣和检测系统，能有助于产量提升、偏移控制和品质保证；对于高价值的先进封装，能尽快检测到偏移并在进料、出料之间就能对组件和封装做出认证至关重要。
Kronos 1080图案化晶圆检测系统支援许多先进的封装技术，除了扇出型晶圆级封装外，Kronos晶圆检测仪还支持其他的先进封装技术，如3D-IC，2.5D/中介层和凸块/覆晶封装。由于Kronos缺陷检测技术让先进封装客户能够实现并保持高良率，与低良率造成的损失相比，其制造成本实际上是降低了。
机械切割步骤所引起的应力和雷射切槽中所引起的热应力都会导致芯片内部产生隐形的致命缺陷。虽然这些裂痕从外部看不到，但它们可以透过密封环在主动硅区域中扩展，并造成组件损坏。ICOS F160芯片分拣和检测系统可以使用其专利的xSide+红外光技术，对这些隐形杀手缺陷进行检测。采用该红外光技术可以对内部裂痕进行可视化并实现高灵敏度。ICOS F160系统的产量很高因此可以在大量生产中实现100%组件检测。
除了晶圆至胶带的流程，ICOS F160芯片分拣设备还可用于胶带至胶带的材料退回(RMA)筛选。ICOS F160系统具有易于转换、高灵活性和自动校准功能，可以迅速更换芯片和流程。
而因为前段的关键尺寸更小，所以前段检测系统所提供的晶圆级别的分辨率和灵敏度通常比封装检测系统高得多。晶圆级封装检测系统通常包括适用于封装工艺的功能，例如针对特殊基板的处理和针对封装工艺缺陷类型的检测。我们与合作伙伴协作，将前段分辨率和灵敏度应用于封装缺陷撷取机制，从而满足新的工艺控制的需要，并同时保持针对封装的基板处理能力。随着先进封装的尺寸越来越小，再分布层(RDL)和导线的尺寸越来越小，我们预期在封装检测系统中融入前段技术的趋势将持续下去。