浅议半导体工艺中超声波检测的应用

马琳

摘要：近年来，半导体系统整体性能提升，相关的半导体系统也发生了较大的变化。尤其是在制造不同类型的半导体时，我们不应丢失与整体器件测试相关的设备和阶段。与其他检测方法相比，超声波检测被公认为独特的过程检测优势。超声波检测有助于认真消除检测错误，让我们专注于提高整体检测精度。

关键词：超声波检测;半导体工艺;具体应用

引言

在半导体和封装行业，复杂的半导体制造工艺会产生钻孔、塑料蜂胶和裂缝等问题。业界常用的非侵入性检查方法包括超声波检查和X射线检查。超声波可用于对各种非侵入性测试方法、应用和半导体技术的研究进行完整比较，我们检查接收到的信号并将其与标准信号进行比较，以自动检测半导体系统中的缺陷。然而，由于半导体系统的复杂性和半导体系统内部结构的复杂性，简单的超声反应方法的应用是不利的。本文基于超声波缩放原理，将包括半导体裂纹检测在内的各种无损检测方法与硅通孔进行了比较，研究了各种半导体封包的失效场景，芯片焊接系统探索超声波检测应用的价值并讨论半导体技术中的超声波检测应用。

1超声波检测涉及到的基本检测理论

超声波检查涉及使用超声波来检测特定材料中的特定内部缺陷，并识别通过波检测检测到的缺陷类型。尤其是检查员放置超声波扫描仪时，要确保探头和样品完全浸没在电离液体范围内。具体地，当伴随着扫描仪的操作时，探头可以在该条件下相对于超声波进行最佳运动并输入特定波长。同时，一些声波在进入相互作用时可以发射，而另一些声波可以进入载体，反之亦然。也就是说，当超声波通过两个不同设备的组合时，会在检查点发生反射和折射。

上述超声波检测方法可以说是一种通用的反应方法。显然，使用响应方法识别一些中间碰撞的主要方法是区分波和声场壁并根据它们做出决策。一般来说，波可以进入不同的交换，其他波表现出不同的传播状态。在超声波检测中，输入法也比超声波法更重要。安装方法应用于检测半导体中的一些孔洞和其他裂缝。这是因为孔洞和裂缝会缩小或堵塞超声波，将所有介质分为有效区域和受损区域。

2.半导体系统超声波测试应用

迄今为止，超声波已被用于各种实验领域，其中最常见的是检测半导体中的特定物理缺陷。现有的半导体水平并不完善，一些地方还需要做升级处理。基于此，可以使用多种超声波检测方法来检测一些主要产品中的缺陷。这种平衡有助于解决半导体缺陷。特别是，现阶段半导体系统中使用的超声波检测方法包括以下关键组成部分：

2.1包装内缺陷检查

包模式是半導体封装的通用故障模式。在本文中，我们使用超声波探头来研究封装的内部退化，超声波探头应用通过检查和分析基板上的芯片、银浆和塑料胶囊来进行包装检测。对于超声检查，选择短波长会检测到最好的信号，但进入该波长的功率要强得多，所以选择这个频率范围内的搜索频率。默认情况下，扫描选择的响应方法可以检测三个峰值：芯片顶部、芯片底部和包装顶部。由于能量损失，银浆线以下的信号几乎无法区分，发生爆炸时峰值信号反转。如果超声不能用反应法检测芯片表面的缺陷，可结合检测注射法。如果裂纹阻止超声波的传播，则观察不到传播。通过使用反应法和输入法研究波的大小和数量，可以研究芯片上部的裂纹和基板环境。

2.2检测硅通孔

在半导体硅通孔的情况下，重要的是进行各种压力测试，尤其是与3d相关的技术措施相关的压力测试。在管理和生产TSV时，工程师应该能够了解其军事角色的真正质量和深度。要获得探头的强度，需要确认探头正确放置在硅孔的正确位置，并在110MHz的范围内进行调整，以获得对获得的硅孔深度的准确测量，因此，分析表明无论选择哪条输入路径或谐振路径，都可以检测到硅孔的内部畸变程度。半导体本身是一种独特的精密电子器件，测试的主要重点是包括穿透和填充的深丝测试。使用与传统诊断方法相比的方法可以帮助在短时间内识别内部包装和其他缺陷，并采取适当的措施消除缺陷。

3.超纯水管理系统的改进设计

在安装了现有设备来制备干净的水之后，没有人再关心收集和处理数据了，改进现有系统的过程有许多缺点。首先是对供水调节器的主要依赖，各类汞的水质、氮气的生产经营需要实时确认和转化，增加了管理人员的专业知识，需要大量的专业知识。

3.1确定制备过程

根据水资源和供水质量，设计适合深海水制备的系统。同时，根据不同的条件，增加或拆除不同的水处理系统单元，以满足不同的水质，例如，对于一个8英寸的超纯水聚积源，标准电阻为18MΩ-Cm@25°C。在光电行业，蓝宝石基板上的超纯水要求在25°C时电阻至少为16MΩ-Cm，在整个光伏行业，超纯水太阳能级多晶硅要求电阻为10MΩ-Cm@25。

3.2优化成本

设备成本和人工成本是超纯水系统的主要成本，成套设备成本占成本的大部分。项目建成后，考虑设备维修的角度可采购国外设备。

3.3稳定系统

清洁水管理系统的主要目的是确保安全水的一致性和质量。为实现系统稳定性，在过滤器、汞和离子交换塔等设备的设计中采用了N+1原则。控制系统采用支持热交换和再循环的技术，系统可以随时垂直运行。应急电源按供电电源可统称使用，可分为主电源和应急电源。

3.4管路设计

超纯水系统在制备过程中通常需要包含各种类型的物质。管材的节约成本效果是前段常用uPVCPVC，之后多用优质聚丙烯PP，回水系统一般为聚偏氟乙烯PVDF。不仅降低了成本，还保证了整个操作系统的稳定性。

4结语

超声波是一种无损检测技术，可检测气孔、裂纹、气孔等，材料无内部或外部腐蚀，可用于半导体分析检测。本文介绍了半导体、丝绸质量通孔和孔隙填充探头的无损超声检测应用的具体案例，需要在响应模式下使用记录模式完成最优检测分析，检测误差在5%以内。在半导体测试研究中，响应法适用于检测各层缺陷，输入法适用于快速评估封装状态。我们可以结合响应和输入方法来完成半导体分析和分析。

参考文献

[1]张昊澎，谢安，李世玮超声波检测在半导体工艺中的应用[J]半导体技术，2013（10）：792-796

[2]颜燕半导体工艺技术与半导体设备的关系[].微电子技术，2002（3）：27- -32.

[3]刘云鹏，李岩松，黄世龙等.基于光纤传输的气体绝缘开关设备局部放电超声波检测系统[J].高电压技术，2016，42（01）：186-191.

[4]张琳超声波检测PE管道热熔焊接缺陷的实验研究[D].工程塑料应用，2015，43（02）：90-94.

[5]张鹏，蒲正元.管道缺陷漏磁和超声波检测数据的对比分析[D].中国安全科学学报，2014，24（10）：113-119.

[6]王俊波，余红波，陈贤熙等.非接触式超声波检测10kV线路绝缘子事故隐患的应用探讨[J].电瓷避雷器，2014（03）：27-31.

[7]刘杰.浅议半导体工艺中超声波检测的应用[].电子技术与软件工.程， 2014（02）：143.

[8]张旻澍，谢安，李世玮超声波检测在半导体工艺中的应用[D]半导体技术，2013，38（10）：792- 796.