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集成电路封装过程中对超纯水的使用提出更高指标要求
《电子工程世界》 / 时间:2011-02-24 07:44:26
  据电子工程世界网2011年2月22日讯 现代发达国家经济发展的重要支柱之一――集成电路(以下称IC)产业发展十分迅速。自从1958年世界上第一块IC问世以来,特别是近20年来,几乎每隔2~3年就有一代产品问世,至目前,产品以由初期的小规模IC发展到当今的超大规模IC。IC设计、IC制造、IC封装和IC测试已成为微电子产业中相互独立又互相关联的四大产业。微电子已成为当今世界各项尖端技术和新兴产业发展的前导和基础。有了微电子技术的超前发展,便能够更有效地推动其它前沿技术的进步。随着IC的集成度和复杂性越来越高,污染控制、环境保护和静电防护技术就越盲膨响或制约微电子技术的发展。同时,随着我国国民经济的持续稳定增长和生产技术的不断创新发展,生产工艺对生产环境的要求越来越高。大规模和超大规模Ic生产中的前后道各工序对生产环境提出了更高要求,不仅仅要保持一定的温、湿度、洁净度,还需要对静电防护引起足够的重视。
  IC的生产,包括IC封装,大多数工序都需要超纯水进行清洗,晶圆及工件与水直接接触,在封装过程中的减薄工序和划片工序,更是离不开超纯水,一方面晶圆在减薄和划片过程中的硅粉杂质得到洗净,而另一方面纯水中的微量杂质又可能使芯粒再污染,这毫无疑问将对封装后的IC质量有着极大的影响。
  随着IC集成度的进一步提高,对水中污染物的要求也将更加严格。据美国提出的水质指标说明,集成度每提高一代,杂质都要减少1/2~1/10。
  随着半导体IC设计规则从1.5~0.25μm的变化,相应地超纯水的水质除电阻率已接近理论极限值外,其TOC(总有机碳)、DO(溶解氧)、Si02、微粒和离子性杂质均减少2~4个数量级。
  在当前的水处理中,各项杂质处理的难易程度依次是TOC、SiO2、DO、电阻率,其中电阻率达到18MΩ?cm(25℃)是当前比较容易达到的。由于TOC含量高会使栅氧化膜尤其是薄栅氧化膜中缺陷密度增大,所以栅愈薄要求TOC愈低,况且现在IC技术的发展趋势中,芯片上栅膜越来越薄,故降低TOC是当前和今后的最大难点,因而已成为当今超纯水水质的象征和重心。据有关资料先容,在美国芯片厂中,50%以上的成品率损失起因于化学杂质和微粒污染;在日本工厂中由于微粒污染引起器件电气特性的不良比例,已由2μm的70%上升到0.8μm超大规模IC的90%以上,可见IC线条宽度越细,其危害越突出。相应的在IC封装过程中国足球协会超级联赛纯水的重要性就显而易见了。
  在半导体制造工艺中,大约有80%以上的工艺直接或间接与超纯水,并且大约有一半以上工序,硅片与水接触后,紧接着就进人高温过程,若此时水中含有杂质就会进入硅片而导致IC器件性能下降、成品率降低。确切一点说,向生产线提供稳定优质的超纯水将涉及到企业的成本问题。
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