IC在測試生產過程的靜電放電(ESD)擊傷及電性過壓(EOS)現象 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
2019年6月2日—圖二:內部電路在組裝後測試時的EOS現象的FA解析。圖三:電晶體元件受到CDM的靜電擊傷後的閘極故障位置在電子顯微鏡下的截面圖。
在待測物、設備或是人員之間,不可避免都會有移動及接觸與再分離的行為出現,因此在待測物上必然會發生靜電放電(Electrostatics Discharge, ESD)的現象。雖然在環境溫度及相對濕度與接地都會做有效的管控,但對一些已知會產生ESD的工作點還是需要加以注意。特別是在生產過程中,往往造成許多的靜電電荷(Electrostatic Charge)大量殘存在元件與積體電路中,繼而在後續的生產程序上,出現危險的元件儲存電荷模式(Charged Device Model,CDM)之ESD或電性過壓(Electrical Overstress,EOS)現象,進而造成半導體元件內部電路的破壞。部分已受ESD內傷的產品,有時還會到客戶端才又被檢測出來,後續嚴重的客退問題又造成產品成本的一大負擔。
在生產過程中,從IC的進料作業階段,一些自動化設備傳輸,必須進行一些設備傳遞及人員作業的動作,因此這些接觸及壓合都會產生大量瞬間的ESD現象出現,這種放電則多屬與設備接觸時,在其內部的自由電荷(Free Charge)形成重新再分布行為。當之後的作業中有再接觸行為出現時,因為前述的電荷儲存造成電位的不平衡必然會造成ESD,這時形成的放電迴路大都會通過IC,或從IC內部釋放出,對IC而言,就如CDM的ESD;對整體或系統而言,即為模組儲存電荷模式(Board Level Charged Device Model,BLCDM)的ESD。
在上述的製程中,要注意一些靜電消除器(Air Ionizer)的位置,因使用靜電消除器的目的,是用來建立工作環境中各部品間的等電位面,唯有等電位面的物體相接觸時,才不致產生瞬間接觸式的ESD大電流;即使同電位面的兩物體接觸後,當它們被分離開的瞬間,因本質電位面的不同及對自由電荷束敷力的不同,還是會有分離電荷產生,並形成ESD電流。
因此,需避免設備本身與待測物的金屬接點接觸,因這樣的接觸往往會形成不安全的放電迴路出現。而在半成品中這些金屬接點通常都連接到了...
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