PPM水平下微电路工艺质量分析与评价关键技术研究

PPM水平下微电路工艺质量分析与评价关键技术研究

龚自立[1]2001年在《PPM水平下微电路工艺质量分析与评价关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着超大规模集成电路的发展,集成电路的集成度已达到10的量级,而失效率则已降到10FET,从而对微电路生产的工艺质量和可靠性评价技术提出了新的要求。采用先进的质量保证和评价技术应用在我国的微电路生产中显得尤为紧迫。本文针对微电路生产的实际特点,在微电路生产工艺质量控制的SPC系统中引入了多变量控制图技术,解决了微电路生产中的多变量受控分析问题。通过绘制多变量控制图和分解多变量统计量能判断过程是否受控,并在出现失控时解释失控原因。对判断工艺过程的微小偏移引入了EWMA控制图,它也能预测工艺过程的未来趋势以便生产中进行工艺调整。对工艺不合格品率已达到PPM水平下的工序能力,提出了等效工序能力指数的概念和计算方法。上述技术和方法已用于南京五十五所GaAs器件生产线的工艺质量控制和可靠性评价中。

刘宁[2]2002年在《集成电路可靠性评价与设计中的关键技术研究》文中认为随着超大规模集成电路的发展,失效率的降低,“可靠性是设计制造出来的”已被广泛接受。因此,可靠性的发展对可靠性评价与设计技术提出了新的要求。本文针对微电路生产的实际特点,在工艺不合格品率为PPM水平时,讨论了等效工序能力指数的概念和计算方法。引入了一种名为皮尔逊(Pearson)分布的概率分布族并对其七种不同类型的概率密度函数作了深入的分析与研究。在对各型皮尔逊分布的中心矩与原点矩的研究基础之上,介绍了针对该分布的优化拟合方法,得到了各分布类型的参数并实现了其在工序能力评价中的应用。对比结果令人满意。在可靠性设计方面,介绍了集成电路可靠性设计的一般方法。影响铝互连的电迁移失效的各种因素中,电流密度是主导因素。在理论研究基础之上,借助于计算机辅助设计,针对一个带通滤波器电路进行了电路优化,以提高其电迁移寿命。得到了比较好的优化结果。

王少熙[3]2007年在《现代电子元器件工艺水平评价模型与算法研究》文中研究说明在当今微电子制造领域,随着工艺过程和设备的日益复杂,电子元器件产品自身功能的不断完善,以及客户对工艺水平要求的不断提高,使得评价、控制工艺水平的技术日益显得重要。同时,目前军用产品实施工艺评价标准,明确要求军方电子元器件生产厂家全面实施工艺评价技术;且越来越多的国内企业为了向国际型企业标准迈进,开始重视质量管理与工艺水平评价技术。因此,全面实施工艺水平评价技术具有重要意义。本论文选取工序能力指数为研究对象,对工艺水平评价中遇到的几个主要问题建立相应的模型和算法,以及提出解决方案。在工序能力指数与成品率关系,非正态工序能力指数模型与算法,多变量工序能力指数模型与算法,高精度正态分布函数计算以及样本容量对工序能力影响等问题做了一定的研究工作,主要工作和成果总结如下:1,在分析工序能力指数C_p与成品率一一对应的关系基础上,指出工序能力指数C_(pk)与成品率没有一一对应关系的原因,然后引入中间变量,取数据的均值和规范限中值的差与规范长度的一半的比值作为系数,推导出工序能力指数C_(pk)与成品率之间的关系表达式。然后针对实施6σ设计技术情况下C_(pk)与成品率关系的选取,即采用偏离1.5σ作为参考,得出C_(pk)与成品率关系。2,建立了非正态分布工序能力指数模型与算法。该方法直接分析数据的均值、标准偏差、偏度和峰度,引用这四个变量,使用切比雪夫—埃尔米特多项式展开积分函数,有效地解决了已有非正态模型(如分位点)法无法计算有效工艺区域的问题。结果显示通过该模型能反映工序的能力,能有效的避免其他方法在数据分布与正态分布偏差大时计算不准确的情况,有效完成工艺评价的要求,实现半导体生产线的质量控制。此外,在叁类典型皮尔逊(Pearson)分布的中心矩与原点矩进行分析研究的基础上,推导了针对该分布的拟合表达式,得到了相应分布类型的参数,并给出分布的拟合步骤。3,建立基于成品率的多变量工序能力指数模型与算法。该模型将工序能力指数与成品率直接联系起来,能让使用者从成品率角度理解工序能力指数的含义。在变量独立的情况下,利用综合成品率等于单个变量成品率乘积关系,然后通过单变量工序能力指数与成品率的关系得出多变量工序能力指数计算式。此算法不会因为变量个数的增多而难以计算,并讨论其应用时根据工艺水平等级得出单变量工序能力指数的范围。在变量不独立的情况下,因为不能利用不相关变量综合成品率与单个变量成品率的关系,则应用函数积分计算成品率,直接对函数进行多重积分。4,建立基于权重系数的多变量工序能力指数模型与算法。使用主成分分析法计算因子载荷,提取因子分析中全部因子,保证数据所有信息不丢失,建立计算模型。该方法不用考虑变量相互之间是否相关,不用考虑变量个数的多少。结合基于成品率的多变量工序能力指数模型以及精度考虑,为多变量工序能力指数的计算提出了现实可行的解决方案。5,PPM水平工艺评价需要高精度的分布函数值。针对一维正态分布,本论文根据正态分布函数和误差函数的关式,采用有限连分式展开此关系式,并用泰勒级数表达对应指数项,建立一维正态分布函数高积分限和高精度的算法,然后得出结果。由已有资料表明该算法正确,同时列出了积分变量大于5的部分数值。针对二维正态分布,分析了相关系数对二维正态分布的重要影响,提出相关系数的拟合算法。给出了实现高精度二维正态分布函数值的算法。以数组作为大数存储结构,解决受到计算机字节长度制约无法实现高精度运算的问题;并引入复化辛普森公式、复化柯特斯公式和龙贝格公式加速收敛,最终得到所需要的结果。该算法得到的数据不仅能解决当前工序能力评价中一维和二维正态分布函数的精度要求,而且对于其他行业的高精度要求也提供有价值的参考。6实际使用工序能力指数时,往往要面对样本量到底要取多大的问题。获取大的样本量会带来经济上浪费,或者很难得到大样本量;获取少量的样本量是否可以得到能正确表征工艺的工序能力指数值等这些问题直接面对工序能力指数的使用者。本论文区分完整样本容量和非完整样本容量两种情况,讨论了样本量的变化对工序能力分析的影响,并以图形表示两者之间的关系曲线,为使用者根据要求取样量的选择提供了参考。7,此外,在本课题的研究基础上,开发了工序能力评价软件系统。该软件不仅包含常规工序能力指数的计算,通常遇到的分布函数的计算与拟合,而且具有非正态和多变量工序能力指数计算两个重要模块。成为目前针对工序能力评价的专用分析工具。

蒲瑞民[4]2008年在《多变量工序能力指数评价模型研究与应用》文中研究表明随着IC工艺设计水平的提高,目前对单个工艺参数进行工序能力评价已不能满足实际工艺生产的要求,必须考虑多个工艺参数共同对产品质量整体的作用。为此目的,多变量工序能力指数的应用被提上日程。本文首先介绍了目前国际上现有的基于工艺规范的多变量工序能力指数定义并对其优缺点作了分析和研究。然后提出了基于成品率的多变量工序能力指数模型,并且根据概率乘法定理,利用以条件数学期望和方差为参数的一维正态分布近似代替原来的条件分布,从而得出计算二维标准正态分布函数值的近似公式。通过数值积分结果比较表明,近似公式计算简单,应用方便,精度较好。从而保证了基于成品率的多变量工序能力指数模型的可行性与精确度。在对二维正态分布的点估计研究基础之上,介绍了针对该分布的优化拟合方法。其中介绍了样本数据的二维正态性检验方法及多维数据经验分布函数的不同定义。最后,对基于主成分权重的多变量工序能力指数模型作了改进,使之能够更为全面的表征工艺工序能力水平。同时提出了基于因子权重的多变量工序能力指数模型。通过实例对比表明,基于工艺成品率的多变量工序能力指数模型更为实用化。

吴文章, 蔡懿[5]1999年在《密封器件内部气氛测试技术》文中研究表明器件内部腔体的有害气氛是影响器件可靠性的主要原因之一。检测及分析器件内部腔体气氛是提高器件可靠性的重要依据.对密封器件内部气氛分析表明,我国在器件封装工艺质量方面存在较大缺陷,需及时解决。

张林林[6]2015年在《高性能LED封装材料的制备和性能研究》文中提出随着发光二极管(LED)功率以及亮度的不断提高,尤其是基于白光LED的发展,封装材料已经成为制约LED产品进入照明领域的关键技术之一。高技术封装方法的应用和集成度的提高,要求封装材料无色透明、较低的水解性氯含量、几乎不含低挥发组分和离子性杂质,以及耐热性好、折射率高、可快速固化成型等特点。作为候选材料之一的有机硅材料因其具有优异的耐高低温性、耐候性以及疏水性,在航空航天、电子电气和封装等领域得到广泛应用。另一个常用封装高分子环氧树脂具备优良的电绝缘性、粘结性、耐化学药品性和较佳的加工性能和可操作性。而其中对集成电路封装材料具有特别重要意义的是脂环族环氧树脂。脂环族环氧树脂不会因含极少量的氯离子而对微电路产生腐蚀,且其主链不含芳香基团,能较好的抵御电弧作用下的炭化以及紫外光的照射。而脂环族环氧有机硅树脂具备脂环族环氧树脂和有机硅树脂的优点,已成为21世纪集成电路封装材料发展主流。本论文的主要研究内容如下:(1)甲基含氢硅油和四-乙烯基环氧环己烷在叁苯基磷氯化铂的催化下制备甲基脂环族环氧有机硅树脂,通过改变反应条件,得到最佳制备工艺条件:甲基含氢硅油和4-乙烯基环氧环己烷的质量配比为1:1.7,反应温度为100℃,催化剂用量为0.94%,并对其进行FT-IR和’H-NMR的结构表征和透光率性能测试。(2)以苯基叁甲氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷,含氢环体作为反应单体,含氢双封头为封端剂,水和甲苯作为溶剂,在浓硫酸作催化下,制备苯基含氢硅油,并对其结构进行FT-IR和'H-NMR表征。然后以苯基含氢硅油和4-乙烯基环氧环己烷为原料,叁苯基磷氯化铂为催化剂,制备得到苯基脂环族环氧有机硅树脂,并对其进行结构和性能表征,分别对产物进行胺,酸酐和紫外光光固化,结果表明,酸酐和紫外光固化产物的透光率优于胺固化,且紫外光固化的时间较短。用DSC法研究了环氧有机硅树脂/酸酐体系的固化动力学的研究,为其固化工艺的确定提供了理论依据。(3)八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Me,Vi)和乙烯基双封头在四甲基氢氧化铵(Me4NOH)的催化作用下,进行阴离子开环聚合反应,制备得到了低折射率的多乙烯基聚硅氧烷,并对其进行结构和性能表征。研究了合成条件、原料的配比和催化剂用量等因素对产物的折射率、产率、粘度和透光率的影响。然后对制得的多乙烯基有机硅进行环氧化,所用环氧化试剂为四羧酸金属酞菁络合物和30%H202的混合物,合成出环氧有机硅树脂,研究表明少量环氧基的引入较好的改善了其折射率。

舒洪敏[7]2008年在《Cpk评价结果的数值模拟分析》文中研究说明随着电子产品质量水平的迅速提高,国际和国内元器件质量和可靠性水平上升到新阶段。在生产过程中,工序是保证质量的基本环节,工序能力分析是质量管理中的一项重要的技术基础工作。搞好工序能力分析,有助于随时掌握生产中各工序的质量保证能力,为产品开发、工艺设计、设备维修改造和提高产品质量提供必要的资料和依据。工序能力一般用工序能力指数(Cpk)来表示,工序能力分析是通过计算工序能力指数实现的,可以根据工序能力指数的大小对工序的加工状况做出判断。本文选取工序能力指数为研究对象,采用数值模拟计算的方法,在产品特征参数的计算、合格产品特性参数分布和成品率之间的关系、工序能力指数置信区间的分布状况以及嵌套分布数据特征参数分布等方面做了详细研究。并且讨论了样本容量变化对产品特性参数分布的影响,得出了在一定置信水平下置信区间随着样本的变化规律,以及嵌套分布数据特征值的分布规律。

参考文献:

[1]. PPM水平下微电路工艺质量分析与评价关键技术研究[D]. 龚自立. 西安电子科技大学. 2001

[2]. 集成电路可靠性评价与设计中的关键技术研究[D]. 刘宁. 西安电子科技大学. 2002

[3]. 现代电子元器件工艺水平评价模型与算法研究[D]. 王少熙. 西安电子科技大学. 2007

[4]. 多变量工序能力指数评价模型研究与应用[D]. 蒲瑞民. 西安电子科技大学. 2008

[5]. 密封器件内部气氛测试技术[J]. 吴文章, 蔡懿. 电子产品可靠性与环境试验. 1999

[6]. 高性能LED封装材料的制备和性能研究[D]. 张林林. 上海应用技术学院. 2015

[7]. Cpk评价结果的数值模拟分析[D]. 舒洪敏. 西安电子科技大学. 2008

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