מי רצח את הצ’יפ שלי?

הצצה מרתקת אל תוך עולם השבבים ולדרך בה מאתרים ובוחנים את הפגמים שבהם שעשוים לפגום משמעותית במוצר הסופי

תמונה: flickr, cc-by, ericskiff

הפוסט נכתב על ידי שירלי המר-צפלוביץ האחראית על תחום התקשורת השיווקית באפלייד מטיריאלס. הניסיון שלה בשטח נרכש מתפקידי אפליקציה ושיווק במספר קווי מוצר ועזר לה ליצור ולהפיץ את הסיפור השיווקי של החברה.

הם מה שאנחנו מחפשים, מזהים, מאתרים, מצלמים, מנתחים ומסווגים. הם מה שעומד בין יצרן השבבים והרווח שלו, כי הם מה שפוגע בתהליכי ייצור השבבים והורס את התפוקה. אנחנו קוראים להם דפקטים (defects) אבל מטעמי נימוס נקרא להם פה פגמים.

אז מה מגדיר פגם?

כל דבר שלא אמור להיות על השבב בשלב הייצור אותו אנחנו בודקים, ועלול לפגוע בביצועים החשמליים הסופיים שלו, הוא פגם. האם זה אומר שלא כל פגם הוא פגם קריטי, או פגם רצחני (killer defect) כמו שאוהבים לקרוא לו בתעשיה שלנו? נכון. פגמים שנמצאים באיזורים לא פעילים בשבב, פגמים שמתוקנים בשלבי הייצור הבאים או פגמים שהם קטנים מידי בכדי לגרום נזק, הם פגמים שלא מעניינים אותנו, פגמים נודניקים (nuisance defects).

בואו נראה כמה דוגמאות טיפוסיות לפגמים קריטים אותם אנו מחפשים. התמונות המוצגות פה צולמו על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM – Scanning Electron Microscope) בעזרת מכונה שלנו שנקראת SEMVision. אני מבטיחה להסביר יותר לעומק בעתיד. בינתיים, כל מה שאתם צריכים לדעת עליו הוא שהתמונות ברזולוציה ממש, אבל ממש גבוהה. שדה הראיה בכל תמונה הוא בערך מיקרון אחד, או אלפית המילימטר (רואים כמה זה מילימטר בתמונה? 1000 צילומי SEM נכנסים אחד ליד השני במילימטר אחד).

הצרת קווים (line thinning)

הקוים אותם אתם רואים בתמונה הם קווי בידוד, אותם ימלאו בשלבים הבאים בחומר מתכתי מוליך. ניתן לראות ששני הקווים המרכזיים דקים יותר במרכזם ונוטים כלפי פנים. כאשר ימלאו את הרווחים בין הקווים במתכת, העובי השונה של קו המתכת שייווצר יהיה בעל התנגדות חשמלית שונה ולכן התנהגות חשמלית שונה משאר הקווים עלול לגרום לתקלה בתפקוד הרכיב. מבחינת הלקוחות שלנו זו תקלה קריטית.

קצר (bridge)

בתמונה הזו אנחנו רואים את האיזור הפעיל (active area) שהוא חלק מבסיס הטרנזיסטור. קצר בין שני טרנזיסטורים זו תקלה קריטית שתפגע בשני הטרניסטורים המחוברים ובתפקוד השבב כולו.

מגע חסום (blocked contact)

שכבת המגעים זו השכבה המקשרת בין הטרנזיסטורים לחיווט. את החורים שאתם רואים בתמונה ממלאים במתכת כגון טאנגסטן, ומעליה בונים את שכבות קווי המתכת המחברות בין הטרנזיסטורים ויוצרות את הלוגיקה של הרכיב. מגע חסום אומר שלא ייווצר מגע חשמלי בין הטרנזיסטור שבבסיס המגע לבין החיווט שמעליו, ולכן זו בוודאי תקלה קריטית.

חלקיק (particle)

אחת הצרות הגדולות של תהליך ייצור השבבים היא החלקיקים וזו גם הסיבה שייצור שבבים נעשה בסביבה מבוקרת ונקייה במיוחד. חלקיק קטנטן בגודל של כמה עשרות ננומטרים יכול להרוג שבב אם הוא נופל במקום ה(לא) נכון. בקרה על כמות, אופי, חומר ופיזור החלקיקים היא חלק בלתי נפרד מעבודת בקרת האיכות אותה אנו מבצעים במפעל.

חשוב להבין, שהציוד שלנו לא בודק את התפקוד הפונקציונלי החשמלי של השבבים. מה שהמכונות שלנו עושות זה בקרה על איכות התהליך, האם הוא יציב, והאם יש בו רק כמות מינימלית וקבועה של פגמים מסוגים ידועים. כיוון שהעולם אינו אידיאלי, אין תהליך ללא פגמים בכלל. השימוש בציוד לבקרת איכות התהליך בא לוודא שהפגמים המתגלים הם מסוגים ידועים ובכמויות מתונות. כל חריגה בכמות, אופי ופיזור הפגמים תגרום להרמת דגל אדום ואף לעצירת התהליך על מנת לאפשר חקירה לזיהוי הסיבה לעליה ברמת הפגמים ולפתרונה.

איך בלשי בקרת האיכות מזהים את הפגמים הרצחניים ומאתרים אותם על הפרוסה? קוראים לזה Inspection ועל זה בפעם אחרת.

פוסט זה נכתב על ידי שירלי המר צפלוביץ’ האחראית על תחום התקשורת השיווקית ב-Applied Materials ופורסם במקור בבלוג הרשמי של Applied Materials ישראל.


פוסט בחסות חברת Applied Materials


אפלייד מטיריאלס הינה החברה המובילה בעולם בתחום פתרונות טכנולוגיות הננו-ייצור (Nanomanufacturing Technology). החברה מספקת סל רחב של מוצרים חדשניים בתחום הציוד, התוכנה והשירות עבור יצרני השבבים המוליכים למחצה, צגים שטוחים, תאים סולריים פוטו-וולטאים, אלקטרוניקה גמישה וזכוכית יעילה אנרגטית.

מאז הקמתה בשנת 1967, אפלייד מטיריאלס מפתחת, מייצרת ומשווקת את טכנולוגיית הננו-ייצור המסייעת כיום בהפקתו של כמעט כל שבב מוליך למחצה וצג שטוח בעולם.

החברה מעסיקה כ-13,000 עובדים ב-91 אתרים הפרוסים על פני 22 מדינות ברחבי העולם. מוצרי החברה השונים מיוצרים בארה”ב, במזרח הרחוק, באירופה ובישראל. בשנת הכספים 2010 דיווחה אפלייד מטיריאלס על הכנסות בשווי 9.5 מיליארד דולר, ועד היום הגישה החברה כ-8,200 פטנטים.

החטיבה העסקית הממוקמת בישראל, PDC, Progress Diagnostics and Control משוייכת לקבוצת מערכות הסיליקון של אפלייד מטיריאלס ועוסקת בפיתוח, בייצור ובהטמעה של מוצרי בקרת איכות לתהליכי ייצור המוליכים למחצה.

Avatar

כתב אורח

אנחנו מארחים מפעם לפעם כותבים טכנולוגים אורחים, המפרסמים כתבות בתחומי התמחות שלהם. במידה ואתם מעוניינים לפרסם פוסט בשמכם, פנו אלינו באמצעות טופס יצירת קשר באתר.

הגב

הגב ראשון!

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 

* היי, אנחנו אוהבים תגובות!
תיקונים, תגובות קוטלות וכמובן תגובות מפרגנות - בכיף.
חופש הביטוי הוא ערך עליון, אבל לא נוכל להשלים עם תגובות שכוללות הסתה, הוצאת דיבה, תגובות שכוללות מידע המפר את תנאי השימוש של Geektime, תגובות שחורגות מהטעם הטוב ותגובות שהן בניגוד לדין. תגובות כאלו יימחקו מייד.

wpDiscuz

תגיות לכתבה: