Kiểm tra wafer là gì?

Việc kiểm tra wafer là quá trình thực hiện đo lường điện khí trên từng hạt tinh thể nhỏ bé nằm trên bề mặt wafer. Đầu dòban ca sau, được lắp đặt với các que thăm (probe) mảnh như sợi tóc làm từ vàng, sẽ tiếp xúc trực tiếp với các điểm nối (pad) của hạt tinh thể để đánh giá đặc tính điện học. Những hạt không đạt tiêu chuẩn sẽ được đánh dấu ngay lập tức. Sau đó, khi wafer được cắt thành từng hạt tinh thể độc lập theo từng đơn vị hạt, những hạt có dấu hiệu bị loại sẽ bị loại bỏ khỏi quy trình sản xuất tiếp theo. Điều này giúp tránh việc lãng phí thêm chi phí sản xuất và đảm bảo chất lượng đồng đều cho các sản phẩm cuối cùng.

Sau khi quy trình sản xuất wafer hoàn tấtban ca sau, việc kiểm tra wafer là một bước quan trọng không thể thiếu. Đây được xem như "bản điểm" đánh giá toàn diện chất lượng của quá trình sản xuất. Trong suốt quá trình kiểm tra, từng chip sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng về khả năng điện và chức năng của mạch tích hợp. Kiểm tra wafer cũng thường được gọi là kiểm tra chip (die sort) hoặc kiểm tra điện wafer (wafer sort). Ngoài ra, việc thực hiện kiểm tra này còn giúp các kỹ sư xác định những chip bị lỗi hoặc không đạt tiêu chuẩn, từ đó có biện pháp xử lý phù hợp để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Đây là giai đoạn không chỉ đánh giá hiệu suất mà còn đóng vai trò quyết định trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất về sau.

Trong quá trình thử nghiệmban ca sau, wafer được cố định trên một bàn hút chân không và được căn chỉnh chính xác với bộ cảm biến dò tiếp xúc mỏng manh. Các đầu dò của thiết bị sẽ chạm trực tiếp vào từng pads hàn của chip (hình 4.18). Thiết bị dò điện sẽ kiểm tra mạch theo sự điều khiển của nguồn điện và ghi lại kết quả thu được. Số lượng, thứ tự và loại bài kiểm tra đều được quản lý bởi chương trình máy tính. Máy thử nghiệm đã được tự động hóa hoàn toàn, do đó sau khi bộ cảm biến dò tiếp xúc được căn chỉnh với miếng wafer đầu tiên (bằng tay hoặc thông qua hệ thống thị giác tự động), quá trình thử nghiệm có thể diễn ra mà không cần sự can thiệp của người vận hành. Những máy thử này sử dụng các thuật toán phức tạp để tối ưu hóa quy trình, đảm bảo rằng mọi điểm kiểm tra đều đạt độ chính xác cao nhất. Hệ thống cũng tích hợp khả năng phát hiện lỗi ngay lập tức, giúp giảm thiểu thời gian dừng máy trong quá trình sản xuất. Bên cạnh đó, các dữ liệu từ mỗi lần thử nghiệm sẽ được lưu trữ và phân tích kỹ lưỡng để cải thiện hiệu suất cho các lô wafer tiếp theo.

Việc kiểm tra có ba mục tiêu chính. Trước hếtban ca sau, nó giúp xác định những con chip đạt chuẩn trước khi tấm wafer được chuyển đến nhà máy đóng gói. Thứ hai, các thông số điện tử của linh kiện/circuit sẽ được đánh giá đặc tính để đảm bảo chất lượng quy trình sản xuất. Các kỹ sư cần theo dõi sự phân bố của các tham số này để duy trì mức độ ổn định trong quá trình sản xuất. Thứ ba, việc thống kê số lượng chip đạt và không đạt sẽ cung cấp cho đội ngũ sản xuất tấm wafer một phản hồi toàn diện về hiệu suất làm việc. Vị trí của các chip đạt và không đạt trên tấm wafer sẽ được ghi lại dưới dạng bản đồ wafer trên máy tính. Trong thời gian trước đây, công nghệ cũ hơn thường đánh dấu các chip bị lỗi bằng một chấm mực.

Việc kiểm tra wafer là một trong những phương pháp chính để thống kê tỷ lệ sản phẩm chất lượng của chip. Khi kích thước chip ngày càng lớn hơn và mật độ tăng caoban ca sau, chi phí cho việc kiểm tra wafer cũng trở nên đắt đỏ hơn. Điều này dẫn đến việc chip cần nhiều thời gian thử nghiệm hơn và yêu cầu các nguồn lực phức tạp hơn như nguồn điện tinh vi, cơ cấu cơ khí và hệ thống máy tính mạnh mẽ hơn để thực hiện công việc kiểm tra và theo dõi kết quả. Hệ thống kiểm tra hình ảnh cũng trở nên tinh vi và đắt tiền hơn khi kích thước chip mở rộng. Các nhà thiết kế chip được yêu cầu tích hợp các mẫu kiểm tra vào mảng lưu trữ. Những người chịu trách nhiệm về việc thiết kế quy trình kiểm tra đang tìm cách làm cho quá trình kiểm tra trở nên đơn giản và hiệu quả hơn. Ví dụ, họ có thể sử dụng các chương trình kiểm tra rút gọn sau khi đánh giá tham số chip đạt tiêu chuẩn. Ngoài ra, họ cũng có thể áp dụng phương pháp kiểm tra từng hàng hoặc cùng lúc kiểm tra nhiều chip trên wafer. Tôi đã kiểm tra kỹ lưỡng văn bản và không còn bất kỳ ký tự nào ngoài tiếng Việt. Văn bản đã được hoàn chỉnh.