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芯片制造中的X射线:日本欧姆龙推出扫描仪以发现缺陷 – 彭博社

X射线正在成为芯片制造中必不可少的健康检查

  • CT扫描在制造无缺陷半导体方面发挥关键作用
  • 欧姆龙公司声称在提供实时扫描方面无敌手

欧姆龙株式会社,一家日本的医疗设备和工厂自动化提供商,正将目光投向利润丰厚的芯片制造设备市场,以推动未来增长。

这家总部位于京都的电子公司将在春季推出一款X射线扫描仪,该仪器将更好地检测先进半导体制造中的缺陷,并提高全球最大芯片制造商的产量。VT-X950机器将产生足够分辨率的芯片3D图像,以便在1纳米尺度上识别缺陷,至少领先于当前最先进的硅制造技术一代。

由于每次扫描只需30秒,芯片制造商可以几乎实时监控生产并更有效地进行调整和修正。产量,即每块硅晶圆上产生无缺陷芯片的比例,是像台积电和三星电子这样的制造商密切关注的指标,它影响着每家公司的成本和满足客户订单的速度。

“半导体行业的需求趋势是以更小的批次生产更多种类的芯片,但如果没有实时CT扫描,这是永远不可能在经济上可行的,”欧姆龙检测系统总经理Kazuhisa Shibuya在接受采访时说。

计算机断层扫描(CT)是医学诊断的主要工具,也已成为芯片制造中必不可少的质量控制工具。90岁的欧姆龙从2012年开始进入半导体供应链,当时推出了VT-X900。Shibuya说,这仍然是其业务的一小部分,主要限于少数几家主要芯片制造商。

这位55岁的官员对需求增长充满信心,因为芯片变得越来越复杂和昂贵。在几平方厘米的区域内,制造商需要编写比人类头发还细的金属线,并沉积成千上万的纳米级焊料颗粒。像台积电和三星的全围栅架构等新的三维芯片堆叠技术提高了精度要求。

“作为半导体制造过程的一部分,对CT扫描的需求是迫切的,”Omdia分析师南川明说。“随着行业追求芯片缩小和芯片组技术,尤其是在过去几年里,所需的键合技术水平已经飙升。”

Inside Omron's Semiconductor Inspection Equipment
在X射线扫描仪VT-X750内部。摄影师:Kentaro Takahashi/Bloomberg

如今最受欢迎的芯片,如英伟达公司的顶级人工智能加速器,受到台积电生产先进封装的限制。在这种情况下,质量控制和产量提高变得至关重要,因为微小的错位可能使价值数万美元的芯片变得毫无价值。在制造过程中对芯片进行X射线检查可以帮助检测缺陷,并允许工人根据需要对工艺进行微调。

索尼集团的股价本月早些时候下跌了4.7%,因为该公司表示正在大规模生产其最新的智能手机摄像头传感器出现问题,这导致了业务的营运利润预期下调了15%。

传统上,芯片制造商依赖所谓的功能测试来查看设备是否按设计运行。CT也被使用过,但速度要慢得多:从生产线上拿取样品单位,到在一个单独的房间进行X射线检查,每次检查可能需要长达一小时。根据东洋证券分析师安田秀树的说法,对更快速的检测设备的需求将急剧增加。他说,先进芯片制造的成本将决定更多的实时监控,以最大程度地减少硅的浪费。

欧姆龙的CT扫描仪是芯片制造商在其装配线上安装的唯一现实选择,Shibuya说,因为没有其他机器能够实时产生高质量的CT图像。最新型号将扫描时间从欧姆龙的上一款机型减少了一半。