如何控制晶圆厂内外的电磁干扰

电磁干扰 (EMI) 是全球电子制造供应链中越来越重要的话题。越来越小的 IC 几何尺寸、更低的电源电压和更高的数据速率都使设备和工艺更容易受到 EMI 的影响。电气噪声、设备产生的 EMI 感应信号以及电源线瞬态等因素都会影响制造过程，从晶圆处理到引线键合再到 PCB 组装和测试，给行业造成数百万美元的损失。此外，能够引起电气过应力 (EOS) 的传导发射会损坏敏感的半导体器件。英特尔一直将 EOS 列为“IC 组件损坏的第一大来源”。 (英特尔 制造支持指南 2001、2010、2016)。

虽然欧洲 EMC 指令和 FCC 测试和认证等 EMC(电磁兼容性)标准对设备的允许发射水平进行了限制，但一旦设备与其他工具一起安装，实际操作环境中的 EMI 水平可以大不相同，因此会影响设备的操作、性能和可靠性。例如，(i)偶尔的瞬变会在伺服电机的旋转反馈中引发“额外”脉冲，这会及时导致机械臂的错误位置，最终损坏晶圆; (ii) 来自伺服电机的高频噪声和工具中的开关模式电源的组合会在焊线/漏斗和设备之间产生电压差，从而导致高电流和最终对设备造成电过载; (iii) 晶圆探针测试提供不一致的结果，这是由于晶圆处理机中多个伺服电机的组合导致晶圆卡盘上的高水平 EMI。此类现场案例说明了 EMC 测试要求与实际 EMI 容限水平之间的差距及其对半导体制造和处理的影响。

由全球度量技术委员会北美分会制定的新标准 SEMI E176-1017《半导体制造环境中的电磁干扰 (EMI) 评估和最小化指南》弥补了这一差距。 SEMI E176 面向 IC 制造商和任何处理半导体设备(例如电子设备的 PCB 组装和集成)的人员，既是一份实用指南，也是一份教育文件。 SEMI E176 简要总结了 EMI 起源、EMI 传播、测量技术和关于减轻不良电磁辐射的建议，以使设备能够共存和正常运行，并在其预期使用环境中减少 EOS。具体来说，E176 为基于 IC 几何形状的不同类型的 EMI 提供了推荐级别。

NA Metrics 技术委员会联合主席兼总裁 Vladimir Kraz 表示：“SEMI E176 可能是整个行业中唯一有效的标准，它就制造环境中可接受的 EMI 水平以及实现和保持这些数字的方法提供建议。” OnFILTER, Inc. 的“E176 也是独一无二的，因为它不仅限于半导体制造，还可以应用于其他行业。后端组装和测试以及 PCB 组装同样受到 EMI 的影响，并且可以从 SEMI E176 实施中受益，因为在 IC 制造和 PCB 组装中处理半导体器件之间存在很强的相似性，并且通常在预防缺陷之间共享IC和PCBA制造商。”

新发布的 SEMI E176 和最近更新的 SEMI E33-0217， 半导体制造设备电磁兼容性 (EMC) 指南，为在制造环境中建立和保持低 EMI 水平提供了完整的文档。

不良排放具有操作、责任和监管方面的后果。驯服它是一项具有挑战性的任务，需要一种全面的方法，从适当的系统设计实践开始，到发展该领域的 EMI 专业知识结束。新的 SEMI 176 为将 EMI 降低到当今和未来有效的高良率半导体制造所需的水平提供了实用指南。

审核编辑：汤梓红