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[情報] GN影片中提及的可能的氧化機制

看板PC_Shopping標題[情報] GN影片中提及的可能的氧化機制作者
E7lijah
(EinsFire不燬)
時間推噓60 推:62 噓:2 →:158

先打個預防針
我是化學背景但不是半導體製程背景
(雖然我在的實驗室也滿像台積電在做的東西)
所以製程的詳細知識我也不是很懂
我在實驗上會用到的鍍層方法是電化學鍍層與物理氣相沉積(熱蒸鍍)
跟化學氣相沉積不太熟
有關於半導體的英文術語也可能翻錯
歡迎有更專業背景的板友幫忙在推文補充或打臉我缺漏/講錯的地方


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smallreader: 氧化應該就是電子遷移的另一個說法吧 111.254.173.212 07/21 00:16

不是,氧化與電遷移是兩回事
電遷移是電子的動量傳遞給金屬原子核(金屬離子)
導致原子核離開原本在晶格中的位置 形成缺陷
簡單說就是原子核被電子撞開錯位
想像你用一大堆綠豆砸一顆籃球
籃球會被綠豆撞離原位
儘管過程很緩慢 不容易觀察
這個過程是動量的轉移
不需牽涉氧化還原


-以下是氧化機制的翻譯-

影片13:37處開始
GN聘請的FA lab(故障分析實驗室,下文簡稱FA)
對於故障原因是氧化這一假說的敘述

首先是FA對於TaN鍍層的說明 作為背景知識
https://i.imgur.com/ljUV31R.png


TaN作為阻障層防止銅擴散到介電質層(玻璃)
在製程中以原子層沉積(ALD)的方式塗佈於(晶片的)拓樸結構
先於via孔的外壁鍍上TaNx與銅種子層之後
再沉積銅 使via孔填滿金屬銅

(中間這段是FA有附上一些文獻說明
大致是在敘述ALD這項技術的限制
最近實驗很忙我有空再翻qq)

TaNx在金屬層的各處都會用上
因此所有的層都可能被影響
這也證實了這並非中介層的問題

https://i.imgur.com/miORnRf.png

以TaN原子鍍層來說
如要防止被鍍材料層(銅)的氧化
反應前驅物與反應條件的選擇是至關重要的
以下是ALD前驅物可能導致銅氧化的原因:

https://i.imgur.com/xX9jOXh.png

1. 含氧前驅物:
某些前驅物可能含有氧
或會在反應過程中釋出含氧的副產物
如果這些副產物接觸到銅 可以使銅表面氧化

https://i.imgur.com/cjbDv0d.png

2. 水作為共同反應物:
如果水是ALD其中一種反應物
由於其具有氧化能力(應該是能促進/催化氧化過程)
可以導致氧化銅的生成
水經常被用於ALD製程來生成金屬氧化物
需謹慎控制水存量以防止銅氧化

https://i.imgur.com/WR7um68.png

3. 溫度與電漿條件:
ALD製程中使用的高溫與電漿條件可促使氧擴散進銅金屬層導致銅氧化
電漿提供的能量可以更完整地分解反應前驅物
進而可能使更多含有活性氧的物質被釋放出來

https://i.imgur.com/UX6XxRI.png

4. 不完善的清潔過程:
在ALD過程中,在分次加入前驅物的步驟之間
反應腔體會被清潔以去除多餘的反應物與副產物
不完整的清潔可使含氧的殘留物與後續步驟中生成的銅表面反應

最後FA附上了一個晶片的剖面圖for科普用途
應該是wiki或哪裡找來的 結構並不僅限於intel做的IC

以上大概四醬

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以上假說要待FA分析完才有定論
FA事先有向GN預警 要分析這麼複雜的結構問題
實驗室評估其分析成功率只有大約50%
一般來說他們都是分析多個樣品
GN說會送盡可能多的樣品給FA
也說仍在等FA報價
分析每顆CPU的花費可能會到五位數鎂
如果真的這麼貴 GN只能給一兩顆CPU 總之會盡力送樣

很可能在分析結果出來之前 intel就給官方說明/解法
但也沒關係 這分析依然能提供很多資訊
也能用來檢驗intel丟出來的東西

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※ PTT 留言評論
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 27.52.66.205 (臺灣)

※ 文章網址:
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※ 編輯: E7lijah (27.52.66.205 臺灣), 07/22/2024 01:17:57

smallreader 07/22 01:19推熱心翻譯

WeasoN 07/22 01:22intel 氧化不保

benmei99 07/22 01:22看來我拋磚引玉成功(?

benmei99 07/22 01:22好多大師出來講解xD 製程我真是一知半

benmei99 07/22 01:22

orze04 07/22 01:23懷疑intel知道真正原因但不能承認

mrme945 07/22 01:23感謝解釋 完全跟我想的一樣(並沒有

oppoR20 07/22 01:26嗯嗯 我也是這樣想的

mrme945 07/22 01:27GN真的很敢花錢,自費送實驗室做檢驗這種

mrme945 07/22 01:27吃力不討好還不猶豫

orze04 07/22 01:27這個解釋是銅氧化在鍍層的當下就已發生,

orze04 07/22 01:27但現在情況是使用一段時間後才爆發?

smallreader 07/22 01:29解釋是用阻隔層有缺陷

smallreader 07/22 01:31所以製程中或者成品使用都有可能氧化

a860204 07/22 01:34即便切了找到病灶,也只能推測發生原因

a860204 07/22 01:34,真的是吃力不討好

mrme945 07/22 01:36SI廠商收到新CPU有12%是過不了QA的,Wend

mrme945 07/22 01:36ell那邊說廠商統計平均壽命約16個月,如

mrme945 07/22 01:36果真的是這個推論,這樣代表製造當下和使

mrme945 07/22 01:36用一段時間兩者都有發生?

dos01 07/22 01:58推翻譯 可是看到這堆畫學名詞我頭好痛

E7lijah 07/22 02:01還好啦 就是在猜那個氧是哪個階段 從哪

E7lijah 07/22 02:01裡進來的

dos01 07/22 02:01簡單來說 本來不該讓氧跑進去的地方 製作的

dos01 07/22 02:01過程中卻讓氧跑進去 不管是因為員工缺失

dos01 07/22 02:01或一開始製程設計就有問題 總之結果就是跑

dos01 07/22 02:01進去了? 這樣理解應該沒錯吧?

E7lijah 07/22 02:04然後GN有說氧化不一定就是主因

E7lijah 07/22 02:04也可能不只有氧化這個原因

E7lijah 07/22 02:04不同原因可能各有貢獻、交互影響

E7lijah 07/22 02:06員工缺失要缺失一年多的批次也是滿厲害

E7lijah 07/22 02:06的...

kaltu 07/22 02:11Intel自己應該不能說知道原因,而是大概猜

kaltu 07/22 02:11得出來是怎麼回事

kaltu 07/22 02:12但我不覺得他們會花大錢去做完整的內部分析

kaltu 07/22 02:12拿到完整的故障機制這種證據確鑿的報告

kaltu 07/22 02:12既沒有意義而且這種報告在之後的集體訴訟只

kaltu 07/22 02:12有弊無利

kaltu 07/22 02:12歷史上太多弊案都是廠商早就有內部文件知道

kaltu 07/22 02:12有問題,這種內部文件在法庭上寫的越詳細對

kaltu 07/22 02:12陪審團的負面效果越嚴重

forsell 07/22 02:12這能跟Intel請款吧,幫他們除錯

kaltu 07/22 02:12我不覺得Intel會在大概知道什麼問題又知道

kaltu 07/22 02:12這是什麼等級的問題的時候會去主動產生這類

kaltu 07/22 02:12內部文件

ocean920704 07/22 02:38整篇都看不懂QQ

gamesame7711 07/22 03:29他說的遷移是mobility 那個嗎

smsd 07/22 04:10電遷移是Electromigration, 主要發生在金屬

smsd 07/22 04:10

xdccsid 07/22 04:16電遷移也不只是氧化物才會有,2種導電物

xdccsid 07/22 04:16之間同樣會因為遷移速率差異導致交界面

xdccsid 07/22 04:16出現缺陷,進而產生空孔和裂痕造成斷裂

xdccsid 07/22 04:16,而這個也是會依靠氮化物之類的阻障層

xdccsid 07/22 04:16來避免

allyourshit 07/22 04:45內部都會有這種文件的 部門間也要卸

allyourshit 07/22 04:46責 不要把大公司看成鐵板一塊

allyourshit 07/22 04:46I皇這種IDM模式反而像日本大名制

allyourshit 07/22 04:47各大大小小諸侯蟠踞一方 互相攻伐

allyourshit 07/22 04:48公司的利益與部門利益背離時很多戲的

allyourshit 07/22 04:50波音為何要殺吹哨人? 細思極恐

kuroshizu21 07/22 06:25長知識了, 推一下

Rollnmeow 07/22 06:47I出的包,檢驗費應該要跟I請款

ltytw 07/22 07:13intel會不會:我他x的怎麼知道問題出在哪

guanluvsquat 07/22 07:23不必去查。

ICEFTP 07/22 07:25ALD的化學品要做到無氧,從材料製程都不能

ICEFTP 07/22 07:26有問題,而且氧不一定是氧氣,有時是鍵結

ICEFTP 07/22 07:26

ICEFTP 07/22 07:26像MOx,H2O都是

linecross 07/22 07:34感謝分享

poeoe 07/22 07:38Foundry都有自己的FA實驗室啦 出問題早就會

poeoe 07/22 07:38開始狂切Sample了

zseineo 07/22 07:39

fanyuzeng 07/22 07:50推熱心

ABA0525 07/22 07:57五位數還美金,這影片成本大賠吧

TISH12311 07/22 08:07尚未確認異常正因和位置,但已經推測

TISH12311 07/22 08:07並列舉可能發生氧化的原因,沒有一間

TISH12311 07/22 08:07工廠會同意這種異常分析步驟。

spfy 07/22 08:22加油 現在連UAC都跳船 你要獨撐大梁了

ganbee 07/22 08:29我們公司的客訴,一直到賠錢都不會往自己

ganbee 07/22 08:30不利的方向分析,錢賠了郤沒找到真因,然

ganbee 07/22 08:30後重覆的錯誤一直犯。

Kowdan 07/22 08:48出了新的UAC大師喔

zseineo 07/22 09:01上面那個TISH

franchy 07/22 09:10要花幾萬鎂去幫intel找問題 笑死人

kkcity59 07/22 09:16Intel自己找不出問題?事情太大吞不了?

raider01 07/22 09:31這個不可能不找問題啦,只是會不會公開

raider01 07/22 09:31而已

b325019 07/22 09:32沒上法院前知道也不會說出來吧

Arbin 07/22 09:35Intel直接講出來肯定會被告到脫褲吧

ericinttu 07/22 09:39 不先自己找出原因怎麼做法律攻防呢

mayolane 07/22 10:01都是化學系我怎麼就不懂這些

你會有機合成跟鑑定 我不會... 我只會被老闆跟學長電到起飛

canandmap 07/22 10:45謝謝E大!辛苦了!(敬禮)

yymeow 07/22 11:27推個。所以原文列出了四個可能造成銅氧化

roseritter 07/22 11:29推解釋

Garrys 07/22 11:48微軟系統大當機救了intel ??

wolver 07/22 11:55當機那個 是防毒軟體的鍋

Depthsharky 07/22 11:57新聞下爛標 一直誤傳

orze04 07/22 12:06intel去找就會留下證據,萬一找到真正原

orze04 07/22 12:06因就麻煩了。要裝作有認真找但找不到的樣

orze04 07/22 12:06子,心裡知道就好。

aaron5555 07/22 12:09對內一定會查啦..大企業內部可說是大

aaron5555 07/22 12:09型宮鬥劇,不查就變成政敵攻擊的理由

aaron5555 07/22 12:09

poeoe 07/22 12:11不查上法院問題才大好嗎 怎麼可能不查

aaron5555 07/22 12:11只是這些資料會不會流出,以及會讓多

aaron5555 07/22 12:11少人知道就又是另一回事

※ 編輯: E7lijah (27.52.66.205 臺灣), 07/22/2024 12:45:46

a1234567289 07/22 12:50這一定會查 各部門可是要幫自己解套

a1234567289 07/22 12:50

chenszhanx 07/22 13:35推,真的長見識,原來電遷移是這個意

chenszhanx 07/22 13:35思,電子是原因,真的歪掉的是原子核

hooldoor 07/22 13:53嗯嗯 跟我想的一樣

greg7575 07/22 14:26XPS尻下去就知道了。但是做縱深燒錢

greg7575 07/22 14:26挖進去,算小時收錢,一小時挖不深

笑死 我最近剛好都在新竹同步輻射做XPS/UPS 腦中第一個想法也是光打下去看能譜就知道氧化態了 其他隨便亂想到的方法可能是測磁性?

NTUOnline 07/22 15:10還是等GN切完好了XD 想知道GN切完結果

NTUOnline 07/22 15:10是什麼XD

※ 編輯: E7lijah (27.52.66.205 臺灣), 07/22/2024 16:02:36

TISH12311 07/22 18:34直接推斷是氧化真的是在帶風向啊 不然

TISH12311 07/22 18:34呢? 連異常都不知道位置是要怎麼切?

哥 可是氧化這個說法不是GN提出的 是有個intel大客戶向GN抱怨時說的欸... GN為了公平地驗證這位客戶的假說是否正確還自掏腰包找實驗室分析 這樣你的意思是帶風向的人是那位有800萬顆intel CPU的大客戶嗎

TISH12311 07/22 18:34以為已經找到異常了 原來還在報價而已

mrme945 07/22 18:42好了啦

mrme945 07/22 18:42不要這麼難過,又不是世界末日

SeulDesir 07/22 20:40我家INTEL乖寶寶沒有錯 嗚嗚

canandmap 07/22 21:12所以你可以幫忙找出異常的原因嗎?

freezeraven 07/22 21:20「千錯萬錯都不是我大I皇的錯啦 」

glad850 07/22 22:16看到電子把動量傳給金屬的原子核就可以

glad850 07/22 22:16跳出來了

可是我看幾篇文獻都這樣寫欸 還是閣下有什麼見解 願聞其詳

https://i.imgur.com/jQpHakK.png

※ 編輯: E7lijah (27.52.66.205 臺灣), 07/22/2024 22:30:18

E7lijah 07/22 22:32https://i.imgur.com/EFhnX97.png

※ 編輯: E7lijah (27.52.66.205 臺灣), 07/22/2024 22:37:08

※ 編輯: E7lijah (27.52.66.205 臺灣), 07/22/2024 22:38:14

TISH12311 07/22 22:50帶風向的起手式就是 張三李四說:....

TISH12311 07/22 22:51要證據就在東扯喜扯 阿也不一定啦~

jakkx 07/22 22:57他現在就在說他怎麼找證據。不過也是,再扯

jakkx 07/22 22:58也改變不了intel這兩代cpu搞爆還給不出個交

jakkx 07/22 22:58代的事實就是了。

E7lijah 07/22 22:59GN影片中敘述都這麼公開明白了

E7lijah 07/22 22:59裡面清楚提到誰說了什麼

E7lijah 07/22 22:59以及GN自己會採取什麼行動或如何收集證

E7lijah 07/22 22:59

E7lijah 07/22 22:59你可以自己去看

E7lijah 07/22 22:59大家都不覺得是帶風向只有你覺得

E7lijah 07/22 22:59但我改變不了你看待事情的方式

E7lijah 07/22 22:59所以你愛怎麼想就怎麼想吧

canandmap 07/22 23:33那你怎麼不提出反面證據?

canandmap 07/22 23:37你不認同GN說他帶風向,「啊這一切都是

canandmap 07/22 23:37GN在帶風向啦,要找證據東拉西扯,張三

canandmap 07/22 23:37李四說什麼就是什麼,都在捕風捉影」,

canandmap 07/22 23:37所以你找到了什麼可以反駁GN說法的證據

canandmap 07/22 23:37?那你的推文就沒有在帶風向嗎?

Depthsharky 07/22 23:55設定目標 排除變因叫做帶風向?

yymeow 07/23 00:03原PO是真的有料的人,有些推文出來只能說

waitu0526 07/23 03:50哇操到底寫啥看沒有

greg7575 07/23 08:26用同輻挖的話超快的,一不小心就挖穿

greg7575 07/23 08:27可是同輻不開放商用r,我也想拿來挖

E7lijah 07/23 13:55同輻光是學術用都要排程搶時段了 如果開

E7lijah 07/23 13:55放商用那我們這些菸酒生一大半都要岩壁了

glad850 07/23 16:35https://i.imgur.com/gRzZ63C.jpeg

glad850 07/23 16:37唸過固態物理或半導體元件的人都知道,e

glad850 07/23 16:37lectromigratuon是電場強度造成的

glad850 07/23 16:37電子把原子核撞離晶格?!哈哈哈

glad850 07/23 16:39念過高中物理的人都應該知道質子中子的

glad850 07/23 16:39質量是電子的1800多倍,隨便一個金屬離

glad850 07/23 16:39子都是電子質量的幾萬倍,你講的好像胖

glad850 07/23 16:39子坐在座位上會比蒼蠅撞出教室一樣簡單

glad850 07/23 16:40你貼的那篇論文也是發表在化學類期刊,

glad850 07/23 16:40會有這種謬論不怎麼意外

glad850 07/23 16:42電子的動量,或者說精確一點,論文裡面

glad850 07/23 16:42寫載子有可能是電洞,不是不能傳遞給原

glad850 07/23 16:42子核或者說離子,但是動量傳遞以後會變

glad850 07/23 16:42成晶格振動,也就是聲子

glad850 07/23 16:43那個離子離開原本的位置是在振動,論文

glad850 07/23 16:43裡面說可以傳輸質量是在鬼扯

glad850 07/23 16:44這篇要是被我審到還不噴到爆

smallreader 07/23 17:00豁然開朗

glad850 07/23 17:08然後這種東西哪需要用到同步輻射,貴儀

glad850 07/23 17:08的FIB是你的好朋友

glad850 07/23 17:10如果錢不是問題的話隨便找閎康宜特汎詮

glad850 07/23 17:10人家小姐都比我們厲害幾百倍

TISH12311 07/23 19:03懷念宜特的姊姊們

greg7575 07/23 19:30化學系被臭了,幫QQ

glad850 07/23 19:34我剛剛才發現原po貼的第二篇IEEE論文一

glad850 07/23 19:34開始就說了electromigration是施加偏壓

glad850 07/23 19:34造成的,原po完全畫錯重點了

E7lijah 07/23 19:42感謝你的回覆

E7lijah 07/23 19:42那我想再請問一下那重點是電場強度還是電

E7lijah 07/23 19:42流密度呢 (還是其他因素?)

E7lijah 07/23 19:42因為電壓與電流是因跟果 兩者不是互斥的

E7lijah 07/23 19:42我看IEEE的那篇敘述像是電場是起因;電流

E7lijah 07/23 19:42密度是重點

E7lijah 07/23 19:43然後IEEE那篇也有提到mass transport也是

E7lijah 07/23 19:43單純晶格振動嗎

E7lijah 07/23 20:22而且他說mass transport是沿著電子運動

E7lijah 07/23 20:22方向,如果是電遷移的因素是金屬陽離子受

E7lijah 07/23 20:22電場的力,那怎麼會是沿著電子運動方向,

E7lijah 07/23 20:22不是應該相反嗎(沿著電場方向)?

smallreader 07/23 20:31g大那篇說兩個相反的力抵抗,結果是

smallreader 07/23 20:32電子對原子核的推移力量(?)佔上風

smallreader 07/23 20:34更正,電子對原子,不是核

smallreader 07/23 20:39https://i.imgur.com/TGHqfNL.png

smallreader 07/23 20:53(1)電場對離子的力、(2)電子與離子近

smallreader 07/23 20:53距離互動、傳遞動量這個現象,因提高

smallreader 07/23 20:53電子流率而增加的力

smallreader 07/23 21:1810^6A/cm^2 相當於每個單位晶格每秒

smallreader 07/23 21:18有10億個電子通過 如果我沒算錯的話?

smallreader 07/23 21:22大概有1萬倍(?)銅原子質量的電子通過

smallreader 07/23 21:30痾不過算好玩的,沒學過命中機率多少

E7lijah 07/24 15:36剛剛稍微拜讀了glad大分享的那篇文獻 裡

E7lijah 07/24 15:36面有一些對於電子在晶格內散射後將動量

E7lijah 07/24 15:36變化傳遞給離子的敘述 只可惜我不像glad

E7lijah 07/24 15:36大看得這麼懂 能有幸再請大大指教一下嗎

E7lijah 07/24 15:36 我洗耳恭聽

E7lijah 07/24 21:53https://i.imgur.com/6d3JdtQ.png

E7lijah 07/24 21:53https://i.imgur.com/J9QpZal.png

E7lijah 07/24 21:55還是Science跟IF點數40點的材料科學期刊

E7lijah 07/24 21:55給glad大審都不會過

smallreader 07/24 22:55沒認真讀文章 差點被牽著鼻子走 XD

E7lijah 07/24 23:01反正我看不太懂論文 他比較懂 請他解釋囉

wipers 07/24 23:39原PO就別再push某人了,某人應該是不會再

wipers 07/24 23:39出來了啦。#1cde2vBv AZ大也已經舉例了,

wipers 07/24 23:40氧化跟電遷移是不同的issue,氧化造成高阻

wipers 07/24 23:40而電遷移導致短路

wipers 07/24 23:41拿大家比較能了解高中化學的例子來說,某

wipers 07/24 23:42位大師就好比是以為有了共價鍵,所以

wipers 07/24 23:42偶極-偶極力 的影響就可以被否定掉了。至

wipers 07/24 23:42於某人審不到那篇論文,因為他根本就打不

wipers 07/24 23:42進那個期刊的圈圈裏面