微光顯微鏡的原理是探測(cè)光子發(fā)射。它通過(guò)高靈敏度的光學(xué)系統(tǒng)捕捉芯片內(nèi)部因電子 - 空穴對(duì)(EHP)復(fù)合產(chǎn)生的微弱光子(如 P-N 結(jié)漏電、熱電子效應(yīng)等過(guò)程中的發(fā)光),進(jìn)而定位失效點(diǎn)。其探測(cè)對(duì)象是光信號(hào),且多針對(duì)可見(jiàn)光至近紅外波段的光子。熱紅外顯微鏡則基于紅外輻射測(cè)溫原理工作。芯片運(yùn)行時(shí),失效區(qū)域(如短路、漏電點(diǎn))會(huì)因能量損耗異常產(chǎn)生局部升溫,其釋放的紅外輻射強(qiáng)度與溫度正相關(guān)。設(shè)備通過(guò)檢測(cè)不同區(qū)域的紅外輻射差異,生成溫度分布圖像,以此定位發(fā)熱異常點(diǎn),探測(cè)對(duì)象是熱信號(hào)(紅外波段輻射)。電路驗(yàn)證中出現(xiàn)閂鎖效應(yīng)及漏電,微光顯微鏡可定位位置,為電路設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù),保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。IC微光顯微鏡設(shè)備
EMMI的本質(zhì)只是一臺(tái)光譜范圍廣,光子靈敏度高的顯微鏡。
但是為什么EMMI能夠應(yīng)用于IC的失效分析呢?
原因就在于集成電路在通電后會(huì)出現(xiàn)三種情況:1.載流子復(fù)合;2.熱載流子;3.絕緣層漏電。當(dāng)這三種情況發(fā)生時(shí)集成電路上就會(huì)產(chǎn)生微弱的熒光,這時(shí)EMMI就能捕獲這些微弱熒光,這就給了EMMI一個(gè)應(yīng)用的機(jī)會(huì)而在IC的失效分析中,我們給予失效點(diǎn)一個(gè)偏壓產(chǎn)生熒光,然后EMMI捕獲電流中產(chǎn)生的微弱熒光。原理上,不管IC是否存在缺陷,只要滿(mǎn)足其機(jī)理在EMMI下都能觀(guān)測(cè)到熒光 自銷(xiāo)微光顯微鏡儀器針對(duì)接面漏電,我司微光顯微鏡能偵測(cè)其光子定位位置,利于篩選不良品,為改進(jìn)半導(dǎo)體制造工藝提供數(shù)據(jù)。
致晟光電將熱紅外顯微鏡(Thermal EMMI)與微光顯微鏡 (EMMI) 集成的設(shè)備,在維護(hù)成本控制上展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。對(duì)于分開(kāi)的兩臺(tái)設(shè)備,企業(yè)需配備專(zhuān)門(mén)人員分別學(xué)習(xí)兩套系統(tǒng)的維護(hù)知識(shí),培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)原理、軟件操作,還包括各自的故障診斷邏輯與校準(zhǔn)流程,往往需要數(shù)月的系統(tǒng)培訓(xùn)才能確保人員熟練操作,期間產(chǎn)生的培訓(xùn)費(fèi)用、時(shí)間成本居高不下。而使用一套集成設(shè)備只需一套維護(hù)體系,維護(hù)人員只需掌握一套系統(tǒng)的維護(hù)邏輯與操作規(guī)范,無(wú)需在兩套差異化的設(shè)備間切換學(xué)習(xí),培訓(xùn)周期可縮短近一半,大幅降低了培訓(xùn)方面的人力與資金投入。
適用場(chǎng)景的分野,進(jìn)一步凸顯了二者(微光顯微鏡&熱紅外顯微鏡)的互補(bǔ)價(jià)值。在邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片的量產(chǎn)檢測(cè)中,微光顯微鏡通過(guò)對(duì)細(xì)微電缺陷的篩查,助力提升產(chǎn)品良率,降低批量報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn);而在功率器件、車(chē)規(guī)芯片的可靠性測(cè)試中,熱紅外顯微鏡對(duì)熱分布的監(jiān)測(cè),成為驗(yàn)證產(chǎn)品穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)際檢測(cè)中,二者常組合使用:微光顯微鏡定位電缺陷后,熱紅外顯微鏡可進(jìn)一步分析該缺陷是否引發(fā)異常發(fā)熱,形成 “光 - 熱” 聯(lián)動(dòng)的全維度分析,為企業(yè)提供更佳的故障診斷依據(jù)。微光顯微鏡搭配高分辨率鏡頭,可將微小缺陷放大至清晰可見(jiàn),讓檢測(cè)更易觀(guān)察分析,提升檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
需要失效分析檢測(cè)樣品,我們一般會(huì)在提前做好前期的失效背景調(diào)查和電性能驗(yàn)證工作,能夠?yàn)檎麄€(gè)失效分析過(guò)程找準(zhǔn)方向、提供依據(jù),從而更高效、準(zhǔn)確地找出芯片失效的原因。
1.失效背景調(diào)查收集芯片型號(hào)、應(yīng)用場(chǎng)景、失效模式(如短路、漏電、功能異常等)、失效比例、使用環(huán)境(溫度、濕度、電壓)等。確認(rèn)失效是否可復(fù)現(xiàn),區(qū)分設(shè)計(jì)缺陷、制程問(wèn)題或應(yīng)用不當(dāng)(如過(guò)壓、ESD)。
2.電性能驗(yàn)證使用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)或探針臺(tái)(ProbeStation)復(fù)現(xiàn)失效,記錄關(guān)鍵參數(shù)(如I-V曲線(xiàn)、漏電流、閾值電壓偏移)。對(duì)比良品與失效芯片的電特性差異,縮小失效區(qū)域(如特定功能模塊)。 微光顯微鏡的便攜款桌面級(jí)設(shè)計(jì),方便在生產(chǎn)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問(wèn)題,減少不合格品流出。廠(chǎng)家微光顯微鏡品牌排行
當(dāng)二極管處于正向偏置或反向擊穿狀態(tài)時(shí),會(huì)有強(qiáng)烈的光子發(fā)射,形成明顯亮點(diǎn)。IC微光顯微鏡設(shè)備
光束誘導(dǎo)電阻變化(OBIRCH)功能與微光顯微鏡(EMMI)技術(shù)常被集成于同一檢測(cè)系統(tǒng),合稱(chēng)為光發(fā)射顯微鏡(PEM,PhotoEmissionMicroscope)。
二者在原理與應(yīng)用上形成巧妙互補(bǔ),能夠協(xié)同應(yīng)對(duì)集成電路中絕大多數(shù)失效模式,大幅提升失效分析的全面性與效率。OBIRCH技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于,即便失效點(diǎn)被金屬層覆蓋形成“熱點(diǎn)”,其仍能通過(guò)光束照射引發(fā)的電阻變化特性實(shí)現(xiàn)精細(xì)檢測(cè)——這恰好彌補(bǔ)了EMMI在金屬遮擋區(qū)域光信號(hào)捕捉受限的不足。
IC微光顯微鏡設(shè)備