微光顯微鏡的原理是探測(cè)光子發(fā)射。它通過高靈敏度的光學(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)。通過調(diào)節(jié)探測(cè)靈敏度,它能適配不同漏電流大小的檢測(cè)需求,靈活應(yīng)對(duì)多樣的檢測(cè)場(chǎng)景。國(guó)內(nèi)微光顯微鏡應(yīng)用
失效背景調(diào)查就像是為芯片失效分析開啟 “導(dǎo)航系統(tǒng)”,能幫助分析人員快速了解芯片的基本情況,為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。收集芯片型號(hào)是首要任務(wù),不同型號(hào)的芯片在結(jié)構(gòu)、功能和特性上存在差異,這是開展分析的基礎(chǔ)信息。同時(shí),了解芯片的應(yīng)用場(chǎng)景也不可或缺,是用于消費(fèi)電子、工業(yè)控制還是航空航天等領(lǐng)域,不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)芯片的性能要求不同,失效原因也可能大相徑庭。
失效模式的收集同樣關(guān)鍵,短路、漏電、功能異常等不同的失效模式,指向的潛在問題各不相同。比如短路可能是由于內(nèi)部線路故障,而漏電則可能與芯片的絕緣性能有關(guān)。失效比例的統(tǒng)計(jì)也有重要意義,如果同一批次芯片失效比例較高,可能暗示著設(shè)計(jì)缺陷或制程問題;如果只是個(gè)別芯片失效,那么應(yīng)用不當(dāng)?shù)目赡苄韵鄬?duì)較大。 鎖相微光顯微鏡大全升級(jí)后的冷卻系統(tǒng),能減少設(shè)備自身熱噪聲,讓對(duì)微弱光子的探測(cè)更靈敏,提升檢測(cè)下限。
可探測(cè)到亮點(diǎn)的情況
一、由缺陷導(dǎo)致的亮點(diǎn)結(jié)漏電(Junction Leakage)接觸毛刺(Contact Spiking)熱電子效應(yīng)(Hot Electrons)閂鎖效應(yīng)(Latch-Up)氧化層漏電(Gate Oxide Defects / Leakage (F-N Current))多晶硅晶須(Poly-silicon Filaments)襯底損傷(Substrate Damage)物理?yè)p傷(Mechanical Damage)等。
二、器件本身固有的亮點(diǎn)飽和 / 有源狀態(tài)的雙極晶體管(Saturated/Active Bipolar Transistors)飽和狀態(tài)的 MOS 管 / 動(dòng)態(tài) CMOS(Saturated MOS/Dynamic CMOS)正向偏置二極管 / 反向偏置二極管(擊穿狀態(tài))(Forward Biased Diodes / Reverse Biased Diodes (Breakdown))等。
例如,當(dāng)某批芯片在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)漏電失效時(shí),我們的微光顯微鏡能定位到具體的失效位置,為后續(xù)通過聚焦離子束(FIB)切割進(jìn)行截面分析、追溯至柵氧層缺陷及氧化工藝異常等環(huán)節(jié)提供關(guān)鍵前提??梢哉f,我們的設(shè)備是半導(dǎo)體行業(yè)失效分析中定位失效點(diǎn)的工具,其的探測(cè)能力和高效的分析效率,為后續(xù)問題的解決奠定了不可或缺的基礎(chǔ)。
在芯片研發(fā)階段,它能幫助研發(fā)人員快速鎖定設(shè)計(jì)或工藝中的隱患,避免資源的無(wú)效投入;在量產(chǎn)過程中,它能及時(shí)發(fā)現(xiàn)批量性失效的源頭,為生產(chǎn)線調(diào)整爭(zhēng)取寶貴時(shí)間,降低損失;在產(chǎn)品應(yīng)用端,它能為可靠性問題的排查提供方向,助力企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)口碑。無(wú)論是先進(jìn)制程的芯片研發(fā),還是成熟工藝的量產(chǎn)檢測(cè),我們的設(shè)備都以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì),成為失效分析流程中無(wú)法替代的關(guān)鍵一環(huán),為半導(dǎo)體企業(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和技術(shù)升級(jí)提供有力支撐。 支持離線數(shù)據(jù)分析,可將檢測(cè)圖像導(dǎo)出后進(jìn)行深入處理,不占用設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)時(shí)間。
定位短路故障點(diǎn)短路是造成芯片失效的關(guān)鍵誘因之一。
當(dāng)芯片內(nèi)部電路發(fā)生短路時(shí),短路區(qū)域會(huì)形成異常電流通路,引發(fā)局部溫度驟升,并伴隨特定波長(zhǎng)的光發(fā)射現(xiàn)象。EMMI(微光顯微鏡)憑借其超高靈敏度,能夠捕捉這些由短路產(chǎn)生的微弱光信號(hào),再通過對(duì)光信號(hào)的強(qiáng)度分布、空間位置等特征進(jìn)行綜合分析,可實(shí)現(xiàn)對(duì)短路故障點(diǎn)的精確定位。
以一款高性能微處理器芯片為例,其在測(cè)試中出現(xiàn)不明原因的功耗激增問題,技術(shù)人員初步判斷為內(nèi)部電路存在短路隱患。通過EMMI對(duì)芯片進(jìn)行全域掃描檢測(cè),在極短時(shí)間內(nèi)便在芯片的某一特定功能模塊區(qū)域發(fā)現(xiàn)了光發(fā)射信號(hào)。結(jié)合該芯片的電路設(shè)計(jì)圖紙和版圖信息進(jìn)行深入分析,終鎖定故障點(diǎn)為兩條相鄰的鋁金屬布線之間因絕緣層破損而發(fā)生的短路。這一定位為后續(xù)的故障修復(fù)和工藝改進(jìn)提供了直接依據(jù)。 介電層漏電時(shí),微光顯微鏡可檢測(cè)其光子定位位置,保障電子器件絕緣結(jié)構(gòu)可靠,防止電路故障。顯微微光顯微鏡價(jià)格走勢(shì)
處理 ESD 閉鎖效應(yīng)時(shí),微光顯微鏡檢測(cè)光子可判斷其位置和程度,為研究機(jī)制、制定防護(hù)措施提供支持。國(guó)內(nèi)微光顯微鏡應(yīng)用
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)。國(guó)內(nèi)微光顯微鏡應(yīng)用