當(dāng)半導(dǎo)體器件在測(cè)試或使用中出現(xiàn)功能失效時(shí),進(jìn)行失效分析以定位失效點(diǎn)和確定失效機(jī)理是解決問題的關(guān)鍵步驟。失效分析是一個(gè)多技術(shù)融合的流程,通常從非破壞性分析開始。光學(xué)顯微鏡檢查作為最基本、最直接的非破壞性手段,往往是失效分析的第yi 步。徠卡DM8000M自動(dòng)型半導(dǎo)體檢查顯微鏡,憑借其自動(dòng)化、高分辨率及多種觀察模式,能在失效分析流程的初始階段提供高效的輔助。
接到一個(gè)失效樣品后,分析人員首先需要對(duì)其進(jìn)行全面的外觀檢查。對(duì)于封裝好的芯片,DM8000M可以從低倍到高倍,系統(tǒng)地檢查封裝體表面是否存在開裂、鼓包、變色、燒毀痕跡、引腳腐蝕等宏觀異常。其自動(dòng)對(duì)焦和圖像拼接功能可以幫助快速獲取清晰的整體外觀圖像。
如果需要開封進(jìn)行芯片內(nèi)部檢查,在開封(化學(xué)開封、機(jī)械開封或激光開封)后,暴露出的芯片表面和鍵合區(qū)域是檢查重點(diǎn)。DM8000M可以自動(dòng)導(dǎo)航到芯片的特定功能區(qū)域,如電源總線、I/O焊盤、存儲(chǔ)器陣列、模擬電路區(qū)塊等。在明場(chǎng)照明下,可以觀察金屬互連線路是否有明顯的熔斷、電遷移引起的空洞、 hillock、腐蝕坑,或多層布線間因短路造成的燒傷點(diǎn)。這些缺陷通常在光學(xué)顯微鏡下可見,是快速定位失效點(diǎn)的有力線索。
暗場(chǎng)照明在此階段尤為重要。許多缺陷,如淺表層的劃痕、細(xì)微的裂紋、介質(zhì)層中的晶須、或由靜電放電引起的微小損傷,在明場(chǎng)下對(duì)比度很低,難以察覺。切換到暗場(chǎng)模式后,這些缺陷會(huì)因光散射而顯現(xiàn)。DM8000M允許分析人員在同一點(diǎn)快速切換照明模式,從不同角度獲取信息,提高發(fā)現(xiàn)細(xì)微缺陷的幾率。
在涉及封裝界面分層或芯片粘接失效的案例中,雖然超聲波掃描或X射線成像更能檢測(cè)內(nèi)部缺陷,但光學(xué)顯微鏡可以檢查開封后暴露的界面狀況。例如,觀察芯片背面與基板或散熱蓋之間的粘接材料是否均勻,有無空洞或剝離。
自動(dòng)化功能在失效分析中同樣有價(jià)值。當(dāng)需要分析多個(gè)類似的失效樣品,或在同一芯片上檢查多個(gè)可疑點(diǎn)時(shí),可以預(yù)先設(shè)置檢測(cè)路徑。DM8000M會(huì)自動(dòng)移動(dòng)到每個(gè)點(diǎn),完成對(duì)焦、照明優(yōu)化和圖像采集,讓分析人員可以更專注于圖像判讀和原因推理,而不是重復(fù)的機(jī)械操作。這對(duì)于需要對(duì)比良品和不良品相同位置的分析任務(wù)尤其方便。
采集到的高分辨率圖像不僅是分析過程的記錄,也是撰寫失效分析報(bào)告的重要組成部分。DM8000M軟件通常便于對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)注、測(cè)量和導(dǎo)出。這些圖像可以與后續(xù)更高級(jí)的分析技術(shù)(如掃描電鏡、聚焦離子束、探針測(cè)試)的結(jié)果相關(guān)聯(lián),構(gòu)建完整的失效證據(jù)鏈。
雖然對(duì)于納米尺度的缺陷或深層內(nèi)部失效,需要更精密的分析設(shè)備,但光學(xué)顯微鏡檢查以其快速、無損、成本相對(duì)較低的特點(diǎn),始終是失效分析中bu 可或缺的篩選和定位工具。徠卡DM8000M自動(dòng)型半導(dǎo)體檢查顯微鏡通過增強(qiáng)這一過程的自動(dòng)化程度和圖像質(zhì)量,幫助失效分析工程師更高效地邁出診斷的第yi 步,為后續(xù)深入分析指明方向。