非制冷微光顯微鏡應(yīng)用

在微光顯微鏡（EMMI）檢測(cè)中，部分缺陷會(huì)以亮點(diǎn)形式呈現(xiàn)，

例如：漏電結(jié)（JunctionLeakage）接觸毛刺（ContactSpiking）熱電子效應(yīng)（HotElectrons）閂鎖效應(yīng)（Latch-Up）氧化層漏電（GateOxideDefects/Leakage，F(xiàn)-N電流）多晶硅晶須（Poly-SiliconFilaments）襯底損傷（SubstrateDamage）物理?yè)p傷（MechanicalDamage）等。

同時(shí)，在某些情況下，樣品本身的正常工作也可能產(chǎn)生亮點(diǎn)，例如：飽和/工作中的雙極型晶體管（Saturated/ActiveBipolarTransistors）飽和的MOS或動(dòng)態(tài)CMOS（SaturatedMOS/DynamicCMOS）正向偏置二極管（ForwardBiasedDiodes）反向偏置二極管擊穿（Reverse-BiasedDiodesBreakdown）等。

因此，觀(guān)察到亮點(diǎn)時(shí)，需要結(jié)合電氣測(cè)試與結(jié)構(gòu)分析，區(qū)分其是缺陷發(fā)光還是正常工作發(fā)光。此外，部分缺陷不會(huì)產(chǎn)生亮點(diǎn)，如：歐姆接觸金屬互聯(lián)短路表面反型層硅導(dǎo)電通路等。

若亮點(diǎn)被金屬層或其他結(jié)構(gòu)遮蔽（如BuriedJunctions、LeakageSitesUnderMetal），可嘗試采用背面（Backside）成像模式。但此模式只能探測(cè)近紅外波段的發(fā)光，并需要對(duì)樣品進(jìn)行減薄及拋光處理。 當(dāng)金屬層遮擋導(dǎo)致 OBIRCH 等無(wú)法偵測(cè)故障時(shí)，微光顯微鏡可進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)。非制冷微光顯微鏡應(yīng)用

在研發(fā)階段，當(dāng)原型芯片出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤、漏電或功耗異常等問(wèn)題時(shí)，工程師可以利用微光顯微鏡、探針臺(tái)等高精度設(shè)備對(duì)失效點(diǎn)進(jìn)行精確定位，并結(jié)合電路仿真、材料分析等方法，追溯至可能存在的設(shè)計(jì)缺陷，如布局不合理、時(shí)序偏差，或工藝參數(shù)異常，從而為芯片優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

在量產(chǎn)環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)批量性失效，失效分析能夠快速判斷問(wèn)題源自光刻、蝕刻等工藝環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性不足，還是原材料如晶圓或光刻膠的質(zhì)量波動(dòng)，并據(jù)此指導(dǎo)生產(chǎn)線(xiàn)參數(shù)調(diào)整，降低報(bào)廢率，提高整體良率。在應(yīng)用階段，對(duì)于芯片在終端設(shè)備如手機(jī)、汽車(chē)電子中出現(xiàn)的可靠性問(wèn)題，結(jié)合環(huán)境模擬測(cè)試與失效機(jī)理分析，可以指導(dǎo)封裝設(shè)計(jì)優(yōu)化、材料選擇改進(jìn)，提升芯片在高溫或長(zhǎng)期使用等復(fù)雜工況下的性能穩(wěn)定性。通過(guò)研發(fā)、量產(chǎn)到應(yīng)用的全鏈條分析，失效分析不僅能夠發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，還能夠推動(dòng)芯片設(shè)計(jì)改進(jìn)、工藝優(yōu)化和產(chǎn)品可靠性提升，為半導(dǎo)體企業(yè)在各個(gè)環(huán)節(jié)提供了***的技術(shù)支持和保障，確保產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)可靠，降低風(fēng)險(xiǎn)并提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 IC微光顯微鏡故障維修晶體管和二極管短路或漏電時(shí)，微光顯微鏡依其光子信號(hào)判斷故障類(lèi)型與位置，利于排查電路故障。

例如，當(dāng)某批芯片在測(cè)試中出現(xiàn)漏電失效時(shí)，微光顯微鏡能夠準(zhǔn)確定位具體的失效位置，為后續(xù)分析提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)該定位信息，工程師可結(jié)合聚焦離子束（FIB）切割技術(shù)，對(duì)芯片截面進(jìn)行精細(xì)觀(guān)察，從而追溯至柵氧層缺陷或氧化工藝異常等具體問(wèn)題環(huán)節(jié)。這一能力使得微光顯微鏡在半導(dǎo)體失效分析中成為定位故障點(diǎn)的重要工具，其高靈敏度的探測(cè)性能和高效的分析流程，為問(wèn)題排查與解決提供了不可或缺的支撐。

在芯片研發(fā)階段，該設(shè)備可以幫助研發(fā)團(tuán)隊(duì)快速鎖定設(shè)計(jì)或工藝中的潛在隱患，避免資源浪費(fèi)和試錯(cuò)成本的增加；在量產(chǎn)環(huán)節(jié)，微光顯微鏡能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)批量性失效的源頭，為生產(chǎn)線(xiàn)的調(diào)整和優(yōu)化爭(zhēng)取寶貴時(shí)間，降低經(jīng)濟(jì)損失；在產(chǎn)品應(yīng)用階段，它還能夠?yàn)榭煽啃詥?wèn)題的排查提供參考，輔助企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)信譽(yù)。無(wú)論是面向先進(jìn)制程的芯片研發(fā)，還是成熟工藝的量產(chǎn)檢測(cè)，這套設(shè)備憑借其獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在失效分析流程中發(fā)揮著不可替代的作用，為半導(dǎo)體企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)和技術(shù)升級(jí)提供了有力支持。

Thermal（熱分析/熱成像）指的是通過(guò)紅外熱成像（如ThermalEMMI或熱紅外顯微鏡）等方式，檢測(cè)芯片發(fā)熱異常的位置。通常利用的是芯片在工作時(shí)因電流泄漏或短路而產(chǎn)生的局部溫升。常用于分析如：漏電、短路、功耗異常等問(wèn)題。EMMI（光發(fā)射顯微成像EmissionMicroscopy）是利用芯片在失效時(shí)（如PN結(jié)擊穿、漏電）會(huì)產(chǎn)生微弱的光發(fā)射現(xiàn)象（多為近紅外光），通過(guò)光電探測(cè)器捕捉這類(lèi)自發(fā)光信號(hào)來(lái)確定失效點(diǎn)。更敏感于電性失效，如ESD擊穿、閂鎖等。與原子力顯微鏡聯(lián)用時(shí)，微光顯微鏡可同步獲取樣品的表面形貌和發(fā)光信息，便于關(guān)聯(lián)材料的結(jié)構(gòu)與電氣缺陷。

在電性失效分析領(lǐng)域，微光顯微鏡 EMMI 常用于檢測(cè)擊穿通道、漏電路徑以及器件早期退化區(qū)域。芯片在高壓或大電流應(yīng)力下運(yùn)行時(shí)，這些缺陷部位會(huì)產(chǎn)生局部光發(fā)射，而正常區(qū)域則保持暗場(chǎng)狀態(tài)。EMMI 能夠在器件正常封裝狀態(tài)下直接進(jìn)行非接觸式觀(guān)測(cè)，快速定位失效點(diǎn)，無(wú)需拆封或破壞結(jié)構(gòu)。這種特性在 BGA 封裝、多層互連和高集成度 SoC 芯片的分析中尤其重要，因?yàn)樗茉趶?fù)雜的布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中精細(xì)鎖定問(wèn)題位置。此外，EMMI 還可與電性刺激系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同工作模式下的動(dòng)態(tài)成像，從而揭示缺陷的工作條件依賴(lài)性，幫助工程師制定更有針對(duì)性的設(shè)計(jì)優(yōu)化或工藝改進(jìn)方案。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)。自銷(xiāo)微光顯微鏡設(shè)備制造

半導(dǎo)體失效分析中，微光顯微鏡可偵測(cè)失效器件光子，定位如 P-N 接面漏電等故障點(diǎn)，助力改進(jìn)工藝、提升質(zhì)量。非制冷微光顯微鏡應(yīng)用

短路是芯片失效中常見(jiàn)且重要的誘發(fā)因素。當(dāng)芯片內(nèi)部電路發(fā)生短路時(shí)，受影響區(qū)域會(huì)形成異常電流通路，導(dǎo)致局部溫度迅速升高，并伴隨特定波長(zhǎng)的光發(fā)射現(xiàn)象。

致晟光電微光顯微鏡（EMMI）憑借其高靈敏度，能夠捕捉到這些由短路引發(fā)的微弱光信號(hào)，并通過(guò)對(duì)光強(qiáng)分布、空間位置等特征進(jìn)行綜合分析，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)試過(guò)程中出現(xiàn)不明原因的功耗異常增加，工程師初步懷疑芯片內(nèi)部存在短路隱患。

非制冷微光顯微鏡應(yīng)用