微光顯微鏡(EmissionMicroscope,EMMI)是一種常用的芯片失效分析手段,可以用于確認(rèn)芯片的失效位置。其原理是對(duì)樣品施加適當(dāng)電壓,失效點(diǎn)會(huì)因加速載流子散射或電子-空穴對(duì)的復(fù)合而釋放特定波長的光子,這時(shí)光子就能被檢測到,從而檢測到漏電位置。Obirch利用激光束在恒定電壓下的器件表面進(jìn)行掃描,激光束部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,如果金屬互聯(lián)線存在缺陷,缺陷處溫度將無法迅速通過金屬線傳導(dǎo)散開,這將導(dǎo)致缺陷處溫度累計(jì)升高,并進(jìn)一步引起金屬線電阻以及電流變化,通過變化區(qū)域與激光束掃描位置的對(duì)應(yīng),定位缺陷位置。為提升微光顯微鏡探測力,我司多種光學(xué)物鏡可選,用戶可依樣品工藝與結(jié)構(gòu)選裝,滿足不同微光探測需求。檢測用微光顯微鏡成像儀
與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體失效檢測技術(shù),如 X 射線成像和電子顯微鏡相比,EMMI 展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。X 射線成像雖能洞察芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu),但對(duì)因電學(xué)異常引發(fā)的微小缺陷敏感度不足;電子顯微鏡雖可提供超高分辨率微觀圖像,卻需在高真空環(huán)境下工作,且對(duì)樣品制備要求苛刻。EMMI 則無需復(fù)雜樣品處理,能在芯片正常工作狀態(tài)下實(shí)時(shí)檢測,憑借對(duì)微弱光信號(hào)的探測,有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)在檢測因電學(xué)性能變化導(dǎo)致缺陷時(shí)的短板,在半導(dǎo)體質(zhì)量控制流程中占據(jù)重要地位。非制冷微光顯微鏡技術(shù)參數(shù)我司自主研發(fā)的桌面級(jí)設(shè)備其緊湊的機(jī)身設(shè)計(jì),可節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間,適合在小型研發(fā)機(jī)構(gòu)或生產(chǎn)線上靈活部署。
在電性失效分析領(lǐng)域,微光顯微鏡 EMMI 常用于檢測擊穿通道、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)行非接觸式觀測,快速定位失效點(diǎn),無需拆封或破壞結(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)雜的布線網(wǎng)絡(luò)中精細(xì)鎖定問題位置。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。
與 Thermal EMMI 熱紅外顯微鏡相比,EMMI 微光顯微鏡在分析由電性缺陷引發(fā)的微弱光發(fā)射方面更具優(yōu)勢(shì),能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的缺陷定位;而熱紅外顯微鏡則更擅長捕捉因功率耗散導(dǎo)致的局部溫升異常。在與掃描電子顯微鏡(SEM)的對(duì)比中,EMMI 無需真空環(huán)境,且屬于非破壞性檢測,但 SEM 在微觀形貌觀察的分辨率上更勝一籌。在實(shí)際失效分析中,這些技術(shù)往往互為補(bǔ)充——可先利用 EMMI 快速鎖定缺陷的大致區(qū)域,再借助 SEM 或 FIB 對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行精細(xì)剖析與結(jié)構(gòu)驗(yàn)證,從而形成完整的分析鏈路。
介電層漏電時(shí),微光顯微鏡可檢測其光子定位位置,保障電子器件絕緣結(jié)構(gòu)可靠,防止電路故障。
EMMI的全稱是Electro-OpticalEmissionMicroscopy,也叫做光電發(fā)射顯微鏡。這是一種在半導(dǎo)體器件失效分析中常用的技術(shù),通過檢測半導(dǎo)體器件中因漏電、擊穿等缺陷產(chǎn)生的微弱光輻射(如載流子復(fù)合發(fā)光),實(shí)現(xiàn)對(duì)微小缺陷的定位和分析,廣泛應(yīng)用于集成電路、半導(dǎo)體芯片等的質(zhì)量檢測與故障排查。
致晟光電該系列——RTTLITE20微光顯微分析系統(tǒng)(EMMI)是專為半導(dǎo)體器件漏電缺陷檢測而設(shè)計(jì)的高精度檢測系統(tǒng)。其中,實(shí)時(shí)瞬態(tài)鎖相熱分析系統(tǒng)采用鎖相熱成像(Lock-in Thermography)技術(shù),通過調(diào)制電信號(hào)損升特征分辨率與靈敏度,結(jié)合軟件算法優(yōu)化信噪比,以實(shí)現(xiàn)顯微成像下的高靈敏度熱信號(hào)測量。 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)。制冷微光顯微鏡設(shè)備
靜電放電破壞半導(dǎo)體器件時(shí),微光顯微鏡偵測其光子可定位故障點(diǎn),助分析原因程度。檢測用微光顯微鏡成像儀
Thermal和EMMI是半導(dǎo)體失效分析中常用的兩種定位技術(shù),主要區(qū)別在于信號(hào)來源和應(yīng)用場景不同。Thermal(熱紅外顯微鏡)通過紅外成像捕捉芯片局部發(fā)熱區(qū)域,適用于分析短路、功耗異常等因電流集中引發(fā)溫升的失效現(xiàn)象,響應(yīng)快、直觀性強(qiáng)。而EMMI(微光顯微鏡)則依賴芯片在失效狀態(tài)下產(chǎn)生的微弱自發(fā)光信號(hào)進(jìn)行定位,尤其適用于分析ESD擊穿、漏電等低功耗器件中的電性缺陷。相較之下,Thermal更適合熱量明顯的故障場景,而EMMI則在熱信號(hào)不明顯但存在異常電性行為時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。實(shí)際分析中,兩者常被集成使用,相輔相成,以實(shí)現(xiàn)失效點(diǎn)定位和問題判斷。檢測用微光顯微鏡成像儀