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IC封装样品失效分析方法、原理、设备知识(5)

时间:2022-07-03 15:18来源:www.ictest8.com 作者:ictest8 点击:

 

磨光用砂
 

将SiC颗粒通过粘合剂粘附在耐水的纸质材料表面,常用目数来表述砂纸的颗粒度,目数越高,砂纸越细,如180目的砂纸的平均颗粒度为78um, 800目的砂纸平均颗粒度为12um。在样品磨光时,通常先用粗砂纸,如80或180目,再用细砂纸,如1200或2000目.

 

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抛光剂(抛光磨料),主要成分为硬质颗粒,如金刚石,氧化铝等。


磨料颗粒度从0.01微米到数微米不等,适应不同材料和组织的抛光。


正常的抛光过程:先用粗颗粒度的抛光剂进行粗抛光,再用细颗粒度的抛光剂进行精抛光。

 

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预磨机

 

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自动抛光机

 

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微型超声波清洗机,用于试样抛光后将残留在缝隙内的磨料或杂质清洗干净。


但是对于比较容易产生分层的芯片,最好不要使用超声波清洗,以免破换试样。

 

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D.FIB切割

 

FIB(Focused Ion Beam)聚焦离子束,在IC领域有着广泛的应用,可用来做显微切割、显微成像(聚焦离子束显微镜)、芯片线路修改等。


离子源是聚焦离子束系统的核心,尖端直径约5-10um的钨针上沾附上液态金属镓(Ga),在外加强电场的作用下,液态镓形成一个极小的尖端(泰勒维),表面的金属离子场蒸发的方式逸出,产生离子束流。将此离子束通过电磁透镜进行聚焦,聚焦到样品表面,离子束轰击样品表面,产生二次电子和二次离子,可被收集成像;也可利用物理碰撞实现切割。

 

FIB切割的示意图如下所示,通过FIB,可以选择样品的切割位置、范围以及切割深度。


目前新型的FIB显微镜,集FIB与SEM一体,能够产生Dual Beam(离子束+电子束),离子束切割的同时进行电子束成像,再配以能谱仪或二次离子质谱仪做元素分析。

 

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除了制样简单精确外,FIB相对于传统的Polish,能够真实还原样品的截面形貌。

 

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EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具, 提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式,可侦测和定位非常微弱的发光(可见光及近红外光), 由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。

 

EMMI侦测对应故障种类涵盖ESD, Latch up, I/O Leakage, junction defect, hot electrons , oxide current leakage等所造成的异常。


EMMI对漏电流的侦测可达微安级别。而LC(液晶热点侦测Liquid Crystal)对漏电流的捕捉仅达毫安级别。

 

用激光束在器件表面扫描,激光束的部分能量转化为热量。如果互连线中存在缺陷或者空洞,这些区域附近的热量传导不同于其他的完整区域,将引起局部温度变化,从而引起电阻值改变ΔR,如果对互连线施加恒定电压,则表现为电流变化ΔI= (ΔR/V)I2,通过此关系,将热引起的电阻变化和电流变化联系起来。将电流变化的大小与所成像的像素亮度对应,像素的位置和电流发生变化时激光扫描到的位置相对应。这样就可以产生OBIRCH像来定位缺陷。


OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析,线路漏电路径分析. 利用OBIRCH方法,可以有效地对电路中缺陷定位,如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等;也能有效的检测短路或漏电, 是发光显微技术的有力补充。

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