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半導(dǎo)體故障分析中光學(xué)顯微鏡之應(yīng)用與技巧

在半導(dǎo)體故障分析中，光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用可以概括為下列幾項(xiàng)

   1.與laser cutter結(jié)合做定位的動(dòng)作。在rule較大的記憶體中數(shù)cell bit位置，只要知道佈局的規(guī)則性，仍然可以在光學(xué)顯微鏡下定位，并不需要用到FIB，在光學(xué)顯微鏡中找到位置后，便可利用laser cutter做標(biāo)記。其它如果是用電性定位儀器定到的位置或者客戶直接指定的位置，都可以利用光學(xué)顯微做定位的動(dòng)作，以利后續(xù)的試片處理。

   2.在試片需要做酸劑刻或研磨時(shí)，光學(xué)顯微鏡是用來判斷哪一層已經(jīng)裸露的一個(gè)工具，從線路的pattern或者是層次的顏色互相比對(duì)中我們就可以知道蝕刻時(shí)間是否足夠，研磨是否已到位，這些經(jīng)驗(yàn)的累積憑藉的就是肉眼與光學(xué)顯微鏡，詳細(xì)的判斷方式請(qǐng)參考第六章試片置備的方法。

   3.有些故障模式非光學(xué)顯微鏡無法觀測(cè)得知，如圖3.2.10為在IMD沉積時(shí)所掉落之W殘留，造成兩條WL之間的短路，依照傳統(tǒng)方式，試片需經(jīng)過酸劑蝕刻后再利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察，但是從截面照片就可以知道，一旦經(jīng)過酸劑蝕刻、metal裸露之后，W殘留就會(huì)飄走了，因此根本無法觀察到什麼異�，F(xiàn)象，如果利用電性定位儀器來做定位的動(dòng)作的話，一定是要進(jìn)入動(dòng)態(tài)測(cè)試中，并且只能用LCD(請(qǐng)參考第四章)，在客戶無法給予測(cè)試支援的情況下，分析者所能做的就只有沿著整條WL耐心的尋找，且所能利用的就只有光學(xué)顯微鏡了。

   4.由于光學(xué)顯微鏡的影像不具景深，所以在觀察定點(diǎn)位置時(shí)，為辨別缺陷處之差異，可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整Z軸，讓焦距在上層與底層間游動(dòng)，以看清pattern在顏色的表現(xiàn)上有無差異，又或者可預(yù)先檢視到底層的缺陷，這樣及早對(duì)試片做處理，可在不破壞現(xiàn)場(chǎng)的情況下接近真因。圖3.2.11即為在眾多contact下，稍微地來回移動(dòng)焦距，而順利找出了異常contact的位置。

   5.現(xiàn)在高倍率的光學(xué)顯微鏡都可以連結(jié)到影像擷取系統(tǒng)，也許即時(shí)的觀察沒辦法看出異常，但在之后的圖像比對(duì)中，或許可以觀察到端倪出來。

以上就是光學(xué)顯微鏡大致的應(yīng)用方式與技巧，千萬不能因?yàn)楣鈱W(xué)顯微鏡倍率的限制，而忽略了此工具的功能，在故障分析的流程中，光學(xué)顯微鏡仍扮演著很重要的角色，這也是為什麼特別為此儀器寫下此章節(jié)的原因。