1 項目（設備）名稱

設備名稱：激光誘導微漏電微光顯微鏡

設備序号：四-5

2 必要性分析

2.1 承擔的主要任務

檢測細微漏電，快速失效定位。随着集成電路技術的不斷發展，其芯片的特征尺寸變得越來越小，器件的結構越來越複雜，與之相應的芯片工藝診斷、失效分析、器件微細加工也變得越來越困難，傳統的分析手段已經難以滿足集成電路器件向納米級技術發展的需要。同時，由于集成電路晶體管數量的不斷提高，集成電路結構也日趨複雜，微電路漏電流也逐漸變得越來越小。研究證明，1uA大小漏電流的影響，往往會造成芯片壽命減少一半甚至3/4，而使用傳統的微探針X光檢測，RIE等技術，不僅無法進行有針對性的故障點深層分析，而且在移動過程中還可能對處理後的芯片結構造成損傷，而OBIRCH/TIVA/EMMI可以解決此問題。OBIRCH/TIVA/EMMI是一種在失效分析觀察的過程中對芯片微漏電檢測敏感的方法，這種方法能夠對樣品的微小區域進行有選擇性的精确漏電流偵測，偵測精度應達到uA級，用以暴露複雜樣品表層及以下的失效部位，實現複雜失效機理的分析與驗證。

2.2 現有條件

本公司目前不具備相關技術能力和技術設備。

2.3 購置的必要性

2.3.1 任務的技術特點和難點

光束誘導電阻變化微光顯微鏡（OBIRCH/TIVA）是一種行業内公認的相當有用且效率極高的分析工具。光束誘導電阻變化微光顯微鏡其高靈敏度的偵測能力，可以偵測到半導體組件中電子-空穴對再結合時所發生出來的光線，捕捉集成電路異常發光點、異常電子-空穴對複合以及異常發熱點，能夠偵測到的波長約在700nm～1800nm左右。OBIRCH/TIVA微光顯微鏡可以廣泛的應用于偵測深亞微米IC中各種組件缺陷所産生的漏電流，如：栅氧化層缺陷、栅氧化層漏電、闩鎖效應、ESD失效、PN結漏電、F-N隧穿、機械損傷、襯底毀壞以及雪崩擊穿等，可以實現在局部損耗樣品的電氣性能和結構的完整性的前提下對樣品實現精确定位。

2.3.2 現有條件的差距

目前本公司不具備該項檢測條件。

2.3.3 協作的困難性

為解決公司生産需要，均采用外協的方式滿足生産，但外協有如下問題和隐憂：

1) 外協過程經常會遇到定位不準，各種外協的失效分析手段無法并行操作，導緻反複寄運到各個單位進行分析，對項目周期的影響極大，項目組往往不能進行完全的摸底和試驗，對失效模式與機理研究不清晰，對應的改版方案存在不小的風險；

2) 外協試驗過程無法做到完全可控，會對産品的質量帶來一定的風險；

3) 外協試驗可能會導緻公司技術機密的洩露；

4) 外協試驗會增加流通環節，加大産品損壞的幾率，例如：外形、ESD；

5) 外協試驗過程可能會因為溝通不暢，從而影響試驗的預期結果；

6) 外協試驗成本的逐年增加，導緻産品成本增加，不利于市場大規模使用。

2.3.4 國産設備不能滿足要求的情況

無同類型或類似國産設備。

3 可行性分析

3.1 工藝要求的技術指标及性能要求

為滿足現階段芯片工藝診斷、失效分析以及操作簡便的需求，所購設備需要滿足如下指标要求。

a) InGaAs探頭：

1) Peltier電制冷及同時冰水機制冷，配備水冷卻循環裝置，冷卻溫度230K及以下，可顯示溫度數值；

2) 光譜響應範圍900～1750nm；

3) 有效像素不低于640×512，像素尺寸20μm；

4) 最大視場：不小于1.2cm×1.0cm；

5) 最大量子效率不低于70%；

6) 1μm波長處的量子效率：大于60%；

7) 1340nm激光發射器（TIVA and Obitch ）：

8) 入波長：1340nm，功率≥500mW，能量調節100步或以上；

9) 掃描分辨率64x64, 128x128, 256x256, 512x512, 1024x1024, 2048x2048；

10) 掃描速度:最快: <= 1.0s/frame for 256x256; <= 2.0s/frame for512x512; <= 5.0s/frame for 1024x1024; 20s/frame for 2048x2048；

11) 配備激光解析功能，具備pattern圖和激光信号圖同步動态掃描功能和區域選擇性掃描功能；

12) 具備區域掃描功能；

13) 電流檢測靈敏度≤10pA；

14) 放大器内部電源最大供電電壓不低于20V；

15) 具備專門的脈沖降噪功能模塊，具備信号偵測靈敏度增強技術（對于門電路，信噪比增強至少9倍（需文獻或相關數據資料證明 ））；

16) 數字脈沖激發系統，頻率可控制在500-1.5K低頻段位；

17) 具備芯片背面探測能力；

18) 具備激光快門與屏蔽箱門的安全互鎖功能。

文：儀準科技

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