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東芝ナノアナリシス株式会社

サービス内容

OBIRCH/EMS(PEM)法による故障箇所特定
Fault Localization with Optical BIRCH/EMS(PEM)

半導体デバイスやFPDの故障解析では、故障発生状況の把握・外観観察・電気特性の取得後に、まず故障モードを推測して故障箇所を特定します。次に、レイヤー解析などで異常な箇所を発見し、表面または断面から観察や分析を行うことで、故障メカニズムを明らかにすることができます。特に、故障箇所の特定は重要であり、OBIRCH (光ビーム加熱抵抗変動 Optical Beam Induced Resistance Change) やEMS(PEM) (エミッション顕微鏡 Emission Microscope(Photo Emission Microscope))を活用しています。

原理

OBIRCH

デバイスに定電圧を印加した状態で、電流が流れている経路上に赤外レーザを照射します。すると、レーザによって局所的に温度上昇が生じ、温度上昇に応じて抵抗が変化します。その結果は、電流の変化として検出されます。 電流経路にボイドや欠陥などの異常があると、その部分の温度上昇・抵抗の温度係数は正常な箇所と異なるため、正常な箇所とは異なる電流変動として検出されます。 OBIRCHはレーザを二次元走査し、照射箇所の電流変動を可視化することで、故障箇所を特定する装置です。

特徴

弊社所有のOBIRCH/EMS(PEM)装置の特徴

  • 300 mmプロバーによる ウェーハ 全面観察
  • 裏面も 300 mmウェーハを全面観察
  • その場でOBIRCHとEMS(PEM)を切り替え
  • OBIRCHは5KVまでの高電圧まで対応
  • EMS(PEM)用検出器 高分解能CCD/高感度InGaAs

OBIRCHの基本原理
OBIRCHの基本原理

OBIRCH装置内部
OBIRCH装置内部


事例

  • ボイドによるコンタクトの高抵抗箇所の特定
  • パターン形成異常によるショート箇所の特定
  • ESD破壊箇所の特定
  • 配線や酸化膜のTDDB破壊箇所の特定
  • 結晶欠陥によるリーク箇所の特定
  • TFT液晶パネルのリーク箇所の特定
OBIRCHで故障箇所を特定し、連続パターンやベタ膜、裏面からでも、マーク後に、再度 OBIRCHで観察し高精度で位置を特定する。TEM、SCMやAES、様々なツールで解析が可能。

故障箇所特定から物理解析までの流れ

関連情報

半導体故障解析

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