离子研磨仪和扫描电镜在半导体失效分析中的应用案例分享

复纳科学仪器（上海）有限公司

2024/01/22 12:01
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失效分析是对于电子元件失效原因进行诊断，在进行失效分析的过程中，往往需要借助仪器设备，以及化学类手段进行分析，以确认失效模式，判断失效原因，研究失效机理，提出改善预防措施。其方法可以分为有损分析，无损分析，物理分析，化学分析等。其中在进行微观形貌检测的时候，尤其是需要观察断面或者内部结构时，需要用到离子研磨仪+扫描电镜结合法，来进行失效分析研究。

离子研磨仪目前是普遍使用的制样工具，可以进行不同角度的剖面切削以及表面的抛光和清洁处理，以制备出适合半导体故障分析的扫描电镜用样品。

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离子研磨仪的基本原理


案例分享01 晶片失效分析思路和方法


1.优先判断失效的位置


2.锁定失效分析位置后，决定进行离子研磨仪进行切割

3离子研磨仪中进行切割



4.切割后的样品，扫描电镜下放大观察

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5.放大后发现故障位置左右不对称

6.进一步放大后，发现故障位置挤压变形，开裂，是造成失效的主要原因


7.变形开裂位置,扫描电镜放大倍数：20,000x



8.变形开裂位置,扫描电镜放大倍数：40,000x



案例分享 2 IC封装测试失效分析

1.对失效位置进行切割


10.png

2.离子研磨仪中进行切割



3 位置1. 放大后发现此处未连接。扫描电镜放大倍数：30,000x


4位置2. 放大后发现此处开裂。扫描电镜放大倍数：50,000x


案例分享 3PCB/PCBA失效分析

离子研磨仪


  • 适用于离子束剖面切削、表面抛光

  • 可预设不同切削角度制备横截面样品

  • 可用于样品抛光或最终阶段的细抛和清洁

  • 超高能量离子枪用于快速抛光

  • 低能量离子枪适用后处理的表面无损细抛和清洁

  • 操作简单，嵌入式计算机系统，全自动设定操作

  • 冷却系统标准化，应用于多种类样本

  • 高分辨率彩色相机实现实时监控抛光过程


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