【新電子雜誌】掌握電性異常判讀關鍵依缺陷類型選擇分析設備

發佈日期：2026/11
發佈單位：新電子雜誌

如何掌握電性異常判讀關鍵? 當IC出現電性異常時，工程師需要盡快定位故障點(Hot Spot)。然而，故障定位設備種類繁多，如何依據樣品的電性特徵選擇合適的分析工具，是故障分析過程中的重要課題。

如何掌握電性異常判讀關鍵? 四大電性異常對應分析工具完成I-V特性曲線判讀後，應依據電性異常類型與樣品特性，選擇合適的故障定位工具。不同分析設備各有適用條件，以下整理四種常見電性異常的設備選用方式。

如何掌握電性異常判讀關鍵?何時改用其他設備？若樣品不適合開蓋(Decap)、漏電造成的熱效應較明顯，或缺陷位於多層堆疊晶片結構中，可依樣品特性與異常訊號，改用Thermal EMMI(InSb)或雷射光束電阻異常偵測(OBIRCH)進行分析。

如何掌握電性異常判讀關鍵?OBIRCH可依樣品結構採用正面或背面 (Frontside / Backside)掃描。若正面金屬布線密集、影響缺陷定位，可視樣品條件將矽基板研磨至適當厚度，再從背面進行分析。1,300 nm雷射可穿透一定厚度的矽基板，藉由局部加熱所引發的電阻變化，協助定位內部金屬線路缺陷(圖4)。

如何掌握電性異常判讀關鍵?短路異常依條件選擇定位工具如果發現IC呈現短路異常，通常會優先採用OBIRCH或Thermal EMMI(InSb) 設備進行分析。

如何掌握電性異常判讀關鍵?宜特建議若短路缺陷位於裸晶(die)表面或可由光學方式取得訊號的區域，可考慮採用 OBIRCH；若封裝內部的短路造成明顯熱點，則可先使用Thermal EMMI(InSb) 進行定位。至於先進封裝或多層布線中的深層缺陷，可視情況採用QDM，藉由重建電流分布，輔助後續失效分析。

如何掌握電性異常判讀關鍵?為什麼Open分析最為棘手？開路故障可能使異常路徑中的電流大幅降低，導致傳統電性定位方法難以取得足夠的量測訊號。InGaAs需要有可偵測的發光訊號，而OBIRCH則需要在雷射照射下產生可量測的電阻或電流變化，因此實際定位能力會受到故障型態與量測條件限制。如何解決Open問題？若有條件，建議提供好品與壞品進行比對。先觀察好品在正常驅動條件下的元件訊號，再與壞品的量測結果比較，以找出可能的異常區域。

如何掌握電性異常判讀關鍵? 面對開路故障，不宜在未確認樣品耐受條件前任意提高直流偏壓。可先評估是否能透過適當的交流訊號取得可用的量測結果，並視樣品結構考慮採用QDM 進行磁場量測。若電性定位仍無法取得有效訊號，則可搭配3D X-ray檢查內部結構(圖11)，以規劃後續分析流程。

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