光學顯微鏡-檢測金屬失效、層間介質、接觸熔化
EOS失效分析——光學顯微鏡
較常見的一種ESD事件的失效分析技術是光學顯微鏡(OM)。光
學顯微鏡使用可見光,簡單而且成本低。從歷史上看,它們是評估
ESD事件較常用的工具。光學顯微鏡的放大功能足以用來確定金屬
失效、層間介質(ILD)開裂、接觸熔化和硅損傷。
大多數ESD失效分析使用光學顯微鏡和去層工藝相結合的方法
。比如,要評估硅失效,移除所有絕緣薄膜可以對硅設備中發生的
ESD損傷晶型快速評估。金屬布線、連接線、硅化物、金相結、陽
極一陰極損傷之類的ESD二極管失效可以用OM來檢測。ESD MOSFET
失效,如金屬、連接線、硅化物和MOSFET源極一漏極失效都可以用
OM觀察。因此,大多數的ESD失效是可以通過OM和去層觀察得到。
OM的限制之一是觀察MOSFET柵極結構的電介質失效能力。幸運的
是,這些事件發生有限。帶電設備模型(CDM)事件能引起MOSFET、
多晶硅界的柵二極管、柵埋層電阻、金屬一絕緣體一金屬電容結構
中的電介質失效。當今的第二個限制是金屬層數和“填充形狀”。
各種層次的金屬互連線和填充形狀導致很難通過樣品去層手段將損
傷可視化。
EOS失效分析——掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡(SEM)通常用于ESD失效分析。SEM使用高能電
子束轟擊物質表面:電子束以光柵掃描模式迅速掃描。表面的電子
束和原子的相互作用提供了表面形貌和電導率的信息。電子束發生
背散射,背散射電子形成圖像。