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【材料/设备】日本滨松推出新一代EFA设备,剑指5nm以下半导体芯片失效分析技术

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随着国内第5代移动通信系统(5G)和云服务等市场的爆发,为了提高芯片单位面积的处理能力,国内半导体器件将逐渐步入5nm时代。此外,在包括电动汽车(EV)在内的下一代汽车等领域中,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等化合物为材料的高功率半导体也会越来越受到关注。

整体来看,半导体制造商对检查半导体器件实际工作状态下的故障情况、验证器件的可靠性,以及还原失效场景的需求越来越迫切,急需一台能高效判断这些器件故障位置的故障分析设备,从而帮助半导体制造商通过从半导体器件内部缺陷的位置确定故障原因,并根据分析结果改进设计和制造工艺,以提高自身产品的可靠性。

为了满足中国客户对5nm及以下芯片失效分析的需求,滨松公司利用自身独有的光学设计技术,成功开发了搭载多波长对应的激光扫描仪、故障分析检测范围涵盖可见光到近红外光的半导体器件故障分析设备PHEMOS-X以及IPHEMOS-MPX。

PHEMOS-X

IPHEMOS-MPX

在即将开幕的SEMICON CHINA 2021展会上滨松中国将携手合作伙伴蔚华科技共同展出以上新一代的失效分析设备和技术。

产品特点详解

1、多波长对应激光扫描仪,高效率微距透镜,高灵敏度

传统激光扫描仪主要为波长1300nm的近红外光而设计。此次我们在透镜配置和反射镜涂层等光学设计上下功夫,成功开发出了能够搭载5种激光,抑制激光损失的激光扫描仪。通过增加从532nm波长的可见光到1340nm波长的近红外光的多波长激光的照射光量,增强故障位置的电流和工作状态的变化等信号量,从而实现了更高灵敏度的观察。

此外,在对半导体存储器等尺寸较大的半导体器件的故障进行分析时,我们改善了具有广视野的微型聚焦镜头,成功地将数值口径提高到原来的120%,从而能够检测出更微弱的光。同时,通过对光学系统的优化,实现了故障位置的电流和工作状态变化量的高灵敏度检测。

2、利用多波长对应激光扫描仪,实现高空间分辨率

激光的波长越短,照射的位置就越细微。传统激光扫描仪的光学系统是专为近红外光设计的,新开发的激光扫描仪将利用的波长范围延伸至532nm,利用可见激光实现对故障位置更精准的推断。

3、高定位精度,高再现精度

通过采用可进行精密操作的驱动系统,使光学平台的目标位置与实际停止位置之间的差异,也即定位精度提高到传统产品的10倍,停止位置的再现精度提高了约4倍。此外,通过重新设计激光扫描仪并提高扫描的定位精度,可实现更准确的故障位置推断。

4、在设备结构上下功夫,通过软件的开发提高使用便利性

我们重新设计了设备的结构和光学平台的周边,使半导体设备的安装等操作变得简单。此外,新采用的触摸面板允许用户直观地操作光学平台,新开发的软件能够显示和连接多个图像,提高设备的使用便利性,提高工作效率。

此两款产品将于2021年4月1日(星期四)开始向日本和海外的半导体器件制造商销售。