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半導體故障分析中光學顯微鏡之應用與技巧

在半導體故障分析中，光學顯微鏡的應用可以概括為下列幾項

   1.與laser cutter結合做定位的動作。在rule較大的記憶體中數(shù)cell bit位置，只要知道佈局的規(guī)則性，仍然可以在光學顯微鏡下定位，并不需要用到FIB，在光學顯微鏡中找到位置后，便可利用laser cutter做標記。其它如果是用電性定位儀器定到的位置或者客戶直接指定的位置，都可以利用光學顯微做定位的動作，以利后續(xù)的試片處理。

   2.在試片需要做酸劑刻或研磨時，光學顯微鏡是用來判斷哪一層已經裸露的一個工具，從線路的pattern或者是層次的顏色互相比對中我們就可以知道蝕刻時間是否足夠，研磨是否已到位，這些經驗的累積憑藉的就是肉眼與光學顯微鏡，詳細的判斷方式請參考第六章試片置備的方法。

   3.有些故障模式非光學顯微鏡無法觀測得知，如圖3.2.10為在IMD沉積時所掉落之W殘留，造成兩條WL之間的短路，依照傳統(tǒng)方式，試片需經過酸劑蝕刻后再利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察，但是從截面照片就可以知道，一旦經過酸劑蝕刻、metal裸露之后，W殘留就會飄走了，因此根本無法觀察到什麼異�，F(xiàn)象，如果利用電性定位儀器來做定位的動作的話，一定是要進入動態(tài)測試中，并且只能用LCD(請參考第四章)，在客戶無法給予測試支援的情況下，分析者所能做的就只有沿著整條WL耐心的尋找，且所能利用的就只有光學顯微鏡了。

   4.由于光學顯微鏡的影像不具景深，所以在觀察定點位置時，為辨別缺陷處之差異，可適當?shù)恼{整Z軸，讓焦距在上層與底層間游動，以看清pattern在顏色的表現(xiàn)上有無差異，又或者可預先檢視到底層的缺陷，這樣及早對試片做處理，可在不破壞現(xiàn)場的情況下接近真因。圖3.2.11即為在眾多contact下，稍微地來回移動焦距，而順利找出了異常contact的位置。

   5.現(xiàn)在高倍率的光學顯微鏡都可以連結到影像擷取系統(tǒng)，也許即時的觀察沒辦法看出異常，但在之后的圖像比對中，或許可以觀察到端倪出來。

以上就是光學顯微鏡大致的應用方式與技巧，千萬不能因為光學顯微鏡倍率的限制，而忽略了此工具的功能，在故障分析的流程中，光學顯微鏡仍扮演著很重要的角色，這也是為什麼特別為此儀器寫下此章節(jié)的原因。