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半導体デバイス 欠陥分析装置
スキャンニングSQUID磁気顕微鏡
 


 

高密度実装デバイスの欠陥位置を解析
 
MCM、CSP/BGAなどの多層配線内の欠陥箇所を正確に特定します。
Neocera社の欠陥分析装置MAGMA-C30は多層配線パッケージ内の回路に流れる電流を正確にマップ化する、従来にはない技法を用いた非破壊欠陥分析装置です。


 

デバイス表面、裏面からでも分析可能
MAGMA-C30はスキャニング磁気顕微鏡で、電流からの弱い磁場を測定して、回路配線内の短絡位置をマップ化し、特定できます。 磁界はシリコンなど、ほとんどの材料を透過することから、多層配線内のサンプルの欠陥箇所を室温下、且つ非破壊でイメージ化します。MAGMA-C30装置の磁気センサは200μA以下の電流でも磁場イメージを効率的に検出します。

生産効率の改善
MAGMA-C30は従来法に比べ格段にパッケージ内の多層配線の欠陥検出を可能にするので効率及び精度が改善できます。

高性能の欠陥分析
次世代の半導体デバイスの80%近くは多層配線のフリップチップ化されると予想されています。MAGMA-C30は、高密度実装のMCMやフリップチップの増加に伴い新領域での短絡箇所を特定するのに最も優れた技術を持ち合せています。MAGMA-C30はデバイスの裏面からダイレベルの欠陥箇所を特定できます。しかも非常に低電流レベルでもテストが可能です。

回路開発設計の確認
開発中の高性能フリップチップに電流を流し、MAGMA-C30で電流分布をマ ップ化させて、パッケージ通電箇所に設計上問題がないことを確認することができます。チップの進歩により、高性能レベルに到達する為に必要とされる材料や配線層数と同じくMAGMA-C30の優れた精度や非破壊検査の優位点の必要性が急激に増大します。

MAGMA-C20 System: MCMパッケージの欠陥分析への応用
MAGMA-C30スキャニングSQUID磁気顕微鏡装置はサーマルイメージ法で分析するのに比べて、室温で十分な空間分解能をもって短絡位置を求めることが出来ます。
パッケージング内の多層メタライゼーションの配線短絡箇所がパッケージ外部から非破壊で、しかも室温下で分解能40μm以上の高精度で特定できます。
Figure1

 Figure1 はMCMモジュールをサーモグラフィ検査で予め青色線内に短絡回路があると判定されたものです。

Figure2

 Figure 2は、前図にて特定された範囲内をMAGMA-C30で測定した生(Raw)データの磁気イメージが示されています。

 走査して得られたイメージデータはサンプル面に垂直な磁界のz成分に対応しています。青色と赤色は極性の違いと磁界の強さに対応し、白色は電流の流れている配線に対応しています。

Figure3

 Figure 3はサンプルMCMの電流経路を示しています。磁場イメージから、フィルタをかけて電流イメージに変換したものです。
Neocera社が特許を持つフィルタ技術によってMAGMA-C30はパッケージレベルのデバイス間にある一本の配線幅との電流経路を明白にイメージ化してます。
 チャートに示されるような曲がりくねった電流回路が各層間に渡っており、イメージ画面の疑似カラー強度の差により各層に対応する遠近距離が表現されています。

Figure4

 Figure 4はMCMパッケージの設計用CADレイアウト上にMAGMA-C30で測定した電流経路イメージを白色で示しています。40μm以上の精度で短絡箇所を特定していることがわかります。

多層間(4層)を往来する電流回路の短絡箇所(Fault)が明確に、容易に特定できます。(写真では4Fを流れている電流がFaultの点で3Fのラインに短絡していることが判明しました。)

MAGMA−C30 主な仕様
センサー: SQUID(高温超伝導量子干渉素子)
  GMR(磁気抵抗)
位置合わせ精度: ±3μm(SQUID磁場像と光学像)
空間分解能: <500nm(C30のみ)
最小検出電流: 3.7μArms(配線−SQUID間距離200μmの条件下)
スキャン範囲:

X方向 
SQUIDとカメラの場合12.7cm

 

GMRとカメラの場合 20.3cm

 

SQUIDとGMRとカメラの場合 7.6cm

  Y方向 
14cm
  Piezo使用時 100μm×100μm(C30のみ)
最小スキャンステップ: 0.5μm
 

piezo使用時 2nm(C30のみ)

電源:

120VAC、20A、50/60Hz

装置構成:
■ XYZステージ
■SQUIDセンサー
■GMRセンサー(C30のみ)
■位置合わせ用光学カメラ
■ロックインアンプ
■ファンクションジェネレータ
■コンピュータ
■センサー冷却装置
■真空ポンプ


より詳細な情報は下記サイトをご参照願います。
http://www.neocera.com/

分析装置
ラマン円偏光二色性分光計
赤外円偏光二色性分光計
レーザーラマン分光装置/
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熱物性顕微鏡
スキャンニングSQUID
磁気顕微鏡
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