在高科技飛速發(fā)展的今天，芯片作為信息技術(shù)的核心載體，其穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能與壽命。然而，在復(fù)雜的制造和使用過程中，芯片難免會出現(xiàn)失效現(xiàn)象。為了精準(zhǔn)定位失效原因，提升產(chǎn)品質(zhì)量，芯片失效分析技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中去層技術(shù)更是扮演著至關(guān)重要的角色。

　　去層技術(shù)就是在芯片失效分析過程中，通過物理或化學(xué)方法逐層去除芯片表面的金屬層、介質(zhì)層等，以暴露內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)和故障點(diǎn)。這一技術(shù)如同對芯片進(jìn)行手術(shù)，需要工程師具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和精確的操作，以確保在去層的同時不破壞關(guān)鍵的電路結(jié)構(gòu)。

　　常見的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常可分為：鈍化層、氧化層、金屬層、介質(zhì)層、連接孔、多晶層和硅襯底。

　　一般芯片去層流程如下：

　　1.樣品準(zhǔn)備

　　針對需要分析的芯片進(jìn)行取die、清洗、干燥等預(yù)處理，以確保樣品的表面完好便于檢查判斷并且不會對后續(xù)去層造成影響。

　　2.樣品檢查

　　使用顯微鏡等工具對芯片表面進(jìn)行初步觀察并留圖，記錄可能的失效特征。

　　3.樣品去層

　　根據(jù)分析需求及芯片的結(jié)構(gòu)，確定去層的方式和觀察的層次。去層方式我們一般分為整體去層和逐層去層。整體去層是通過酸腐蝕的方式，直接去除所有的氧化層及金屬層等結(jié)構(gòu)至硅襯底，它的優(yōu)點(diǎn)在于時效快，費(fèi)用低，但是只能觀察硅襯底；逐層去層是通過交互使用不同的去層方式，一層層剝離金屬，逐層觀察所有的層次直至硅襯底。它的優(yōu)點(diǎn)在于可直觀觀察每一層的金屬結(jié)構(gòu)，但是實(shí)驗(yàn)花費(fèi)時間長，費(fèi)用高。常見的逐層去層方式有兩種，分為干法去層與濕法去層。干法去層主要是利用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)進(jìn)行刻蝕去除鈍化層、氧化層或通過機(jī)械研磨的方式研磨去除特定的層次；濕法去層則是利用特定的化學(xué)溶液與金屬發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而去除金屬。針對不同層次，交替使用不同處理方式可逐層去除芯片本身多層結(jié)構(gòu)。目前芯片中比較常見的金屬層材質(zhì)通常是鋁制或銅制的，不同材質(zhì)的金屬所選用的去層方法也有不同。

　　4.觀察與分析

　　實(shí)時觀察：在去層過程中，使用顯微鏡（如光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡等）實(shí)時觀察芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與狀態(tài)。圖像記錄：拍攝留圖各層結(jié)構(gòu)的圖像，以便后續(xù)分析和比較。缺陷檢測：檢查并記錄芯片內(nèi)部可能存在的缺陷或異?，F(xiàn)象，如裂紋、短路、開路等。5.數(shù)據(jù)分析與報(bào)告編寫

　　數(shù)據(jù)分析：對收集到的圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定芯片失效的現(xiàn)象并給出進(jìn)一步分析的建議。報(bào)告編寫：根據(jù)分析結(jié)果編寫詳細(xì)的失效分析報(bào)告。報(bào)告包括芯片的結(jié)構(gòu)描述、缺陷類型、失效現(xiàn)象等內(nèi)容。

　　案例分享

　　案例1：鋁制程逐層去層觀察

　　案例2：銅制程逐層去層

　　案例3：整體去層

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