微光顯微鏡(EmissionMicroscope,EMMI)是一種常用的芯片失效分析手段，可以用于確認(rèn)芯片的失效位置。其原理是對(duì)樣品施加適當(dāng)電壓，失效點(diǎn)會(huì)因加速載流子散射或電子-空穴對(duì)的復(fù)合而釋放特定波長(zhǎng)的光子，這時(shí)光子就能被檢測(cè)到，從而檢測(cè)到漏電位置。Obirch利用激光束在恒定電壓下的器件表面進(jìn)行掃描，激光束部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，如果金屬互聯(lián)線存在缺陷，缺陷處溫度將無(wú)法迅速通過(guò)金屬線傳導(dǎo)散開(kāi)，這將導(dǎo)致缺陷處溫度累計(jì)升高，并進(jìn)一步引起金屬線電阻以及電流變化，通過(guò)變化區(qū)域與激光束掃描位置的對(duì)應(yīng)，定位缺陷位置。Thermal EMMI 通過(guò)檢測(cè)半導(dǎo)體缺陷處的熱致光子發(fā)射，定位芯片內(nèi)部隱性電失效點(diǎn)。顯微微光顯微鏡方案

致晟光電熱紅外顯微鏡采用高性能 InSb（銦銻）探測(cè)器，用于中波紅外波段（3–5 μm）熱輻射信號(hào)的高精度捕捉。InSb 材料具備優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率和極低本征噪聲，在制冷條件下可實(shí)現(xiàn) nW 級(jí)熱靈敏度與優(yōu)于 20 mK 的溫度分辨率，支持高精度、非接觸式熱成像分析。該探測(cè)器在熱紅外顯微系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅提升了空間分辨率（可達(dá)微米量級(jí)）與溫度響應(yīng)線性度，還能對(duì)半導(dǎo)體器件和微電子系統(tǒng)中的局部發(fā)熱缺陷、熱點(diǎn)遷移及瞬態(tài)熱行為進(jìn)行精細(xì)刻畫(huà)。結(jié)合致晟光電自主研發(fā)的高數(shù)值孔徑光學(xué)系統(tǒng)與穩(wěn)態(tài)熱控平臺(tái)，InSb 探測(cè)器可在多物理場(chǎng)耦合環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高時(shí)空分辨的熱場(chǎng)成像，是先進(jìn)電子器件失效分析、電熱耦合機(jī)理研究以及材料熱特性評(píng)估中的前沿技術(shù)。檢測(cè)用微光顯微鏡運(yùn)動(dòng)EMMI通過(guò)高靈敏度的冷卻型CCD或InGaAs探測(cè)器，放大并捕捉這些微光信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)缺陷點(diǎn)的定位。

基于這些信息，可以初步判斷失效現(xiàn)象是否具有可重復(fù)性，并進(jìn)一步區(qū)分是由設(shè)計(jì)問(wèn)題、制程工藝偏差還是應(yīng)用不當(dāng)（如過(guò)壓、靜電沖擊）所引發(fā)。其次，電性能驗(yàn)證能為失效定位提供更加直觀的依據(jù)。通過(guò)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）或探針臺(tái)（ProbeStation）對(duì)失效芯片進(jìn)行測(cè)試，復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的故障表現(xiàn)，并記錄關(guān)鍵參數(shù)，如電流-電壓曲線、漏電流以及閾值電壓的漂移。將這些數(shù)據(jù)與良品對(duì)照，可以縮小潛在失效區(qū)域的范圍，例如鎖定到某個(gè)功能模塊或局部電路。經(jīng)過(guò)這樣的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，整個(gè)失效分析過(guò)程能夠更有針對(duì)性，也更容易追溯問(wèn)題的本質(zhì)原因。

在電性失效分析領(lǐng)域，微光顯微鏡 EMMI 常用于檢測(cè)擊穿通道、漏電路徑以及器件早期退化區(qū)域。芯片在高壓或大電流應(yīng)力下運(yùn)行時(shí)，這些缺陷部位會(huì)產(chǎn)生局部光發(fā)射，而正常區(qū)域則保持暗場(chǎng)狀態(tài)。EMMI 能夠在器件正常封裝狀態(tài)下直接進(jìn)行非接觸式觀測(cè)，快速定位失效點(diǎn)，無(wú)需拆封或破壞結(jié)構(gòu)。這種特性在 BGA 封裝、多層互連和高集成度 SoC 芯片的分析中尤其重要，因?yàn)樗茉趶?fù)雜的布線網(wǎng)絡(luò)中精細(xì)鎖定問(wèn)題位置。此外，EMMI 還可與電性刺激系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同工作模式下的動(dòng)態(tài)成像，從而揭示缺陷的工作條件依賴性，幫助工程師制定更有針對(duì)性的設(shè)計(jì)優(yōu)化或工藝改進(jìn)方案。微光顯微鏡市場(chǎng)格局正在因國(guó)產(chǎn)力量而改變。

例如，當(dāng)某批芯片在測(cè)試中出現(xiàn)漏電失效時(shí)，微光顯微鏡能夠準(zhǔn)確定位具體的失效位置，為后續(xù)分析提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)該定位信息，工程師可結(jié)合聚焦離子束（FIB）切割技術(shù)，對(duì)芯片截面進(jìn)行精細(xì)觀察，從而追溯至柵氧層缺陷或氧化工藝異常等具體問(wèn)題環(huán)節(jié)。這一能力使得微光顯微鏡在半導(dǎo)體失效分析中成為定位故障點(diǎn)的重要工具，其高靈敏度的探測(cè)性能和高效的分析流程，為問(wèn)題排查與解決提供了不可或缺的支撐。

在芯片研發(fā)階段，該設(shè)備可以幫助研發(fā)團(tuán)隊(duì)快速鎖定設(shè)計(jì)或工藝中的潛在隱患，避免資源浪費(fèi)和試錯(cuò)成本的增加；在量產(chǎn)環(huán)節(jié)，微光顯微鏡能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)批量性失效的源頭，為生產(chǎn)線的調(diào)整和優(yōu)化爭(zhēng)取寶貴時(shí)間，降低經(jīng)濟(jì)損失；在產(chǎn)品應(yīng)用階段，它還能夠?yàn)榭煽啃詥?wèn)題的排查提供參考，輔助企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)信譽(yù)。無(wú)論是面向先進(jìn)制程的芯片研發(fā)，還是成熟工藝的量產(chǎn)檢測(cè)，這套設(shè)備憑借其獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在失效分析流程中發(fā)揮著不可替代的作用，為半導(dǎo)體企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)和技術(shù)升級(jí)提供了有力支持。 國(guó)產(chǎn)微光顯微鏡技術(shù)成熟，具備完整工藝。顯微微光顯微鏡與光學(xué)顯微鏡對(duì)比

捕捉的信號(hào)極其微弱，通常在納瓦級(jí)（nW）甚至皮瓦級(jí)（pW），因此對(duì)系統(tǒng)的探測(cè)能力和信噪比要求極高；顯微微光顯微鏡方案

失效分析是一種系統(tǒng)性技術(shù)流程，通過(guò)多種檢測(cè)手段、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及深入分析，探究產(chǎn)品或器件在設(shè)計(jì)、制造和使用各階段出現(xiàn)故障、性能異常或失效的根本原因。與單純發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不同，失效分析更強(qiáng)調(diào)精確定位失效源頭，追蹤導(dǎo)致異常的具體因素，從而為改進(jìn)設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝或調(diào)整使用條件提供科學(xué)依據(jù)。尤其在半導(dǎo)體行業(yè)，芯片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能高度集成，任何微小的缺陷或工藝波動(dòng)都可能引發(fā)性能異?；蚴В虼耸Х治鲈谘邪l(fā)、量產(chǎn)和終端應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮著不可替代的作用。在研發(fā)階段，它可以幫助工程師識(shí)別原型芯片設(shè)計(jì)缺陷或工藝偏差；在量產(chǎn)階段，則用于排查批量性失效的來(lái)源，優(yōu)化生產(chǎn)流程；在應(yīng)用階段，失效分析還能夠解析環(huán)境應(yīng)力或長(zhǎng)期使用條件對(duì)芯片可靠性的影響，從而指導(dǎo)封裝、材料及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。通過(guò)這一貫穿全生命周期的分析過(guò)程，半導(dǎo)體企業(yè)能夠更有效地提升產(chǎn)品質(zhì)量、保障性能穩(wěn)定性，并降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)研發(fā)與生產(chǎn)的閉環(huán)優(yōu)化。顯微微光顯微鏡方案