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Delayer 干式蚀刻及研磨去层次

Delayer & Parallel Lapping

干式蚀刻及研磨去层次(Delayer)是透过 离子干蚀刻、化学蚀刻或机械研磨 等方式,将集成电路(IC)内部的金属层与介电层逐层移除,使各层电路结构能够被清楚观察与分析,现代半导体芯片通常包含多层金属互连结构,例如 Metal1、Metal2 至 Metal6 甚至更多层,这些金属层与氧化层彼此堆叠形成复杂的电路架构,因此在进行 缺陷定位、制程诊断或电路解析 时,往往需要透过去层次技术逐层移除材料,以显露每一层的布线结构。

 

在去层次过程中,工程师必须精确控制材料移除速率与停止层位置,以避免损伤下层电路或破坏关键结构,透过适当的蚀刻条件与研磨制程,可在特定层次停留并保留目标结构,进而进行后续的显微分析与电路观察,透过去层次后的芯片结构,工程师可搭配 光学显微镜(OM)与扫描式电子显微镜(SEM) 进行高解析度观察,进一步确认制程缺陷或解析电路设计,干式蚀刻与机械研磨去层次技术广泛应用于半导体制程缺陷分析、IC 开路/短路故障定位、金属层裂痕与蚀刻残留检测、电路布线结构解析与IC 逆向工程等。

技术原理
干式蚀刻与机械研磨的层次移除技术

IC 层次去除主要利用 化学蚀刻、气体干蚀刻或机械研磨 的方式,逐步移除芯片内部结构中的金属层与介电层。透过精确控制蚀刻条件或研磨速率,可在特定层次停止并保留目标结构,进而进行后续分析。在实际分析中,工程师通常会 结合多种去层次技术,以确保每一层电路结构都能清晰呈现并避免损伤。

  • 化学蚀刻去层次:利用酸性或碱性化学溶液选择性溶解金属或氧化层。

  • 离子干蚀刻去层次(Reactive Ion Etching, RIE):透过电浆反应与离子轰击方式移除材料,可精确控制蚀刻方向性与均匀度。

  • 机械研磨去层次(Mechanical Polishing):以精密研磨设备逐步磨除材料,适合快速移除大面积层次。

 

在半导体故障分析与产品解析过程中,IC 去层次技术透过逐层移除材料并观察每一层结构,可有效协助工程师定位缺陷来源并解析电路设计,在 故障分析应用 中,去层次技术可用于观察制程中可能发生的异常,例如:金属层断线或裂痕、接孔(Via)填充不良、蚀刻残留(etch residue)、氧化层缺陷、金属短路或开路,透过逐层分析电路结构,可有效判断缺陷形成的位置与可能原因。在 逆向工程应用 中,工程师则可藉由层次去除与显微影像分析,重建芯片内部每一层的佈线设计,进而解析电路架构与功能配置。

闳康科技 IC 去层次技术优势
闳康科技 IC 去层次技术优势

闳康科技长期深耕半导体失效分析与材料分析领域,具备完整的 IC 去层次与显微分析整合能力。透过专业工程团队与先进设备,可精确控制层次移除并确保芯片结构完整。

  • 精确层次控制能力:可依据不同制程结构与材料特性,选择最适合的蚀刻或研磨技术,精确控制停留层位置。
  • 多技术整合分析能力:可结合 OM、SEM、FIB、TEM、EBSD、EDS 等多种分析技术,提供完整的故障分析流程。
  • 丰富的先进制程分析经验:具备多层金属制程与先进制程元件的分析经验,可处理高密度电路与复杂封装结构。
  • 高成功率的样品制备技术:透过成熟的制程控制与专业操作,可确保去层次样品品质并提高分析成功率。

 

机台设备
  • 图|精密研磨机台(Mechanical Polishing System)
    精密研磨设备可透过控制研磨压力与研磨速率,逐步去除芯片材料,常用于 IC 去层次前期的大面积材料移除或层次平整化处理。

  • 图|反应式离子蚀刻机(Reactive Ion Etching, RIE)
    反应式离子蚀刻机(RIE)利用电浆反应与离子轰击机制,精确移除芯片中的金属层或介电层材料,可控制蚀刻速率与方向性,常用于 IC 去层次与微结构加工。

 

分析案例
  • 图|光学显微镜影像(OM Imaging)
    透过光学显微镜观察 IC 去层次后的金属布线结构,可快速辨识不同金属层(Metal 1 至 Metal 6)的布线配置与结构分布。

  • 图|扫描式电子显微镜影像(SEM Imaging)
    利用扫描式电子显微镜(SEM)观察去层次后的电路结构,可获得更高解析度的金属布线与接孔结构影像,协助分析微细制程缺陷与电路细节。

线上报名
01.01
1970
本次 MAFT 研讨会以「创新器件 & 封装」为核心主题,邀请专家学者们,聚焦超晶格铁电存储器、硅光子、6G高频EMI封装与量子计算等前瞻议题,带领与会者深入掌握下一世代半导体技术发展脉络。
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