搭载多波长激光扫描仪，滨松集团发布新型半导体故障分析系统

据外媒novuslight报道，日本滨松光子学株式会社（以下简称滨松集团）宣布开发了一种新型半导体故障分析系统，该设备被命名为“PHEMOS-X C15765-01”。该系统仅需一个控制单元，就能利用从可见光到近红外光的激光器分析半导体故障。多波长激光扫描仪结合滨松独特的光学设计，让新系统轻松应对半导体故障分析。

有效利用多波长激光的高灵敏和高分辨率，是精确定位半导体缺陷的基本条件，同时也是厂商对故障检测率提出更高要求的解决方法。与功率半导体一样，使用最先进技术的半导体器件的线路宽度正在逐渐缩小，并且能比普通半导体器件实现更高效的电力控制。PHEMOS-X将于2021年4月1日起在日本国内和海外进行销售。

■PHEMOS-X C15765-01

PHEMOS-X介绍

作为新型半导体故障分析系统，PHEMOS-X可同时搭载5台激光器，其激光波长范围从可见光到近红外光。仅需一个控制单元，PHEMOS就能以高灵敏度和高分辨率定位半导体设备故障。当向半导体器件施加电压时，故障点就会发出光和热。

在施加电压时用激光束扫描半导体器件，会导致故障部位的电流和工作状态发生变化。利用以上这些特性，厂商就可以通过输入电压、激光扫描、将信号转换成图像获得检测信号，并以此对半导体设备的故障位置进行精确定位。

■半导体设备中的预估缺陷位置，左图为图案图像，右图为可视化图像（图中绿色区域）

通过光学设计技术，滨松集团的研发人员对分析系统的元件进行了重新设计，如用激光束扫描半导体设备、定位半导体设备的光学平台、用于大视场观察的微距镜头。相比之前的系统，新系统拥有更高的灵敏度、分辨率、准确度和更便捷的使用体验。

传统的激光扫描仪通常是为近红外光（波长在1300nm左右）而设计的。这次，研发人员开发了新的光学系统，其设备可同时容纳5台激光器，可装配从532nm（可见光）到1340nm（近红外）波长段的激光扫描仪，用以检测半导体的故障。实验证明，采用更短波长的激光扫描仪，将更容易发现半导体设备故障。相比对红外线的反应速度，半导体设备对可见光波光的激光扫描反应更灵敏。

■工作原理：首先，半导体设备自带的检测仪器会定位发生故障的区域，随后PHEMOS-X会缩小故障区域以精确到具体位置，最后仪器会通过光学显微镜的观察切向准确的故障点

同时，研发人员增强了激光强度，让经过故障点时的电流信号变化更容易被检测到。另外，研发人员还重新评估了微距透镜的光学设计，通过扩大孔径比以增强对低光的检测率。同时，他们还通过采用可精确操作的驱动机构和重新设计激光扫描仪，从而能更准确地捕捉到半导体设备的故障点。

■PHEMOS-X C15765-01主要特性