El uso de cámaras térmicas optimiza la inspección de semiconductores

Hoy en día, los fabricantes de semiconductores buscan el mayor rendimiento, casi siempre con grandes restricciones de tiempo. Cualquier tipo de defecto se debe descubrir en la fase de diseño y también durante el proceso de prototipado hasta la fabricación. El control de defectos, basado en las cámaras térmicas SWIR, proporciona una información precisa sobre la estabilidad del proceso y el éxito de la calidad final del producto, gracias a la capacidad de detectar los bajos niveles de emisión de fotones encontrados en los defectos de las redes de semiconductores. Los defectos en las estructuras de cristal de los semiconductores son expuestos por la baja emisión en el espectro de infrarrojo cercano (SWIR). Esto convierte a las cámaras más modernas y de alta sensibilidad SWIR en las más adecuadas para una rápida y precisa localización de defectos. Para ello se emplea el procedimiento conocido como Microscopía de Fotoemisión (PEM). Se trata de una nueva técnica de análisis de defectos que detecta la luz de distintas longitudes de onda emitidas por partes defectuosas, normalmente no visibles al ojo humano, por ser de bajo nivel. La Microscopía de Fotoemisión utiliza una tecnología de intensificación de imagen para amplificar la luz emitida por las partes defectuosas. La imagen de la radiación resultante se superpone con su correspondiente imagen de la superficie (de un chip por ejemplo), de modo que el lugar de emisión coincide con la ubicación exacta del defecto. Una cámara de infrarrojos y una computadora se utilizan para llevar a cabo esta función. En este momento, se emplean otras técnicas de análisis de fallos para buscar la anomalía física responsable por la emisión de luz anormal. Esta configuración se puede extender a un espectroscopio, sustituyendo el divisor de haz y el filtro por un elemento de dispersión adecuado (básicamente también un filtro).

Las aplicaciones de la microscopía de fotoemisión incluyen la detección de electroluminiscencia previamente desconocida o no detectable; detección de abundante luminiscencia en uniones con averías, defectos de encaje, corrientes ocasionadas por transistores MO y la detección de electroluminiscencia dieléctrica del flujo de corriente através de SiO2 y SiN. Desde Infaimon, se ha colaborado con varias ingenierías en el desarrollo de proyectos de control de calidad en semiconductores utilizando la cámara Xeva 1.7-320 de Xenics. La primera, es una cámara térmica que captura imágenes en el espectro de longitudes de onda entre 0.9 y 2.5 micrómetros, y que combina un detector Ingaes refrigerado termo eléctricamente y la electrónica de control y comunicación, en un espacio muy reducido.