失效点定位方式是IC器件通电后会产生电流，侦测到在异常缺陷的IC电流差异产生的光子激发与热辐射，即能定位到此缺陷的位置；但有些情况下，这些电流差异并不会有明显的光子激发与热辐射发生，如金属桥接造成的欧姆短路，空孔造成的电阻值变大等机制；因此EMMI和Thermal EMMI并不能有效侦测到这些缺陷机制所产生的讯号。

　　如同医生看诊，若无法由病患本身发出的征状找出问题点，医生可转换成触诊模式，如按压身体部位，当病患对按压的点有任何异常反应时，即可判断该位置有异常可能。

　　IC器件也可以用相同的原理进行，利用激光束在IC表面扫描作微区加热，若某个加热的微区造成IC在通电状态下的电流或电压有改变异常，即可判断该微区有异常可能。这项技术就是OBIRCH（激光束电阻异常侦测），机台外观如图1所示。

图一

　　OBIRCH技术原理

　　OBIRCH是利用激光束在IC表面扫描作微区加热，激光束会造成扫描区区域内的材料被加热。若IC中存在缺陷因其材质电阻温度系数不同于其它的完整区域，则该区会引起的温度变化会不同，而温度变化会造成电阻值增加或降低的现象（ΔR)。如果在扫描同时对样品特定电路施加定电压，则可侦测到电流变化关系为ΔI=(ΔR/R)I。将激光加热引起的电阻变化导致电流变化，记录该位置与通过激光束扫描芯片产生的影像图重叠，即可做出定位。如图2说明：

图二

　　背向式OBIRCH的优势

　　在OBIRCH测量中，通常使用波长为1.34µm的激光束，这激光的能量低于Si带隙（Eg=1.12 eV），因此产生电子-空穴对的可能性低，因此于硅材质中激光的衰减很弱（相对是透明的状态），有助于光到热的转换而发生吸收，因此电子-空穴对感应出的光电流是对OBIRCH信号的强噪声。另一方面，激光在硅材质中相对是透明的状态，有助于背向式加热分析。

　　当错综复杂和线宽大的金属接线阻挡激光进入比较底层线路，则加热的机制无法精确作用，因此缺陷位置无法侦测到，这状况下则建议进行背向式分析，以避开多层金属线的阻挡。

　　华测蔚思博检测配备领先业界的背向式OBIRCH装置，针对现在普遍使用的FCBGA和WLCSP封装，不需要经过额外的打线作业，即可进行分析，节省时间及费用。

图三

　　如何解读OBIRCH的亮暗对比讯息

　　客户对OBIRCH的技术原理并不陌生，但对于数据的亮暗对比常有疑问，因此我们解释亮暗对比的成因：

　　材料的电阻温度系数有正与负的区别，电阻的正温度系数（αTCR>0）是指材料在一定温度范围内的电阻值会随温度上升而上升，如一般的金属材料；电阻负温度系数（αTCR<0）是指其电阻值随温度升高而降低，如半导体、绝缘体的电阻值都随温度上升而下降。

　　αTCR>0代表材料吸热后电阻值会上升（ΔR>0）导致电流（ΔI<0）会下降，因此呈现暗的对比；反之αTCR<0代表材料吸热后电阻值会下降（ΔR<0)，导致电流会上升（ΔI>0)因此呈现亮的对比，如图4所描述。

图四

　　OBIRCH应用领域

　　OBIRCH是一种非常强大的集成电路故障定位技术。在半导体故障分析中，OBIRCH通常用于定位芯片内部高阻抗及低阻抗分析，是发光显微技术的有力互补分析工具。

　　·短路/桥接：Interconnection(Metal or poly）的桥接；线路或组件的烧毁产生短路。

　　·漏电：栅极氧化层缺陷（Gate Oxide Pin Hole)；P-N界面漏电或崩溃；界面/阱漏电。

　　·高阻抗：Interconnection(Metal or poly）的孔洞/Contact or via孔洞或底部阻值异常；线路或组件的烧毁产生线路残留。

　　OBIRCH具有高分辨能力，其测试精度可达nA级。搭配进行背向式分析，即可快速针对FCBGA和WLCSP封装进行分析，节省时间及费用外，更可减低试样打线过程中的风险。