Fehleranalyse

Der hauseigene Problemanalyseprozess liefert elektrische und greifbare Erkenntnisse, um durch klare, aber hochentwickelte Analysemessungssysteme, erstklassige Instrumente und eine Vielzahl anderer Techniken den Grund von Problemen genau zu ermitteln. Unter Verwendung geeigneter Geräte und Arbeitsprozesse wird der Ort der Fehlerursache ermittelt, auf dem Die isoliert und physisch charakterisiert. Das FA-Team zieht dann andere technische Disziplinen hinzu (Produkt, Test, Design, Zusammenstellung und Verarbeitung), um die Analyse voranzubringen. Fortschritte, Ergebnisse und Schlussfolgerungen werden internen und externen Personen mitgeteilt, die die Prozesse unterstützen. Dadurch können Änderungen eingeführt werden, die die Fehlerursache begrenzen und/oder beseitigen.

Die vom Kunden gemeldete Problemdokumentation ist für eine effektive Problemanalyse besonders wichtig und muss den TI Kunden-Rückgabeprozess durchlaufen, der eine eindeutige und ausführliche Beschreibung des Produkthistorie, der Verwendung, der Eigenschaften des Fehlers und aller analytischen Ergebnisse vor der Rückgabe des Produkts ermöglicht. Diese Informationen unterstützen die Untersuchung und gewährleisten eine zeitnahe Lösung.

Bei der Meldung eines Fehlers sollten Kunden mindestens die folgenden Hintergrundinformationen bereitstellen:

1. Umgang mit der Komponente vor der Rücksendung an TI. Beim Ausbau und Umgang mit Komponenten ist durch geeignete Vorsichtsmaßnahmen sicherzustellen, dass keine elektrischen oder physischen Schäden auftreten und die Prüfbarkeit des Gehäuses aufrechterhalten wird.
2. Fehlerhistorie und Ausfallrate am Kundenstandort. Handelt es sich um ein neues Produkt oder wurden in diesem Zeitraum Änderungen vorgenommen?
3. Anwendungsbedingungen, unter denen der Fehler aufgetreten ist. Kann ein Kundenschaltplan an TI gesendet werden?
4. Der Fehlermodus der Anwendung und dessen Beziehung zur zurückgegebenen Komponente.

Das FA-Team durchsucht die historischen Datenbanken von TI nach zusätzlichen Sichtweisen und Hilfestellungen. Nach der Sichtung aller Informationen wird eine erste Analysestrategie entwickelt. Vor weiteren Analyseschritten sollte der gemeldete Fehlermodus bestätigt werden. Bei einer Reproduzierbarkeit der gemeldeten Fehlermodi können die Ergebnisse aller nachfolgenden Prüfungen als zuverlässig angesehen werden. Im Rahmen der elektrischen Charakterisierung können Prüfstandgeräte wie Kurvenschreiber oder anwendungsbasierte Prüfstandprüfungen und automatische Prüfgeräte auf Produktionsebene (Automatic Test Equipment, ATE) zum Einsatz kommen.

Die Problemanalyse an sich stellt ein Reverse Engineering (dt. Nachkonstruktion) dar und kann zur Zerstörung des zurückgegebenen Produkts führen. Da das Gehäuse mindestens teilweise zerstört wird, um den Die freizugeben, werden gehäuse- oder montagebezogene Fehlermechanismen zunächst mithilfe zerstörungsfreier Techniken untersucht. Die gängigsten von TI eingesetzten Techniken sind Untersuchungen mit akustischer Mikroskopie und Röntgenstrahlung (XRAY). Mit diesen Techniken können Anomalien bei der internen Zusammenstellung oder dem formgebenden Verfahren aufgedeckt werden.

TI führt eine interne Sichtprüfung durch, um eindeutige Auffälligkeiten des Aufbaus oder der Waferproduktion zu überprüfen. Eine erneute Prüfung wird ebenfalls empfohlen, damit festgestellt werden kann, ob sich die Problemart geändert hat.

In vielen Fällen werden bei der internen Prüfung von TI keine auffälligen Ausfallmechanismen erkannt. Je nach Technologie und Prüfbarkeit nutzt das FA-Labor eine oder mehrere Techniken zur Isolierung des Problembereichs. Die meisten dieser Techniken dienen dazu, den Eigenschaften der Fehlerstelle auf den Grund zu gehen, zum Beispiel anhand von Wärmeableitung oder Photonenemission.

Eine lokale Isolierung des Problembereichs in einem Block oder einem Einzelknoten des Die ist ein üblicher, aber unverzichtbarer Schritt. Dies kann jedoch auch zeitaufwendig sein. In den meisten Fällen ist eine umfassende interne Prüfung erforderlich, die in der Regel iterativ ist, und bei der Schicht für Schicht untersucht wird (Deprocessing). Beim Deprocessing wird immer nur eine Schicht des Die entfernt. In diesem Zusammenhang können Techniken der Nasschemie, der trockenen Plasmaätzung sowie mechanische Poliertechniken eingesetzt werden, um die jeweils darunterliegende Struktur freizulegen. Die Auswahl der richtigen Technik ist aufgrund des zerstörerischen Charakters des Prozesses und des potenziellen Verlusts wichtiger Informationen von entscheidender Bedeutung. Während des Prozesses versuchen FA-Analysten, mithilfe von Sondierungen und anderen spezifischen Techniken potenzielle Anomalien hervorzuheben. Im Rahmen der Untersuchung werden Layout-/Schaltplannavigationswerkzeuge und fokussierter Ionenstrahl (focused ion beam, FIB) als Hilfsmittel zur Isolierung von Komponenten und Schaltkreisen verwendet.

Eine lokale Isolierung des Problembereichs in einem Block oder einem Einzelknoten des Die ist ein üblicher, aber unverzichtbarer Schritt. Dies kann jedoch auch zeitaufwendig sein. In den meisten Fällen ist eine umfassende interne Prüfung erforderlich, die in der Regel iterativ ist, und bei der Schicht für Schicht untersucht wird (Deprocessing). Beim Deprocessing wird immer nur eine Schicht des Die entfernt. In diesem Zusammenhang können Techniken der Nasschemie, der trockenen Plasmaätzung sowie mechanische Poliertechniken eingesetzt werden, um die jeweils darunterliegende Struktur freizulegen. Die Auswahl der richtigen Technik ist aufgrund des zerstörerischen Charakters des Prozesses und des potenziellen Verlusts wichtiger Informationen von entscheidender Bedeutung. Während des Prozesses versuchen FA-Analysten, mithilfe von Sondierungen und anderen spezifischen Techniken potenzielle Anomalien hervorzuheben. Im Rahmen der Untersuchung werden Layout-/Schaltplannavigationswerkzeuge und fokussierter Ionenstrahl (focused ion beam, FIB) als Hilfsmittel zur Isolierung von Komponenten und Schaltkreisen verwendet.