IEC TS 61945:2000

SPÉCIFICATION CEI
TECHNIQUE IEC
TS 61945
TECHNICAL
Première édition
SPECIFICATION
First edition
2000-03
Circuits intégrés –
Agrément d'une ligne de fabrication –
Méthodologie d'analyse technologique
et de défaillance
Integrated circuits –
Manufacturing line approval –
Methodology for technology and failure analysis
Numéro de référence
Reference number
IEC/TS 61945:2000
Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• Bulletin de la CEI
• IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI*
Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé
as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques
Terminology, graphical and letter
et littéraux
symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro-
IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI).
(IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles
be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas.
Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.
* See web site address on title page.

SPÉCIFICATION CEI
TECHNIQUE IEC
TS 61945
TECHNICAL
Première édition
SPECIFICATION
First edition
2000-03
Circuits intégrés –
Agrément d'une ligne de fabrication –
Méthodologie d'analyse technologique
et de défaillance
Integrated circuits –
Manufacturing line approval –
Methodology for technology and failure analysis
 IEC 2000 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, any form or by any means, electronic or mechanical,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les including photocopying and microfilm, without permission in
microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
International Electrotechnical Commission 3, rue de Varembé Geneva, Switzerland
Telefax: +41 22 919 0300 e-mail: inmail@iec.ch IEC web site http://www.iec.ch
CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
L
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – TS 61945  CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
Clause
1 Domaine d’application et objet . 8
2 Références normatives . 10
3 Terminologie. 10
4 Types d’analyse technologique . 10
4.1 Premier degré: Examen visuel général (essai AT1). 12
4.2 Second degré: Examen visuel approfondi (essai AT2). 14
4.3 Troisième degré: Examen détaillé au MEB sous fort grossissement (essai AT3) . 14
4.4 Quatrième degré: Analyse de construction (essai AT4) . 16
4.5 Cinquième degré: Essais complémentaires (essai AT5) . 18
5 Analyse de défaillance (essai AT6) . 20
5.1 But. 20
5.2 Moyens. 20
5.3 Description . 20

TS 61945  IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
Clause
1 Scope and object . 9
2 Normative references. 11
3 Terms . 11
4 Classification of technology analysis . 11
4.1 First level: General visual inspection (AT1 test) . 13
4.2 Second level: Detailed visual inspection (AT2 test) . 15
4.3 Third level: Scanning Electron Microscope examination under large magnification
(AT3 test) . 15
4.4 Fourth level: Construction analysis (AT4 test) . 17
4.5 Fifth level: Complementary tests (AT5 test). 19
5 Failure analysis (AT6 test) . 21
5.1 Objective . 21
5.2 Resources . 21
5.3 Description . 21

– 4 – TS 61945  CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
CIRCUITS INTÉGRÉS –
AGRÉMENT D’UNE LIGNE DE FABRICATION –
Méthodologie d’analyse technologique et de défaillance
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l’ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l’électricité et de l’électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d’études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l’Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d‘études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d’encourager l’unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s’engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n‘a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n‘est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L‘attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente spécification technique peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La tâche principale des comités d‘études de la CEI est l'élaboration des Normes
internationales. Exceptionnellement, un comité d'études peut proposer la publication d’une
spécification technique
• lorsqu'en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la
publication d'une Norme internationale, ou
• lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou quand,
pour une raison quelconque, la possibilité d'un accord pour la publication d'une Norme
internationale peut être envisagée pour l'avenir mais pas dans l'immédiat;
Les spécifications techniques font l'objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard après leur
publication afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes internationales.
La CEI 61945, qui est une spécification technique, a été établie par le sous-comité 47A:
Circuits intégrés, du comité d'études 47 de la CEI: Dispositifs à semiconducteurs.
Le texte de cette spécification technique est issu des documents suivants:
Projet d'enquête Rapport de vote
47A/523/CDV 47A/555/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l’approbation de cette spécification technique.

TS 61945  IEC:2000 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
INTEGRATED CIRCUITS –
MANUFACTURING LINE APPROVAL –
Methodology for technology and failure analysis
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. In
exceptional circumstances, a technical committee may propose the publication of a technical
specification when
• the required support cannot be obtained for the publication of an International Standard,
despite repeated efforts, or
• the subject is still under technical development or where, for any other reason, there is the
future but no immediate possibility of an agreement on an International Standard.
Technical specifications are subject to review within three years of publication to decide
whether they can be transformed into International Standards.
IEC 61945, which is a technical specification, has been prepared by subcommittee 47A:
Integrated circuits, of IEC technical committee 47: Semiconductor devices.
The text of this technical specification is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting
47A/523/CDV 47A/555/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical specification can be found in
the report on voting indicated in the above table.

– 6 – TS 61945  CEI:2000
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2003.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
TS 61945  IEC:2000 – 7 –
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2003. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – TS 61945  CEI:2000
CIRCUITS INTÉGRÉS –
AGRÉMENT D’UNE LIGNE DE FABRICATION –
Méthodologie d’analyse technologique et de défaillance
1 Domaine d’application et objet
Cette spécification technique décrit la méthodologie d’analyse technologique et de défaillance
au cours de la fabrication des circuits intégrés.
Avec une approche prenant en considération le degré de complexité des techniques et des
moyens à mettre en oeuvre, la présente spécification technique donne une classification des
différentes analyses technologiques dont peuvent faire l'objet les semiconducteurs et définit
pour chaque degré:
– l'objectif poursuivi (ou but);
– les observations à effectuer;
– les outils et techniques qui, dans l'état actuel des technologies disponibles, permettent
généralement d'atteindre ces objectifs.
L'analyse technologique a pour but de déterminer la constitution d'un composant par des
observations utilisant des moyens dont le pouvoir de résolution est progressif avec le degré
d'analyse considéré.
Elle permet d'autre part de détecter toute anomalie susceptible d'affecter la fiabilité des
dispositifs dans les conditions normales d'utilisation.
Elle peut être utilisée pour vérifier la conformité d'un dispositif à sa documentation de
fabrication mais elle peut également permettre de déterminer certaines caractéristiques
physico-chimiques du composant considéré.
Les observations effectuées lors d'une analyse peuvent également orienter un expert-auditeur
devant pratiquer un audit qualité dans une ligne de fabrication.
En utilisant des moyens analogues ou spécifiques, l'analyse de défaillance tend à déterminer
les causes physiques d'un défaut constaté sur un dispositif lors d'un essai ou en utilisation.
Par la connaissance approfondie du composant et de ses mécanismes de dégradation
potentiels, l'analyse technologique peut permettre de préparer des analyses de défaillances
éventuelles.
Cette spécification technique est considérée comme une méthode d'essai qui s'applique à
chaque fois qu'il y est fait référence dans une spécification d'application qui doit alors en
prescrire les conditions particulières d'application.

TS 61945  IEC:2000 – 9 –
INTEGRATED CIRCUITS –
MANUFACTURING LINE APPROVAL –
Methodology for technology and failure analysis
1 Scope and object
This technical specification gives the methodology for technology and failure analysis in
manufacturing integrated circuits.
Taking into account the level of complexity of techniques and means to be used, the present
technical specification covers the classification of several levels of technology analysis that
may be used for semiconductors and defines for each level:
– the objective to be performed (or goal);
– the points to be investigated;
– the tools and techniques needed for currently available technologies to perform these
objectives.
Technology analysis is used to determine the way a component is built by observing it using
adequate resolution, which increases progressively with the level of analysis.
In addition, it allows detection of any fault potentially affecting the reliability of the devices
under typical working conditions.
It may be used to verify the conformance of a device to its manufacturing documents, but may
also be used to determine the physical and chemical characteristics of the device under test.
The points observed during the analysis can also serve as guidelines for an expert in a future
quality audit of a manufacturing line.
By using similar or case-specific means, the failure analysis leads to identifying the physical
reasons of a failure found in a device during a test or during normal working conditions.
Through a deep knowledge of the component and of its intrinsic failure mechanisms, the
technology analysis can prepare for future failure analyses.
This technical specification is considered as a suitable test methodology when referred to in
an application document. Such documents shall indicate the specific conditions for its
application.
– 10 – TS 61945  CEI:2000
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente spécification technique.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications
ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente
spécification technique sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les
plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la
dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de
l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60749:1996, Dispositifs à semiconducteurs – Essais mécaniques et climatiques
MIL STD 883
3 Terminologie
Pour les besoins de la présente spécification technique, les termes suivants s’appliquent.
Reconstitution de la Conception: Détermination de la topographie électrique du circuit par
la localisation des blocs fonctionnels et la reconstitution des schémas électriques et logiques
originels.
GIR: Gravure Ionique Réactive.
Microscope Electronique à Balayage.
MEB:
Couche de protection de la pastille: Couche de protection, vitrification, passivation ou autre
matériau isolant sur le niveau supérieur de la pastille.
Hillock: Protubérance à la surface des couches métalliques, due au relâchement des
contraintes thermiques.
4 Types d’analyse technologique
L'analyse technologique peut apporter des informations relatives aux éléments suivants.
– Technologie et procédés d'élaboration:
• préparation du substrat;
• diffusion des plaquettes;
• prédécoupe, sciage;
• fixation de la pastille;
• raccordement des connexions;
• encapsulation;
• finition et marquage.
– Vérification de la conception topologique.
– Points forts et points faibles de la technologie et des mécanismes de défaillance potentiels
qui peuvent nuire à la fiabilité des composants.
– Modifications technologiques apportées en fabrication.
– Dérives du procédé de fabrication par rapport aux spécifications établies par le fabricant.

TS 61945  IEC:2000 – 11 –
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this Technical Specification. For dated references, subsequent
amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this Technical Specification are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below.
For undated references, the latest edition of the normative document referred to applies.
Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60749:1996, Semiconductor devices – Mechanical and climatic test methods
MIL STD 883
3 Terms
For the purpose of this technical specification, the following terms apply.
Reverse engineering: Electrical topology recognition of the circuit by identifying functional
blocks and designing initial electrical and logic schematics.
RIE: Reactive ion etching.
: Scanning electron microscope.
SEM
Die Protective Layer: Protective layer or glassivation, passivation or other insulating material
on the upper surface of the die.
Hillock: Bump in metal layer due to thermal stress relaxation.
4 Classification of technology analysis
The information delivered by the technology analysis relates
...