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EBIRCH(電子束誘導(dǎo)電阻變化)分析方法簡介

更新時間:2024-12-13點擊次數(shù):1509

EBIRCH (Electron Beam Induced Resistance Change)

背景:

短路(short)故障的缺陷定位一直是現(xiàn)代先進納米器件失效分析(FA)的一大挑戰(zhàn)。近年來,電子束誘導(dǎo)電阻變化(EBIRCh)技術(shù)已被應(yīng)用于故障分析。EBIRCH技術(shù)與基于 SEM 的納米探測系統(tǒng)相結(jié)合,不僅可以直接對可疑橋接部位進行電學(xué)表征,還能以SEM分辨率直接精確定位缺陷位置。

Short故障是半導(dǎo)體器件中最常見的電氣故障之一。發(fā)射顯微鏡(EMMI)或光束誘導(dǎo)電阻變化(OBIRCH)已被廣泛用于short缺陷定位。它們有效地發(fā)現(xiàn)有缺陷的芯片區(qū)域或有問題的電路塊。然而,由于分辨率的限制,這種基于光學(xué)的技術(shù)無法滿足納米級定位的要求,而且整個芯片級測試或PAD結(jié)構(gòu)是缺一不可的。

如果需要探測IC內(nèi)部特定Metal/Via和Poly/Contact結(jié)構(gòu),就需要EBIRCH(電子束誘導(dǎo)電阻變化), 可以對缺陷(defects)位置納米級定(50nm)。

EBIRCH原理

EBIRCH 使用AC和DC模式監(jiān)控兩個探針之間的電阻變化。可對兩個頂端施加額外的偏置電壓,以使故障對電子束的電子注入敏感。故障響應(yīng)的強度取決于其對電子束注入的敏感度。

通過兩個納米探針連接IC的PAD,Metal或者Via上,形成電流回路,同時給與直流偏置電壓。當(dāng)電子束探測樣品時,材料或結(jié)構(gòu)由于電子束照射產(chǎn)生電阻的變化,從而對應(yīng)的電流變化。探針將這種微弱的信號通過放大器放大并成像。

EBIRCH可探測IC內(nèi)部的各Metal層和Poly/Contact層,通過探測電流的變化,定位Short或者偏高阻抗的失效位點。

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EBIRCH優(yōu)勢

針對缺陷的形貌,EBIRCH生成亮點較為集中,更有效于準(zhǔn)確定位異常位置,亮點尺寸約小于 100nm2;而OBIRCH生成亮點則較為發(fā)散,亮點尺寸約大于 750nm2


與EBAC的區(qū)別

EBAC只能針對open類型的interconnect 的問題,偵測阻值需大于1MΩ,若遇高阻抗以至于direct short則需借助 EBIRCH。隨著制程縮小,因阻抗造成的性能問題也隨之增加,在能夠定出問題線路的前提下,EBIRCH 便是非常有力的工具。

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