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九弯十八拐的Metal 走线该如何搜寻缺陷呢?

2019/05/03

分析领域的明日之星 EBAC 登场!

 

在IC故障分析的手法应用当中,最常见的莫过于亮点定位,诸如InGaAs、OBIRCH或thermal EMMI,只要提供个偏压在脚位上,对应到缺陷位置的亮点便会产生,是非常方便且快速的分析方法;但是可以发现,这类分析方式都是基于一个条件下,那就是必须要有电流流经过缺陷处,如果没有电流,也就是开路(open)的状态,传统的分析工具便无用武之地派不上用场。

 

找出开路的线路位置向来是个繁杂的过程,可能会应用到PVC,或者拉出FIB micro-probing PAD量讯号,再利用二分法逐渐缩小范围,甚至会直接去层(delayer),一层一层的搜寻整条线路,如果碰到长距离且上上下下弯弯曲曲的走线,不仅耗钱耗时耗人力,成功率也不高,是许多分析工程师头疼的问题。

 

 

EBAC(Elctron Beam Absorbed Current, 电子束吸收电流)的应用即可解决上述难题!

 

简单来说,EBAC可以找出IC走线(interconnect)的开路或短路的位置,只要一根奈米级探针点在走线上,就像layout 软体的Net Highlight 功能一样,与此走线相连的线路就会被显示出来,假使哪个Metal / Via 开路,哪段区域哪一层的Metal 短路立刻无所遁形,大大缩短了分析时效。

 


左图为在 layout 检视下,net highlight 所显示的走线;右图则是经由EBAC功能所显示的线路,两者间完美契合

 

 

 

一般来说,PAD本身的开路或短路可经由continuity(open / short)测试项得知,此时探针点在PAD上便可执行EBAC。若是内部线路有问题,则事先需经过电路诊断来缩小范围,得出可疑的线路后再做 EBAC 是比较有效率的方法。在这类案件中,delayer后探针可直接点在metal / via上或者经由FIB方式拉出micro-probing PAD再扎针其上即可。

 

在EBAC结果的呈现上,更令人惊奇的是SEM模式下操作的EBAC,其电子流来源为入射电子,而电子又有穿透性,以基本的IC制程而言,保守估计电子可穿透至IC表面下至少四层metal的深处,也就是可以抓出底层的缺陷,就这点来说,EBAC 无形中保留了缺陷现场,在失效真因的推断上更具说服力。

 

下面两个例子分别介绍了开路与短路的实际应用案例,相信可以为各位在分析步骤上再增添一个选项哦!

 

(a) 探针点在图的右上角位置,显示的线路以顺时针方向绕行到左方的红框

(b) 探针点在此线路的另外一侧,显示的线路停止在与(a)相同位置。从以上分析可得知 metal 的断线之处在红框之内

 

 


电路解析怀疑net1有问题,而EBAC分析显示除了net1线路被highlight出来以外,net2线路也冒了出来,因此合理怀疑net1与net2间有短路,但是哪里有短路呢?

当然是net1与net2之间距离最靠近的地方,即图中红色标记所圈选的范围!

 

 

 

在了解了 EBAC 应用之后,看倌们是不是觉得 EBAC 功能强大呢,毕竟在失效分析的领域当中,定位开路的工具并不多啊!

 

想要知道更详细的EBAC的原理,欢迎点击 EBIC/EBAC技术 了解更多详情哦!