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故障识别与隔离

了解影响器件产量、性能或可靠性的故障的根本原因,对制造工艺至关重要。随着设备变小和形状的复杂化,发现细微的电气缺陷并将其与整个设备隔离变得越来越困难。

失效分析的一大挑战是寻找故障部件。光束诱导电阻变化 (OBIRCH) 等技术给出了一个大致区域,但由其分辨率所限,一般无法聚焦到单个部件。即使在SEM中,处在埋层中的故障点无法通过电子图像显现。对于这些纳米尺度的器件,电子束诱导电流 (EBIC) 和电子束吸收电流 (EBAC) 成像可以对这些纳米尺寸器件的表面、亚表面结构进行电信号成像。 omniprobe 200和400提供的准确、可重复的纳米级定位,与器件接触后可对当前一代IC器件中进小尺寸的器件进行电性能测试。

一旦找到了失效的器件,通常需要将其隔离或提取出来,以便做进一步的物理分析。这通常是通过纳米机械手制备薄片样品,并利用TEM进行高分辨率研究来实现的。但随着器件的变小也变得更加困难,薄片提取必须是在器件的长度范围内和更准确的定点上,以减少对加工晶片其余部分的影响。失效分析行业对准确的定位以及快速的样品制备具有非常高的要求。OP400的设计可以满足这个行业的苛刻要求。压电陶瓷马达允许定位精度达到25nm,使定点更加准确。这种小步长意味着在电子图像下针尖的移动是连续的,因此用户可重复性的快速定位针尖到指定位置,从而减少了提取所需的时间。原位换针进一步提高了生产效率,减少了在针尖碰撞样品的情况下的停机时间。

最后, OP400上标配的原位旋转功能可以提高各种TEM样品制备方法的效率,如背面减薄,平面样品制备等。这些非常规样品制备方法是为了减少诸如窗帘效应等的假象,从而在TEM中获得高分辨率分析结果。为了确保薄片制备的最优化,OmniProbe可以与EDS和AZtec LayerProbe一起使用,提供有关样品厚度和离子束嵌入的反馈信息。

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应用实例

quality TEM lamella preparation and on-tip analysis using LayerProbe and the OmniProbe 400

Here we present a new technique that enables measurement of the local thickness and composition of TEM lamellae and discuss its application to the failure analysis of devices.

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