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九彎十八拐的Metal 走線該如何搜尋缺陷呢?

2019/05/03

分析領域的明日之星 EBAC 登場!

在IC故障分析的手法應用當中,最常見的莫過於亮點定位,諸如InGaAs、OBIRCH或 thermal EMMI,只要提供個偏壓在腳位上,對應到缺陷位置的亮點便會產生,是非常方便且快速的分析方法;但是可以發現,這類分析方式都是基於一個條件下,那就是必須要有電流流經過缺陷處,如果沒有電流,也就是開路(open)的狀態,傳統的分析工具便無用武之地派不上用場。

 

找出開路的線路位置向來是個繁雜的過程,可能會應用到PVC,或者拉出 FIB micro-probing PAD量訊號,再利用二分法逐漸縮小範圍,甚至會直接去層(delayer),一層一層的搜尋整條線路,如果碰到長距離且上上下下彎彎曲曲的走線,不僅耗錢耗時耗人力,成功率也不高,是許多分析工程師頭疼的問題。

 

 

EBAC(Elctron Beam Absorbed Current, 電子束吸收電流)的應用即可解決上述難題!

簡單來說,EBAC可以找出IC走線(interconnect)的開路或短路的位置,只要一根奈米級探針點在走線上,就像 layout 軟體的 Net Highlight 功能一樣,與此走線相連的線路就會被顯示出來,假使哪個 Metal / Via 開路,哪段區域哪一層的 Metal 短路立刻無所遁形,大大縮短了分析時效。

 


左圖為在 layout 檢視下,net highlight 所顯示的走線;右圖則是經由EBAC功能所顯示的線路,兩者間完美契合

 

一般來說,PAD本身的開路或短路可經由continuity(open / short)測試項得知,此時探針點在PAD上便可執行EBAC。若是內部線路有問題,則事先需經過電路診斷來縮小範圍,得出可疑的線路後再做 EBAC 是比較有效率的方法。在這類案件中,delayer後探針可直接點在metal / via上或者經由FIB方式拉出micro-probing PAD再扎針其上即可。

 

在EBAC結果的呈現上,更令人驚奇的是SEM模式下操作的EBAC,其電子流來源為入射電子,而電子又有穿透性,以基本的IC製程而言,保守估計電子可穿透至 IC表面下至少四層metal的深處,也就是可以抓出底層的缺陷,就這點來說,EBAC 無形中保留了缺陷現場,在失效真因的推斷上更具說服力。

 

下面兩個例子分別介紹了開路與短路的實際應用案例,相信可以為各位在分析步驟上再增添一個選項哦!

 

(a) 探針點在圖的右上角位置,顯示的線路以順時針方向繞行到左方的紅框

(b) 探針點在此線路的另外一側,顯示的線路停止在與(a)相同位置。從以上分析可得知 metal 的斷線之處在紅框之內

 


電路解析懷疑net1有問題,而EBAC分析顯示除了net1線路被highlight出來以外,net2線路也冒了出來,因此合理懷疑net1與net2間有短路,但是哪裡有短路呢?

當然是net1與net2之間距離最靠近的地方,即圖中紅色標記所圈選的範圍!

 

在了解了 EBAC 應用之後,看倌們是不是覺得 EBAC 功能強大呢,畢竟在失效分析的領域當中,定位開路的工具並不多啊!

想要知道更詳細的EBAC的原理,歡迎點擊EBIC/EBAC〕了解更多詳情哦!