針 探 精準 定位 讓 性量 測 找出 缺陷 | TechNews科技新報

當 奈米 級 先進 製 程 的 元件 發生 故障 ， 要 找出 微小 尺度 下 的 缺陷 ， 該 透過 何種 電 量 懏 粍

各 國 大 廠 近年 致力 挑戰 3 奈米 、 2 奈米 微縮 角力 ， ， 製 程 一 一 的 競爭 。。 當 研發 瓶頸 瓶頸 時 ， 無論 是 無論 是 是 設計 晶圓 晶圓 、 測試 測試 測試 測試、封裝 等，都 需要 需要 需要 故障 分析 輔助 來 釐清 問題 所在。

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宜特科技故障分析實驗是的奈米 探針 電性 量測 （Nano-screening）對 上述 問題 有 極大 幫助 ， 奈米 探針 系統 是 由 奈米 探針 與掃描式電子顯微鏡（SEM）兩 者 結合 而 生 的 工具 ， ， ， 的 奈米 級 高 解析度 尺寸 小 小 探針 ， 使 製 數 奈米 等級 ​​的 電 晶體 特性 量 測 特性 量 ， 精確 定位 定位 出 出 出出 一 個 電 晶體 ， 甚至 是 一 個 接觸 點 （（Contact奈米 探針 系 統 統 ） , 定位 定位 缺陷 位置 位用 『置的 應珼。

何謂奈米 探針 系統 （Nano Propper）

透過 sem 顯微鏡 的 極 小 曲率 半徑 探針 ， 搭接 搭接 內部 線路 或 或 層 （（（（（（（（（（（） 使 其 其 外 接 電 測 設備 ， 藉 藉 藉此 輸入 輸入 訊號 訊號 並 量 量 電 特性 曲線 ； 另外 ， 利用 束 特性 ， 應用 分析 ， 包括 電流 （稡籡 EB. ）. （（（（（）（）absorbed electron beam current，簡稱 EBAC） 、 電子束 感應 束 感應 簡稱 EBIRCH）

一、電子束吸收電流 Electron beam absorption current，簡稱EBAC）

. （（（（（（） 導出 至 放 （（） ， 進而 該 位置 位置 的 吸收 ， ， 經由 處理 處理 形成 形成 電流 電流 影像 ， 我們 將 其 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為 稱為

▲圖一：EBAC示意圖（Source：宜特科技）

而 前述 提到 有 電流 導出 的 的 位置 ， 電流 影像 上 會 形成 區。 反 若 此 此 處 「導線 導線」 或是 「開路 開路 （（（（）」 現象 現象 ， 造成 探針 探 探 探 探 探 探 探 探 探 探 探針 無法 獲得 獲得 電流 電流 電流 電流 ， ， ， ， Open 的 位置。

. （（（（（將 將 將 二 二 電子 影像 兩 者 者 ， 可以 得到 表面 的 走向 走向 分布 分布 分布 分布 分布 分布 分布 分布 分布 分布 分布） 對照 ， 可 可 定位 出 異常 異常 的 的 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確 精確精確 位置 位置 位置。

Nothing.有無 故障 、 開路 等等 異常。

這 個 案例 是 導線 末端 有 有 有 有 而 而 而 影像 亮 交界 即 即 為 位置 位置 於 金屬 的 與 狀況 狀況 判斷 之外 之外 之外 ， 亦 可以 判斷 極 氧化 層 氧化 氧化 層 層 層（（Oxide gate）的 異常 漏電 偵測。

▲ 圖 二 （左） ： 電路 佈局 圖 （ Layout） ； 圖 二 （右） ： EBAC 影像 SEM 二次 電子 影像 （ Source ： 宜特科技）

二 、 電子 束 誘發 電流（Electron beam induced current，簡稱 EBIC）

在 PN Junction 中間 會 形成 「空乏 區 （（（（（））（（（（（））（（（）（（）（」 （三 中間 的 黃色 區域）） ， 空乏 區形成 「「 兛建電場 （（（（（））（（（Build 接面） （PN Junction） 時產 成的 電子 電 洞 對 （（（（））（（（）（（））（（）） Electron- 內 內 建 電場電場 作用 作用 作用 作用 而 而 而 稱 之 電流 電流 電流 後 後 束 誘 誘 電流 電流 電流 （（， 電流 電流 為 電子 再 經由 奈米 探針 導出 至 大器 （（）） 最後 形成 電流 電流 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像 影像。 以 材料 常見 的 矽 （（， ， 激發 一 對 電子 洞 對 對 所 需 需 能量 為 為 3.6EV。

▲圖三：EBIC示意圖（Source：宜特科技）

EBIC 可以 分析 Juna Pn 中 的 特性 ， 像是 內建 電場 強度 分布 影像 或是 更 進階 的 藉由 強度 強度 分布 載 載 的 擴散 擴散 長度 （（（（the length of spread） ， 資訊 資訊 對於 材料 特性 特性特性 的 分析 相當 有 有 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助 幫助。。。

三 、 電子 束 誘發 阻抗 變化 Electron Beam Induced Resistance Change，簡稱 EBIRCH）

EBIRCH 的原理與光束 電阻 異常 偵測 （Obersh）相同 ， 差異 只 是 在 在 在 在 在 用 的 激發 源 為 「」 ， 受限 雷射 波長 的 的 ， 其 空間 解析度 約 為 微 米 等級 ； 而 而 而 而 而 激發 源 為 電子 電子 束 束 束 束 束 束電子 束 」， ， 其 其 其 波長 波長 波 長遠 小於 雷射 所以 提升 解析 解析 奈米 （（精準 的 定位 定位 出 缺陷 ， ， 大幅 增加 後續 進行 性 物 故障 分析 （（（（（（（）））） 或 或在 樣品 故障 處 做 做 做穿透式 電子 顯微鏡 （tim）分析的成功率。

▲圖四：EBIRCH示意圖（Source：科技新報）

Nothing 異常 處 異常 處 的 的 阻抗 與 與 正常 不同 不同 ， 經由 好 品 的 的 可以 可以 定位 缺陷 的 的 的 的 的 的 的 的 的 異常。。。。。。。。。。

Ebirch 分析 時 ， 可 透過 施加 不同 偏 壓 壓 條件 的 往復 選定 ， 來 更 精準 的 位置 定位。 ， ， 通常 針對 針對 針對 （（（（、 （（（short） 、 （（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（（高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 高 阻抗 High Resistance）的 異常 進行 偵測 與 定位。

. Abirch 五 （右 右） ， 提供 後續 後續 進行 PFA 或 TEM 分析 的 精確 定位 定位 。。。

▲ 圖 五 ： EBIRCH 與 二次 電子 影像 疊加 後 準確 找出 故障 點 點 Source ： 宜特 科技）

在 半導體 奈米 級 製 程 持續 開發 且 精進 的 的 路上 宜 特 根據 根據 ， 善用 善用 奈米 搭配 電子 顯微鏡 進行 精準 量 ， 無論 是 無論 是 電 的 特性 量 或是 或是 或 或是 故障 分析 ， ， ， ， 即使 缺陷 未 知 的 角落 可以 次 小 學堂 小 學堂 奈米 探針 ， 協助 您 精準 定位 以 加速 加速 的 的 開發 流程 。。 。。 。。 。。 。。 。。 。。 。。

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（首圖來源：宜特科技；資料來源：宜特科技）

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