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微电子中处理速度的需求正在推动行业开发较小，更先进的芯片架构。使用传统方法难以可靠地分析现代芯片上的纳米级功能，以实现所需的分辨率水平。使用氙血浆的FIB延迟已被证明是解决这个问题的解决方案。
消费者应用要求高性能、低能耗、减少设备占用空间和降低生产成本。微电子工业，一如既往，必须走在这场游戏的前面，这导致了微电子中元素密度的增长和元素的缩小到纳米尺度。在更小的空间中封装更多的组件，并降低组件规模，为这些设备的生产技术和故障分析带来了一系列新的挑战。目前的商用电子是基于22纳米和14纳米节点技术。然而，下一代10纳米和7纳米节点目前正在开发中，行业需要可靠的测试和故障分析方法。
使用延迟失败分析
延迟或去处理对于在集成电路层（ICS）中的物理缺陷测试方面是必不可少的。延迟涉及通过层去除装置表面，层，以获得对整个装置的性质和组成的理解。这可以将其与在设备的横截面中进行测量。
在历史上，去层已经进行了湿化学方法，反应离子蚀刻或机械手工抛光。然而，这些方法有许多缺点，使它们不适合在20纳米以下的制造。
例如，手工抛光很难控制和停止在正确的层，也可能会引入缺陷到样品。反应性离子蚀刻也难以控制，且蚀刻速率与各向异性剖面之间存在冲突。其他化学或等离子体方法可能会留下有问题的残留物，这些残留物会改变样品的物理和化学性质，干扰后续测试的准确性。最终，随着流程节点的规模越来越小，用旧技术成功地控制前端手工解处理越来越具有挑战性。原因包括:
- 晶体管的临界尺寸和后端 - 线（BEOL）金属互连特征
- 电介质厚度的减小
- 新型多孔超低k材料亚博网站下载
XE等离子体FIB用于纳米层的失效分析
气体辅助XE等离子体聚焦离子束（FIB）技术是一种经过验证的可靠性，用于测试SUB-20 MM技术特征的SUB-20 MM技术特征。该技术非常适用于金属和介电层的均匀延迟。FIB足够精确可控，可在深度和横向方向上瞄准纳米精度的故障。
Xe FIB是去除异质材料(如微电子系统)金属表面(去加工)的强大技术。亚博网站下载去除提供了一个平面表面积，然后可以通过接触或光学显微镜进一步测试。
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利用扫描电镜对降解微电子芯片进行成像
Xe FIB可以在微电子的每一个未处理层上提供均匀的平面性——从器件外部较厚的金属层到器件内部的薄过渡层。这使得每一层都可以在特定地点的逐层挖掘中被检查和检查)。由于Xe-FIB系统提供的精确控制，研究人员可以对样品进行解处理，以达到特定的感兴趣层，然后可以进一步检查。
TESCANs Xe等离子体FIB在失效分析中的优势
TESCAN Xe等离子体FIB系统是理想的半导体退处理故障分析和故障隔离。与湿法蚀刻或抛光等方法不同，微电子芯片在测试过程中每一层被去除时仍能保留功能。该工艺使用气体辅助去层技术，将Xe等离子体FIB与适当的气体化学结合，以实现平面性，即使在绝缘体和厚金属层之间的铣削速率差异导致去层存在问题的情况下。这意味着层的混合是最小的。
气体辅助延迟也可以通过整个芯片的所有金属层使用。这是通过最小结构均匀延迟的理想选择，这对于子20 nm工艺节点特别好。可以在原位上进行电探测以进行故障隔离。
TESCAN方法在站点特定位置提供大面积窗口(100µm × 100µm)，且周围影响最小，可实现高通量去层和分析。当与扫描电子显微镜柱(FIB- sem)相结合时，Xe等离子体FIB是一种特别强大的技术。
这为精确的端点检测和监控脱层过程提供了一个非常合适的系统。在初始去层步骤中采集SE信号，在最后步骤中观察去层和低kv SEM成像，从而实现端点检测。整个过程的要点是提供一个延迟的表面，为纳米探测做好准备，没有阻碍，如氧化层，机械损伤，或任何混合层。
为什么氙FIB在芯片脱层方面比镓更有优势
在GA-FIB中，基于GA的技术可以在研磨过程中植入材料中的GA金属。XE-FIB的优点是XE气体不形成金属化合物，其改变样品的导电性或产生金属桥。
Ga- fib源不适合用于IC去层，因为Ga注入改变了表面的电导率，后续的电测试也不可靠。此外，与Ga离子相比，Xe离子显著降低了表面非晶化。
TESCAN的XEI3纳米电子分析
TESCAN将Xe等离子体FIB柱与超高分辨率SEM柱(如TESCAN XEIA3)相结合，以实现低束流能量下的高分辨率SEM成像。这种类型的系统是理想的成像脆弱的低k介电层，暴露后的分层。
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TESCAN的XEIA3
这种成像通常在< 500 eV的环境下进行，以最大限度地降低晶体管上的光束损伤风险，并能够分辨只有几纳米的特征。然而，Xe等离子体FIB的通用性也值得一提。该系统提供了一个大的离子束电流范围，允许在一个仪器中广泛的应用。
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大电流允许去除较大批量散装材料的快速铣削速率。中电流是大批量纤维层析成像的理想选择。最终，低电流可以用于TEM薄片抛光和延迟。最后，超低电流对于无损坏抛光和纳米透射性非常出色。
参考
- V Viswanathan, S Sharang, D Zudhistir et al.， Precision Xe Plasma FIB Delayering for Physical Failure Analysis of sub20nm微处理器器件，第43届国际测试与失效分析研讨会(2017年11月5-9日)
- 张志强，刘志强，张志强，等。基于14纳米节点技术的光纤光栅脱层技术。微肛管。22(增刊3)，2016,p56-57
- Bruce K. Gale，干蚀刻:微加工基础，bien 6421讲座，犹他大学
- J.V.Oboëaet.Al.Ay，延迟14个NM节点技术IC，XE等离子FIB，EUR。微。丛。Proc，2016.
- 夏朗等，基于Xe等离子体FIB的14nm器件技术的物理失效分析，欧洲FIB网络研讨会，2017
Tescan USA Inc.
TESCAN成立于1991年，由特斯拉的一群管理人员和工程师组成，其电子显微镜的历史始于1950年，如今TESCAN是聚焦离子束工作站、扫描电子显微镜和光学显微镜的全球知名供应商。TESCAN的创新解决方案和与客户的协作性质使其在纳米和微技术领域处于领先地位。该公司很自豪地参与了一系列科学领域的卓越机构的首要研究项目。TESCAN在价值、质量和可靠性方面为客户提供一流的产品。TESCAN USA inc .)的北美手臂TESCAN奥赛控股一家跨国公司合并建立的TESCAN捷克公司,全球领先供应商的sem和聚焦离子束工作站、物理奥赛和法国公司,世界领先的定制的聚焦离子束和电子束技术。
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此信息已采购，从Tescan提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载
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