物理失效分析越来越具有挑战性，特别是在CMOS连续尺寸缩放的情况下。为了实现复杂的电路设计和功能，必须增加晶体管和层栈的数量。因此，对物理失效分析、芯片逆向工程和专利侵权检查等多个工业和研究应用来说，逐层分解变得越来越重要、具有挑战性和耗时。
去层包括战略性地删除一组层以隔离感兴趣的结构。它是当今半导体行业的一种重要的样品制备技术，特别是对于20纳米以下的技术芯片而言。直到最近，IC的脱层都是通过化学蚀刻或机械抛光来实现的。虽然这些技术提供了快速芯片处理的解决方案，但它们的主要缺点是缺乏本地化和精确的层去除能力。事实上，在理想的层上停止是很困难的，而且对于今天的20纳米以下的节点技术来说，如果不是不可能的话，也是非常具有挑战性的。另一方面，用于脱层的化学剂对芯片组件具有很强的腐蚀性，在某些情况下，会导致芯片完全被破坏。
镓FIB结合专用的气体化学技术，可以以几乎相同的材料去除率去除不同的材料，使得暴露在10 nm以下的总体形貌下的层的平面度最终均方根值。亚博网站下载镓FIB的标准离子束溅射具有许多优点，通常需要加入特殊的前体，通过减轻再沉积的副作用，有助于使铣削操作更平滑，并有助于克服或实现选择性蚀刻。虽然镓离子注入会导致制备样品的电特性发生变化，但这并不适用于电纳米探测(用于纳米探针电测试的脱层应用的Xe等离子体FIB)。然而，半导体芯片上的脱层仍然可以应用于逆向工程、网络安全和最终制备薄片的物理失效分析工作流程等应用，因为在这些应用中，人们的兴趣更集中于研究独特的结构或材料特性信息。它是非常有效的，在最初的平面去除多层，然后在感兴趣的领域进行TEM片层制备。
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图1:(左)延迟区概况(20 × 20 μm)2)向下至经接触层。(右)细节显示光滑的抛光墙壁。
操作步骤和结果
基于镓纤维的去层技术的关键点与Xe等离子纤维是一样的——能够在任何选择的深度精确地停止过程在薄的敏感金属层或通过。这样做是为了使衬底的平面度保持原来的设计。这有助于识别任何给定层中逻辑电路的错误设计和不规范，以某种方式改变或操纵其预期功能。
在本应用笔记中，我们介绍了使用新型TESCAN S9000G Ga FIB-SEM系统在Exynos 10 nm节点工艺芯片上进行的前端去层处理。使用机械抛光去除模具的顶层，露出一个可接近深层底层的梯度。图1(左)在低束流和相对较低束流能量的情况下，使用我们专有的气体化学技术，在20 × 20 μm²的面积上延迟了通过接触层。观察到不同的材料以平面方式被移除，见图1(右)。方法提供了重要的优势在本地化方面,精确和逐层切除可能性不断监控使用的端点检测获得的SE - SE信号时收集并绘制作为控制参数,每个峰代表一个金属线,每个槽通过层代表了(图2)。
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图2:端点检测(EPD)曲线用于监测和控制去层过程-在本例中停止在晶体管接触层。
微处理器芯片的架构研究通常由独立的服务实验室接手，将发现这一应用至关重要，特别是识别恶意的逻辑门改变，可以以某种方式用于间谍行动。它可以帮助发现专利侵权或有缺陷的设计信息。今天，镓FIB已变得比早期工业时代更重要，并可能继续在半导体技术增长中发挥推动作用。
结论
在这个应用实例中，我们已经表明，使用新型TESCAN S9000G FIB-SEM结合专有气体化学实现的脱层工艺，能够在20 nm以下的工艺节点上进行10-12层的脱层。它通过能够执行超薄薄片后脱层以进行基于tem的分析，增强了工作流程能力，使TESCAN S9000G成为半导体物理失效分析的“必备”工具。
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。
2019年，TESCAN向全球市场推出了新一代IV系列中小企业和fib -中小企业。这些最先进的系统为样品制备提供了最先进的能力和质量性能。
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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这些信息已经从TESCAN提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载
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