FIB去层的sub - 20nm技术节点

微电子技术对处理速度的要求正推动业界开发更小、更先进的芯片架构。现代芯片上的纳米级特征很难用传统方法可靠地分析，传统方法难以达到所需的分辨率水平。用氙气等离子体进行FIB脱层是解决这一问题的一种方法。

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。

脱层技术在失效分析中的应用

在测试集成电路层(ICs)的物理缺陷时，去层或去处理是必不可少的。脱层包括一层一层地去除设备表面，以获得对整个设备的属性和组成的理解。这可以与在整个设备横截面进行测量相比较。

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:

• 更小的晶体管临界尺寸和后端线(BEOL)金属互连特性
• 电介质厚度的减小
• 新型多孔超低k材料欧洲杯足球竞彩

用于纳米层失效分析的Xe等离子体FIB

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、可靠的测试20毫米以下技术特性的方法。该技术是均匀去除金属和介质层的理想技术。FIB的准确性和可控性足以在深度和横向方向上以纳米级精度瞄准故障。

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。欧洲杯足球竞彩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。

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。

气体辅助脱层也可用于整个芯片的所有金属层。这是理想的去分层通过最小的结构，特别是在20纳米以下的工艺节点。电气探测可在现场进行故障隔离。

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

在基于Ga- fib的技术中，Ga金属可以在铣削过程中注入到材料中。Xe- fib的优点是Xe气体不会形成改变样品电导率或产生金属桥的金属化合物。

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。

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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大电流允许快速铣削速度，以去除较大体积的散装材料。中电流是大体积fib层析成像的理想选择。最终可用于TEM片层抛光和脱层。最后，超低电流是极好的无损抛光和纳米图案。

参考文献

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4. j.v. Oboňa等。， 14 nm Node Technology IC的Xe Plasma FIB脱层，Eur。微。琮Proc, 2016
5. 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。

这些信息已经从TESCAN提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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