This paper presents an effective device-level failure analysis (FA) method which uses a high-resolution low-kV Scanning Electron Microscope (SEM) in combination with an integrated state-of-the-art nanomanipulator to locate and characterize single defects in failing CMOS devices. The presented case studies utilize several FA-techniques in combination with SEM-based nanoprobing for nanometer node technologies and demonstrate how these methods are used to investigate the root cause of IC device failures. The methodology represents a highly-efficient physical failure analysis flow for 28 nm and larger technology nodes

چکیده

این مقاله، یک تحلیل شکست موثر در سطح دستگاه (FA) را ارائه می­ کند و بدین منظور، از میکروسکوپ الکترونی روبشی با ولتاژ پایین و توان تفکیک بالا (SEM) و یک نانوکنترلگر ابتکاری یکپارچه برای مکان­ یابی و مشخصه­ یابی نقص­ های منفرد در دستگاه­ های COMS دارای نقص بهره می­ برد. مطالعات موردی ارائه شده، از تکنیک­ های FA متعدد و نانوروبش بر پایه SEM برای فناوری گره نانومتری بهره می ­برند و نشان می ­دهند که چطور می ­توان این روش­ ها را برای بررسی عوامل ریشه ­ای نقص در دستگاه ­های IC مورد استفاده قرار داد. این فناوری، تحلیل شکست فیزیکی با کارایی بالا را برای گره­ های فنی 28 نانومتر و بزرگتر نشان می ­دهد.

1-مقدمه

IC نیم ­رسانا در تمام طول عمر خود باید در مقابل تاثیرات خارجی مانند تنش ­های الکتریکی، مکانیکی و حرارتی پایدار باشد. کیفیت و عمر این محصولات به شدت به عملکرد و قابلیت اطمینان اجزای منفرد آنها مانند ترانزیستورهای منفرد بستگی دارد. در مورد برگشت میدان، باید ریشه اصلی مشکل در کل دستگاه (مثلاً بسته، زیر لایه و قالب) تحلیل شود و در برخی موارد لازم است که نقص تا ترانزیستورهای منفرد ردیابی شود...