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EBIRCH (Electron Beam Induced Resistance Change)

背景：

短路（short）故障的缺陷定位一直是現(xiàn)代先進納米器件失效分析（FA）的一大挑戰(zhàn)。近年來,，電子束誘導(dǎo)電阻變化（EBIRCh）技術(shù)已被應(yīng)用于故障分析。EBIRCH技術(shù)與基于 SEM 的納米探測系統(tǒng)相結(jié)合,，不僅可以直接對可疑橋接部位進行電學(xué)表征,，還能以SEM分辨率直接精確定位缺陷位置。

Short故障是半導(dǎo)體器件中最常見的電氣故障之一,。發(fā)射顯微鏡（EMMI）或光束誘導(dǎo)電阻變化（OBIRCH）已被廣泛用于short缺陷定位,。它們有效地發(fā)現(xiàn)有缺陷的芯片區(qū)域或有問題的電路塊。然而,，由于分辨率的限制,，這種基于光學(xué)的技術(shù)無法滿足納米級定位的要求，而且整個芯片級測試或PAD結(jié)構(gòu)是缺一不可的。

如果需要探測IC內(nèi)部特定Metal/Via和Poly/Contact結(jié)構(gòu),，就需要EBIRCH(電子束誘導(dǎo)電阻變化), 可以對缺陷（defects）位置納米級定（50nm）,。

EBIRCH原理

EBIRCH 使用AC和DC模式監(jiān)控兩個探針之間的電阻變化?？蓪蓚€頂端施加額外的偏置電壓,，以使故障對電子束的電子注入敏感。故障響應(yīng)的強度取決于其對電子束注入的敏感度,。

通過兩個納米探針連接IC的PAD,，Metal或者Via上，形成電流回路,，同時給與直流偏置電壓,。當(dāng)電子束探測樣品時，材料或結(jié)構(gòu)由于電子束照射產(chǎn)生電阻的變化,，從而對應(yīng)的電流變化,。探針將這種微弱的信號通過放大器放大并成像。

EBIRCH可探測IC內(nèi)部的各Metal層和Poly/Contact層,，通過探測電流的變化,，定位Short或者偏高阻抗的失效位點。

EBIRCH優(yōu)勢

針對缺陷的形貌,，EBIRCH生成亮點較為集中,，更有效于準(zhǔn)確定位異常位置，亮點尺寸約小于 100nm²,；而OBIRCH生成亮點則較為發(fā)散,，亮點尺寸約大于 750nm²。

與EBAC的區(qū)別

EBAC只能針對open類型的interconnect 的問題,，偵測阻值需大于1MΩ,，若遇高阻抗以至于direct short則需借助 EBIRCH。隨著制程縮小,，因阻抗造成的性能問題也隨之增加,，在能夠定出問題線路的前提下，EBIRCH 便是非常有力的工具,。

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