Nanoprobing在半导体器件失效分析（Failure Analysis，FA）中的应用

随着集成电路（IC）元件尺寸的不断缩小，基于扫描电子显微镜（SEM）的纳米探针（Nanoprobing）已成为集成电路（IC）故障分析（FA）中广泛地使用的一种技术，用于表征微芯片的性能，以及定位和分析缺陷的根本原因。

Fig.1 Six probes in contact with a 14 nm sample

Nanoproing技术

在先进制程工艺产品（7nm，5nm，3nm），为了对单个晶体管的源极、漏极和栅极，芯片特定位置的金属节点和芯片内部的互连结构进行探测，就需要用到Nanoprobing技术。

简单的来说，Nanoprobing需要纳米级的机械手（Nano-manipulator），信号放大器和高分辨率的扫描电子显微镜（SEM）。

Fig.2德国Kleindiek Probe Workstation

纳米级的机械手（Nano-manipulator）

机械手可以将探针（Probe Tip）精确的定位到芯片样品的ROI（Region of Interest）区域的特定位置，如单一晶体管的源极，漏极，特定结构位点，用于后续的电学性能表征。

Fig.3 Three probes in contact with a 7 nm sample

纳米机械手是由压电陶瓷（piezoelectric ceramic）驱动，其分辨率是纳米级的。

Fig. 4 MM3E机械手，德国Kleindiek

Fig.5 PS 8.8 Prober Shuttle, 德国Kleindiek

Nanoprobing的应用

1 电学性能表征

Nanoprobing可以对单一的晶体管，特定的金属节点进行电学性能测试。通过机械手前端的极细探针，与电路形成良好的连接，同时通过屏蔽保护良好线缆提取微弱的探测信号，用于测量关键的电学指标。

Fig.6 I-V curves from a transistor built in 7 nm technology

Fig. 7 EBAC imaging on a 7 nm device 

Fig. 8 EBIC, 3nm technology