전자 빔 프로버

전자빔 프로버(e-beam prober, e-beam prober)는 반도체 고장 분석에 사용되는 표준 스캐닝 전자현미경(SEM)을 전문적으로 개조한 것이다.기존의 SEM은 10–30 keV의 전압 범위에서 작동할 수 있지만, e-빔 프로버는 일반적으로 1 keV에서 작동한다.e-빔 프로버는 내부 반도체 신호 구조에서 전압과 타이밍 파형을 측정할 수 있다.파형은 전기적으로 활성화되고 변화하는 신호가 있는 금속 라인, 폴리실리콘 및 확산 구조에서 측정할 수 있다.프로버의 작동은 샘플링 오실로스코프의 작동과 유사하다.테스트 대상 장치(DUT)에는 연속 루프 반복 테스트 패턴을 적용해야 한다. E-빔 프로버는 주로 전방 반도체 분석에 사용된다.플립칩 기술의 등장으로 많은 전자빔 프로브가 백사이드 분석 기기로 대체되었다.

운영이론

e-빔 프로버는 반도체 표면의 선택된 영역에 집중된 전자 빔을 래스터 스캔하여 SEM 이미지를 생성한다.일차 빔의 높은 에너지 전자는 실리콘의 표면에 부딪혀 많은 낮은 에너지 이차 전자를 생성한다.2차 전자는 SEM 열을 통해 검출기로 다시 유도된다.검출기에 도달하는 2차 전자의 다양한 수는 SEM 이미지를 생성하는 것으로 해석된다.

파형 획득 모드 중 1차 전자 빔은 장치 표면의 단일 지점에 집중된다.DUT가 테스트 패턴을 순환함에 따라 프로빙되는 지점의 신호가 변경된다.신호 변화는 프로빙되는 지점을 둘러싼 국소 전기장에 상응하는 변화를 생성한다.이는 장치 표면을 빠져나와 검출기에 도달하는 이차 전자의 수에 영향을 미친다.전자는 음전하되기 때문에 +5V 전위의 도체는 전자의 탈출을 억제하는 반면, 0V 전위는 더 많은 수의 전자가 검출기에 도달하도록 허용한다.이러한 전위 변화를 모니터링하여 프로빙되는 지점에서 신호에 대한 전압 및 타이밍 파형을 생성할 수 있다.

참조

• Thong, J. (2004). "Electron Beam Probing". Microelectronics Failure Analysis. ASM International. pp. 438–443. ISBN 0-87170-804-3.