IDS 10000 PLUS – электронно-лучевой тестер на базе СЭМ

Основные сведения об установке IDS 10000 PLUS

Электронно-лучевой тестер IDS 10000 Plus - специализированная установка для бесконтактного измерения быстропротекающих электрических сигналов методом ЭЛТ. Комплекс используется для измерения характеристик, отладки и анализа логических схем. 

Методика потенциального контраста и основанная на ее базе, технология ЭЛТ (электронно-лучевое тестирование), существуют уже почти 50 лет. Данная технология и ее ограничения хорошо изучены, коммерчески доступные установки ЭЛТ дают возможность осуществить отладку проекта и выполнить анализ неисправностей современных ИС и, по меньшей мере, следующего поколения.  

При электронно-лучевом тестировании (ЭЛТ) иногда возникает затруднение с доступом к цепям микросхемы с лицевой стороны, поэтому для анализа работы ИС и при определении характеристик сигналов часто используются специальные, предусмотренные на этапе изготовления ИС, тестовые площадки.  Для обеспечения доступа к нижним слоям ИС, при подготовке образца к ЭЛТ в целях анализа отказов, в настоящее время повсеместно применяются технологии FIB (ФИП).

Принцип работы ЭЛТ

При нагреве до 1800К в сильном электрическом поле игла термополевого катода (TFE) начинает испускать электроны. Напряжение на катоде составляет -1 кВ относительно столика с исследуемым устройством, потенциал которого принят за ноль. При ударе электронного пучка о поверхность исследуемого устройства, он проникает на глубину порядка 3 нм, и выбивает вторичные электроны, обладающие энергией от 0 до 50 эВ. Электрические и магнитные поля внутри объектива направляют вторичные электроны к сцинтиллятору, который преобразует их энергию. Затем с помощью ФЭУ получается видеосигнал (с частотами порядка 5 МГц), который идет на дисплей. 

Энергетический фильтр расположен внутри объектива между исследуемым образцом и детектором вторичных электронов. При подаче на фильтр напряжения в нем образуется тормозящее поле, которое действует на вторичные электроны. Таким образом, для поступающих на детектор электронов возникает небольшой энергетический барьер. Если предположить, что работа выхода электронов с поверхности исследуемого образца не меняется со временем, то число вторичных электронов, обладающих достаточной энергией, чтобы преодолеть потенциальный барьер, будет определяться только потенциалом поверхности образца.

Измерение сигналов и анализ отказов с IDS 10000 Plus

Для получения изображения в установке IDS 10000 Plus используется низкоэнергетический сфокусированный электронный луч, который сканирует поверхность исследуемой микросхемы.  Луч, взаимодействуя с поверхностью образца, выбивает из него вторичные  электроны,  число которых зависит от ряда факторов: рельефа и материала поверхности, потенциала. Таким образом, сканируя электронным лучом поверхность исследуемой схемы, можно получить её увеличенное изображение.  

Удерживая луч в одной точке на проводнике можно получить зависимость потенциала в этой точке от времени, т.е. электронный луч может являться в некотором роде «пробником» осциллографа, причем, за счет отсутствия механических проводов и сопутствующей им ёмкости данный осциллограф будет широкополосным. 

Состав электронно-лучевого тестера IDS 10000 Plus *

• Сканирующий электронный микроскоп, оптимизированный для работы с малыми ускоряющими напряжениями;
• Система бланкирования электронного луча и стробоскопических разверток;
• Системный контроллер для управления различными блоками системы;
• Управляющий компьютер с набором программного обеспечения, предназначенного для управления микроскопом и сбора данных.

Основные преимущества IDS 10000 Plus

• Методика не ограничена конкретной рассматриваемой технологией, поскольку её принцип основан на измерении потенциала поверхности образца;
• Уникальная инвертированная конструкция электронной колонны позволяет беспрепятственно подключать аналитическое оборудование к исследуемым образцам;
• Превосходная чувствительность системы детектирования дает возможность регистрации качественных изображений потенциального контраста и обнаружения дефектов металлических проводников даже под слоем пассивации;
• Низкая энергия первичного электронного пучка не оказывает разрушающего воздействия на тестируемый образец даже при длительном сборе данных;
• Сканирующий электронный зонд не дает дополнительной емкостной нагрузки на исследуемую схему;
• Программное обеспечение с простым и понятным интерфейсом, профессиональные алгоритмы для настройки характеристик отображения диаграмм;
• Встроенная система самодиагностики позволяет быстро выявить ошибки оператора и показать наилучшие пути их устранения;
• Возможно получить стробоскопическое изображение. Наблюдение за поведением устройства в определенном месте тестового вектора или же после определенной задержки на запускающий сигнал;
• Сканирование электронным лучом по оси Y на изображении может отображать как время, так и координату Y. Этот режим позволяет получить кадр карты логических состояний на изображении;
• Возможно медленное сканирование изображения. Усреднение сигнала может быть выполнено во время одного медленного сканирования вместо нескольких быстрых;
• Хорошая эргономика, классический  дизайн и компактная конструкция, удобные вакуумные интерфейсы для тестирования исследуемых образцов ИС в различных корпусах.

Технические характеристики IDS 10000 Plus