Sonda wiązki elektronów
Sonda wiązki elektronów (sonda e-beam) to wyspecjalizowana adaptacja standardowego skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), która jest używana do analizy uszkodzeń półprzewodników . Podczas gdy konwencjonalny SEM może pracować w zakresie napięć 10–30 keV, e-beam Prober zazwyczaj działa przy napięciu 1 keV. Sonda e-beam jest w stanie mierzyć przebiegi napięcia i taktowania na wewnętrznych półprzewodnikowych strukturach sygnałowych. Przebiegi można mierzyć na liniach metalowych, strukturach polikrzemowych i dyfuzyjnych, które mają elektrycznie aktywny, zmienny sygnał. Działanie sondy jest podobne do działania oscyloskopu próbkującego . Do testowanego urządzenia (DUT) należy zastosować ciągle zapętlony, powtarzający się wzorzec testowy. Sondy z wiązką elektronów są używane głównie do analizy półprzewodników na przedniej stronie. Wraz z pojawieniem się typu flip-chip wiele sond e-beam zostało zastąpionych instrumentami do analizy z tyłu.
Teoria operacji
Sonda e-beam generuje obraz SEM poprzez skanowanie rastrowe zogniskowanej wiązki elektronów na wybranym obszarze powierzchni półprzewodnika. Elektrony o wysokiej energii w wiązce pierwotnej uderzają w powierzchnię krzemu, wytwarzając pewną liczbę elektronów wtórnych o niskiej energii. Elektrony wtórne są kierowane z powrotem przez kolumnę SEM do detektora. Zmieniająca się liczba elektronów wtórnych docierających do detektora jest interpretowana w celu wytworzenia obrazu SEM.
W trybie akwizycji kształtu fali pierwotna wiązka elektronów jest skupiana w jednym punkcie na powierzchni urządzenia. Gdy DUT cyklicznie przechodzi przez swój wzorzec testowy, zmienia się sygnał w badanym punkcie. Zmiany sygnału powodują odpowiednią zmianę lokalnego pola elektrycznego otaczającego sondowany punkt. Wpływa to na liczbę elektronów wtórnych, które uciekają z powierzchni urządzenia i docierają do detektora. Ponieważ elektrony są naładowane ujemnie, przewodnik o potencjale +5 V hamuje ucieczkę elektronów, podczas gdy potencjał 0 V umożliwia dotarcie do detektora większej liczby elektronów. Monitorując te zmiany potencjału, można wytworzyć przebieg napięcia i taktowania dla sygnału w sondowanym punkcie.
- Stringi, J. (2004). „Sonda wiązką elektronów”. Analiza awarii mikroelektroniki . ASM International. s. 438–443. ISBN 0-87170-804-3 .