半導体デバイスの品質向上を語る上で故障解析は非常に重要な役割を担います。 しかし、集積回路の高集積化、微細化などが進み、ナノレベルでの最先端デバイスの故障解析は非常に困難になりました。 そんな中、これらの対処法として走査形電子顕微鏡(SEM)を用いたナノプロービング解析手法が非視覚的欠陥、パラメトリック不良を的確に判明させる為のテクニックとして主流になってきました。 今日は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いたZyvex社製ナノプロービングシステムのご紹介をしたいと思います。

まず、はじめにZyvex社製ナノプロービングシステムは大きく分けて「sProber」「dProber」「nProber」の3種類があります。簡単に説明すると、sProberは4つのポジショナを搭載した、既存のSEM／FIBに取り付け取り外しが簡単にできる利便性の高いシステム。dProberは既存のSEM／FIBのドアを改造して取り付けるシステムで、6つのポジショナを搭載し、sProberよりもスループットを高めた仕様となっております。またnProberはSEMと一体化されたシステムで8つのポジショナを搭載しており、CADナビゲーションも搭載され、dProberよりもさらにスループットを高めた仕様になっています。また、オプションで温度特性評価パッケージや低ノイズ測定パッケージ等も用意しており、幅広い要求に応えることが可能です。それぞれの詳細に関しては改めてご紹介するとして、今回はsProberについて詳しくご紹介したいと思います。

米Zyvex社製のナノプロービングシステムsProberは、ナノレベルのデバイスにも対応できる半導体故障解析のソリューション。このsProberは現在使用しているSEMやFIBのチャンバーに簡単に直接取り付け取り外しができるシステムです。
つまり、使いたい時にsProberを取り付けてナノプロービングシステムとして利用して、使わないときは普通にSEMやFIBとして使うことができる、とても気軽なシステムです。
気軽なシステムといっても、そのシステムは新型のZyvex４極ナノマニュピレータ、半導体パラメータアナライザ、アンチコンタミネーション システム、そして各コンポーネントを総合的にコントロールするカスタム・ソフトウエアから構成されています。

ナノマニュピレーターに搭載されている4台あるポジショナはそれぞれがX,Y,Z方向に12mmの動作範囲で動く粗動作モードと精密なプロービングのためのファインモードがあり、粗動作モードでは100nmの分解能レベルで稼動し、ファインモードは5nmの分解能を誇る。つまり粗動作モードで目的の位置までサクッと移動して、近くにきたらファインモードで正確にコンタクトすることが可能。これらの操作は専用ソフトウェアと高精度なジョイスティックにより操作されるので、まさにゲーム感覚で簡単にプロービングができるシステムです。