[发明专利]纳米尺度故障离析和测量系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及测量和试验纳米尺度的器件或材料的系统和方法。更具体地，本发明涉及允许用在共同平台上的各种传感器或能量源的近场扫描进行纳米尺度的电和物理测量或离析纳米尺度的故障的系统。 

背景技术

各种电和物理测量技术可以用于分析具有电特性的物体(例如芯片、管芯、集成电路、器件或材料等)并且可以提供其工作和/或其条件的信息。例如，各种集成电路(IC)物理故障离析工具包括激光扫描工具(例如激光扫描显微镜(LSM)或激光辅助器件改变(Laser Assisted Device AlterationLADA)、热成像工具(例如热诱导电压改变(Thermal Induced VoltageAlteration TIVA)、发光工具(例如光诱导电压改变(Laser Induced VoltageAlteration LIVA)、和测量操作集成电路中的电行为的工具(例如电子束探测或电子束测试(EBT)、激光电压探测(LVP)、磁场或磁力显微镜、光子发射显微镜(PEM)、时间分辨发射(TRE)、皮秒成像电路分析(PICA)等)。但是，与这些物理故障离析工具相关的技术通常在灵敏度和空间分辨率方面到达了固定的极限。具体地，这样的物理故障离析工具对于一百纳米或更小的IC器件或材料迅速地变得过时。 

扫描探针系统也用于进行对于各种器件或材料的测量。但是，当需要外部电能或偏置时，这样的扫描探针系统局限于用于具有大到足以焊接或引线接合的连接点的物体上。扫描探针系统还局限于用于具有离所关注的区足够远的连接点的物体，从而在物理上不妨碍必须非常靠近物体的表面扫描的探针。此外，这样的扫描探针系统局限于一次采用一个这样的探针来测量，或一次在一个单独的仪器上，使得用第一探针或仪器获得的数据在空间上未记录或与从后续探针所获得的数据匹配，使得包含在来自一个传感器的信号内的特征不可以与包含在来自其它传感器的信号内的特征准确地相关。因而，需要改善了的具有能够进行不同电和物理测量的许多扫描探针的纳米尺度 

的故障离析和测量系统。改善的系统应当能够电连接至纳米尺度的电路节点并且具有高灵敏度和纳米尺度的空间分辨率。最后，改善的系统应当允许从共同平台进行各种不同的测量，使得通过任何探针所获得的数据自动准确地空间记录并且与从任何其它探针所获得的数据匹配。 

发明内容

根据以上考虑，本发明的实施例提供了允许从具有电特性(例如芯片、管芯、集成电路、器件、材料等)物体的预定区使用共同平台上的多个近场扫描物理故障离析和测量技术获取数据的纳米尺度的故障离析和测量系统以及相关的方法。所述系统可以包括夹具和多探针组件，夹具适于对于预定区提供电偏置，且多探针组件适于使用在预定区内的相同的固定位置感测参数和/或施加能量源的多个装置来评估物体。物体夹具可以配置以便夹持物体，使得物体的预定区被暴露。夹具还可以配置，使得其可以容易地电连接至预定区中不同的导电结构，使得通过夹具的电刺激施加的电偏置可以施加至预定区。例如，夹具可以包括具有升高的边缘的刚性绝缘平面部。平面部可以配置从而夹持物体，使得物体的侧部邻接升高的边缘并且使得物体的顶表面的预定区保持被暴露。升高的边缘可以具有为容纳物体所配置的水平槽。当物体在夹具中时，升高的边缘还可以具有向下向物体的顶表面延伸的倾斜上表面。 

多个第一导体(例如连接至导线的栓)可以垂直延伸通过升高的边缘。多个第二导体可以连接至第一导体。第二导体可以从第一导体沿升高的边缘的倾斜上表面向物体的顶表面延伸。第二导体可以通过分离地局部沉积第三导体(例如聚焦离子束沉积导体、激光沉积导体、导电墨等)而分别电连接至预定区中不同的导电结构(例如器件或材料中不同的内部电路节点)，使得通过夹具传导的电刺激可以用于电偏置预定区。例如，通过电源提供至夹具上的导线的电刺激可以通过第一导体、第二导体和第三导体传导至预定区中的第一节点。第三导体可以使用能够在表面上施加导电墨的仪器的扫描探针而被沉积。随后电流可以传输通过预定区中的第二节点而传输回通过夹具(例如通过另一第三导体、另一第二导体和另一第一导体)。同时，如果第三导体被沉积于位于靠近升高的边缘的节点或结构上(例如栅极、源极/漏极区等)，则物体的预定区可以通过探针扫描，而受到第三导体或夹具的有限阻 碍。