EBAC 电子束吸收电流分析技术
随着半导体制程节点持续微缩，芯片内部的金属互连（Metal Interconnect）结构变得更加复杂。现代逻辑芯片通常包含多层金属互连架构，例如 Metal 1 至 Metal 10 甚至更高层级，负责连接晶体管与电路模组。然而在先进制程中，制程微缩与高密度佈局也增加了金属线路失效的风险，例如金属开路（Open）、高阻抗（High Resistance）或接触不良等问题。
EBAC（Electron Beam Absorbed Current）电子束吸收电流技术 是扫描式电子显微镜（SEM）故障分析中重要的电性定位工具之一，特别适用于分析金属互连结构中的导通问题，透过电子束扫描与电流量测，EBAC 能快速找出电路中导通中断的位置，使工程师能有效定位开路或高阻抗缺陷，并进一步进行后续物理分析。
EBAC 分析是在 SEM 环境中进行。当电子束扫描至芯片表面时，电子束可穿透保护层与介电层（Interlayer Dielectric, ILD），并在金属导线中产生电子讯号。若金属导线为正常导通状态，电子束所产生的电荷可透过探针所形成的电流回路被导出并量测。
然而当金属导线存在开路缺陷或高阻抗区域时，电流传导将在缺陷位置中断，使该区域的 EBAC 电流讯号产生明显变化，透过电流讯号的空间分佈影像，工程师即可快速判断导线导通状态并定位缺陷位置。由于电子束具有高解析度扫描能力，即使金属导线位于下层金属导线，EBAC 可以有效追踪导通路径并找出电路中断的位置，因此在先进制程失效分析中被广泛使用。
在半导体产品开发与量产过程中，金属互连缺陷是常见的失效来源之一。EBAC 技术透过电子束诱发电流量测，可在纳米尺度下快速定位金属导线的开路或高阻抗缺陷，因此在失效分析流程中具有重要角色，EBAC 常被用于分析：
- Metal Open Defect：当金属导线发生断裂或制程缺陷导致导通中断时，EBAC 可精准定位开路位置。
- High Resistance Contact：若金属接触点阻值异常升高，EBAC 影像中也会呈现电流讯号变化，协助工程师判断问题来源。
- 多层金属互连失效：EBAC 可追踪多层金属互连导通路径，辨识深层导线中的缺陷位置。
在先进制程 IC 失效分析中，单一分析技术往往难以完整定位缺陷。不同缺陷类型，例如 金属开路（Open）、短路（Short）、漏电（Leakage）或高阻抗（High Resistance），需要搭配不同的电性定位技术进行交叉验证。
闳康科技透过整合 EBIC、EBAC、EBIRCH 与 OBIRCH 等先进定位技术，可针对不同失效模式快速找出缺陷位置，并进一步搭配 FIB、TEM 等物理分析方法确认根因。
随着制程节点迈向 5nm、3nm 甚至 2nm，芯片内部结构变得更加复杂，缺陷位置往往位于深层金属或纳米级接面。
透过不同分析技术的交叉应用，可以：
-
提高缺陷定位成功率
-
减少误判
-
缩短分析时间
-
提升后续 FIB / TEM 制样成功率
因此在先进制程失效分析中，EBIC、EBAC、EBIRCH 与 OBIRCH 已成为不可或缺的电性定位工具。
| 分析技术 | 主要原理 | 适用缺陷类型 | 应用 |
|---|---|---|---|
| EBIC | 电子束产生电子电洞对并形成电流影像 | Junction leakage、Gate oxide breakdown | 接面缺陷定位、氧化层崩溃分析 |
| EBAC | 电子束激发金属导线电流并追踪导通路径 | Metal open、High resistance | 多层金属互连开路定位 |
| EBIRCH | 电子束造成局部温升导致阻值变化 | Metal short、High impedance | 金属短路与高阻抗缺陷 |
| OBIRCH | 雷射局部加热造成阻值变化 | Short defect、Leakage path | 封装与芯片短路定位 |
随着半导体制程节点持续微缩，多层金属互连结构的可靠度对芯片性能与良率影响愈加重要。EBAC（Electron Beam Absorbed Current）技术利用电子束与金属导线交互作用所产生的电流讯号，可在纳米尺度下快速定位开路与高阻抗缺陷，并成为先进制程失效分析流程中的关键工具。
闳康科技长期深耕半导体材料分析与失效分析领域，建立完整的先进制程分析平台。在 EBAC 技术应用上，闳康科技可结合多项电性与材料分析技术，提供更完整的缺陷定位与根因分析能力，透过整合：
-
SEM-based Nano-probing
-
EBIC / EBIRCH 电子束诱发分析
-
OBIRCH 雷射阻值变化定位
-
C-AFM 导电原子力显微镜
-
FIB 精准截面制样
-
TEM 纳米结构分析
可形成从 电性缺陷定位 → 结构分析 → 材料根因验证 的完整失效分析流程。透过跨技术整合与专业判读能力，能有效缩短定位时间并提高分析成功率，为先进制程与高可靠度产品提供高效率且高可信度的分析解决方案。
-
图｜EBAC 可定位多层金属互连（Metal Interconnect）中的开路缺陷EBAC（Electron Beam Absorbed Current）技术可用于分析多层金属互连结构中的导通路径与缺陷位置。在 SEM 环境下，电子束扫描至金属导线时会在导线中产生吸收电流，并透过探针所形成的电流回路进行量测，当金属导线存在开路或高阻抗缺陷时，电流传导将在缺陷位置中断，使该区域在 EBAC 影像中呈现明显对比，此技术可有效辨识 Metal 7、Metal 6 甚至埋藏于介电层中的金属层，在先进制程互连失效分析中具有重要价值。 -
图｜EBAC（Electron Beam Absorbed Current）技术原理示意图EBAC 技术是利用 SEM 电子束扫描金属导线时所产生的吸收电流讯号进行缺陷定位，当电子束照射至导通的金属线路时，电子束所产生的电荷可经由探针形成的电流回路被导出；若线路中存在开路或接触不良缺陷，电流将在缺陷处中断。透过量测电子束诱发电流的变化，即可在 EBAC 影像中定位金属互连的 open defect 或高阻抗区域，并快速找出电路失效位置。
