咱们ASML全景光刻铁三角中最后的一角 电子 束量测与 检测 在光刻小讲堂中正式开讲， 上一期 跟大家一同了解了电子束量测与检测在 芯片 产线上作为质检员眼睛的角色，如何助力ASML全景光刻处置方案。
这次让咱们来进一步关上大门探求一下 电子束检测中的“透视眼”：电压衬度检测。 来看看电子束是如何 透过外表看实质， 洞悉复杂电路的“通”和“断”，从而确保芯片内亿万 晶体管 的上班有序，助力客户良率优化的。1、电子互联 --电子环球的立交桥
在引见电压衬度检测之前，先带大家便捷了解下 芯片外部微电路以及电路须要关注的失效是如何出现的：
整个 芯片制造 环节关键分为 前段器件制造工艺和后段金属互连工艺。 前段工艺 担任制造芯片中的各类基础器件，如晶体管，存储单元等。
半导体 器件示用意
这些器件自身配置便捷，只能担任基本的运算和存储配置。而咱们常常出现的配置弱小的芯片都须要经过精细的设计， 经事先端的金属互连工艺把成千盈百甚至亿万的基础器件相互衔接，成功复杂的运算，将操作指令准确地传到达指定器件并取得反应。
切开芯片看如下图，外部的互连就如 密密层层的立交桥联通着各个站点。1.1 反常电路--传递 信号
所认为成功配置完整的芯片，互连的金属必定通顺。 犹如各个立交桥，假设某个路段出现了损坏（比如坍塌或许不该有的交汇），就会影响立交桥的通行效率。假设损坏过多或许出现的疑问在关键路段，甚至会造成交通的彻底瘫痪。
上方是几个十分常常出现的例子， 图①是反常有序 的状况，指令1和2都可以经过各自的金属互连路径下到达各自的目的器件。
图① ：1控制A，2控制B 1.2 电路出现断路 -不可传递信号
让咱们来看看 图② ，路途1上金属互连断了，犹如把路修断了，则“总部”与器件A失联，一切与器件A相关的上班不可展开，这种是 芯片中出现断路失效。
图② ：1对A失控暨出现断路，2控制B 1.3 电路出现短路--传递失误信号
那 图③ 呢，小同伴们可以先自行思索一下，图3中两条路途的金属互连碰撞到了一同，会出现什么呢？
构想一下，原本相互隔离的两个车道，各自后退，运转良好，然而在某一处被汇到一同，这个路段上的车就会出现凌乱，要么拥挤，更有或许出现车祸，登程的车辆很难到达目的地。在半导体中器件A和B也一样，口头指令就会心外，这种即是 芯片内出现短路失效。
图③ ：1对B失误控制，2对A失误控制，即短路
在电子环球这些立交桥须要一双眼睛来精细把关，根绝“豆腐渣”工程， 电子束电压衬度检测是目前惟一的可以检测出金属互连能否达标的技术手腕。2. 电压 衬度检测---电子环球举世无双的透视眼
那么为什么电压衬度检测会成为“透视眼”， 如X光检测一样，透过电路外表，观测到立交桥高低连通的意外，且是目前惟一的检测手腕呢？
大家可以类比 造房子 ，每一层的地板经过楼梯成功层与层之间的互连，当咱们仅站在某一层看其地板能否有毛病的时刻，是看不到上方的楼梯制造的结不牢固，能否一切的楼梯都造好了等状况的。
就如下图，从仰视图观察，看不出规范的电路互连跟有断路时有什么区别， 待测仰视图案只能看到外表的图形，不可反映三维结构里的连通性 信息 。 这时，就轮到电压衬度检测退场了。
电压衬度检测（voltage contrast）是如何探测到这样的毛病的呢？其实是 透过外表去反响上方结构的状况 ——它的名字就很明晰地表示了检测的原理： 电压衬度，就是由于电压（voltage）的不同，使得外表图像发生了显著的明暗变动（contrast）。
进一步来讲，如下图所示， 电子束检测可以使得器件的外表发生必定的电压。 以外表发生正电压为例，基础物理常识通知咱们，当衔接良好的金属互连两端有电压差就会构成 电流 （电子往正电压的方向流动），就像房子的两层，楼梯上的人经过楼梯从下往上走。假设金属互连是断的即使有电压也不会构成电流，就像楼梯断了，到了断的中央人就不可继续走了。
总体而言就是 衔接良好的中央外表正电压会源源不时地吸引电子到达外表从而中和外表的正电压，衔接断掉的中央简直没有电子过去中和，就会不时坚持正电压的形态， 这个时刻这两个中央就会发生 电压的差异。
那这个电压差异如何变成可以鉴别的外表图像显著的明暗变动呢？大家应该都知道电子被正电压吸引，被负电压排挤。如下图所示，这两块中央由于 金属互连的差异发生了不同的电压， 对电子的约束吸引才干是有差异的，咱们 在检测的时刻从这两块中央失掉的电子信号就会不同，因此发生了明暗的差异，就可以鉴别出无心外的毛病。
这就是电压衬度的故事，作为一个很共同的检测形式，被宽泛地运行，好高鹜远地在产线上施展着自己的作用，在ASML全景光刻的铁三角中稳固地提供着自己共同的奉献。
很感谢大家这一期的陪伴，跟咱们一同了解 电压衬度检测的小环球 ，它和电子束物理毛病检测以及电子束量测一同构成了对芯片三位一体的守护，在消费环节中保驾护航。
原文题目：光刻小讲堂 | 电子束量测中的“透视眼”——电压衬度检测