?電子束探測(cè)(EBP)：用于7納米以下集成電路背面PDN安全分析的新利器
2024-10-24 15:40:53 semiwiki物理檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)變得更加先進(jìn)，用于調(diào)試7nm以下先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）或異構(gòu)集成（HI）封裝中的故障分析。然而，這些為調(diào)試開發(fā)的高級(jí)檢測(cè)技術(shù)也可能被攻擊者惡意利用，用來(lái)揭示知識(shí)產(chǎn)權(quán)、密鑰和存儲(chǔ)內(nèi)容。
以往的研究表明，這些物理檢測(cè)技術(shù)能夠通過(guò)侵入式、非侵入式和半侵入式的方式實(shí)施硬件級(jí)別的攻擊，如逆向工程、探測(cè)或電路編輯，旨在更改或破解芯片內(nèi)容。這些物理檢測(cè)技術(shù)通常通過(guò)掃描和重建網(wǎng)表或操縱芯片電路來(lái)執(zhí)行攻擊。
電子束探測(cè)（EBP）已成為一種強(qiáng)大的方法，如圖1所示，它的空間分辨率比光學(xué)探測(cè)高出20倍，適用于7nm以下的倒裝芯片和先進(jìn)的3D架構(gòu)系統(tǒng)。在這項(xiàng)工作中，將討論和比較兩種半侵入式物理檢測(cè)方法：光學(xué)探測(cè)和電子束探測(cè)，它們?cè)?nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)中的故障分析和硬件保障能力。
如今，EBP利用現(xiàn)代掃描電子顯微鏡（SEM）提升的束流分辨率，能夠以納米級(jí)分辨率對(duì)FinFET進(jìn)行分析，從而支持未來(lái)工藝代的擴(kuò)展。結(jié)果表明，EBP的樣品制備過(guò)程（如硅體移除和淺溝槽隔離（STI）暴露）對(duì)電路性能影響較小，這使得EBP適用于半導(dǎo)體故障分析和隔離。邏輯狀態(tài)可以從存儲(chǔ)單元設(shè)備和金屬線中讀取。
研究人員已經(jīng)成功地在先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)的有源晶體管上進(jìn)行了EBP。然而，攻擊者也可以利用EBP攻擊7nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，提取有價(jià)值的信息。攻擊者只需傳統(tǒng)的故障分析去處理工具和帶電反饋的SEM，即可在幾天內(nèi)完成未經(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)提取。鑒于其正面效果，毫無(wú)疑問(wèn)，電子束探測(cè)已被證明是業(yè)界長(zhǎng)期期盼的需求，并且能夠繼續(xù)激發(fā)雄心壯志，例如實(shí)現(xiàn)1nm的極小尺寸。因此，本文將忠實(shí)地回答關(guān)于EBP各個(gè)方面的最根本問(wèn)題，并有助于為半導(dǎo)體檢測(cè)行業(yè)未來(lái)的路線圖鋪路。
出于對(duì)低技術(shù)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)的動(dòng)機(jī)，本文旨在強(qiáng)調(diào)EBP的重要性和必要性，主要關(guān)注7nm及以下的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。重點(diǎn)在于闡明到目前為止IC物理檢測(cè)中使用的所有傳統(tǒng)技術(shù)（包括光學(xué)檢測(cè)）如何未能達(dá)到低納米級(jí)分辨率的期望。此外，后端EBP提供了與90年代前端EBP相同的優(yōu)勢(shì)：快速信號(hào)獲取、線性VDD信號(hào)縮放和卓越的信噪比。我們的工作深入探討了EBP背后的原理、其能力、該技術(shù)的挑戰(zhàn)（如圖2所示）及其在故障分析和潛在攻擊中的應(yīng)用。并強(qiáng)調(diào)了開發(fā)有效的對(duì)策以保護(hù)先進(jìn)節(jié)點(diǎn)技術(shù)中敏感信息的必要性。因此，必須制定有效的對(duì)策來(lái)保護(hù)先進(jìn)節(jié)點(diǎn)技術(shù)中的敏感信息。
來(lái)源：EETOP編譯自semiwiki
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