集成电路（IC）的外包制造使其易受硬件安全威胁的攻击。安全威胁如逆向工程、硬件木马的植入以及后端非接触式探测以窃取加密信息，可能会导致知识产权持有者的经济损失，并对部署这些IC的系统带来安全风险。

物理检测技术已经变得更加先进，用于调试7nm以下先进技术节点的系统级芯片（SoC）或异构集成（HI）封装中的故障分析。然而，这些为调试开发的高级检测技术也可能被攻击者恶意利用，用来揭示知识产权、密钥和存储内容。

以往的研究表明，这些物理检测技术能够通过侵入式、非侵入式和半侵入式的方式实施硬件级别的攻击，如逆向工程、探测或电路编辑，旨在更改或破解芯片内容。这些物理检测技术通常通过扫描和重建网表或操纵芯片电路来执行攻击。

电子束探测（EBP）已成为一种强大的方法，如图1所示，它的空间分辨率比光学探测高出20倍，适用于7nm以下的倒装芯片和先进的3D架构系统。在这项工作中，将讨论和比较两种半侵入式物理检测方法：光学探测和电子束探测，它们在7nm以下技术节点中的故障分析和硬件保障能力。

如今，EBP利用现代扫描电子显微镜（SEM）提升的束流分辨率，能够以纳米级分辨率对FinFET进行分析，从而支持未来工艺代的扩展。结果表明，EBP的样品制备过程（如硅体移除和浅沟槽隔离（STI）暴露）对电路性能影响较小，这使得EBP适用于半导体故障分析和隔离。逻辑状态可以从存储单元设备和金属线中读取。

研究人员已经成功地在先进技术节点的有源晶体管上进行了EBP。然而，攻击者也可以利用EBP攻击7nm以下技术节点的设备，提取有价值的信息。攻击者只需传统的故障分析去处理工具和带电反馈的SEM，即可在几天内完成未经授权的数据提取。鉴于其正面效果，毫无疑问，电子束探测已被证明是业界长期期盼的需求，并且能够继续激发雄心壮志，例如实现1nm的极小尺寸。因此，本文将忠实地回答关于EBP各个方面的最根本问题，并有助于为半导体检测行业未来的路线图铺路。

出于对低技术节点检测的动机，本文旨在强调EBP的重要性和必要性，主要关注7nm及以下的技术节点。重点在于阐明到目前为止IC物理检测中使用的所有传统技术（包括光学检测）如何未能达到低纳米级分辨率的期望。此外，后端EBP提供了与90年代前端EBP相同的优势：快速信号获取、线性VDD信号缩放和卓越的信噪比。我们的工作深入探讨了EBP背后的原理、其能力、该技术的挑战（如图2所示）及其在故障分析和潜在攻击中的应用。并强调了开发有效的对策以保护先进节点技术中敏感信息的必要性。因此，必须制定有效的对策来保护先进节点技术中的敏感信息。

来源：EETOP编译自semiwiki