聚焦離子束FIB在失效分析技術(shù)中的應(yīng)用

時(shí)間：2020-01-05作者：深圳市啟威測(cè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司瀏覽：36

什么是聚焦離子束FIB:
聚焦離子束（FIB）技術(shù)類似于聚焦電子束技術(shù)，其主要不同是用離子源代替電子源，用離子光學(xué)系統(tǒng)代替電子光學(xué)系統(tǒng)。FIB系統(tǒng)用鎵或銦作為離子源，在離子束流較小的情況下用作掃描離子顯微鏡，其原理與SEM類似。在離子束流較大的情況下，可局部去除和淀積靶材料，作芯片電路修改和局部剖切面。

聚焦式離子束系統(tǒng)利用靜電透鏡將Ca（鎵）元素離子離子化成Ca+，并將離子束聚焦成非常小的尺寸，聚焦于材料的表面，根據(jù)不同的束流強(qiáng)度通入不同的輔助氣體，對(duì)微電路進(jìn)行加工、修復(fù)等，并可對(duì)三維納米精度的物體進(jìn)行制備加工。利用聚焦離子束產(chǎn)生大量的離子，通過濺射刻蝕或輔助氣體濺射刻蝕制作剖面，剖面的深度和寬度可根據(jù)缺陷尺寸來確定。先用大束流條件刻蝕出階梯剖面，該步往往需要10~15min才能完成。為了節(jié)省加工時(shí)間，在刻蝕過程中可以采用輔助氣體增強(qiáng)刻蝕，以大大縮短加工時(shí)間。在大量材料被刻蝕掉以后，用適中的離子束流（250-500pa）對(duì)剖面進(jìn)行精細(xì)加工，把表面清理干凈。之后，在利用小束流（28pa）對(duì)剖面進(jìn)行拋光加工。剖面拋光后，將試樣傾斜52°，用FIB的較小束流對(duì)剖面進(jìn)行掃描，用二次電子或二次離子成像來分析剖面缺陷。

聚焦離子束剖面制樣技術(shù)可用于元器件失效分析、生產(chǎn)線工藝異常分析、IC 工藝監(jiān)控（如光刻膠的切割）等。分析失效電路的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或制作缺陷、分析電路制作中低成品率的原因及研究和改進(jìn)對(duì)電路制造過程的控制時(shí)，在懷疑有問題的器件位置制作一個(gè)階梯式的剖面，以便對(duì)缺陷進(jìn)行觀察分析。


聚焦離子束FIB的特點(diǎn):
FIB利用高強(qiáng)度聚焦離子束對(duì)材料進(jìn)行納米加工，配合掃描電鏡（SEM）等高倍數(shù)電子顯微鏡實(shí)時(shí)觀察，成為了納米級(jí)分析、制造的主要方法。目前已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路修改、離子注入、切割和故障分析等。


聚焦離子束FIB應(yīng)用領(lǐng)域:
(1)  在IC生產(chǎn)工藝中，發(fā)現(xiàn)微區(qū)電路蝕刻有錯(cuò)誤，可利用FIB的切割，斷開原來的電路，再使用定區(qū)域噴金，搭接到其他電路上，實(shí)現(xiàn)電路修改，較高精度可達(dá)5nm。
(2)  產(chǎn)品表面存在微納米級(jí)缺陷，如異物、腐蝕、氧化等問題，需觀察缺陷與基材的界面情況，利用FIB就可以準(zhǔn)確定位切割，制備缺陷位置截面樣品，再利用SEM觀察界面情況。
(3)  微米級(jí)尺寸的樣品，經(jīng)過表面處理形成薄膜，需要觀察薄膜的結(jié)構(gòu)、與基材的結(jié)合程度，可利用FIB切割制樣，再使用SEM觀察。
(4)  FIB制備透射電鏡**薄樣，利用fib精確的定位性對(duì)樣品進(jìn)行減薄，可以制備出厚度100nm左右的**薄樣品。


深圳市啟威測(cè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司專注于失效分析,無損檢測(cè),溫濕度循環(huán)測(cè)試,金相切片等

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  詞條說明

• 失效分析之解剖制樣技術(shù)-芯片開封測(cè)試

  解剖制樣技術(shù)的意義？ X 射線透視技術(shù)、掃描聲學(xué)顯微術(shù)等無損失效分析技術(shù)只能解決有限的失效分析問題。對(duì)于大部分失效問題，必須采用解剖制樣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)芯片表面和內(nèi)部的可視察性和可探測(cè)性。失效分析必須有選擇地進(jìn)行剝層分析，稱為樣品制備過程。 以失效分析為目的的樣品制備技術(shù)的主要步驟包括：打開封裝、去鈍化層。對(duì)于多層結(jié)構(gòu)芯片來說，是需要去層間介質(zhì)。但必須保留金屬化層及金屬化層正下方的介質(zhì)，還需要保留硅材料

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