聚焦離子束顯微鏡FIB主要用途: 芯片的電路修補、斷面切割、透射電鏡樣品制備。
聚焦離子束顯微鏡FIB應用范圍:
1.定點切割
2.穿透式電子顯微鏡試片
3.IC線路修補和布局驗證
4.制程上異常觀察分析
5.晶相特性觀察分析
6.故障位置定位用被動電壓反差分析。
在各類應用中,以線路修補和布局驗證這一類的工作有很大經(jīng)濟效益,局部的線路修改可省略重作光罩和初次試作的研發(fā)成本,這樣的運作模式對縮短研發(fā)到量產(chǎn)的時程絕對有效,同時節(jié)省大量研發(fā)費用。在各類應用中,以線路修補和布局驗證這一類的工作有很大經(jīng)濟效益,局部的線路修改可省略重作光罩和初次試作的研發(fā)成本,這樣的運作模式對縮短研發(fā)到量產(chǎn)的時程絕對有效,同時節(jié)省大量研發(fā)費用。封裝后的芯片,經(jīng)測試需將兩條線路連接進行功能測試,此時可利用聚焦離子束系統(tǒng)將器件上層的鈍化層打開,露出需要連接的兩個金屬導線,利用離子束沉積Pt材料,從而將兩條導線連接在一起,由此可大大縮短芯片的開發(fā)時間。
這也是芯片解密常用到手法。
利用聚焦離子束進行線路修改,(A)、(B)將欲連接線路上的鈍化層打開,(C) 沉積Pt材料將兩個線路連接起來。
芯片線路修改:
其實FIB被應用于修改芯片線路只是其功能之一,這里介紹一下另幾個功能:樣品原位加工 可以想象,聚焦離子束就像一把尖端只有數(shù)十納米的手術刀。離子束在靶材表面產(chǎn)生的二次電子成像有納米級別的顯微分辨能力,所以聚焦離子束系統(tǒng)相當于一個可以在高倍顯微鏡下操作的微加工臺,它可以用來在任何一個部位濺射剝離或沉積材料。圖1是使用聚焦離子束系統(tǒng)篆刻的數(shù)字;圖2則是在一個納米帶上加工的陣列孔;圖3是為加工的橫向存儲器單元陣列。
剖面制備觀察 微電子、半導體以及各型功能器件領域中,由于涉及工藝較多且繁雜。一款器件的開發(fā)測試中總會遇到實際結果與設計指標的偏差,器件測試后的失效,邏輯功能的異常等等,對于上述問題的直觀可靠的分析就是制備相應的器件剖面,從物理層次直觀的表征造成器件異常的原因。
電鏡:
透射(TEM)制樣 無論是透射電鏡還是掃描透射電鏡樣品都需要制備非常薄的樣品,以便電子能夠穿透樣品,形成電子衍射圖像。傳統(tǒng)的制備TEM樣品的方法是機械切片研磨,用這種方法只能分析大面積樣品。采用聚焦離子束則可以對樣品的某一局部切片進行觀察。與切割橫截面的方法一樣,制作TEM樣品是利用聚焦離子束從前后兩個方向加工,最后在中間留下一個薄的區(qū)域作為TEM觀察的樣品。下圖所示為TEM制樣的工藝過程。