芯片线路验证-FIB测试

聚焦离子束（FIB）测试原理

聚焦离子束（FIB）技术类似于聚焦电子束技术，其主要不同是用离子源代替电子源，用离子光学系统代替电子光学系统。

FIB系统以镓或铟为离子源，在离子束流较小时作为扫描离子显微镜，其原理与之相似。当离子束流比较大时，可以对靶材料进行部分去除与淀积，作为芯片电路修改与部分剖切面。

聚焦式离子束技术是一种精密的微纳加工技术，它通过静电透镜系统将镓元素离子化为正离子，然后聚焦成细小的束流，对材料表面进行精确加工。这项技术广泛应用于微电路的加工和修复，以及三维纳米结构的制备。

在加工过程中，首先使用高束流强度引入辅助气体进行刻蚀，以快速去除材料，这一步骤大约需要10到15分钟。为了提高效率，可以采用辅助气体增强刻蚀技术，这可以显著减少加工时间。

在材料被大量去除后，使用中等束流强度（250-500帕斯卡）进行剖面的精细加工，以清除表面杂质。随后，使用较小的束流（28帕斯卡）对剖面进行抛光处理，以获得光滑的表面。

最后，将样品倾斜52度，利用聚焦离子束的最小束流对轮廓进行扫描。通过二次电子或二次离子成像技术，可以对轮廓的微观缺陷进行详细分析。

这种技术的应用不仅限于材料加工，还包括对材料表面特性的深入研究，为材料科学和纳米技术的发展提供了强有力的工具。同时，为了对材料进行深入的失效分析及研究，金鉴实验室已具备Dual Beam FIB-SEM业务，包括透射电镜(TEM)样品制备，材料微观截面截取与观察、样品微观刻蚀与沉积以及材料三维成像及分析等。

聚焦离子束（FIB）应用领域有哪些

聚焦离子束剖面制样技术可用于元器件失效分析、生产线工艺异常分析、IC 工艺监控（如光刻胶的切割）等。分析失效电路是否存在设计错误或者制作缺陷，分析造成电路制作低成品率原因以及研究改进电路制造过程控制等，并在疑似问题器件部位做出阶梯式剖面以观察和分析缺陷。

聚焦离子束（FIB) 的特点

FIB利用高强度聚焦离子束对材料进行纳米加工，配合扫描电镜（SEM）等高倍数电子显微镜实时观察，成为了纳米级分析、制造的主要方法。

目前已广泛应用于半导体集成电路修改、离子注入、切割和故障分析等。

聚焦离子束（FIB) 应用介绍

1、在IC生产工艺中，发现微区电路蚀刻有错误，可利用FIB的切割，断开原来的电路，再使用定区域喷金，搭接到其他电路上，实现电路修改，最高精度可达5nm。

2、产品表面有异物，腐蚀和氧化等微纳米级缺陷需要对缺陷和基材之间的界面进行观测，使用FIB可对其进行精确定位切割并在缺陷处制备截面样品，然后通过SEM对其进行界面观测。

3、微米级大小试样，经表面处理后成膜，需观察其组织，与基材结合情况，可用FIB裁切制样后用SEM进行观测。

4、FIB制备透射电镜超薄样，利用FIB精确的定位性对样品进行减薄，可以制备出厚度100nm左右的超薄样品。