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聚焦离子束FIB在失效分析技术中的应用-剖面制样
发布时间:2020-03-04 | 信息来源:深圳市启威测标准技术服务有限公司
什么是聚焦离子束FIB:
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系统用镓或铟作为离子源,在离子束流较小的情况下用作扫描离子显微镜,其原理与SEM类似。在离子束流较大的情况下,可局部去除和淀积靶材料,作芯片电路修改和局部剖切面。
聚焦式离子束系统利用静电透镜将Ca(镓)元素离子离子化成Ca+,并将离子束聚焦成非常小的尺寸,聚焦于材料的表面,根据不同的束流强度通入不同的辅助气体,对微电路进行加工、修复等,并可对三维纳米精度的物体进行制备加工。
利用聚焦离子束产生大量的离子,通过溅射刻蚀或辅助气体溅射刻蚀制作剖面,剖面的深度和宽度可根据缺陷尺寸来确定。先用大束流条件刻蚀出阶梯剖面,该步往往需要10~15min才能完成。为了节省加工时间,在刻蚀过程中可以采用辅助气体增强刻蚀,以大大缩短加工时间。在大量材料被刻蚀掉以后,用适中的离子束流(250-500pa)对剖面进行精细加工,把表面清理干净。之后,在利用小束流(28pa)对剖面进行抛光加工。剖面抛光后,将试样倾斜52°,用FIB的最小束流对剖面进行扫描,用二次电子或二次离子成像来分析剖面缺陷。
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应用领域:
(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) 产品表面存在微纳米级缺陷,如异物、腐蚀、氧化等问题,需观察缺陷与基材的界面情况,利用FIB就可以准确定位切割,制备缺陷位置截面样品,再利用SEM观察界面情况。
(3) 微米级尺寸的样品,经过表面处理形成薄膜,需要观察薄膜的结构、与基材的结合程度,可利用FIB切割制样,再使用SEM观察。
(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。
案例图片:
PCB电路断裂位置,利用离子成像观察铜箔金相
微米级缺陷样品截面制备
深圳失效分析 聚焦离子束 FIB 场地时间预约
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