聚焦离子束（FIB）技术在半导体中的应用与操作指导

聚焦离子束（FIB）技术作为一种高精度的微观加工和分析工具，在半导体行业具有不可替代的重要地位。它通过聚焦离子束直接在材料上进行操作，无需掩模，能够实现纳米级精度的成像和修改，特别适合需要高精度的任务。金鉴实验室作为专注于材料分析领域的科研检测机构，能够对FIB进行严格的检测，致力于为客户提供高质量的测试服务，为产品在各个领域的可靠应用提供坚实的质量保障。

 

FIB 技术的应用领域

 

1.缺陷分析

 

在半导体制造过程中，缺陷检测和分析是确保产品质量的关键环节。FIB 技术能够对芯片内部的缺陷进行高分辨率成像和分析，帮助工程师快速定位缺陷位置，确定缺陷类型和成因。通过精确的离子束扫描，可以观察到微观结构中的缺陷细节，为后续的工艺改进和优化提供重要依据。

 

2.电路修改

 

FIB 技术在电路修改方面具有独特的优势。它允许设计人员在芯片内部切割迹线或添加金属连接，实现对电路的快速编辑和修改。这种操作不仅快捷简便，而且成本较低，仅为晶圆厂制造一批新晶圆的极小一部分。使用当今最先进的设备，可以编辑采用 28 纳米及更小工艺节点制造的电路，这些电路具有多层金属堆叠，并采用倒装芯片等先进封装形式。

 

3.光掩模修复

 

光掩模是半导体制造中用于图案转移的关键工具，其质量直接影响到芯片的制造精度。FIB 技术可以对光掩模进行快速修复，通过精确的离子束铣削和沉积，修复掩模上的缺陷或错误图案，从而延长光掩模的使用寿命，降低生产成本。

 

4.TEM 样品制备

 

透射电子显微镜（TEM）是研究材料微观结构的重要手段，但需要制备超薄样品。FIB 技术能够精确地将样品减薄到纳米级厚度，同时保持样品的结构完整性，为 TEM 分析提供高质量的样品。通过 FIB 制备的样品可以清晰地观察到材料的晶体结构、界面特征和缺陷分布等信息。

 

 

5.故障分析

 

在半导体产品的使用过程中，可能会出现各种故障。FIB 技术可以对故障芯片进行快速定位和分析，通过精确的离子束扫描和成像，找到故障点的位置，并分析故障的成因。这对于产品的可靠性评估和改进具有重要意义。

 

FIB 技术的操作指导

 

1.样品加载

 

在进行 FIB 操作之前，需要将样品正确地加载到样品台上。

 

样品表面必须清洁，无污染和杂质，以确保离子束能够准确地作用在样品表面。

 

样品的放置位置要准确，确保样品的感兴趣区域位于离子束的扫描范围内。

 

样品与样品台的接触要牢固，避免在操作过程中样品发生移动或偏移。

 

2.成像

 

FIB 技术的成像过程是通过离子束扫描样品表面，收集二次电子信号或背散射电子信号来形成图像。

 

3.修改

 

FIB 技术的修改过程是通过离子束对样品进行铣削或沉积，以实现对样品的结构和性能的改变。

 

聚焦离子束（FIB）技术作为一种高精度的微观加工和分析工具，在半导体量产中具有广泛的应用前景。它能够实现纳米级精度的成像和修改，特别适合缺陷分析、电路修改、光掩模修复、TEM 样品制备和故障分析等任务。