FIB 電路修補

雖然 FIB 與掃描式電子顯微鏡 (SEM) 和穿透式電子顯微鏡 (TEM) 被發明的時期相同，在 1950 年代以前，FIB 都被使用在研究開發相關的領域，直到 1993 年才開始被使用在 IC 商品的失效分析應用上，尤其在科技工業上被大量應用在特定缺陷樣品位置的定點切割，用以提供SEM和TEM的樣品製備…等，若配合氣體輔助蝕刻系統，更廣泛的應用在半導體積體電路的線路修補，節省大量產品偵錯和縮短更改光罩的時間。

閎康有多種 FIB 機台 (SB/DB) 可提供選擇，協助我們的客戶享受更有效率及有效的服務。為提供最好的服務品質及多樣化的服務項目，閎康每年持續投資購買許多最新的儀器設備，服務內容包含 IC 線路修補的金屬層切割、拉線和探針墊層 (Probing Pad) 的製作、無鉛製程中錫鬚的精密切割、錫鉛焊點可靠性失效橫截面故障分析、完整的銅製程橫截面結構觀察，以及提供許多更先進的 IC 製程技術的分析服務。

• 定點切割 (Precision Cutting)
• 穿透式電子顯微鏡試片製作 (TEM Sample Preparation)
• IC線路修補和佈局驗證 (IC Circuit Editing and Verification)
  
• 製程上異常觀察分析 (Abnormal Process Analysis)
  
• 晶相特性觀察分析 (Ion Channeling Contrast for Grain Morphology Observation)
• GDS自動導航線路定位 (Auto-Navigation to Designated Failure Address)
• 故障位置定位用被動電壓反差分析 (Passive Voltage Contrast Analysis for Fault Isolation)

在IC的設計製造流程中，研發後流片（tape-out）的產品需要做功能性的驗證，確認是否符合測試的標準，但往往會有效能的差異，甚至是功能上的缺陷，此時就必須進行設計除錯（design debug）找出問題點，進行設計的改版，重新生產，這整個流程就形成一個迴圈，越快找到問題，就能加快產品上市的時間(time to market)。隨著產品越趨複雜，重新改版新光刻板再到生產製造到有個成品出來是非常耗時的，如果能節省設計除錯（design debug）的時間，那便可以縮短整個工程品到量產的時間，而設計除錯（design debug）有許多方式，從測試、模擬、失效分析再到電路修補(circuit repair)，工程端會花費不少精力在確認問題點，以確保下次的改版產品可以達到期望的效能，其中電路修補幾乎是所有研發工程師皆會運用的手段，藉由電路修改可省略重作光刻版和初次試作的研發成本，這樣的運作模式對縮短研發到量產的時間絕對有效，同時節省大量研發費用，讓客戶的產品在研發上更具有時效性與競爭力(圖一)。

圖一  從電路設計、產品製造、驗證、找出設計問題再到改版的流程圖，越快解決問題，就能縮短上市時間，搶得市場先機

電路修補的流程會先由客戶端內部討論出需要修改的位置後提供方案與製程，方案內容包含需要進行線路切割與連線的平面位置與金屬層次，並視情況決定是否需要客戶提供GDS檔案，一般來說如果從樣品表面無法清楚的辨別線路，即需要GDS進行自動巡航至正確位置，以降低執行的失敗率(圖二)，考慮到資安風險，可提供區域性GDS檔案(圖三)，樣品製作完成後如後續無需求，則執行單位會將檔案刪除。執行單位收到需求後需與委案客戶進行案件的討論與評估，提供所需工時與方案良率，必要時可就方案進行修正以提高施作的成功率，待雙方確認沒問題後即會進入執行排程中，完成後送回給客戶進行測試以驗證方案是否成功。

執行電路修補的過程中所需要的時間與良率都會因為樣品的製程、方案難易度、樣品資訊完整度上而有所不同，執行的手法、技術都需要時時刻刻依照當下執行的狀況實時做調整，因此依靠的不僅僅是先進的儀器裝置，還需要具有相當經驗的工程師才有辦法面對並解決各種突發狀況，進而達到客戶期望的結果。