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FIB線路修補

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FIB電路修補

技術原理

FIB 是利用金屬鎵 (Ga, 原子序31) 作為離子源,利用加在 Extractor 的負電場將鎵原子由針尖端牽引出,形成鎵離子束,離子束透過電透鏡聚焦,經過一連串變化孔徑 (Automatic Variable Aperture, AVA) 可決定離子束的大小,最後離子束再經過第二次聚焦至試片表面。因為鎵原子位於週期表中間的位置,使用它來撞擊其它元素原子所造成的移除效果遠遠大於電子,因此可以利用離子束對試片表面進行特定圖案的加工。

 

一般 SB-FIB 可以提供材料切割、沈積金屬、蝕刻金屬和選擇性蝕刻氧化層等功能,達到電路修補的需求,藉由氣體輔助蝕刻系統的幫助,不但可以提高不同材料的蝕刻選擇比與蝕刻速率,並可直接進行特定材料的沈積。目前閎康SB-FIB機台的輔助蝕刻氣體可應用於提高聚合物、金屬(Al & Cu)與氧化物的蝕刻率。而輔助沈積氣體的種類則有鉑 (Pt),鎢 (W) 與氧化矽 (TEOS)。SB-FIB如果結合場發射式電子顯微鏡 (即Dual Beam FIB, DB-FIB) 即可進行即時橫截面觀測。

 

線路修補是 IC 設計業不可或缺且越來越重要的一項服務,迅速的回貨速度與高施工良率是解決客戶 IC 設計實驗問題的關鍵。閎康科技目前共有 15 台可以提供 IC 線路修補服務的單粒子束聚焦式離子束 (Single Beam FIB, SB-FIB) 顯微鏡,可以滿足客戶做產品故障分析的多元需求,再搭配具有專業技術與經驗豐富的人員,提供您準確、精確、效率、有效的產品故障快速分析服務。

 

 

分析應用

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)

 

 

應用實例

(a) FIB IC線路修改

(b) 無鉛製程中錫鬚(Sn Whisker)精密切割

(c) 錫鉛焊點(Pb-Sn Solder Ball)可靠性失效橫截面精密切割

(d) 銅製程切割高傾斜角度觀察橫截面結構

 

(a) 完整的銅製程橫截面結構觀察

(b) FIB IC線路修改

(c) 金線接球下大面積的橫截面結構觀察

(d) 製程異常分析觀察

 

 

(a) 晶粒分析觀察

(b) 橫截面結構觀察

(c) FIB IC線路修改

(d) 印刷電路板(PCB)內銅導線接孔的橫截面結構觀察

 

 

(a) 無覆層的十字測試墊製作

(b) 大面積的橫截面結構觀察

(c) 電路修補後橫截面觀察

 

 

 

 

聯絡窗口

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