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FIB线路修补

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FIB电路修补

线路修补是IC设计业不可或缺且越来越重要的一项服务,迅速的回货速度与高施工良率是解决客户IC设计实验问题的关键。

 

闳康科技目前共有15台可以提供IC线路修补服务的单粒子束聚焦式离子束(Single Beam FIB, SB-FIB)显微镜,我们一天24小时、一星期七天的运作,提供客户最即时的服务,保证24小时之内完成客户的委托案件是闳康给客户的承诺。

 

 

技术原理

FIB是利用金属镓(Ga, 原子序31)作为离子源,利用加在Extractor的负电场将镓原子由针尖端牵引出,形成镓离子束,离子束透过电透镜聚焦,经过一连串变化孔径(Automatic Variable Aperture, AVA)可决定离子束的大小,最后离子束再经过第二次聚焦至试片表面。

 

因为镓原子位于周期表中间的位置,使用它来撞击其它元素原子所造成的移除效果远远大于电子,因此可以利用离子束对试片表面进行特定图案的加工。

 

一般SB-FIB可以提供材料切割、沉积金属、蚀刻金属和选择性蚀刻氧化层等功能,达到电路修补的需求,藉由气体辅助蚀刻系统的帮助,不但可以提高不同材料的蚀刻选择比与蚀刻速率,并可直接进行特定材料的沉积。

 

目前闳康SB-FIB机台的辅助蚀刻气体可应用于提高聚合物、金属(Al & Cu)与氧化物的蚀刻率。而辅助沉积气体的种类则有铂 (Pt),钨 (W) 与氧化矽 (TEOS)。

 

SB-FIB如果结合场发射式电子显微镜(即Dual Beam FIB, DB-FIB)即可进行即时横截面观测,闳康有业界最新FIB系统,可以满足客户做产品故障分析的多元需求,再搭配具有专业技术与经验丰富的人员,提供您准确、精确、效率、有效的产品故障快速分析服务。

 

 

 

 

分析应用

虽然FIB与扫描式电子显微镜(SEM)和穿透式电子显微镜(TEM)被发明的时期相同,在1950年代以前,FIB都被使用在研究开发相关的领域,直到1993年才开始被使用在IC商品的失效分析应用上,尤其在科技工业上被大量应用在特定缺陷样品位置的定点切割,用以提供SEM和TEM的样品制备…等。

 

此外SB-FIB配合气体辅助蚀刻系统,更广泛的应用在半导体积体电路的线路修补,节省大量产品侦错和缩短更改光罩的时间。

 

闳康有多种FIB机台(SB/DB)可提供选择,协助我们的客户享受更有效率及有效的服务。

 

为提供最好的服务品质及多样化的服务项目,闳康每年持续投资购买许多最新的仪器设备,服务内容包含IC线路修补的金属层切割,拉线和探针垫层(Probing Pad)的制作,无铅制程中锡须的精密切割,锡铅焊点可靠性失效横截面故障分析,完整的铜制程横截面结构观察,以及提供许多更先进的IC制程技术的分析服务。定点切割 (Precision Cutting)

  1. 穿透式电子显微镜试片制作 (TEM Sample Preparation)
  2. IC线路修补和布局验证 (IC Circuit Editing and Verification)
  3. 制程上异常观察分析 (Abnormal Process Analysis)
  4. 晶相特性观察分析 (Ion Channeling Contrast for Grain Morphology Observation)
  5. GDS自动导航线路定位 (Auto-Navigation to Designated Failure Address)
  6. 故障位置定位用被动电压反差分析 (Passive Voltage Contrast Analysis for Fault Isolation)

 

 

应用实例

图-1 

(a) FIB IC线路修改

(b) 无铅制程中锡须(Sn Whisker)精密切割

(c) 锡铅焊点(Pb-Sn Solder Ball)可靠性失效横截面精密切割

(d) 铜制程切割高倾斜角度观察​​横截面结构

 

图-2

(a) 完整的铜制程横截面结构观察

(b) FIB IC线路修改

(c) 金线接球下大面积的横截面结构观察

(d) 制程异常分析观察

 

图-3

(a) 晶粒分析观察

(b) 橫截面结构观察

(c) FIB IC线路修改

(d) 印刷电路板(PCB)内铜导线接孔的横截面结构观察

 

图-4

(a) 无覆层的十字测试垫制作

(b) 大面积的横截面结构观察

(c) 电路修补后横截面观察

  

 

 

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