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FIB線路修補

材料分析 (MA)

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離子研磨

技術原理

離子研磨一般稱呼為 ion milling 或 CP(cross-section polishing),其使用的等離子體通常是由電感耦合 RF 源或微波源所產生的。電極發射快速運動的電子,同時氬原子通過擴散篩進入等離子腔體內,並且電磁場環繞著等離子體腔,使電子在圓形軌道上運動,這種循環運動使得電子與氬原子產生多次碰撞,從而產生大量的正氬離子,正氬離子從電極的等離子體源中引出並用一套校準的電極來形成高密度束流,撞擊樣品產生研磨的效果,完成後再以顯微鏡觀察研磨的切面。

 

 

 

機台種類

Ion Milling System ArBlade 4000

Ion Milling System ArBlade 5000

 

 

 

 

分析應用

截面研磨 (Cross-section Milling)

為了對樣品內部構造進行觀察與分析,必須讓樣品內部構造顯露出來,而通過切割機和機械研磨,無法避免因應力而產生的變形和損傷,因此很難得到 SEM 分析需要的平滑表面。

截面研磨用離子束轟擊樣品,加工出無應力損傷的截面,為 SEM 觀察樣品的內部多層結構、層厚測量、結晶狀態和異物解析等提供有效的樣品前處理方法。

 

 

 

平面研磨 (Flatmilling)

用 SEM 進行表面觀察與分析時,需要面積較大且表面均一的觀察面,CP 的平面研磨方式可以滿足此要求。通過 Flatmilling,可用於去除樣品的表層,或者機械研磨的後續加工流程。

 

 

 

案例分享

FFC 異常樣品,研磨後透過 ion milling 處理,可以有效避免材料拉扯及研磨物回填的問題,能夠更清楚的呈現出異常位置。

 

感光元件產品 (CCD, CMOS) 的結構非常脆弱,透過一般 CMP 製備容易造成結構被破壞,如果使用 ion milling 進行轟擊,能夠有效消除研磨造成的應力,確保樣品結構不會因製備過程而受損。

 

Ion milling 也能適用於大範圍樣品製備,透過參數設定,ion milling 能夠精準完成一二焊點分析。

 

部分 LED 材料使用藍寶石晶圓,藍寶石晶片屬於硬度較高的材質,單純使用 CMP 製備容易造成層差,透過 ion milling 進行截面處理,能夠有效解決層差問題。

 

透過 ion milling 處理,樣品在 SEM 中能夠清楚觀察 Cu grain。

 

 

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