材料分析

雙束聚焦離子電漿顯微鏡(Dual Beam Plasma FIB)

 

雙束聚焦離子電漿顯微鏡(Dual Beam Plasma FIB, 以下稱 P-FIB)採用氙離子(Xe+)做為離子源,擁有快速的蝕刻速率,比傳統的Ga+ FIB要快上20倍,因此適合應用在大範圍的結構上,以較快的時間完成觀察定點截面的要求,這是傳統 Ga+ FIB 所不能達成的。另外 P-FIB 也配備了電子槍,在削切截面的過程中,可同時以 SEM 方式觀察削切的情形,及時判斷缺陷的變化。

P-FIB 的應用除了結構的基本觀察以外,更可使用在熱點或非破壞分析(NDA)之後的分析檢測上,比如以 thermal emission microscopy、OM、3D x-ray 或 SAT 觀察到異常之後,便可利用 P-FIB 在異常處做截面上的確認,使得 P-FIB 在封裝與晶片的失效分析上逐漸廣泛的運用。

 

 



閎康科技引進了兩款 P-FIB,分別屬於 FEI 與 TESCAN,其特點如下:

  • Beam current 1.5pA~1.3uA
  • Landing Voltage – 2KV ~ 30KV
  • Ion beam resolution at coincident point, <25nm @ 30 kV using preferred statistical method
  • High-throughput large-area automation
  • Cutting area can reach 500um wide and 500um deep
  • Extremely fast and precise cross sectioning and material removal

 

圖一 (a) FEI P-FIB (b) TESCAN P-FIB

 

 

為加速分析的結果,P-FIB主要應用於下述產品或結構:

  • 5D/3D ICs
  • TSV
  • C4 bump/interposer/u-bump
  • Bond PAD/1st Bond/2nd Bond
  • Solder bump/BGA ball
  • Chip backside
  • MEMS
  • Assembly/PCB

圖二 觀察 bond pad 與打線

圖三 以channel contrast 觀察 solder bump

圖四 CSP 封裝的 BGA ball 的觀察

 

圖五 C4 bump 截面觀察

圖六 TSV 截面觀察

 

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