在微電子行業重要性

在微電子行業中，FIB-SEM雙束系統的應用至關重要，它不僅涵蓋了芯片樣品的精密切割，還包括對工藝缺陷的深入分析和器件結構的細致表征。這一系統以其卓越的性能，極大地促進了科研人員和工程師對微電子器件內部結構與性能的深入理解，為新型器件的設計和制造提供了關鍵的技術支持。金鑒實驗室具備先進的設備和專業的技術團隊，能夠提供高質量的FIB-SEM雙束測試服務，助力科研人員和工程師對微電子器件內部結構與性能的深入理解。

系統功能與技術結合

FIB-SEM雙束系統結合了聚焦離子束（FIB）和掃描電子顯微鏡（SEM）的功能，使得在微加工過程中，SEM能夠實時監控FIB的操作，實現了高分辨率電子束成像與精細離子束加工的完美結合。FIB技術通過加速并聚焦液態金屬離子源產生的離子束于樣品表面，生成二次電子信號以形成電子圖像，或者利用高電流離子束在樣品表面進行蝕刻和微納結構加工。這一過程通常結合物理濺射和化學氣體反應，以選擇性地蝕刻或沉積金屬和絕緣層。金鑒實驗室的FIB-SEM雙束測試技術，確保了高分辨率電子束成像與精細離子束加工的完美結合，為客戶提供精準的樣品分析和高效的工藝改進方案。

典型FIB-SEM雙束設備內部示意圖

微電子領域的應用實例

FIB技術能夠精確地揭示器件特定微小區域的截面，生成高分辨率的清晰圖像，不受加工材料的限制，并且能夠在蝕刻的同時，利用SEM進行實時觀察。這種截面分析是FIB技術最普遍的應用之一，其刻蝕斷面的定位精度極高，且在整個制樣過程中，樣品受到的應力較小，保證了斷面的完整性。

FIB-SEM雙束系統制作并觀測的芯片斷面圖

透射電子顯微鏡（TEM）因其極高的分辨率，對樣品制備有著嚴格的要求，通常需要樣品厚度小于100nm才能被電子束穿透以進行觀測。FIB的精密加工特性使其成為制備TEM樣品的理想工具。制備過程包括在電子束下定位樣品，鍍上Pt保護層，挖開樣品前后部分形成薄片，用Easylift針提取并放置在銅網上，最后通過離子束減薄至100nm以下。

FIB-SEM雙束系統制備TEM樣品的過程

芯片制造中的線路修補

在芯片制造中，當流片得到的樣品未能達到預期功能時，FIB的高精度蝕刻和沉積功能可以用來修改線路連接，大大縮短反饋周期并節省成本。GIS輔助功能在線路修補中尤為重要，合適的輔助氣體可以提高修補效率和成功率。

線路修補的難點與解決方案

金鑒實驗室擁有先進的FIB-SEM設備和專業的技術團隊，能夠提供標準的測試服務，為您的研究或產品質量控制提供強有力的數據支持。線路修補的難點在于制定修補計劃和精確的定位、刻蝕。任何定位或刻蝕的偏差都可能增加失敗的風險。使用CAD工具可以幫助解決定位問題，減少對非操作點金屬線的損害。在線路修補的最后階段，需要使用IEE氣體清洗操作框外的Pt，以避免不必要的金屬互聯導致短路。在進行小間距高要求的線路修改時，W材料因其較小的擴散范圍和易清洗性，常被選作金屬層沉積材料。

FIB-SEM雙束系統線路修補圖

線修補的挑戰與成功率

一個完整的線路修補工程可能涉及大量的連接和切割，工程量巨大，而線路間刻蝕的容錯率僅為數百納米，任何單根金屬線的刻蝕問題都可能導致整個項目的失敗。因此，線路修補的成功率通常較低，只有30%-50%。這要求操作者對芯片操作點位置有深入了解，熟練掌握FIB操作方法，并具備敏銳的觀察力和足夠的耐心，以提高成功率。

FIB-SEM雙束系統的未來展望

FIB-SEM雙束系統的應用不僅限于上述領域，它還在材料科學、生命科學和納米技術等領域展現出巨大的潛力。隨著技術的不斷進步，FIB-SEM雙束系統的功能和應用范圍將進一步擴大，金鑒實驗室致力于在這一領域不斷創新，提供更高效、更精準的FIB-SEM雙束測試服務，為微電子行業的持續發展貢獻力量。