芯片切片分析技術(shù)
芯片切片分析是一種在半導(dǎo)體、電子顯微學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)。通過(guò)將芯片切成薄片,研究人員可以直接觀察芯片內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu),如晶體管、電路布線等,從而深入研究芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能。這項(xiàng)技術(shù)不僅有助于優(yōu)化芯片設(shè)計(jì),提升性能和可靠度,還可以用于故障檢測(cè)和質(zhì)量控制。
切片方式的介紹
1. 機(jī)械研磨
機(jī)械研磨是一種低成本的切片技術(shù),適用于各種材質(zhì)的樣品,如金屬、陶瓷、電子產(chǎn)品等。該方法可以提供大面積的觀測(cè)范圍,但精度較低,操作步驟復(fù)雜,且在研磨過(guò)程中容易產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力效應(yīng),如變形、彎曲、刮痕、裂縫等。機(jī)械研磨包括取樣、鑲嵌、研磨和拋光等步驟。鑲嵌可以保護(hù)邊緣和易碎樣品,而研磨和拋光則是為了獲得光亮無(wú)劃痕的表面。
CP技術(shù)利用離子束切割,可以避免研磨過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力和刮痕,制備出鏡面樣品,表現(xiàn)出材料內(nèi)部的真實(shí)結(jié)構(gòu)。這種方法適用于不同硬度的樣品,可以制備出光滑無(wú)損傷的表面,有利于后續(xù)的SEM、EDS等分析設(shè)備的使用。
3. Dual Beam FIB
聚焦離子束(FIB)切片技術(shù)結(jié)合了FIB和SEM,具有極高的精度和靈活性,可以在納米級(jí)別上對(duì)材料進(jìn)行精確的加工和觀測(cè)。DBFIB是目前切片設(shè)備中精準(zhǔn)度最高的,適合小范圍的精密切片。FIB切片技術(shù)的基本原理是利用高能離子束將目標(biāo)樣品進(jìn)行切割,通過(guò)物理撞擊和化學(xué)反應(yīng)剝離樣品,實(shí)現(xiàn)高精度切割。
關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用
1. 樣品制作:芯片切片分析在樣品制作方面尤為關(guān)鍵,特別是對(duì)于透射電鏡(TEM)及掃描式電鏡(SEM)試樣的制作。這些技術(shù)可以用于觀察樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及缺陷分析,為后續(xù)的分析提供基礎(chǔ)。
2. 精準(zhǔn)缺陷及制程工藝切片:聚焦離子束(FIB)切片技術(shù)可以應(yīng)用于5nm以下的先進(jìn)制程工藝,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)度極高的切片。這使得科學(xué)家能夠在微觀尺度上對(duì)材料進(jìn)行深入研究,優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)。
3. 失效點(diǎn)VC(Voltage Contrast)定位:FIB技術(shù)可以定位精準(zhǔn)到單個(gè)晶體管位置,這對(duì)于失效分析尤為重要。金鑒實(shí)驗(yàn)室能夠通過(guò)精準(zhǔn)的失效點(diǎn)定位,幫助客戶深入了解芯片失效原因,提高芯片制造質(zhì)量。
4. SEM取向襯度:利用SEM技術(shù),可以根據(jù)晶粒對(duì)比分析晶粒大小,這對(duì)于評(píng)估芯片生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制水平至關(guān)重要。
5. IC線路修補(bǔ)FIB技術(shù)還可以用于IC線路的修補(bǔ),這對(duì)于提升芯片的性能和可靠度具有重要意義。
切片方式的比較
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