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檢測中聚焦離子束（FIB）的綜合應用

聚焦離子束（focused ion beam，FIB）技術應用于不同領域中的微納結構制造中，利用電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的離子束轟擊材料表面，實現材料的剝離、沉積、注入、切割和改性，成為微納加工技術中不可替代的重要技術之一，目前已廣泛應用于半導體集成電路修改、離子注入、切割和故障分析等。今天，就來簡單說幾種檢測中聚焦離子束（FIB）的綜合應用。

一、FIB可應用于透射電鏡的制樣

透射電鏡的樣品制備在研究中有十分重要的作用，TEM制樣需制備十分薄的樣品，便于電子穿透樣品，形成電子衍射的圖像。樣品的厚度需要在100nm一下，通過以往手工研磨和離子濺射減薄，費時費力，成功率不高，而塊狀材料的制備，更加難以對樣品進行精準的定位。聚焦離子束技術成功地解決了透射電鏡精確定位樣品的制備問題。FIB可以在需要的區域定點沉積保護層處理后，利用聚焦離子束從切片區域的前后兩個方向加工、挖坑，然后利用納米機械手將樣品轉移到銅網上進行最終減薄形成小于100nm厚度的薄片作為TEM觀察樣品。

圖2.1 用FIB制備的TEM樣品

（2）截面切割表征分析

利用FIB的濺射刻蝕功能可以對樣品進行定點切割，觀察其橫截面（cross-section）表征截面形貌尺寸，同時可以配備結合元素分析（EDS）系統等，對截面成分進行分析。一般用于芯片、LED等失效分析領域，一般IC芯片加工過程中出現問題，通過FIB可以快速定點的進行分析缺陷原因，改善工藝流程，FIB系統已經成為現代集成電路工藝線上不可缺少的設備。

圖2.2 FIB對樣品缺陷區域進行截面切割分析

（3）芯片修補與線路編輯

在IC設計中，需要對成型的集成電路的設計更改進行驗證、優化和調試。當發現問題后，需要將這些缺陷部位進行修復。目前的集成電路制程不斷縮小。線路層數也在不斷增加。運用FIB的濺射功能，可將某一處的連線斷開，或利用其沉積功能，可將某處原來不相連的部分連接起來，從而改變電路連線走向，可查找、診斷電路的錯誤，且可直接在芯片上修正這些錯誤，降低研發成本，加速研發進程，因為其省去了原形制備和掩模變更的時間和費用。

如今FIB技術發展已經今非昔比，進步飛快，FIB不斷與各種探測器、微納操縱儀及測試裝置集成，并在今天發展成為一個集微區成像、加工、分析、操縱于一體的功能極其強大的綜合型加工與表征設備，廣泛的進入半導體行業、微納尺度科研、生命健康、地球科學等領域。華南檢測技術專注工業CT 檢測、失效分析、材料分析檢測、芯片鑒定、芯片線路修改、晶圓微結構分析、可靠性檢測、逆向工程、微納米測量等專業技術測服務，歡迎前來咨詢了解，客服咨詢熱線：13926867016。