服务项目
截面分析
芯片的截面分析(Cross-Section Analysis)是一种对芯片内部结构进行分析的技术,主要通过对准备好的芯片横截面样本进行各种微观分析,来检测和表征芯片的内部结构、组成及缺陷,用于研发和质量控制。包括：
- 扫描截面,获得横截面的形貌图像。
- 在很高的分辨率下观察截面的结构及缺陷。
- 原子力显微镜(AFM):利用探针机械扫描,能够观测截面在纳米水平的表面形貌。
- 分析截面的化学组成分布。
- 扫描观察截面形貌与缺陷分布。
- 对截面进行元素成分分析。
通过对芯片横截面进行多技术的表征分析,可以全面评估芯片内部的结构与质量,找到制程过程中的问题,并指导优化制造工艺,从而提高产量与性能。
芯片修补与线路修改
芯片的FIB线路编辑(Focused Ion Beam circuit edit)是利用聚焦离子束进行的一种芯片FAILURE ANALYSIS技术,可以对芯片内部的线路连接进行精确的添加、切断、修复等编辑,从而分析集成电路的故障原因或改变芯片功能。
其具体内容是:
- 使用加速的离子束(通常是盖乐枪产生的离子束)轰击靶点,可进行材料溅射或沉积。
- 由于离子束可以聚焦到非常小的直径(约几nm),因此可以进行精细的材料移除或引入。
- 在芯片横截面暴露出线路后,利用这种效应可以切断或连接指定线路,改变电路连接。
- 观察电路性能变化,分析故障原因或验证设计。
FIB线路编辑需要在SEM下进行,一方面利用SEM进行实时观察,另一方面结合离子束进行精密操作。它需要专业的FIB-SEM系统以及熟练的操作技能。
TEM样品制备
| 半导体薄膜材料 | 半导体器件材料 |
| 金属材料 | 电池材料 |
| 二维材料 | 地质、陶瓷材料 |
| 原位芯片 |
微纳结构制备
使用FIB对材料进行三维重构的3D成像分析也是近年来增长速度飞快的领域。此方法多用于材料科学、地质学、生命科学等学科。三维重构分析目的主要是依靠软件控制FIB逐层切割和SEM成像交替进行，最后通过软件进行三维重构。FIB三维重构技术与EDS有效结合使得研究人员能够在三维空间对材料的结构形貌以及成分等信息进行表征；和EBSD结合可对多晶体材料进行空间状态下的结构、取向、晶粒形貌、大小、分布等信息进行表征。
- 光刻技术:使用紫外光通过掩模板照射光敏材料,产生图案化的微结构。
- 电子束刻蚀:用聚焦电子束直接绘制或刻蚀出微纳结构。
- X射线/紫外光刻蚀:使用X射线或深紫外光的干式刻蚀方法。
- 电化学腐蚀:通过电解的方式来腐蚀硅材料,获得所需形状结构。
- 激光直接写:使用激光照射或激光刻蚀材料,获得各种微结构。
- 压印技术:使用模具在材料表面压印出图案结构。
- 气相沉积:通过气相沉积各种材料形成薄膜或立体结构。
- 自组装技术:利用材料自发形成有序结构的原理自底向上获得纳米结构。
三维重构分析
聚焦离子束 三维重构分析是一种利用聚焦离子束（FIB）技术对材料或器件进行切割、成像和分析的方法，可以获得材料或器件的三维形貌和结构信息。FIB是一种利用高能离子束对样品进行扫描、溅射和沉积的技术，可以实现纳米级别的加工和制备。FIB与扫描电子显微镜（SEM）相结合，可以实现对样品的高分辨率成像和分析。FIB-SEM的原理是利用FIB对样品进行逐层切割，同时用SEM对每一层进行成像，然后将所有的二维图像叠加起来，重构出样品的三维形貌和结构。FIB-SEM的应用领域包括透射电镜（TEM）制样、截面切割表征分析、芯片修补与线路编辑、微纳结构制备等
使用FIB对材料进行三维重构的3D成像分析也是近年来增长速度飞快的领域。此方法多用于材料科学、地质学、生命科学等学科。三维重构分析目的主要是依靠软件控制FIB逐层切割和SEM成像交替进行，最后通过软件进行三维重构。FIB三维重构技术与EDS有效结合使得研究人员能够在三维空间对材料的结构形貌以及成分等信息进行表征；和EBSD结合可对多晶体材料进行空间状态下的结构、取向、晶粒形貌、大小、分布等信息进行表征。
原子探针样品制备
原子探针( AP) 可以用来做三维成像( Atom Probe Tomography，APT) ，也可以定量分析样品在纳米尺度下的化学成分。要实现这一应用的一个重要条件就是要制备一个大高宽比、锐利的探针，针尖的尺寸要控制在100 nm 左右。对原子探针样品的制备要求与TEM 薄片样品很接近方法也类似。首先选取感兴趣的取样位置，在两边挖V 型槽，将底部切开后，再用纳米机械手将样品取出。转移到固定样品支座上，用Pt 焊接并从大块样品切断。连续从外到内切除外围部分形成尖锐的针尖。最后将样品用离子束低电压进行最终抛光，消除非晶层，和离子注入较多的区域。
利用FIB对样品进行逐层切割，同时用SEM对每一层进行成像，然后将所有的二维图像叠加起来，重构出样品的三维形貌和结构。
离子注入
在FIB加工中，离子束注入改性的研究同样是一项基础研究课题。如用高能离子束对单晶硅表面进行轰击，注入足够大时，离子轰击会使试样表层出现空位和非晶化等离子轰击破坏现象。在这一过程中，注入离子会和材料内有序排布的Si原子碰撞，发生能量传递，使原来有序排布的Si原子间变得杂乱无章，表面以下出现非晶层。注入的离子由于碰撞而失能，最后滞留于距表面某一深度范围内。
光刻掩膜版修复
在普通光学光刻中，掩膜版是图形的起源，但是经过长时间使用，掩膜版上的图形会出现损伤，造成光刻后的图形缺陷，掩膜版造价高，如果因为掩膜版上一个小的图形缺陷造成整个掩膜版的失效，重新制备掩膜版，成本高。采用FIB系统可实现掩膜版缺陷定点修复，且方法简便、快捷。透光区域进行缺陷修复时可采用离子沉积并选用沉积C为掩膜版修复材料，遮光区域采用离子溅射并蚀刻遮光缺陷。然而采用FIB对掩膜版进行修补时存在的最大问题就是会导致Ga离子的污染和玻璃透光率的变化导致残余缺陷的产生，这一点可通过RIE和清洗相结合的办法来刻蚀掉具有Ga离子注入表面的玻璃，使其透光率得到恢复。
