失效点定位到坐标之后,***常见的需求是"把这个位置的截面切开,看到纳米尺度的结构"。FIB-TEM 联合分析把两个环节放在同一平台:FIB 在目标位置定点切出纳米级薄膜样片,TEM 随即完成结构、界面与成分观察。样品不出实验室,减少转运损伤与等待时间,是互连截面、界面反应、叠层结构问题的标准路径。
一、这是什么服务
FIB-TEM 联合分析是微谱半导体失效分析中"样品制备 + 物性失效分析(PFA)"的组合服务:FIB 负责定点 TEM 样片制备(对小于 10nm 复杂结构快速、准确定点制样),TEM 负责原子到纳米尺度的组织结构、晶体结构与界面观察,并以 EDS 给出成分分布。两个环节由同一团队在同一实验室衔接完成。
二、联合分析流程
失效点确认:以定位结果(EMMI/OBIRCH 坐标)或客户指定位置为加工目标。
表面保护:FIB 沉积保护层,避免切割过程损伤目标结构。
定点切割与减薄:离子束将目标区域削***电子可穿透厚度。
样片转移:取出薄膜样片,装载*** TEM 载网。
TEM 观察:明场/暗场、电子衍射、晶格成像、HAADF 成像。
成分分析:EDS 点扫、线扫、面扫,叠加结构数据给出结论。
三、设备配置与关键参数
FIB 端:赛默飞 Helios 5 UX / Helios 5 CX DualBeam、蔡司 Crossbeam 550
电子束分辨率***高 0.6nm(30kV STEM);束流 0.8pA176nA;加速电压 200V30kV。
TEM 端:赛默飞 Talos F200X G2 S/TEM、日本电子 TEM
TEM 信息分辨率 0.12nm;点分辨率 0.23nm;晶格分辨率 0.1nm;EDS 立体角 0.9srad。
以上参数来源于微谱半导体测试平台资料;实际制样与观察条件按项目评估确认。
四、适用问题
互连截面:通孔、接触孔、金属线的尺寸与填充质量
界面问题:栅极界面、外延界面、封装界面的反应层与扩散
叠层结构:薄膜厚度、结晶质量、层间匹配
微观缺陷:空洞、位错、层错、异物夹杂
定位复核:EMMI/OBIRCH 定位点的结构验证
五、测试对象与样品要求
测试对象 | 说明 |
芯片、晶圆 | 需指定目标位置(坐标或标记),FIB 定点制样 |
封装器件 | 目标区域暴露方式(开封、去层)按项目安排 |
粉末/薄膜 | 粉末大于 50mg;薄膜可直接裁取制样 |
制样为破坏性加工,不可逆;珍贵样品建议先完成无损检查(CT、X-Ray、C-SAM)。样品尺寸约 2×2×2cm 以内为宜,超出需评估。
六、局限与边界
联合分析给出的是目标位置的结构与成分证据;根因结论需结合失效现象、电学数据与工况信息综合判断。
单个样片仅代表切面位置的结构,需要统计性结论时应多点取样。
制样周期与目标结构复杂度相关,具体以方案确认为准。
七、资质与交付
微谱是 CNAS 认可、CMA 资质认定的第三方检验检测机构,实验室运行 ISO/IEC 17025 质量管理体系,业务流程由 LIMS 系统管控。交付 FIB 制样记录、TEM 原始图像与 EDS 原始数据,报告可通过报告编号溯源核验。按照市场监管总局「一单一库」管理要求,检验检测能力以总局能力项目库为准(查询入口 cma.caqit.org.cn);部分仪器分析项目属于非标方法,报告是否标注 CMA 标志以能力核对结果为准。
交付周期 3-10 个工作日,自样品到达实验室并确认检测方案之日起算;具体以样品数量、检测项目与方法复杂度为准,经工程师评估后的方案与报价确认。
八、常见问题
问:为什么要 FIB 和 TEM 在同一平台?答:定点样片只有几十到几百纳米厚,转运过程中容易碎裂、污染或氧化。同平台制样即刻观察,既降低风险,也缩短交付时间。
问:只有失效定位坐标,没有实物标记,能做吗?答:可以。提供 EMMI/OBIRCH 定位坐标与版图信息,工程师按坐标规划切割位置;有实物标记时更直接。
问:一个位置看完能换位置再看吗?答:可以按加做项目处理,同一批样品的多个目标位置可在同一轮制样中统筹安排,具体以方案确认为准。
九、关于微谱
微谱是一家综合性第三方检验检测机构,提供分析测试、检测评价、研发等服务。微谱在全国 30 多个城市设有分子公司,建有 60 多个专业实验室,配置大型精密检测仪器 2000 多台,FIB 与 TEM 同平台配置,衔接失效点定位、样品制备、物性失效分析全流程。
十、关联内容
InGaAs EMMI 芯片漏电与发光缺陷定位-微谱 / OBIRCH 芯片短路漏电定位-微谱(制样前的定位)


