器件里某一条互连线、某一个接触孔出了问题,要在准确位置切出截面或取出薄膜样片,靠手工研磨做不到定点。FIB(聚焦离子束)用离子束在目标位置直接切削和沉积,完成定点截面切割、定点 TEM 样品制备、微区加工与线路修补。它衔接失效点定位与 TEM 观察,是半导体失效分析链条中的关键一环。
一、这是什么服务
FIB 同时具备切削与沉积能力:离子束把目标区域逐层削开,得到平整截面;也可从目标位置取出纳米级薄膜样片(定点 TEM 制样),或沉积金属做线路修补。微谱配置赛默飞 Helios 5 系列双束电镜与蔡司 Crossbeam 550,FIB 亦列于微谱样品制备与线路修补服务项目。
二、设备配置
赛默飞 Thermo Scientific Helios 5 UX DualBeam
赛默飞 Thermo Scientific Helios 5 CX DualBeam
蔡司 Crossbeam 550
三、关键参数
Helios 5 UX DualBeam
参数 | 指标 |
电子束分辨率 | 30kV STEM 0.6nm;1kV 0.7nm;500V 1.0nm(ICD) |
电子束流范围 | 0.8pA~100nA |
加速电压范围 | 350V~30kV |
着陆能量范围 | 20eV~30keV |
***大水平视场宽度 | 4mm 工作距离下 2.3mm |
Helios 5 CX DualBeam
参数 | 指标 |
电子束分辨率 | 30kV STEM 0.6nm;15kV 0.6nm;1kV 1.0nm(减速模式 0.9nm) |
电子束流范围 | 0.8pA~176nA |
加速电压范围 | 200V~30kV |
着陆能量范围 | 20eV~30keV |
***大水平视场宽度 | 4mm 工作距离下 2.3mm |
四、能做什么项目
定点 TEM 样品制备(对小于 10nm 复杂结构快速、准确定点制样)
定点截面切割与截面观察
微区表面微加工与元素沉积
三维重构
线路修补(列于微谱半导体失效分析服务项目)
FIB 包机时服务
五、测试对象与项目
测试对象 | 可开展的项目 |
芯片、晶圆 | 定点截面、定点 TEM 制样、线路修补 |
分立器件、封装结构 | 界面截面切割、键合区微观加工 |
材料样品 | 微区加工、三维重构、高分辨成像 |
六、适用样品
粉末样品大于 50mg;块状样品约 2×2×2cm(超出需评估切割)。
制样前的失效点定位结果(坐标、标记)有助于提高定点效率,建议一并提供。
具体取样位置与加工深度按项目确认。
七、局限与边界
FIB 制样为破坏性加工,加工区域材料被去除,不可逆;珍贵样品建议先完成非破坏性检查(NDT)与失效点定位。
加工区域尺寸与深度有限,大范围解剖需结合研磨、化学腐蚀等其他样品制备手段(微谱配置激光开封机、精研一体机、电解双喷减薄仪等)。
样品需适合真空环境,含挥发性物质者按项目评估前处理。
八、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。分析测试交付原始数据与谱图,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。
九、常见问题
问:FIB 制样和普通研磨制样怎么选?答:需要**到特定互连线、接触孔等微区位置时用 FIB;只需要大范围截面且精度要求在微米级时,精研一体机等手段更经济。微谱两类手段都有,按目标选择。
问:制完的 TEM 样片能直接观察吗?答:可以。微谱 FIB 与 TEM 同平台配置,定点制样后可直接转入 TEM 观察,避免样片转运带来的风险,见 FIB-TEM 联合分析页面。
问:样品会被破坏吗?答:FIB 加工区域不可逆。如样品**,建议先完成 CT、X-Ray、C-SAM 等无损检查和失效点定位,把加工位置规划好再动手。
十、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,样品制备环节配置化学腐蚀、RIE、激光开封机、CP、精研一体机、电解双喷减薄仪与 FIB,可按失效分析需要组合使用。
十一、关联内容
FIB-TEM 联合分析-微谱(从定点制样到原子尺度观察的一站式组合)
InGaAs EMMI 芯片漏电与发光缺陷定位-微谱(制样前的定位环节)


