FIB技術：納米級加工與分析的利器

在現代科技的微觀世界中，材料的精確加工和分析是推動創新的關鍵。聚焦離子束（FIB）技術正是在這樣的需求下應運而生，它提供了一種在納米尺度上對材料進行精細操作的能力，成為微電子和納米技術領域中不可或缺的工具。

微米級缺陷樣品截面制備

FIB技術的原理

FIB技術的核心在于使用鎵（Ga）或銦（In）等材料作為離子源，通過靜電透鏡系統將這些元素離子化并聚焦成細小的離子束。這一束可以非常精確地掃描樣品表面，進行微米甚至納米級別的加工。離子束的能量和精確度使其能夠進行復雜的微納加工，包括切割、蝕刻、沉積和透射電鏡（TEM）樣品制備等。

FIB技術的應用方式

FIB技術的應用非常廣泛，它可以通過調整束流強度來適應不同的應用需求。在低束流條件下，FIB可以作為掃描離子顯微鏡使用，提供高分辨率的表面成像。而在高束流條件下，FIB則能夠進行高效的材料去除或沉積，用于芯片電路的修改和制作局部剖切面，這對于半導體行業的芯片制造和修復至關重要。

FIB加工過程

FIB加工過程涉及精確控制離子束的能量和強度，以及輔助氣體的種類和流量。通過離子束與材料的相互作用，可以實現材料的去除或沉積。在加工過程中，首先使用大束流條件快速去除大量材料，形成階梯剖面。隨后，通過適中的離子束流進行精細加工，清理表面。最后，使用小束流對剖面進行拋光，并通過FIB的最小束流進行掃描，利用二次電子或二次離子成像技術來分析剖面中的缺陷。

FIB分析應用

FIB剖面制樣技術在元器件失效分析、生產線工藝異常分析、集成電路（IC）工藝監控等領域發揮著重要作用。在分析電路設計錯誤、制作缺陷、低成品率原因以及改進電路制造過程控制時，FIB技術可以在可疑的器件位置制作剖面，以便觀察和分析缺陷。這種技術的應用大大提高了故障分析的效率和準確性。

FIB技術的特點

FIB技術的特點在于其高精度和多功能性。它能夠利用高強度聚焦離子束對材料進行納米加工，并配合掃描電鏡（SEM）等高倍數電子顯微鏡實時觀察，成為納米級分析、制造的主要方法。FIB技術的應用不僅限于半導體行業，還擴展到了材料科學、生物醫學、納米技術等多個領域。

FIB應用領域

FIB技術在多個領域的應用不斷擴展。在IC生產工藝、產品表面缺陷分析、薄膜結構觀察和透射電鏡樣品制備等方面，均提供專業的FIB服務，確保客戶在各個環節都能獲得精準的測試與分析結果。

1. IC生產工藝：FIB在IC生產工藝中可以修正微區電路蝕刻錯誤，實現電路修改，精度可達5nm。

2. 產品表面缺陷分析：FIB可以準確定位切割，制備缺陷位置截面樣品，觀察缺陷與基材的界面情況。

PCB電路斷裂位置，利用離子成像觀察銅箔金相

3. 薄膜結構觀察：FIB可以切割制樣，觀察薄膜的結構、與基材的結合程度。

4. 透射電鏡樣品制備：FIB可以制備出厚度約100nm的超薄樣品，用于透射電鏡分析。

結論

聚焦離子束（FIB）技術是一種強大的納米級加工與分析工具，它在微電子和納米技術領域中發揮著重要作用。Dual Beam FIB-SEM業務，包括透射電鏡(TEM)樣品制備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等，進一步擴展了FIB技術的應用范圍。通過FIB技術，研究人員和工程師能夠深入理解材料的微觀結構和缺陷，從而優化設計和制造過程，提高產品的性能和可靠性。隨著技術的不斷進步，FIB技術在納米加工和分析領域的應用將更加廣泛和深入，為科技創新提供強有力的支持。