微電子技術的全能利器

FIB-SEM雙束系統結合了聚焦離子束（FIB）與掃描電子顯微鏡（SEM）的雙重功能，代表了高端技術裝備的最新發展。該系統將電子束的高分辨率成像與離子束的精細加工能力合二為一，使科研人員和工程師能夠深入探索微電子器件的內部結構和性能，為創新器件的研發和制造提供關鍵的技術支持。

FIB-SEM雙束設備實物圖

FIB-SEM雙束設備內部示意圖

FIB-SEM雙束系統的核心優勢在于其能夠同時執行FIB和SEM的操作。金鑒實驗室的系統能夠在FIB微加工過程中實現SEM的實時監控，整合了電子束的高分辨率成像和離子束的精確加工能力。FIB技術通過物理濺射和化學氣體反應，有選擇性地進行蝕刻或沉積金屬和絕緣材料，而SEM則提供清晰的圖像，便于進行觀察和分析。

1.高精度截面分析技術

金鑒實驗室利用FIB技術，能夠精確地觀察器件的特定微觀區域的截面，生成高清晰度的圖像。這項技術不受材料的限制，并且在蝕刻過程中可以實時使用SEM進行監控。截面分析是FIB技術的一項常見應用，其刻蝕的精確度極高，整個制樣過程中試樣受到的應力較小，確保了截面的完整性。

FIB-SEM雙束系統制作并觀測的芯片斷面圖

2.TEM樣品制備的精細工藝

透射電子顯微鏡（TEM）因其極高的分辨率而對樣品制備有著嚴格的要求。FIB技術以其精細的加工能力，成為制備TEM樣品的理想選擇。金鑒實驗室的FIB-SEM雙束系統能夠精確地制備TEM樣品，通過精確的定位、鍍層、樣品挖開、提取、放置在銅網上，以及最終的離子束減薄，確保樣品厚度低于100nm，以適應TEM的觀察需求。

FIB-SEM雙束系統制備TEM樣品的過程

3.芯片線路修復的高效方案

在芯片制造過程中，FIB-SEM雙束系統提供了一種高效的線路修復方案。利用FIB的精確蝕刻和沉積金屬膜及絕緣層的能力，可以對線路連接進行修改，顯著縮短反饋周期并降低成本。GIS（氣體注入系統）在線路修復中發揮著關鍵作用，合適的輔助氣體可以顯著提升效率和成功率。

FIB-SEM雙束系統線路修補圖

線路修復的挑戰與策略

線路修復的難點在于制定修復計劃和精確的定位、蝕刻。金鑒實驗室借助CAD工具，有效解決了定位問題以及可能對其他金屬線造成的傷害。此外，線路修復工程量大，蝕刻的容錯率低，要求操作者對芯片操作點位置有深入了解，熟練掌握FIB操作，并具備敏銳的觀察力和持久的耐心。