Pojawienie się zaawansowanych technologii procesowych, takich jak wzajemne połączenia filarów miedzianych, znacznie napędzało trójwymiarową miniaturyzację nowoczesnych urządzeń elektronicznych i przyspieszone ulepszenia wydajności w powiązanym sprzęcie. Jednak postęp ten wprowadził wyzwania w analizie awarii dla zaawansowanych technologii pakowania. W przypadku zaawansowanych zastosowań opakowań lokalizacja awarii może wymagać głębokości przetwarzania przekraczającej 100 μm, gdzie tradycyjny jon galu (GA⁺) zorientowany na wiązkę jonów (FIB) stara się osiągnąć szybką lokalizację defektów.
Ograniczenie to powstaje, ponieważ GA⁺ FIB działa przy maksymalnym prądu wiązki ~ 100 na poniżej 30 keV, wymagając dziesiątek godzin do przetworzenia powierzchni 500 μm². W przeciwieństwie do tego, FIB w osoczu (PFIB) wykorzystuje jony ksenonowe (xe⁺) jako źródło jonów, dostarczając maksymalny prąd wiązki ~ 2,5 μA przy 30 keV-over 20 razy bardziej wydajny niż GA⁺ FIB. Ten przełom umożliwia PFIB przezwyciężenie wąskiego gardła tradycyjnego GA⁺ FIB: szybkie przetwarzanie dużego obszaru.
Studia przypadków aplikacji PFIB
① Morfologia przekrojowa TSV i analiza orientacji kryształów EBSD
Wykorzystując szybką zdolność przekroju o dużej objętości PFIB, szybką i precyzyjną analizę morfologii przekrojowej można przeprowadzić na strukturze krytycznej w opakowaniu zaawansowanym 2,5D\/3D. Jednocześnie analiza orientacji kryształów przekroju można przeprowadzić przy użyciu zewnętrznej sondy dyfrakcyjnej rozproszenia elektronów (EBSD), jak pokazano na rycinie 1.
*Rysunek 1. A) Obraz SEM przekroju TSV (SILICON przez SILICON przez), kluczową strukturę w opakowaniu zaawansowanym 2.5D\/3D;
b) Analiza EBSD (mapowanie IPF-y) (zdjęcia uprzejmości: Thermo Fisher Scientific).*
② Ultra-cienkie przygotowanie próbki na duży obszar do 3D NAND (PlanView Sampling)
Inną krytyczną funkcją PFIB jest przygotowanie ultra-cienkich próbek mikroskopii elektronowej (TEM) na dużym obszarze. GRGTEST osiąga teraz przygotowanie próbki TEM specyficzne dla miejsca z długościami i szerokościami przekraczającymi 50 μm, spełniając wymagania dotyczące obserwacji TEM w rozdzielczości atomowej.
*Rysunek 2. Przepływ procesu dla ultra-cienkiego przygotowania próbki TEM (próbka: 3D NAND; PlanView Rozmiar ekstrakcji ~ 50 μm):
a) mielenie rowów; b) wyciąganie i ekstrakcja; c) przeniesienie do siatki TEM; D) Ostateczne przerzedzenie.*
GRGTEST PFIB Usługa
System PFIB w laboratorium testowania i analizy GRGTEST jest najnowocześniejszym systemem PFIB Thermo Fisher Scientific Helios 5, obecnie najbardziej zaawansowaną platformą XE-FIB na rynku. Osiąga rozdzielczość obrazowania SEM poniżej 1 nm, z zoptymalizowaną wydajnością wiązki jonowej i automatyzacji w porównaniu z jej poprzednikiem (Helios G4 Dualbeam). Wyposażony w sondę Nanomanipulator, System W Intection Gas System (GIS) i sondę spektroskopii rentgenowskiej (EDX), PFIB GRGTEST zajmuje się zarówno podstawowymi, jak i zaawansowanymi potrzebami analizy awarii półprzewodników.