Kemunculan teknologi proses canggih seperti interkoneksi tiang tembaga telah secara signifikan mendorong pengurangan tiga dimensi peranti elektronik moden dan peningkatan prestasi dipercepatkan dalam peralatan yang berkaitan. Walau bagaimanapun, kemajuan ini telah memperkenalkan cabaran dalam analisis kegagalan untuk teknologi pembungkusan lanjutan. Bagi aplikasi pembungkusan lanjutan, penyetempatan kegagalan mungkin memerlukan kedalaman pemprosesan melebihi 100 μm, di mana perjuangan Ion Ion Ion (GA⁺) tradisional (FIB) berjuang untuk mencapai lokalisasi kecacatan pesat.
Batasan ini timbul kerana GA⁺ FIB beroperasi pada arus rasuk maksimum ~ 100 nA di bawah 30 keV, yang memerlukan puluhan jam untuk memproses kawasan 500 μm². Sebaliknya, plasma fib (PFIB) menggunakan ion xenon (XE⁺) sebagai sumber ion, menyampaikan arus rasuk maksimum ~ 2.5 μA pada 30 keV-over 20 kali lebih cekap daripada GA⁺ FIB. Terobosan ini membolehkan PFIB mengatasi kesesakan GA⁺ FIB tradisional: pemprosesan kawasan besar yang pesat.
Kajian Kes Permohonan PFIB
① morfologi keratan rentas TSV dan analisis orientasi kristal EBSD
Memanfaatkan kemampuan keratan rentas kelajuan tinggi PFIB, analisis morfologi rentas keratan yang cepat dan tepat boleh dilakukan pada struktur kritikal melalui silikon (TSV) -a dalam pembungkusan maju 2.5D/3D. Pada masa yang sama, analisis orientasi kristal keratan rentas boleh dijalankan menggunakan probe difraksi backscatter luaran (EBSD), seperti yang digambarkan dalam Rajah 1.
*Rajah 1.
b) Analisis EBSD (pemetaan IPF-y) (imej ihsan: Thermo Fisher Scientific).*
② Penyediaan sampel TEM ultra-tipis besar untuk NAND 3D (pensampelan planview)
Satu lagi fungsi kritikal PFIB ialah penyediaan sampel mikroskopi transmisi ultra-tipis (TEM) besar. GRGTest kini mencapai penyediaan sampel TEM khusus tapak dengan panjang dan lebar melebihi 50 μm, memenuhi keperluan untuk pemerhatian TEM resolusi atom.
*Rajah 2. Aliran proses untuk penyediaan sampel TEM ultra-nipis kawasan besar (sampel: 3D nand; saiz pengekstrakan planview ~ 50 μm):
a) penggilingan parit; b) angkat dan pengekstrakan; c) Pindahkan ke grid TEM; d) penipisan akhir.*
Keupayaan perkhidmatan PFIB GRGTest
Sistem PFIB di Makmal Ujian dan Analisis Wuxi IC GRGTest adalah sistem Thermo Fisher Scientific Helios 5 PFIB yang canggih, yang kini merupakan platform XE-FIB yang paling maju di pasaran. Ia mencapai resolusi pengimejan SEM di bawah 1 nm, dengan prestasi rasuk ion yang dioptimumkan dan automasi berbanding dengan pendahulunya (Helios G4 Dualbeam). Dilengkapi dengan nanomanipulator, sistem suntikan gas (GIS), dan probe spektroskopi sinar-X (EDX), PFIB GRGTest menangani kedua-dua keperluan analisis kegagalan semikonduktor asas dan maju.