DB P-FIB
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技术原理 |
双束聚焦离子电浆显微镜(Dual Beam Plasma FIB, 以下称P-FIB)采用氙离子(Xe+)做为离子源，拥有快速的蚀刻速率，比传统的Ga+ FIB要快上20倍，因此适合应用在大范围的结构上，以较快的时间完成观察定点截面的要求，这是传统Ga+ FIB 所不能达成的。
另外 P-FIB 也配备了电子枪，在削切截面的过程中，可同时以 SEM 方式观察削切的情形，及时判断缺陷的变化。
P-FIB 的应用除了结构的基本观察以外，更可使用在热点或非破坏分析(NDA)之后的分析检测上，比如以thermal emission microscopy、OM、3D x-ray 或SAT 观察到异常之后，便可利用P-FIB 在异常处做截面上的确认，使得P-FIB 在封装与晶片的失效分析上逐渐广泛的运用。
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机台种类 |
闳康科技引进了两款 P-FIB，分别属于 FEI 与 TESCAN，其特点如下：
- Beam current 1.5pA~1.3uA
- Landing Voltage – 2KV ~ 30KV
- Ion beam resolution at coincident point, <25nm @ 30 kV using preferred statistical method
- High-throughput large-area automation
- Cutting area can reach 500um wide and 500um deep
- Extremely fast and precise cross sectioning and material removal
图-1 (a) FEI P-FIB (b) TESCAN P-FIB |
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分析应用 |
为加速分析的结果，P-FIB主要应用于下述产品或结构：
- 5D/3D ICs
- TSV
- C4 bump/interposer/u-bump
- Bond PAD/1st Bond/2nd Bond
- Solder bump/BGA ball
- Chip backside
- MEMS
- Assembly/PCB
图-2 观察 bond pad 与打线 |
图-3 以channel contrast 观察 solder bump |
图-4 CSP 封装的 BGA ball 的观察 |
图-5 C4 bump 截面观察 |
图-6 TSV 截面观察 |
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TESCAN P-FIB特殊功能 |
透过探针接收由电子束打到样品所产生的电流讯号可得到左下EBIC影像。
藉由影像颜色分布判断产品失效位置，蓝点即为 particle或defects。
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图-7 (a)EBIC影像；(b)SE影像
BSE (back scattered electrons) detector对不同材质的样品可以有较强烈的对比。
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图-8 (a)SE影像；(b)BSE影像
Special Detectors：CL. 上图为石材在CL detector中显示的影像，在使用高加速电压(约15-20 KV)下可分辨不同材料分布与位置。
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图-9 (a)CL影像；(b)SE影像
LVSTD (Low Vacuum Secondary TESCAN Detector)：低真空模式可操作在1-500 Pa.使用LVSTD 时须另外安装一特殊aperture减低散射电子对detector造成的伤害，可以观看生物样品(应用在Cooling stage)。
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图-10
Cooling Stage须在低真空模式下使用(仅SEM可用)，每次使用必须换上Cooling stage。
温度可控制在-50 – 70度C， 升降温度速度: ~ 30度C/min。
低真空模式下可使水蒸气保留在腔体中(须设定在-30度C以上)，因此可观察样品变化或结晶过程。
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图-11
Special Detectors：SI. 使用 SI detector 可使影像对比深浅更明显，增加影像立体感。
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图-12 (a)SE影像；(b)SI影像
Rocking stage可全自动旋转 stage 角度，省下许多时间之外，刀痕消除效果相对手动更佳。
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图-13 (a)手动调整角度Polishing；(b) 使用Rocking stage
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