突破性离子束技术提高3D IC及MEMS加工速度

半导体产业长期以来均仰赖于高端聚焦离子束(FIB)工具来切割横截面，以了解纳米级先进芯片制程的细节。然而，要用这些工具来解剖微米和毫米级的MEMS芯片以及采用如过孔硅(TSV)技术的3D堆叠芯片时，可能需要花费长达12小时的时间。现在，工具供应商FEI Co.声称，已经彻底改良了用于3D IC和MEMS的聚焦离子束技术。

“MEMS元件和新一代封装技术，如用于逻辑内存元件的TSV等，对机械操作而言尺寸都太小，但对聚焦离子束来说又过于庞大，”FEI产品营销经理Peter Carleson表示。“要测量微米级的100s功能可能要花费数小时，但通过重新设计Vion使其能处理更大电流，我们可以在这些较大的尺寸上进行处理。”

FEI声称，其新设计的Vion等离子聚焦离子束(PFIB)工具可减少MEMS和3D芯片的成像时间达20倍，就TSV而言，可从原先的10多个小时减少到40分钟以下。这种新工具可以在数分钟内便显示半导体的特征尺寸范围从30纳米到1毫米，而现有的聚焦离子束则工作在5nm左右。

“FEI的Vion PFIB系统提高了加工速度，让我们能够在几分钟内完成分析工作，不像传统FIB需要数小时，”Fraunhofer的元件暨3D整合部门主管Peter Ramm说。

新的Vion聚焦离子束工具是FEI首款纳入等离子源技术的产品，可用于封装和MEMS元件之微米级特性的故障分析。通过使用比微安培还多的电子束电流，等离子能让该工具更快速地进行横截面分析，而采用液态金属离子源的传统聚焦离子束使用的电流则为纳安等级。

除了解构3D堆叠芯片和MEMS元件以外，Vion PFIB系统还可用于凸块、线接合与其他封装级测试和修改的故障分析。


Vion等离子聚焦离子束可将用于3D堆叠的过孔硅(TSV)技术成像时间由12小时缩减到40分钟