关于SEMTEMFIB的信息

借助FIB、TEM、SEM等显微分析技术的4nm先进制程芯片解剖

随着集成电路制造工艺的不断优化，先进制程芯片内部结构日益复杂。本文聚焦于一款最新上市的4nm芯片，通过透射电子显微镜（TEM）、双束聚焦离子束（DB FIB）和扫描电子显微镜（SEM）等先进显微分析技术，从封装到晶圆级，对芯片的关键工艺结构、材料成分和关键尺寸信息进行了全面解析。首先，进行芯片的无损分析。

FIBSEM： 原理：结合离子束和扫描电子显微镜，实现微区成像、分析和操纵。 定位与分析方法：通过FIB进行精确定位切片，再用SEM观察切片结构，深入研究和定位芯片问题，对于确定具体原因具有重要作用。这些技术各自具有独特的优势，可以相互补充，共同构成完整的芯片漏电点定位及分析解决方案。

设备概述：FIB设备是芯片解密过程中的关键仪器，它利用静电透镜聚焦的高能量镓离子，通过高压电场加速后撞击试片表面，实现亚微米级别的解析度。型号与参数：以FEI DualBeam 820为例，这是一款集FIB与SEM为一体的双束设备，具有7纳米的精准分辨率，支持FIB聚焦离子束切割修改与SEM电子束影像观察。

聚焦离子束（FIB）在芯片制造领域的应用广泛，它结合了透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等技术的优势，提供高级和精确分析。FIB技术的基础在于使用金属离子的聚焦束，与SEM类似，但使用离子束代替电子束，适用于新材料、结构和系统的微型化分析。

截面分析通过FIB溅射刻蚀功能实现定点切割，观察横截面的形貌尺寸，并结合EDS等分析技术，用于芯片、LED等的失效分析。在TEM样品制备中，FIB-SEM采用非提取法和提取法，确保样品质量。三维原子探针样品制备要求与TEM薄片样品类似，通过连续切割和SEM成像实现三维重构分析。

聚焦离子束扫描电子显微镜FIB-SEM的工作原理及其应用

1、FIB-SEM工作原理涉及液态镓（Ga）离子源的使用，Ga加热后向下流至钨针尖端，形成尖端半径约为2 nm的锥形体。Ga离子在针尖处因电场力作用电离并发射出来，通过静电透镜聚焦在样品上并进行扫描，与样品发生相互作用，收集产生的信号，实现样品的精细加工和显微分析。

2、FIB的工作原理是电透镜将离子束聚焦成一个微小的切割工具，通过电场驱动和聚焦过程，实现对材料的蚀刻、沉积和离子注入等精密操作。离子束成像提供5纳米级的分辨率，揭示材料表面的微观细节，而离子束蚀刻则以极高的精度实现选择性切割。

3、聚焦离子束（FIB）在芯片制造领域的应用广泛，它结合了透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等技术的优势，提供高级和精确分析。FIB技术的基础在于使用金属离子的聚焦束，与SEM类似，但使用离子束代替电子束，适用于新材料、结构和系统的微型化分析。

4、离子束的聚焦与偏转通过静电透镜及偏转装置实现，以实现对样品的可控扫描。样品加工是通过加速的离子轰击，使样品表面原子发生溅射实现，同时产生的二次电子和二次离子被相应探测器收集用于成像。常见的双束设备包括电子束与离子束以特定角度安装，样品可在共心高度位置实现电子束成像与离子束加工。

SEM和FIB之间的区别

1、FIB带有SEM功能；FIB另外的功能就是微纳加工。

2、FIB-SEM双束系统可同时使用离子束或电子束成像，但具体条件有一定差别。在FIB-SEM双束系统中，离子束主要功能有离子束成像、切割、沉积/增强刻蚀，而电子束则主要用于观察离子束加工位点的截面和表面。

3、FIBSEM： 原理：结合离子束和扫描电子显微镜，实现微区成像、分析和操纵。 定位与分析方法：通过FIB进行精确定位切片，再用SEM观察切片结构，深入研究和定位芯片问题，对于确定具体原因具有重要作用。这些技术各自具有独特的优势，可以相互补充，共同构成完整的芯片漏电点定位及分析解决方案。

芯片解密需要用到的FIB简介

设备概述：FIB设备是芯片解密过程中的关键仪器，它利用静电透镜聚焦的高能量镓离子，通过高压电场加速后撞击试片表面，实现亚微米级别的解析度。型号与参数：以FEI DualBeam 820为例，这是一款集FIB与SEM为一体的双束设备，具有7纳米的精准分辨率，支持FIB聚焦离子束切割修改与SEM电子束影像观察。

应用范围：FIB在芯片解密领域中的应用主要体现在微线路修改、测试键生长、纵向解剖与VC电势对比测试等方面。微线路修改功能可直接对金属线进行切断、连接或跳线处理，相较于传统的流片验证方法，FIB工具的使用在时间和成本上具有显著优势。

在现代科技的精密战场上，芯片解密手法如同精密手术，FIB（Focused Ion Beam）作为其中的重要工具，以其独特的能力在电路修改中发挥着关键作用。它不仅用于线路修补和验证，更是缩短研发周期，降低成本的得力助手。电路修改的艺术/ 封装后的芯片，为了功能测试，有时需要连接特定线路。

芯片解密过程涉及多步骤的技术操作。首先，侵入型攻击的第一步是揭开芯片封装，即“开盖”或“DECAP”。通常有两种方法：一是完全溶解芯片封装，二是仅移除硅核上方的塑料封装。第一种方法需要将芯片固定在测试夹具上，并利用绑定台进行操作。第二种方法则较为简便，适合在家庭环境中完成。

另一种常见的解密方式是使用FIB（聚焦离子束）技术。通过物理手段破坏芯片内部的保护逻辑，保留其他电路，然后使用标准烧录器读取程序。这种方法最大的挑战在于识别和破坏保护逻辑电路。一些低端FIB设备从测试领域流入解密行业，使得这种方法越来越受欢迎。目前，FIB修改是解密的主要手段。

一文读懂FIB-SEM原理及应用

1、FIB-SEM系统工作原理中，离子镜筒采用液态镓(Ga)离子源，Ga元素的低熔点和低蒸气压特性使其易于获得高密度束流，适用于刻蚀多种材料。当Ga加热后，形成尖端半径约2nm的锥形体，随后的巨大电场使Ga原子电离并发射出来，形成离子束。

2、FIB-SEM工作原理涉及液态镓（Ga）离子源的使用，Ga加热后向下流至钨针尖端，形成尖端半径约为2 nm的锥形体。Ga离子在针尖处因电场力作用电离并发射出来，通过静电透镜聚焦在样品上并进行扫描，与样品发生相互作用，收集产生的信号，实现样品的精细加工和显微分析。

3、FIB-SEM双束系统可同时使用离子束或电子束成像，但具体条件有一定差别。在FIB-SEM双束系统中，离子束主要功能有离子束成像、切割、沉积/增强刻蚀，而电子束则主要用于观察离子束加工位点的截面和表面。

FIB-SEM聚焦离子束显微镜

FIB-SEM聚焦离子束显微镜 基础知识 FIB-SEM(Scanning Electron Microscope-Focused Ion Beam)，又称为双束电镜（DB， Dual Beam），它集电子束与离子束于一体，具备沉积、加工与成像三大功能。

聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）双束系统结合了聚焦离子束（FIB）和扫描电子显微镜（SEM）功能，成为集微区成像、处理和分析于一体、操纵为一体的分析仪器，在物理、化学、生物、新材料、农业、环境及能源等领域广泛应用。

聚焦双束场发射扫描电子显微镜（FIB-SEM），融合了扫描电子显微镜（SEM）与聚焦离子束（FIB）技术，由Zeiss公司制造，型号为Crossbeam 350。其样品台类型为6轴电动超共心，通过SmartSEM用户界面操控，配合双操纵杆控制箱进行操作。