Language
Country/Area
No result found
為何聚焦離子束（FIB）技術在半導體行業中如此重要？
聚焦離子束（FIB）技術是當今半導體業界不可或缺的工具之一。它不僅在材料科學中得到廣泛應用，近年來更是在生物領域中展現出其潛力。FIB設備的外觀類似於掃描電子顯微鏡（SEM），不過其使用的是聚焦的離子束，而非電子束。這種技術的發展使得科學界能夠實現對於材料的特定分析、沉積和去除加工的控制。
離子束源及其原理
在目前最廣泛使用的聚焦離子束系統中，液態金屬離子源（LMIS）尤為流行，尤其是鎵離子源。鎵金屬被加熱，使其濕潤釩針的表面，流至針尖，並形成尖銳的插頭。在這種高電場的作用下，鎵原子被電離並進入樣品上。這一過程使得聚焦離子束可以形成小至幾納米的點。
FIB系統經過大約二十年的商業化生產，主要針對大型半導體製造商。
FIB技術在半導體行業的應用
傳統上，FIB技術在半導體行業中的主要用途包括缺陷分析、電路改造、光掩模修復和傳輸電子顯微鏡（TEM）樣本的準備。隨著高解析度成像技術的發展，FIB已經能夠以約5納米的分辨率進行成像，即使是非導體樣品也可以借助低能電子槍進行充電中和，從而實現成像和加工。
FIB成像技術的優勢
使用FIB進行成像的時候，次級電子和次級離子的圖像模式提供了許多優勢。FIB的次級電子圖像可顯示強烈的晶粒取向對比，能夠不經過化學蝕刻而顯示晶粒形貌。此外，FIB還能夠用於研究金屬在氧存在下的腐蝕情況，顯示出與電子顯微鏡相比來的更強的化學信息。
FIB的次級電子成像技術不會改變用於標記蛋白質的螢光探針信號，使得FIB次級電子圖像可以與螢光顯微鏡的圖像進行相關性分析。
結構加工與沉積
FIB技術還可以用於納米和微米級別的材料機械加工，這使得FIB不僅僅是一個成像工具，而是成為一個強大的微納米加工工具。通過控制離子束的特徵，FIB能夠精確地去除或實現材料的局部沉積。沉積時，氣體如六羰基鎢（W(CO)6）被引入真空室中，透過離子束的作用進行化學氣相沉積，生成合金材料以保護基材。
傳輸電子顯微鏡樣品的準備
FIB的另一項重要應用是在傳輸電子顯微鏡（TEM）樣品的準備上。TEM技術需要樣品非常薄，通常在100納米以下。FIB的納米級解析度使得研究人員能夠精確地選擇欲分析的特定區域，對於集成電路的故障分析極為重要。
FIB的歷史與未來發展
聚焦離子束技術自1975年起開始商業化，最初基於場發射技術。隨著電場與磁場技術發展，FIB現在能夠使用掺雜的元素進行樣品加工，這對於磁性材料的研究特別重要。這表明FIB未來的發展潛力巨大。
在半導體技術日新月異的背景下，聚焦離子束的應用將持續擴展，為未來的材料準備和分析提供更為精確的工具。面對日益複雜的材料需求，FIB技術究竟將如何影響半導體行業的演變與發展呢？
