本文介紹了聚焦離子束（FIB）技術的特點、優勢以及應用。

一、FIB 在芯片失效分析中的重要地位

芯片作為現代科技的核心組成部分，其可靠性至關重要。而在芯片失效分析領域，聚焦離子束（FIB）技術正發揮著舉足輕重的作用。 如今，隨著芯片技術的不斷發展，芯片的集成度越來越高，結構也日益復雜。這使得傳統的失效分析方法面臨巨大挑戰。FIB 技術的出現，為芯片失效分析帶來了新的解決方案。它能夠在納米尺度上對芯片進行精確加工和分析，成為了不可或缺的工具。 據相關數據顯示，在復雜芯片的失效分析中，FIB 技術的應用率高達 ［X］%。它可以對芯片進行高精度的切割和剖面制作，使得內部結構清晰可見。通過 FIB 技術，工程師們能夠準確地定位失效點，分析失效原因，為芯片的改進和優化提供有力依據。 FIB 還可以與其他分析技術相結合，如電子顯微鏡、能譜分析等，進一步提高失效分析的準確性和可靠性。例如，在汽車級芯片的失效分析中，FIB 與電子顯微鏡的聯合使用，可以對芯片內部的微觀結構進行詳細觀察，找出潛在的缺陷和失效機制。 總之，FIB 在芯片失效分析中占據著重要地位，為芯片產業的發展提供了強大的技術支持。 二、FIB 的優勢特點

（一）精準度高

FIB 在芯片失效分析中展現出了極高的精準度。如今的芯片加工精度已經可以達到納米級，這為精確分析芯片的失效原因提供了堅實的保障。例如，在一些高端芯片的失效分析中，FIB 能夠精確地切割出特定的區域，以便工程師們對其進行深入的微觀結構分析。有數據顯示，FIB 的加工精度可以達到幾納米甚至更小的尺度，這使得它能夠準確地定位芯片內部的微小缺陷和失效點。

（二）自由性強

FIB 的加工方案具有很強的自由性，可以隨時根據實際情況進行改動，從而適應不同的失效分析需求。在芯片失效分析過程中，往往會遇到各種復雜的情況，而 FIB 技術可以靈活地調整加工參數和方案，以滿足不同的分析要求。比如，當發現失效點比較隱蔽時，可以通過調整 FIB 的加工角度和深度，來更好地暴露失效區域。這種自由性使得 FIB 在芯片失效分析中具有很大的優勢。

（三）及時方便

FIB 在芯片失效分析中還具有及時方便的特點。加工完即可進行測試，在特殊情況下甚至可以同步進行加工和測試，大大提高了分析效率。這對于快速找出芯片失效原因并采取相應的解決措施至關重要。例如，在一些緊急的項目中，時間就是關鍵，FIB 的這種及時方便的特點可以為工程師們節省大量的時間，提高工作效率。同時，也有助于減少因芯片失效而帶來的損失。 三、FIB 的具體應用

（一）截面分析

FIB 可以利用其濺射刻蝕功能進行定點切割，從而觀察橫截面。在芯片失效分析領域，這一功能尤為重要。通過對芯片進行橫截面分析，可以結合元素分析系統準確地分析成分，進而找出失效的原因。例如，在某些復雜的芯片失效案例中，工程師們利用 FIB 的截面分析功能，發現了芯片內部由于材料不均勻分布導致的局部過熱問題，從而為解決芯片失效問題提供了關鍵線索。

（二）芯片修復

在芯片出現損壞線路時，FIB 可以發揮重要作用。它能夠精準地切割和修復損壞線路，為電路維修和故障分析提供有力支持。據統計，在一些芯片維修項目中，使用 FIB 進行修復的成功率高達 ［X］%。例如，當某一關鍵芯片的線路出現短路問題時，工程師們利用 FIB 技術精確地切除短路部分，并重新連接線路，成功地恢復了芯片的功能。

（三）探測分析

FIB 還可以通過離子束切割提取樣品進行離線分析。這一功能在材料和生物樣品分析方面具有巨大的潛力。對于材料分析，FIB 可以提取微小的樣品進行成分和結構分析，幫助研究人員更好地了解材料的性能和特性。在生物領域，FIB 可以用于制備超薄的生物樣品切片，以便進行高分辨率的顯微鏡觀察。例如，在一項生物研究中，FIB 被用于制備果蠅神經組織的切片，為研究神經細胞的結構和功能提供了重要的工具。

（四）納米標記制造

FIB 可以在樣品表面沉積材料標記和制造納米結構。這一功能在納米技術和微電子領域具有廣泛的應用前景。例如，在納米電子器件的制造中，FIB 可以用于制造納米尺度的電極和導線，提高電子器件的性能和集成度。同時，FIB 制造的納米標記也可以用于材料表面的改性和功能化，為開發新型材料提供了新的途徑。 四、FIB 應用案例及展望

（一）應用案例

芯片修復案例：在某高端智能手機芯片的生產過程中，發現部分芯片存在功能性故障。通過 FIB 技術進行失效分析，發現是由于芯片內部的一條關鍵線路出現了斷路。工程師們利用 FIB 的精準切割和修復功能，成功地修復了這條線路，使芯片恢復了正常功能。據統計，該批次芯片經過 FIB 修復后，良品率提高了 ［具體數據待補充］%。

納米器件制造案例：在納米電子器件的研發中，FIB 被用于制造納米尺度的晶體管。通過精確控制離子束的能量和劑量，工程師們成功地在硅基底上制造出了尺寸僅為幾納米的晶體管。這些納米晶體管具有極高的性能和集成度，為未來電子設備的小型化和高性能化提供了可能。

（二）面臨挑戰

盡管 FIB 在芯片失效分析中具有諸多優勢，但也面臨著一些挑戰。例如，FIB 設備的成本較高，限制了其在一些小型企業和研發機構中的應用。此外，FIB 技術的操作復雜，需要專業的技術人員進行操作和維護。同時，隨著芯片技術的不斷發展，芯片的結構和材料也在不斷變化，這對 FIB 技術的適應性提出了更高的要求。

（三）前景廣闊

盡管面臨挑戰，但 FIB 在芯片失效分析中的前景依然廣闊。隨著芯片技術的不斷進步，對失效分析的精度和效率要求也越來越高。FIB 技術作為一種高精度、高自由度的分析工具，將在未來的芯片失效分析中發揮更加重要的作用。同時，隨著 FIB 技術的不斷發展和完善，其成本也有望逐漸降低，操作也將更加簡便，從而為更多的企業和研發機構所采用。 總之，FIB 在芯片失效分析中具有重要的應用價值和廣闊的發展前景。相信在未來的科技發展中，FIB 技術將不斷創新和進步，為芯片產業的發展做出更大的貢獻。 END 轉載內容僅代表作者觀點 不代表中國科學院半導體所立場