芯片反向技術(shù)干貨：FIB芯片電路修改

在各類(lèi)應用中，以線(xiàn)路修補和布局驗證這一類(lèi)的工作具有最大經(jīng)濟效益，局部的線(xiàn)路修改可省略重作光罩和初次試作的研發(fā)成本，這樣的運作模式對縮短研發(fā)到量產(chǎn)的時(shí)程絕對有效，同時(shí)節省大量研發(fā)費用。封裝后的芯片，經(jīng)測試需將兩條線(xiàn)路連接進(jìn)行功能測試，此時(shí)可利用聚焦離子束系統將器件上層的鈍化層打開(kāi)，露出需要連接的兩個(gè)金屬導線(xiàn)，利用離子束沉積Pt材料，從而將兩條導線(xiàn)連接在一起，由此可大大縮短芯片的開(kāi)發(fā)時(shí)間。這也是芯片解密常用到手法。

利用聚焦離子束進(jìn)行線(xiàn)路修改，(A)、(B)將欲連接線(xiàn)路上的鈍化層打開(kāi)，(C) 沉積Pt材料將兩個(gè)線(xiàn)路連接起來(lái)。

其實(shí)FIB被應用于修改芯片線(xiàn)路只是其功能之一，這里介紹一下另幾個(gè)功能：樣品原位加工

可以想象，聚焦離子束就像一把尖端只有數十納米的手術(shù)刀。離子束在靶材表面產(chǎn)生的二次電子成像具有納米級別的顯微分辨能力，所以聚焦離子束系統相當于一個(gè)可以在高倍顯微鏡下操作的微加工臺，它可以用來(lái)在任何一個(gè)部位濺射剝離或沉積材料。圖1是使用聚焦離子束系統篆刻的數字;圖2則是在一個(gè)納米帶上加工的陣列孔;圖3是為加工的橫向存儲器單元陣列。

剖面制備觀(guān)察

微電子、半導體以及各型功能器件領(lǐng)域中，由于涉及工藝較多且繁雜。一款器件的開(kāi)發(fā)測試中總會(huì )遇到實(shí)際結果與設計指標的偏差，器件測試后的失效，邏輯功能的異常等等，對于上述問(wèn)題的直觀(guān)可靠的分析就是制備相應的器件剖面，從物理層次直觀(guān)的表征造成器件異常的原因。

誘導沉積材料

利用電子束或離子束將金屬有機氣體化合物分解，從而可在樣品的特定區域進(jìn)行材料沉積。本系統可供沉積的材料有：SiO2、Pt、W。沉積的圖形有點(diǎn)陣，直線(xiàn)等，利用系統沉積金屬材料的功能，可對器件電路進(jìn)行相應的修改，更改電路功能。

透射(TEM)制樣

無(wú)論是透射電鏡還是掃描透射電鏡樣品都需要制備非常薄的樣品，以便電子能夠穿透樣品，形成電子衍射圖像。傳統的制備TEM樣品的方法是機械切片研磨，用這種方法只能分析大面積樣品。采用聚焦離子束則可以對樣品的某一局部切片進(jìn)行觀(guān)察。與切割橫截面的方法一樣，制作TEM樣品是利用聚焦離子束從前后兩個(gè)方向加工，最后在中間留下一個(gè)薄的區域作為T(mén)EM觀(guān)察的樣品。下圖所示為T(mén)EM制樣的工藝過(guò)程。

原位電性能測試

微操縱儀(Kleindiek Nanotechnik MM3A)具有納米級的步進(jìn)精度，X軸和Y軸的轉動(dòng)量為120度，于水平進(jìn)退(X軸)、水平轉動(dòng)(Y軸)以及垂直轉動(dòng)(Z軸)方向，的位移精度分別為2、2.5、0.2nm。MM3A微操縱儀由壓電馬達、針尖組件、控制單元和外圍支架組成。壓電馬達由定子和滑塊組成。壓電馬達由伸長(cháng)量為1um的壓電陶瓷實(shí)現高精度位移，馬達驅動(dòng)電壓為-80v~+80v，驅動(dòng)模式分為精調模式和粗調模式各三檔，采用一個(gè)12位數模轉換器，將X、Y和Z方向的步進(jìn)分成4096步，從而實(shí)現納米級的精確位移。本系統最多可獨立加載三路電壓。

說(shuō)明一下：這里的探針也是常用的芯片解密用工具之一。至于復雜的探針組如何用來(lái)芯片解密，那就是技術(shù)上的事了。點(diǎn)到為止。