La tecnologia de feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB) funciona més ràpid que els sistemes de feix d'ions enfocat basats en gal·li. També és més eficient. Molts laboratoris que estudien semiconductors trencats ara prefereixen el PFIB. El PFIB pot treballar fàcilment amb grans quantitats i formes complicades. La indústria està canviant clarament el que li agrada utilitzar:
La part d'anàlisi de fallades és una gran part del mercat de feix d'ions focalitzats.
Els laboratoris estan canviant de fonts d'ions de gal·li a fonts de plasma de xenó.
Les fonts més noves ajuden amb coses com la NAND 3D i l'anàlisi d'encapsulats.
Aquests canvis mostren que la gent vol eines millors i més fiables per comprovar els semiconductors.
Sortides de claus
El PFIB de xenó funciona més ràpid i millor que el Ga-FIB. És bo per a treballs grans i materials durs. L'ús de màscares de sacrifici de monocristall amb PFIB manté les superfícies segures. També evita marques addicionals durant les proves. Els enginyers haurien de triar PFIB per a mostres grans i materials resistents. El Ga-FIB és el millor per a treballs petits i acurats. L'automatització del PFIB ajuda els laboratoris a acabar la feina més ràpidament. També ajuda les persones a cometre menys errors. Això fa que els laboratoris facin més feina. Les normes estàndard ajuden als laboratoris obtenir els mateixos resultats. Això fa que la gent confiï més en l'anàlisi de semiconductors.
PFIB vs. Ga-FIB
Velocitat i eficiència
La velocitat i l'eficiència són molt importants en l'anàlisi de fallades de semiconductors. La tecnologia de feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB) fresa més ràpid que els sistemes basats en gal·li. Això es deu al fet que el PFIB de xenó té un corrent iònic i una taxa de pulverització catòdica més elevats. Els laboratoris poden acabar grans treballs molt més ràpidament, cosa que estalvia temps i els ajuda a fer més feina.
La taula següent mostra les principals diferències en el seu funcionament:
característica | PFIB de xenó | Ga-FIB |
|---|---|---|
Corrent iònic | Inferior (nanoampere) | |
Taxa de polvorització | Superior | Baixeu |
Eficiència en el fresat | Més alt per a grans àrees | Moderat |
Eficiència en l'eliminació de material | Alta eficiència a corrents elevats | Alta eficiència però inferior a Xe-FIB |
Molts laboratoris diuen que el feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB) funciona millor que el Ga-FIB per a treballs grans. El PFIB també funciona bé amb patrons petits quan s'utilitzen corrents baixos. Aquestes millores ajuden els enginyers a acabar tasques difícils més ràpidament.
Impacte de la mostra
Mantenir la mostra segura és molt important durant l'anàlisi. Els sistemes Ga-FIB tenen problemes amb mostres grans o gruixudes. Només poden treballar amb petites quantitats de material. Els sistemes Xenon PFIB poden gestionar mostres més grans i reduir la possibilitat de danys.
Consell: El Xenon PFIB pot preparar mostres per a tomografia 3D, SEM i TEM amb menys risc d'errors.
La taula següent mostra com el Xenon PFIB soluciona els problemes de Ga-FIB:
Limitació de Ga-FIB | Avantatge del PFIB de xenó |
|---|---|
Manipulació de volums de material limitats | Pot gestionar volums més grans de material |
Fresat ineficient de materials difícils | Millora de l'eficiència de fresat per a tungstè, níquel i acer |
Capacitats bàsiques de preparació de mostres | Preparació de mostres millorada per a tomografia 3D, SEM i TEM |
Els enginyers veuen menys errors i millors superfícies quan utilitzen Xenon PFIB. Això significa que els resultats són més fiables.
Compatibilitat de materials
La compatibilitat dels materials ajuda a decidir quina eina utilitzar. El Ga-FIB funciona per a molts materials normals, però té problemes amb metalls durs i formes complicades. La tecnologia de feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB) pot funcionar amb més tipus de materials, com el tungstè, el níquel i l'acer. Això fa que el PFIB sigui una millor opció per a nous dispositius semiconductors i embalatge.
El PFIB pot fresar grans àrees d'aliatges d'alumini, cosa que és necessària per a mostres de microscòpia electrònica de transmissió (TEM).
El Ga-FIB no funciona tan bé per a aquestes feines difícils.
Els enginyers que treballen amb nous dispositius com el PFIB treballen amb més materials i són més ràpids. Aquesta tecnologia ajuda amb les maneres més noves de fabricar i comprovar semiconductors.
Tecnologia de feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB)
Beneficis d'alt corrent
La tecnologia de feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB) és especial perquè utilitza corrents de feix d'ions molt més alts que els sistemes de gal·li. Aquest corrent elevat ajuda els enginyers a prendre material ràpidament. Fa que la preparació de la mostra sigui més ràpida. En els laboratoris de semiconductors, estalviar temps és important. Un corrent elevat significa menys espera i es fa més feina.
La taula següent mostra com és diferent el funcionament d'alt corrent per als sistemes de PFIB de xenó i de gal·li:
Aspecte | Funcionament d'alt corrent (Xe+) | LMIS de gal·li (Ga+) |
|---|---|---|
Corrent màxim del feix d'ions | 2500nA | 65nA |
Rendiment de la polvorització | Més alt a causa d'un pes i una mida atòmics més grans | Més baix a causa del seu pes atòmic més petit |
Profunditat d'implantació d'ions | Reduït | augmentat |
El PFIB de xenó pot arribar fins a 2500 nA per al corrent del feix d'ionsEls sistemes de gal·li només arriben als 65 nA. Això permet que el PFIB de xenó molgui mostres molt més ràpidament. El pes atòmic més gran del xenó també proporciona un rendiment de pulverització més alt. Això ajuda a eliminar materials durs. La menor profunditat d'implantació d'ions manté la superfície de la mostra més neta i més exacta per a la comprovació.
Nota: La tecnologia d'alt corrent en Xenon PFIB ajuda els laboratoris a acabar projectes urgents i a gestionar mostres grans fàcilment.
Fresat de gran superfície
El fresat de grans superfícies és un altre avantatge de la tecnologia de feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB). Els enginyers sovint necessiten tenir a punt parts amples d'un semiconductor per a la seva comprovació. Els feixos de gal·li són bons per a treballs petits i acurats. Però tenen problemes amb els treballs de fresat grans. A corrents elevats, Els feixos de gal·li perden el focus i no funcionen tan bé.
Aquí teniu un cop d'ull ràpid a les diferències:
El Xenon PFIB fresa més ràpid i cobreix àrees més grans.
Els sistemes de gal·li s'alenteixen quan s'elimina més material.
El PFIB de xenó manté la qualitat del feix fins i tot a corrents elevats.
La taula següent resumeix aquestes diferències:
Tecnologia | Velocitat de fresat | Taxa de polvorització | Danys estructurals |
|---|---|---|---|
PFIB de xenó | Més ràpid | Superior | Una mica més |
Ga-FIB | Més lent | Baixeu | Similar |
Els enginyers trien el PFIB de xenó per al fresat de grans superfícies perquè estalvia temps i dóna resultats estables. Això ajuda amb els nous dispositius semiconductors que necessiten seccions transversals amples i netes per a la comprovació.
Optimització PFIB
Configuració de l'obertura i la lent
Els enginyers han d'ajustar l'obertura i la configuració de la lent amb cura. Això ajuda al feix d'ions enfocat per plasma de xenó (PFIB) a funcionar millor. L'obertura canvia la mida i la forma del feix d'ions. Si l'obertura es fa antiga, la qualitat del fresat disminueix. Comprovar i canviar l'obertura sovint manté el feix nítid i els resultats estables.
Ajustar el voltatge de la lent del condensador també és important. Canviar el voltatge ajuda a enfocar millor el feix d'ions. Això fa que la imatge sigui més clara i protegeix la mostra de danys. L'ús del sobreenfocament de la lent de l'objectiu proporciona una superfície de fresat llisa. Això és útil per a mostres grans o gruixudes. Aquests passos asseguren que totes les mostres rebin la mateixa cura.
Consell: Comproveu sovint l'obertura i l'alineació de la lent. Això evita problemes sobtats i ajuda a que l'eina duri més.
Control del feix
El control del feix és clau per al bé Treball de la PFIBEls operadors utilitzen poliment per feix d'ions de baixa energia per a làmines primes i d'alta qualitat. Aquest pas fa que la superfície sigui més llisa i manté la mostra segura. La taula següent mostra per què això és important:
Pràctica | Resultat |
|---|---|
Poliment per feix d'ions de baixa energia | Necessari per a làmines primes i d'alta qualitat |
El control multidimensional de mostres ajuda a acabar les tasques difícils més ràpidament. En moure la mostra de diferents maneres, els enginyers poden arribar a punts difícils. La taula següent mostra aquest avantatge:
Tècnica | Benefici |
|---|---|
Control de mostres multidimensionals | Accelera la feina i facilita les tasques |
Perquè el PFIB funcioni correctament, els enginyers haurien de:
Feu servir una configuració de baixa energia per a l'últim poliment.
Comproveu l'alineació de la biga abans de començar.
Mantingueu la platina de la mostra neta i estable.
Aquests consells ajuden els laboratoris a obtenir el el millor de PFIB i donar bons resultats cada vegada.
Màscara de sacrifici de monocristall (SCSM)
Procés SCSM
Els enginyers utilitzen el Màscara de sacrifici de monocristall (SCSM) per mantenir les superfícies semiconductores fràgils segures durant la mòlta del feix d'ions. Primer, posen una capa fina de material monocristallí, com el silici, sobre el punt que necessita protecció. Aquesta màscara funciona com un escut contra els ions forts del PFIB sistema.
Els operadors trien el material de la màscara perquè coincideixi amb la mostra. Alineen la màscara amb cura per cobrir la zona correcta. El PFIB travessa la màscara i després arriba a la mostra que hi ha a sota. La màscara absorbeix la major part de l'energia iònica, de manera que el dispositiu pateix menys danys.
La SCSM El procés té aquests passos: 1. Trieu un material per a la màscara de monocristall. 2. Col·loqueu i alineeu la màscara sobre la mostra. 3. Utilitzeu PFIB per fresar a través de la màscara. 4. Traieu la màscara després de fresar.
Consell: Els enginyers sovint utilitzen màscares de silicona perquè són similars a la mostra i ajuden a aturar la contaminació.
Reducció d'artefactes
Un gran benefici del SCSM el mètode és menys artefactes. Els artefactes són marques o canvis no desitjats que apareixen a la mostra durant la mòlta. Aquestes marques poden dificultar l'estudi de la mostra. El SCSM absorbeix gran part de l'energia dels ions, de manera que hi ha menys possibilitats de danys superficials.
La taula següent mostra com SCSM ajuda amb artefactes:
Problema sense SCSM | Solució amb SCSM |
|---|---|
Aspror superficial | Superfícies de mostra més llises |
Implantació d'ions | Menys penetració d'ions |
Contaminació | Menor risc de contaminació |
Els investigadors obtenen imatges més nítides i millors resultats quan utilitzen SCSMLa màscara manté la superfície de la mostra llisa i neta. Això facilita la cerca de problemes i característiques en dispositius semiconductors.
Ús SCSM millora l'anàlisi de fallades i ajuda els enginyers a trobar problemes més ràpidament.
Resultats i comparacions
Guanys de velocitat
Molts laboratoris diuen que el PFIB de xenó amb SCSM funciona més ràpid que el Ga-FIB. Els enginyers sovint necessiten tenir mostres grans a punt o treballar amb materials durs. Els sistemes PFIB poden remoure material molt més ràpidament. Aquesta velocitat ajuda els laboratoris a acabar més feina en menys temps.
Una feina normal amb Ga-FIB per a la secció transversal pot trigar hores. El PFIB amb SCSM pot reduir aquest temps a més de la meitat. Per exemple, els enginyers han acabat grans treballs de fresat en menys d'una hora amb PFIB. Els mateixos treballs amb Ga-FIB poden trigar fins a tres hores. Estalviar temps permet als equips revisar més dispositius cada dia.
⏱️ Consell: Un fresat més ràpid no vol dir que la feina sigui pitjor. El PFIB manté la seva precisió fins i tot quan treballa ràpidament.
Qualitat superficial
La qualitat de la superfície és molt important en l'anàlisi de fallades. Els enginyers volen superfícies llises i netes per obtenir bones imatges. Els estudis mostren tant Ga-FIB com Xe+PFIB pot preparar mostres per a microscòpia electrònica de transmissió (TEM) sense grans diferències en els defectes. Però Xe+PFIB amb SCSM dóna un millor acabat superficial.
Les mostres de PFIB tenen menys forats i gairebé cap marca induïda per FIB, fins i tot amb corrents iònics elevats. Això significa que la superfície es manté llisa i no presenta marques no desitjades. Menys defectes ajuden a fer que les imatges siguin més clares i l'anàlisi més fiable.
Mètode | Superfície superficial | Densitat de defectes | Artefactes induïts per FIB |
|---|---|---|---|
Ga-FIB | Moderat | Moderat | De vegades present |
Xe+PFIB + SCSM | Baixeu | Baixeu | Rarament present |
Els enginyers confien en PFIB amb SCSM per a superfícies llises. Aquest mètode els ajuda a trobar petits problemes i característiques que les eines més antigues poden passar per alt.
Implicacions pràctiques
Selecció d'eines
Els enginyers han de triar l'eina adequada per a cada tasca. PFIB de xenó és ràpid i pot treballar amb mostres grans. Ga-FIB és bo per a treballs petits i detallats. Els laboratoris examinen el material, la mida de l'àrea i la rapidesa amb què necessiten resultats abans de triar.
Una llista de comprovació ajuda els equips a triar la millor eina:
PFIB és ideal per a grans superfícies i materials durs.
Ga-FIB és millor per a treballs petits i acurats.
PFIB és més ràpid per a treballs urgents.
Ga-FIB dóna grans resultats per a mostres primes i petites.
L'eina que tries canvia la teva manera de treballar i els teus resultats. Els equips que utilitzen PFIB veure menys marques no desitjades i superfícies més llises, especialment amb SCSMAixò significa millors dades i respostes més ràpides.
Integració del flux de treball
Addició PFIB al treball de laboratori aporta clars beneficis. Els laboratoris poden acabar més mostres en menys temps. PFIB Els sistemes tenen funcions automàtiques que ajuden a mantenir les mostres segures i a reduir els errors. La tecnologia també ajuda a preparar les mostres per a TEM i nanosondatge.
La taula següent mostra les característiques importants i els seus avantatges:
característica | Benefici |
|---|---|
Anàlisi de grans àrees més ràpida | Permet als laboratoris comprovar més mostres ràpidament |
Retardament automatitzat sense danys | Manté les mostres segures durant la comprovació |
Preparació avançada de làmines TEM automatitzada | Facilita i accelera la preparació de mostres |
PFIB El retard funciona bé per a la nanosondatge. Crea superfícies netes i llises, cosa que és necessària per als dispositius al node de 5 nm. Els laboratoris utilitzen PFIB pot fer comprovacions completes de materials i productes químics. Això ajuda els laboratoris a millorar la seva anàlisi de fallades i a treballar més ràpidament.
Consell: Els equips han de formar el personal sobre PFIB sistemes per aprofitar al màxim aquests beneficis.
Orientacions futures
Automatització
L'automatització està canviant la manera com els enginyers estudien els semiconductors trencats. Els sistemes PFIB ara tenen funcions intel·ligents. Aquestes funcions ajuden els enginyers a treballar més ràpidament i amb més precisió. El Thermo Scientific Helios 5+ PFIB-SEM és un sistema popular. Pot analitzar grans àrees fins a quatre vegades més ràpid. Els enginyers utilitzen les seves eines d'automatització per preparar mostres amb menys feina. El sistema també ajuda a mantenir les mostres segures permetent un retard sense danys.
ZEISS utilitza la intel·ligència artificial per millorar les imatges de raigs X en 3D. El seu nou làser Crossbeam, anomenat "packaging FIB", ajuda els enginyers a estudiar envasos complexos més fàcilment. Aquestes eines faciliten la feina i redueixen la possibilitat d'errors.
Nota: Els sistemes PFIB automatitzats ajuden els laboratoris a comprovar més mostres cada dia. Els enginyers dediquen menys temps a fer les mateixes tasques una vegada i una altra. Poden centrar-se més en la resolució de problemes.
L'automatització ofereix molts avantatges:
La preparació de la mostra és més ràpida
Els resultats són els mateixos per a diferents persones
Les mostres tenen menys probabilitats de patir danys
L'anàlisi de paquets és més fàcil i millor
Estandardització
L'estandardització ajuda els laboratoris obtenir resultats en què puguin confiar. Els enginyers segueixen passos especials per a l'anàlisi de PFIB i Ga-FIB. Aquests passos inclouen rutines de calibratge, maneres de gestionar les mostres i com escriure informes. L'estandardització garanteix que els resultats de diferents laboratoris coincideixin i siguin fiables.
Els grups industrials ara estableixen regles comunes per a l'anàlisi de fallades. Aquestes regles cobreixen la configuració de les eines, com preparar mostres i com llegir dades. Els laboratoris que utilitzen aquestes regles cometen menys errors i obtenen millors dades.
Àrea d'estandardització | Benefici |
|---|---|
Rutines de calibratge | Les mesures són més precises |
Manipulació de mostres | Menys possibilitats de contaminació |
Formats d'informes | Les dades són més fàcils de comparar |
Consell: Els laboratoris haurien de canviar els seus passos quan surti nova tecnologia. Mantenir-se al dia amb els estàndards ajuda els equips a obtenir els millors resultats.
L'automatització i l'estandardització ajuden els enginyers a mantenir-se al dia amb els nous dispositius i les maneres de fabricar-los. Aquests avenços ajuden els laboratoris a treballar millor i a mantenir-se al dia dels canvis de la indústria.
Impacte en la fabricació de PCB i electrònica
Anàlisi de fallades millorada per a conjunts complexos
Els enginyers tenen dificultats per comprovar les PCB multicapa i els conjunts atapeïts. El PFIB ajuda tallant formes complexes amb molta precisió. L'SCSM manté les superfícies delicades segures durant la comprovació. Aquestes eines permeten als enginyers examinar capes més profundes i peces petites sense danys addicionals. Els equips poden detectar problemes a les unions de soldadura, les vies i les peces ocultes més fàcilment. Aquest treball acurat els ajuda a solucionar problemes més ràpidament i a cometre menys errors al final.
Nota: El PFIB i l'SCSM ajuden a trobar problemes ocults en plaques de circuits noves.
Millora del rendiment i el rendiment
Els fabricants volen fer més productes ràpidament i menys residus. El PFIB elimina el material ràpidament, de manera que les mostres estan a punt abans. El SCSM manté les superfícies netes, de manera que els resultats són millors. L'ús d'ambdues eines permet als equips revisar més mostres cada dia. També poden trobar problemes aviat, cosa que ajuda a fer més bons productes.
La taula següent mostra com PFIB i SCSM ajuden amb la velocitat i la qualitat:
Descripció | |
|---|---|
Taxes d'eliminació de material més ràpides | Processament més ràpid dels materials |
Capacitats millorades per a zones més grans | Detecció de defectes més completa |
Aplicacions versàtils en la fabricació | Major eficiència i eficàcia en la producció |
Els fabricants veuen menys productes trencats i millor qualitat. Aquests canvis ajuden les empreses a estalviar diners i a fer coses millors.
Habilitació de l'embalatge avançat i la miniaturització
L'electrònica moderna utilitza nous envasos i peces més petites. El PFIB ajuda tallant capes apilades per a dissenys en 3D. L'SCSM manté les superfícies llises, cosa que és important per a petits detalls. Aquestes eines ajuden els enginyers a comprovar noves maneres de construir, com ara xiplets i sistema en paquet. Els equips poden examinar connexions i punts que abans eren difícils d'arribar. A mesura que els dispositius es redueixen, el PFIB i l'SCSM ajuden a l'anàlisi de fallades a mantenir-se al dia de les noves tendències.
Els enginyers utilitzen PFIB i SCSM per ajudar a fabricar millors electrònica.
El PFIB i l'SCSM ofereixen grans avantatges en la comprovació de semiconductors trencats.
El PFIB elimina el material ràpidament i treballa amb coses dures.
L'SCSM manté les superfícies segures i millora les mostres.
El PFIB ajuda els enginyers a examinar de prop peces petites.
Els sistemes Xe+pFIB tallen millor i menor contaminació, especialment amb l'alumini.
Els enginyers haurien de triar PFIB per a mostres grans i dures. Ga-FIB és bo per a treballs petits i acurats. El mercat està canviant amb la nova automatització, la IA i les fonts d'ions. Aquestes noves eines ajuden amb la nanotecnologia, la recerca biomèdica i la computació quàntica. Conèixer les actualitzacions ajuda els equips a millorar i a preparar-se per a nous problemes.
FAQ
Quina és la principal diferència entre el PFIB de xenó i el FIB de Ga?
El PFIB de xenó utilitza plasma per generar corrents iònics més alts. El Ga-FIB utilitza un metall líquid per generar corrents més baixos. El PFIB pot moldre més ràpidament i treballar amb mostres més grans. El Ga-FIB és el millor per a treballs petits i acurats.
Per què els enginyers utilitzen màscares de sacrifici de monocristall (SCSM)?
Els enginyers utilitzen SCSM per mantenir les superfícies delicades segures durant la mòlta iònica. La màscara absorbeix la major part de l'energia dels ions. Això ajuda a aturar els danys i manté la superfície més neta.
Pot el PFIB danyar els dispositius semiconductors sensibles?
El PFIB pot fer que la superfície sigui rugosa si el corrent és alt. Els enginyers utilitzen SCSM i poliment de baixa energia per reduir aquest risc. Una configuració acurada ajuda a protegir les mostres.
Quina eina és millor per a l'anàlisi avançada d'envasos?
El PFIB és millor per a envasos avançats. Pot tallar capes apilades i materials durs ràpidament. L'SCSM ajuda a mantenir les superfícies llises perquè els enginyers puguin comprovar els detalls.
Com millora el PFIB el rendiment de fabricació?
característica | Impacte en el rendiment |
|---|---|
Els problemes es solucionen més ràpidament | |
Menys errors en els resultats | |
Fresat de gran superfície | Els controls són més complets |
PFIB ajuda les empreses a trobar i solucionar problemes ràpidament. Això significa que obtenen més productes de millor qualitat.
