Schnelle Entwicklung von Prototypen & Fehleranalyse

• Mit Hilfe des LEB und des FhG IISB gelangen Ihre ASICs schneller auf den Markt.
• Die Feinfokus Ionenstrahltechnologie (FIB) ermöglicht eine schnelle Fehleranalyse und Modifikation von Schaltungen.
• Mit FIB können sogar Prototypen von Mikrosystemen entwickelt werden.

Moderne FIB Technologie bietet:

• Lokales Abtragen von Material auf Submikrometerebene.
• Lokale Abscheidung von leitenden und isolierenden Schichten in einem direktschreibenden Verfahren.
• In situ überwachung durch Erstellung von hochauflösenden Sekundärelektronenbildern.

Schnelle Überprüfung von Konstruktionsänderungen

• Das neue Bauelement arbeitet nicht einwandfrei und eine schnelle Korrektur des Design und eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit vor Beginn eines neuen Prozesses sind nötig.
  
• Unter Verwendung Ihrer Korrekturdaten wird die Schaltung von uns binnen weniger Stunden modifiziert:
  • Metallleiterbahnen werden mit Hilfe von FIB Ionenstrahlätzen (milling) oder Gas unterstütztem Ätzen durchtrennt.
  • Abscheiden neuer Metallleiterstrukturen.

Fehleranalyse in Mehrschichtmetallisierung

• Die elektrischen Tests zeigen eine Fehlfunktion der Leiterbahnen an.
• Mit Hilfe lokaler Querschnittsuntersuchungen und in situ SE (Sekundärelektronenbildgebung) kann die Ursache der Fehlfunktion genau bestimmt werden: z.B. Hohlräume, Risse, Partikel, etc.
• Die Herstellung dünner Lamellen mittels FIB ermöglicht TEM (Transmission Electron Microsccopy) und hochauflösende EDX (Electron Diffraction X-ray Spectroscopy) Analyse genau definierter Bereiche.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten

• Zugang zu vergrabenen Metallleiterbahnen für elektrische Tests
• Wir stellen zusätzliche Testpads her durch lokales Abtragen der Passivierung ü,ber den Metallleiterbahnen oder durch Aufbringen neuer Testpads
• Integration bestehender optionaler Elemente auf den Chip:
  Verschiedene bereits integrierte Bauelementeoptionen zur Optimierung der Schaltung werden durch FIB aktiviert/deaktiviert.
• Feinabstimmung analoger Bauelemente:
  Passive Bauelemente werden durch FIB feinabgestimmt.
• Prototypentwicklung von Mikrosystemen:
  Mikrobearbeitung von Aktoren, Sensoren und Mikrooptiken, z.B. Herstellung und Polieren optischer Elemente, Integration von Sensoren, Feinabstimmung von Federarm (Cantilever) und Spitze.

Spezifikationen

• FEI Doppelstrahlsystem 620

• FEI 800 xP

Eine Feinfokus-Ionenstrahlanlage (FIB) gleicht in ihrem Aufbau einem Elektronenmikroskop. Die zu bearbeitende Probe wird auf einer in mehreren Achsen verfahrbaren Bühne befestigt, die sich in einer Hochvakuumkammer befindet. Verbunden mit dieser Kammer ist die Ionensäule. In dieser werden die Ionen erzeugt, beschleunigt und fokussiert. Als Ionenquelle (meist Gallium- oder Indium-Ionen) wird eine Flüssigmetall - Ionenquelle verwendet. Diese Quelle besteht aus einer mit Metall benetzten Wolframnadel.

Durch das Anlegen eines elektrischen Feldes werden die Ionen durch Feldemission aus der Metalloberfläche extrahiert. Flüssigmetall-Ionenquellen zeichnen sich durch eine sehr hohe Intensität (ca. 10⁶ A/cm²sr) und durch ein sehr kleines Emissionsgebiet (ca. 10 nm) aus. Dieses kleine Emissionsgebiet bildet die Grundlage für die hohe Fokussierung des Ionenstrahles durch die in der Ionensäule integrierte Ionenoptik.

Die Ionenstrahlsäule enthält alle zur Beschleunigung, Fokussierung und Ablenkung des Ionenstrahles notwendigen Bauteile. Hier werden die Ionen auf eine Energie von 30 keV beschleunigt und durch elektrostatische Linsen auf Strahldurchmesser von minimal 7 nm fokussiert. Die erreichbaren Ionendichten liegen in einem Bereich von 3 - 10 A/cm².

Der fokussierte Ionenstrahl wird rechnergesteuert über die Probenoberfläche gerastert. Durch die Wechselwirkung der auftreffenden Ionen mit der Probenoberfläche kommt es zur Emission von Sekundärelektronen. Ähnlich wie bei einem Rasterelektronenmikroskop werden die Sekundärelektronen durch einen Sekundärelektronendetektor registriert und die Intensität des Signals zur Bildgewinnung verwendet. Auf diese Weise können ionenstrahlinduzierte Sekundärelektronenbilder mit hoher Auflösung aufgenommen werden.

Aufgrund ihrer Masse werden beim Auftreffen der Ionen auf die Probenoberfläche nicht nur Sekundärelektronen emittiert, sondern ebenfalls Ionen implantiert, Defekte generiert und Probenmaterial abgetragen. Diese Sputtererosion ermöglicht es, mit fokussierten Ionenstrahlen in einem direktschreibenden Verfahren lokal Material abzutragen.

Fokussierte Ionenstrahlanlagen sind meistens zusätzlich mit Gasinjektionsvorrichtungen ausgerüstet. Diese erlauben die Zuführung von gasförmigen Medien dicht an die Probenoberfläche.

Auf diese Weise können zum einen durch Ätzgase (z.B. Iod, Chlor) die Abtrageraten für bestimmte Materialien erhöht und die Redeposition von abgetragenem Material verhindert werden. Zum anderen können durch die Zuführung von metallorganischen Verbindungen ionenstrahlinduziert leitende Materialien abgeschieden werden.