芯片反向技術(shù)干貨：FIB芯片電路修改

在各類應(yīng)用中，以線路修補(bǔ)和布局驗(yàn)證這一類的工作具有最大經(jīng)濟(jì)效益，局部的線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(yùn)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(jié)省大量研發(fā)費(fèi)用。封裝后的芯片，經(jīng)測試需將兩條線路連接進(jìn)行功能測試，此時(shí)可利用聚焦離子束系統(tǒng)將器件上層的鈍化層打開，露出需要連接的兩個(gè)金屬導(dǎo)線，利用離子束沉積Pt材料，從而將兩條導(dǎo)線連接在一起，由此可大大縮短芯片的開發(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)行線路修改，(A)、(B)將欲連接線路上的鈍化層打開，(C) 沉積Pt材料將兩個(gè)線路連接起來。

其實(shí)FIB被應(yīng)用于修改芯片線路只是其功能之一，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(shù)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(tǒng)相當(dāng)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(tǒng)篆刻的數(shù)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。

剖面制備觀察

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

誘導(dǎo)沉積材料

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

透射(TEM)制樣

無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(tǒng)的制備TEM樣品的方法是機(jī)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(qū)域作為TEM觀察的樣品。下圖所示為TEM制樣的工藝過程。

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(zhuǎn)動(dòng)量為120度，于水平進(jìn)退(X軸)、水平轉(zhuǎn)動(dòng)(Y軸)以及垂直轉(zhuǎn)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(dá)、針尖組件、控制單元和外圍支架組成。壓電馬達(dá)由定子和滑塊組成。壓電馬達(dá)由伸長量為1um的壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)高精度位移，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電壓為-80v~+80v，驅(qū)動(dòng)模式分為精調(diào)模式和粗調(diào)模式各三檔，采用一個(gè)12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將X、Y和Z方向的步進(jìn)分成4096步，從而實(shí)現(xiàn)納米級的精確位移。本系統(tǒng)最多可獨(dú)立加載三路電壓。

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