芯片反向技术干货：FIB芯片电路修改

在各类应用中，以线路修补和布局验证这一类的工作具有经济效益，局部的线路修改可省略重作光罩和初次试作的研发成本，这样的运作模式对缩短研发到量产的时程有效，同时节省大量研发费用。封装后的芯片，经测试需将两条线路连接进行功能测试，此时可利用聚焦离子束系统将器件上层的钝化层打开，露出需要连接的两个金属导线，利用离子束沉积Pt材料，从而将两条导线连接在一起，由此可大大缩短芯片的开发时间。这也是芯片解密常用到手法。

　　利用聚焦离子束进行线路修改，（A）、（B）将欲连接线路上的钝化层打开，（C） 沉积Pt材料将两个线路连接起来。

　　

　　其实FIB被应用于修改芯片线路只是其功能之一，这里介绍一下另几个功能：样品原位加工

　　可以想象，聚焦离子束就像一把只有数十纳米的手术刀。离子束在靶材表面产生的二次电子成像具有纳米级别的显微分辨能力，所以聚焦离子束系统相当于一个可以在高倍显微镜下操作的微加工台，它可以用来在任何一个部位溅射剥离或沉积材料。图1是使用聚焦离子束系统篆刻的数字；图2则是在一个纳米带上加工的阵列孔；图3是为加工的横向存储器单元阵列。

　　

　　剖面制备观察

　　微电子、半导体以及各型功能器件领域中，由于涉及工艺较多且繁杂。一款器件的开发测试中总会遇到实际结果与设计指标的偏差，器件测试后的失效，逻辑功能的异常等等，对于上述问题的直观可靠的分析就是制备相应的器件剖面，从物理层次直观的表征造成器件异常的原因。

　　

诱导沉积材料

　　利用电子束或离子束将金属有机气体化合物分解，从而可在样品的特定区域进行材料沉积。本系统可供沉积的材料有：SiO2、Pt、W。沉积的图形有点阵，直线等，利用系统沉积金属材料的功能，可对器件电路进行相应的修改，更改电路功能。

　　

　　透射（TEM）制样

　　无论是透射电镜还是扫描透射电镜样品都需要制备非常薄的样品，以便电子能够穿透样品，形成电子衍射图像。传统的制备TEM样品的方法是机械切片研磨，用这种方法只能分析大面积样品。采用聚焦离子束则可以对样品的某一局部切片进行观察。与切割横截面的方法一样，制作TEM样品是利用聚焦离子束从前后两个方向加工，在中间留下一个薄的区域作为TEM观察的样品。下图所示为TEM制样的工艺过程。

　　

　　原位电性能测试

　　微操纵仪（Kleindiek Nanotechnik MM3A）具有纳米级的步进，X轴和Y轴的转动量为120度，于水平进退（X轴）、水平转动（Y轴）以及垂直转动（Z轴）方向，的位移分别为2、2.5、0.2nm。MM3A微操纵仪由压电马达、针尖组件、控制单元和外围支架组成。压电马达由定子和滑块组成。压电马达由伸长量为1um的压电陶瓷实现高位移，马达驱动电压为-80v~+80v，驱动模式分为精调模式和粗调模式各三档，采用一个12位数模转换器，将X、Y和Z方向的步进分成4096步，从而实现纳米级的位移。本系统多可独立加载三路电压。

　　说明一下：这里的探针也是常用的芯片解密用工具之一。至于复杂的探针组如何用来芯片解密，那就是技术上的事了。点到为止。