聚焦離子束（FIB）技術(shù)類似于聚焦電子束技術(shù)，其主要不同是用離子源代替電子源，用離子光學(xué)系統(tǒng)代替電子光學(xué)系統(tǒng)。FIB系統(tǒng)用鎵或銦作為離子源，在離子束流較小的情況下用作掃描離子顯微鏡，其原理與SEM類似。在離子束流較大的情況下，可局部去除和淀積靶材料，作芯片電路修改和局部剖切面。
聚焦式離子束系統(tǒng)利用靜電透鏡將Ga（鎵）元素離子離子化成Ga+，并將離子束聚焦成非常小的尺寸，聚焦于材料的表面，根據(jù)不同的束流強度通入不同的輔助氣體，對微電路進行加工、修復(fù)等，并可對三維納米精度的物體進行制備加工。利用聚焦離子束產(chǎn)生大量的離子，通過濺射刻蝕或輔助氣體濺射刻蝕制作剖面，剖面的深度和寬度可根據(jù)缺陷尺寸來確定。先用大束流條件刻蝕出階梯剖面，該步往往需要10~15min才能完成。為了節(jié)省加工時間，在刻蝕過程中可以采用輔助氣體增強刻蝕，以大大縮短加工時間。在大量材料被刻蝕掉以后，用適中的離子束流（250-500pa）對剖面進行精細(xì)加工，把表面清理干凈。之后，在利用小束流（28pa）對剖面進行拋光加工。剖面拋光后，將試樣傾斜52°，用FIB的最小束流對剖面進行掃描，用二次電子或二次離子成像來分析剖面缺陷。
聚焦離子束剖面制樣技術(shù)可用于元器件失效分析、生產(chǎn)線工藝異常分析、IC 工藝監(jiān)控（如光刻膠的切割）等。分析失效電路的設(shè)計錯誤或制作缺陷、分析電路制作中低成品率的原因及研究和改進對電路制造過程的控制時，在懷疑有問題的器件位置制作一個階梯式的剖面，以便對缺陷進行觀察分析。
聚焦離子束FIB的特點
FIB利用高強度聚焦離子束對材料進行納米加工，配合掃描電鏡（SEM）等高倍數(shù)電子顯微鏡實時觀察，成為了納米級分析、制造的主要方法。目前已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路修改、離子注入、切割和故障分析等。
聚焦離子束FIB應(yīng)用領(lǐng)域
(1) 在IC生產(chǎn)工藝中，發(fā)現(xiàn)微區(qū)電路蝕刻有錯誤，可利用FIB的切割，斷開原來的電路，再使用定區(qū)域噴金，搭接到其他電路上，實現(xiàn)電路修改，最高精度可達(dá)5nm。
(2) 產(chǎn)品表面存在微納米級缺陷，如異物、腐蝕、氧化等問題，需觀察缺陷與基材的界面情況，利用FIB就可以準(zhǔn)確定位切割，制備缺陷位置截面樣品，再利用SEM觀察界面情況。
(3) 微米級尺寸的樣品，經(jīng)過表面處理形成薄膜，需要觀察薄膜的結(jié)構(gòu)、與基材的結(jié)合程度，可利用FIB切割制樣，再使用SEM觀察。
(4) FIB制備透射電鏡超薄樣，利用fib精確的定位性對樣品進行減薄，可以制備出厚度100nm左右的超薄樣品。
案例圖片：
▲ 微米級缺陷樣品截面制備
▲ PCB電路斷裂位置，利用離子成像觀察銅箔金相
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