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FIB加工による断面観察・解析

FIB(Focused Ion Beam:集束イオンビーム)は、イオンビームによって試料を精密に加工し、狙った場所の断面を観察できる装置です。
画像を観測しながら、目的の場所の断面を正確に露出することができるほか、イオンビームによって発生した二次電子により金属などの結晶粒の観察が可能です。

特にこんな場合、FIBを用いた断面観察が最適です

・観察対象が微小で、通常の研磨では追いこめない
・研磨作業によるキズやダレで、不具合箇所が消えてしまう
・研磨作業で観察対象(異物など)が飛んでしまう
  • 不具合箇所が特定できない/場所による状況変化を見たい

    断面の連続観察
    • ショートは判明しているが、配線のどの場所か判らない
    • 配線やバンプの形状変化を見たい
    • 接合部の状態を3次元的に見たい

    断面の連続観察(スライス&ビュー)

  • 不具合の真因をつきとめたい

    SEM像・SIM像を用いた統合解析
    • ワイヤーボンドの高抵抗原因を調べたい
    • めっきの層数と厚さを調べたい
    • 腐食の進行状況を見たい

    SEM像・SIM像を用いた統合解析

  • 至急、不具合原因を知りたい

    多数箇所自動加工
    • 生産を再開していいか、早急に判断したい
    • 開発が遅れてしまう
    • お客様への原因報告を急かされている

    多数箇所自動加工

  • FIBで広い範囲を見たい

    • ワイヤーボンドの接合状態を全幅見たい
    • はんだボールの断面全体を見たい
    • VCSELの断面を両側トレンチまで含めて見たい

    観察範囲最大200μmです

 

観察事例をご紹介します

FIB加工・観察事例

断面の連続観察(スライス&ビュー)

従来、FIB加工・観察といえば、指定した場所をピンポイントに観察することでしたが、前後の状態を連続観察できる様になりました。

観察ポイントがあいまいな場合でも、不具合箇所を探しながら観察することが可能です。また、3次元的な状況も把握でき、観察面の奥に潜んでいる真因も見逃しません。

画像は、ワイヤーボンドのスライス&ビューです。これまで(2)の画像だけで安心していましたが、さらにその奥に故障の種が潜んでいました。

断面の連続観察

加工観察の事例を動画でご紹介しています。(上図とは別事例)

SEM像・SIM像を用いた統合解析

微小形状の観察に適した SEM-二次電子像、結晶粒の観察に適した SIM像をまとめて取得し、統合的に解析します。
下の画像は、ワイヤーボンドの高抵抗原因が腐食による金属間化合物中の酸化物であることを示しています。

二つの像から、腐食による酸化物と推定できます。

SEM 二次電子像(1)SEM-二次電子像
金属間化合物相がスポンジ状のように見える

SIM像

(2)SIM像
実際にはスポンジ状部分に空隙は少ない

多数箇所自動加工

従来の手法では、1日1~2箇所しか観察できませんでしたが、5~10箇所の加工・観察が可能となりました。

写真の例のような解析のご要望でも、分析開始後1日程度※で結果報告が可能です。
※繁忙時やご依頼内容によりお時間をいただく場合がございます。

多数箇所自動加工

FIBによる観察事例

電極パッドの断面

FIB加工箇所の全体像(左)とパッド断面の拡大観察像(60°傾斜)(右)

電極パッドの断面

不揮発性メモリの断面

FIB加工により、メモリセルの観測したい場所の断面を狙い通りに作製できます。

不揮発性メモリの断面

多層薄膜とはんだの接合部断面

SIM(走査イオン顕微鏡)像は、ニッケルと銅のように、SEM(二次電子顕微鏡)像観察では区別が難しい、原子番号が近い金属で構成された多層膜の構造が鮮明に観測できます。

多層薄膜とはんだの接合部断面

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