Circuit Edit

Circuit Edit (CE) ist eine gebräuchliche Technik während der Entwurfs- und Fehlerbehebungsphase von integrierten Schaltungen. Die meisten CE-Aktivitäten werden mit Gasinjektionssystemen (GIS) ausgestatteten FIB-Systemen ausgeführt. Solche Systeme erlauben lokales und präzises Materialätzen, wie auch die Ablagerung von leitenden Kontakten oder isolierenden Schichten
Typische Chemikalien die beim Circuit-Editing eingesetzt werden, sind unter anderem XeF2 für selektives Si-basiertes Materialätzen, H2O für Isolationsschichten und W für Metallkontakte. Die Aufgabe des Circuit-Editing ist bei modernen 3D-ICs extrem herausfordernd, da die Strukturen immer kleiner entwickelt werden und die Schaltungsdichte zunimmt. Die volle Kontrolle über die Tiefe und präzise Endpunkterkennung sind, bei der Navigation in Richtung der Schnitttiefe und dem genauen Erreichen der gesuchten Schicht, entscheidend.
Jedes TESCAN FIB-SEM-System kann optional mit einem GIS-System zur Steigerung und Optimierung einer großen Anzahl an FIB-Anwendungen, inklusive Circuit-Editing, ausgestattet werden. Zwei Optionen für GIS-Konfigurationen stehen zur Auswahl, ein motorisiertes GIS mit fünf Gasdüsen oder ein oder mehrere MonoGIS-Einheiten. Für beide Möglichkeiten stehen folgende Ausgangsgase zur Verfügung: Pt und W zur Metalablagerung, SiOx zur Ablagerung von Isolationsschichten, H2O für schnelleres Ätzen von Cu und XeF2 für selektives Ätzen von Si, SiOx und Si3N4.
  • TESCAN LYRA und GAIA FIB-REM-Systeme sind mit der Software DrawBeam, einem Lithographiemodul ausgestattet, für ein hochentwickeltes, benutzerfreundliches Arbeiten. In DrawBeam können alle nötigen Arbeitsschritte des Circuit-Editing durchgeführt werden wie präzises Ätzen, Ablagern und Endpunkterkennung.
  • Die präzise Endpunkterkennung wird mittels FIB-SE-Signal erreicht (Sekundärelektronensignal) die während des Millings erzeugt werden. Durch Übergänge zwischen den Schichtensystemen können SE-Kontrastwechsel identifiziert werden. Auf ICs beträgt die Erkennungsgenauigkeit in Schnittrichtung weniger als 20 nm.
  • Zusätzlich erlauben die Synopsys AvalonTM (Camelot™) Software als etablierter CAD-Navigationsstandard in Kombination mit dem X-Positioner-Modul die Echtzeitüberlagerung der REM oder FIB Abbildung mit CAD-Designdaten oder optischen, IR- oder Röntgenbildern für präzise Navigation über das IC beim Circuit-Editing von Vorder- oder Rückseite.
Circuit Edit
REM Abbilgung eines Chips mit farbiger Überlagerung eines optischen Mikroskops

Applikationssbeispiele (in Englisch)

Integrated Circuit Device Modification using Camelot
As the complexity of Integrated Circuit (IC) design modifications increase, the time to perform these modifications also increases. As a result, the turn-around-time for bug fixes becomes critical to a product’s success. The Focused Ion Beam (FIB) is powerful tool for circuit edit because it can remove and deposit materials with high precision. These capabilities can be used to cut and connect circuitry within a device, as well as to create probe points for electrical test. To execute circuit edits, the FIB tool is coupled to a CAD navigation system that makes it possible to locate the area of interest.
pdf – 2,2 MB
Live overlay of FIB image with CAD design data for precise navigation over the IC
Live overlay of FIB image with CAD design data for precise navigation over the IC
Multi-Scale Electron Beam Lithography using DrawBeam Batch Processing
DrawBeam Advanced is a versatile lithographic software allowing advanced electron- and ion-beam lithography. A CAD-like software interface allows the user to define a multi-layered project along with the processing parameters for each layer independently. It also allows combination of layers with electron- and ion-beam exposure/ milling and possibly also gas‑injection assisted processing. The new feature of Batch Processing allows automation of selected layers as one batch. This allows better optimization of the lithographic process e.g. by combination of high currents for large patterns and high resolution for fine-details.
pdf – 484 kB
Image of developed contact pad acquired using a light microscope
Image of developed contact pad acquired using a light microscope