Le dual beam SEM-FIB et sa baguette magique.

Jean-Fraçois MOTTE
Institut Néel, CNRS Grenoble

Dans le monde moderne de la microélectronique le FIB (Faisceau d’Ions Focalisés) a trouvé toute sa place pour la détection et la caractérisation de défauts dans les circuits intégrés ou la modification des masques de photo-lithographie. La réalisation de coupes (cross-section) localisée sur un circuit permet ainsi une visualisation « en profondeur » des circuits et une analyse de leurs défaillances. Au-delà de ces applications industrielles, ces équipements ont envahi les laboratoires de recherches pour des applications plus « exotiques » couvrant un grand nombre de disciplines de la microélectronique aux sciences des matériaux ou de la biologie. Les nouvelles générations de dual beam ont été enrichies d’un grand nombre d’outils. Citons par exemple :

• Un petit capillaire est introduit dans la chambre du SEM/FIB qui permet d’injecter un gaz de précurseurs d’organométalliques (W, Pt, …) ou isolant (C, SiO2, …) à la surface d’un échantillon. Il est alors possible de réaliser un dépôt localisé assisté par faisceaux électronique ou ionique. Il est alors possible de réparer un contact électrique, créer une couche d’oxyde ou une couche protectrice sur une  future zone à graver.
• Le deuxième outil est une pointe métallique (W en général) motorisée in situ. Avec cette pointe il sera alors possible de manipuler un objet unique. Cet objet peut avoir une origine très variée, une découpe FIB d’un circuit pour ensuite amincir et réaliser ensuite une caractérisation TEM, des objets dispersés sur une surface à déplacer d’un substrat à un autre…

Dans cet exposé, nous aborderons uniquement le domaine d’application de la micro et nano manipulation d’objets uniques. Ces derniers pourront être soit des sphères de taille micrométrique ou des nanofils. Nous verrons les problèmes pratiques rencontrés et les défis à relever pour faire ce genre de « prestidigitation nanométrique ».