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SEM掃描電鏡在半導(dǎo)體失效分析中的應(yīng)用介紹

日期:2024-06-03 11:32:48 瀏覽次數(shù):166

掃描電鏡在半導(dǎo)體失效分析中的應(yīng)用非常廣泛,其高精度和高分辨率的特性使其成為半導(dǎo)體工業(yè)中不可或缺的分析工具。以下是關(guān)于SEM掃描電鏡在半導(dǎo)體失效分析中應(yīng)用的具體介紹:

一、掃描電鏡的基本原理

SEM掃描電鏡的工作原理是用一束極細(xì)的電子束掃描樣品,在樣品表面激發(fā)出次級電子,次級電子的多少與電子束入射角有關(guān),即與樣品的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。次級電子由探測體收集,并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?,再?jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杹砜刂茻晒馄辽想娮邮膹?qiáng)度,顯示出與電子束同步的掃描圖像。這種圖像為立體形象,能夠反映標(biāo)本的表面結(jié)構(gòu)。

掃描電鏡.jpg

二、掃描電鏡在半導(dǎo)體失效分析中的性能特點

分辨率高:在30kV加速電壓時,場發(fā)射掃描電鏡的分辨率優(yōu)于1.5nm,在lkV加速電壓時優(yōu)于2.5~3.5nm。這使得SEM掃描電鏡能夠清晰地觀察到半導(dǎo)體材料的微觀結(jié)構(gòu)和表面形貌。

放大倍數(shù)范圍廣:掃描電鏡的放大倍率可以從幾倍到幾十萬倍連續(xù)可調(diào),便于尋找缺陷并建立微觀形貌和宏觀形貌之間的聯(lián)系。

景深大:SEM掃描電鏡具有很強(qiáng)的立體感,適于觀察像斷口那樣粗糙的表面。

可進(jìn)行成分分析:加配能譜儀和波譜儀后,掃描電鏡可同時進(jìn)行成分分析,為失效分析提供更為全面的信息。

三、SEM掃描電鏡在半導(dǎo)體失效分析中的應(yīng)用案例

刻蝕線路邊角微觀結(jié)構(gòu)檢查:通過掃描電鏡觀察線路邊角的平整性、潔凈度、缺陷和孔洞等,可以指導(dǎo)工藝的改進(jìn)。

Pad表面缺陷和異物檢測:SEM掃描電鏡可以快速地進(jìn)行電壓切換,從而進(jìn)行不同深度表層狀態(tài)的分析,觀察Pad表面焊接情況、表面缺陷和異物等。

電子器件異物及成分分析:在電子器件的生產(chǎn)中,掃描電鏡可以檢測由于原料不純、制程污染等原因引入的雜質(zhì),并分析其成分和來源。

四、總結(jié)

SEM掃描電鏡在半導(dǎo)體失效分析中發(fā)揮著重要作用,其高分辨率、大景深和成分分析功能使其成為半導(dǎo)體工業(yè)中不可或缺的分析工具。通過掃描電鏡的觀察和分析,可以明確半導(dǎo)體材料的失效原因和機(jī)理,為改進(jìn)設(shè)計和制造工藝提供有力支持。

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