失效分析
掃描式電子顯微鏡(SEM)
描述:
掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron microscopy, SEM)主要是利用微小聚焦的電子束(Electron Beam)進(jìn)行樣品表面掃描,激發(fā)樣品產(chǎn)生各種物理信號,如二次電子眠痘、背散射電子、吸收電子、X射線(xiàn)、俄歇電子等,SEM主要就是收集從表面發(fā)出的二次電子形成樣品的表面圖像。
測試范圍:
針對各種材料表面微結構觀(guān)察;
SEM測量樣品尺寸鸿忻;
EDS可針對樣品表面冰说,進(jìn)行微區定性與半定量成份元素分析/ 特定區域之Point、Line Scan、Mapping分析兢瘁;
EDS可在低電壓下迁少,提升Mapping的空間分辨率;
SEM自動(dòng)拍照,搭配去層技術(shù)De-Process胃佳,可提供電路逆向工程參考;
利用低能電子束掃描做被動(dòng)式電壓對比(Passive Voltage Contrast, PVC),對于異常漏電或接觸不良的半導體組件損壞可精準定位慕酣。
特點(diǎn):
儀器分辨本領(lǐng)較高。二次電子像分辨可達1nm(場(chǎng)發(fā)射)3nm(鎢燈絲)。
儀器放大倍數變化范圍大(從幾倍到幾十萬(wàn)倍),且連續可調。
圖像景深大,富有立體感∧竿啵可直接觀(guān)察起伏較大的粗糙表面(如金屬和陶瓷的斷口等)。
試樣制備簡(jiǎn)單。只要將塊狀或粉末的、導電的或不導電的試樣不加處理或稍加處理烽害,就可直接放到SEM中進(jìn)行觀(guān)察。一般來(lái)說(shuō)均估,比透射電鏡(TEM)的制樣簡(jiǎn)單,且可使圖像更接近于試樣的真實(shí)狀態(tài)。
可做綜合分析:
SEM裝上波長(cháng)色散X射線(xiàn)譜儀(WDX,簡(jiǎn)稱(chēng)波譜儀)或X射線(xiàn)能譜儀(EDS,簡(jiǎn)稱(chēng)能譜儀)后,在觀(guān)察掃描形貌的同時(shí),可對試樣微區進(jìn)行元素分析。
裝上半導體樣品座附件,可以直接觀(guān)察晶體管或集成電路的p-n結及器件失效部位的情況。
裝上不同類(lèi)型的試樣臺和檢測器可以直接觀(guān)察處于不同環(huán)境(加熱、冷卻、拉伸等)中的試樣顯微結構形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程(動(dòng)態(tài)觀(guān)察)。
背散射電子衍射可以揭示樣品的晶體結構和取向抨匠。
檢測圖片:
材料表面微結構:二次電子影像
材料表面微結構:背向散射電子影像
半導體芯片剖面分析:
電壓對比(Passive Voltage Contrast,PVC):應用于影像對比亮暗的差異性,判斷contact是否有open/short的異常
EDS mapping:
IC線(xiàn)路逆向分析:使用掃描式電子顯微鏡(SEM)大范圍拍攝之影像,左圖是由100張拼圖而成的SEM影像祷埠,右圖為取左圖其中一小塊的影像,可以清楚呈現納米等級的線(xiàn)路。
藉由層層delayer钝折,并使用SEM拍照拼圖,可檢視各層Metal之對應關(guān)系
FA_Delayer分析(Contact檢查發(fā)現異常點(diǎn))
檢測設備圖片:
HITACHI SU8220
創(chuàng )芯在線(xiàn)實(shí)驗室檢測優(yōu)勢:
1忆尿、采用業(yè)界主流的場(chǎng)發(fā)射掃描式電子顯微鏡進(jìn)口設備,分析精度可達5nm;
2诬喘、(掃描電鏡扬仑,FE-SEM):FEI Nova Nano 450激访、Hitachi su8010闽缓、Hitachi SU8220,且加裝EDS (SDD detector),可提供高解析之表面結構分析影像,亦可快速進(jìn)行材料成份之分析。