材料分析
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(hào),如二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、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(duì)各種材料表面微結(jié)構(gòu)觀察;
SEM測量樣品尺寸;
EDS可針對(duì)樣品表面,進(jìn)行微區(qū)定性與半定量成份元素分析/ 特定區(qū)域之Point、Line Scan、Mapping分析;
EDS可在低電壓下,提升Mapping的空間分辨率;
SEM自動(dòng)拍照,搭配去層技術(shù)De-Process,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(duì)比(Passive Voltage Contrast, PVC),對(duì)于異常漏電或接觸不良的半導(dǎo)體組件損壞可精準(zhǔn)定位。
特點(diǎn):
儀器分辨本領(lǐng)較高。二次電子像分辨可達(dá)1nm(場發(fā)射)3nm(鎢燈絲)。
儀器放大倍數(shù)變化范圍大(從幾倍到幾十萬倍),且連續(xù)可調(diào)。
圖像景深大,富有立體感??芍苯佑^察起伏較大的粗糙表面(如金屬和陶瓷的斷口等)。
試樣制備簡單。只要將塊狀或粉末的、導(dǎo)電的或不導(dǎo)電的試樣不加處理或稍加處理,就可直接放到SEM中進(jìn)行觀察。一般來說,比透射電鏡(TEM)的制樣簡單,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裝上波長色散X射線譜儀(WDX,簡稱波譜儀)或X射線能譜儀(EDS,簡稱能譜儀)后,在觀察掃描形貌的同時(shí),可對(duì)試樣微區(qū)進(jìn)行元素分析。
裝上半導(dǎo)體樣品座附件,可以直接觀察晶體管或集成電路的p-n結(jié)及器件失效部位的情況。
裝上不同類型的試樣臺(tái)和檢測器可以直接觀察處于不同環(huán)境(加熱、冷卻、拉伸等)中的試樣顯微結(jié)構(gòu)形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化過程(動(dòng)態(tài)觀察)。
背散射電子衍射可以揭示樣品的晶體結(jié)構(gòu)和取向。
檢測圖片:
材料表面微結(jié)構(gòu):二次電子影像
材料表面微結(jié)構(gòu):背向散射電子影像
半導(dǎo)體芯片剖面分析:
電壓對(duì)比(Passive Voltage Contrast,PVC):應(yīng)用于影像對(duì)比亮暗的差異性,判斷contact是否有open/short的異常
EDS mapping:
IC線路逆向分析: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,右圖為取左圖其中一小塊的影像,可以清楚呈現(xiàn)納米等級(jí)的線路。
藉由層層delayer,并使用SEM拍照拼圖,可檢視各層Metal之對(duì)應(yīng)關(guān)系
FA_Delayer分析(Contact檢查發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn))
檢測設(shè)備圖片:
HITACHI SU8220
創(chuàng)芯在線實(shí)驗(yàn)室檢測優(yōu)勢:
1、采用業(yè)界主流的場發(fā)射掃描式電子顯微鏡進(jìn)口設(shè)備,分析精度可達(dá)5nm;
2、(掃描電鏡,F(xiàn)E-SEM):FEI Nova Nano 450、Hitachi su8010、Hitachi SU8220,且加裝EDS (SDD detector),可提供高解析之表面結(jié)構(gòu)分析影像,亦可快速進(jìn)行材料成份之分析。