在半导体器件的制造过程中,任何污染物都可能导致成品模具的失效。最新的制造方法创新,如smif的增加使用和洁净室技术,已经将污染颗粒的数量减少到最低。欧洲杯猜球平台无论这些预防措施如何,都需要持续的观察,并在生产线建立之前的每个阶段对工艺进行定期的监控。建立生产线后,需要进行定期监测,以确保颗粒物得到控制。意外的成品率下降需要在生产过程的关键阶段进行检查,以找出问题的原因。
使用显微镜和x射线分析检测晶圆
在制造过程中,使用显微镜检查所有阶段检查晶片。对较小半导体器件结构的需求不断增长导致使用SEM检测逐渐替代光学显微镜检查。其中一个原因是因为若干“杀手缺陷”在或更低,光学显微镜的分辨率限制。目前在使用中的多层设备本质上是高度地的地形,并且聚合物材料的增加导致了有限的景深,并且与光学显微镜相关的对比度降低,使缺陷识别和表征非常硬。欧洲杯足球竞彩
指某东西的用途SEM与x射线分析相结合测试半导体器件上的微粒是一种行之有效的方法。与光学检测相比,这种组合提供了一种识别关键特征的增强技术,同时还提供了进行现场分析的可能性。虽然x射线分析适合于表征金属颗粒,但由于该方法仅限于元素分析,无法对无机化合物进行清晰的识别。欧洲杯猜球平台对于有机粒子,有额外的限制,欧洲杯猜球平台因为x射线探测器对原子序数11以下的轻元素(钠)不敏感,所以经常只能检测到碳。
拉曼光谱学
拉曼分析是一种振动光谱,可以探测测试样品的化学。拉曼光谱包括与分子内部振动频率匹配的带。这些频段对每种材料都是独一无二的。
拉曼光谱包含的波段提供了关于被测试样品化学键的全面数据,简单的文库搜索可以将这些波段组连接起来,以检测所研究的材料。
与x射线分析类似,该方法的空间分辨率是微米级的,尽管扫描探针方法已被创建以允许亚微米测试。拉曼光谱不仅提供了样品的化学分析,而且探索了样品的结构性质。拉曼谱带的形状和宽度受晶体质量的影响,而位置对晶格应变敏感。
结构和化学分析仪
由于使用SEM用于晶圆检查的趋势,雷尼斯呼吸启发是为SEM创建其结构和化学分析仪(SCA)。该公司将SEM的成像能力组合,并从拉曼光谱取出的化学识别和结构数据,导致两种强大的材料表征技术,在单个仪器中实现。
结构和化学分析仪是完全可配置的,支持各种激光激发波长拉曼和光致发光(PL)光谱,以及阴极发光(CL)等额外技术。它还提供了与一些光谱仪模型的连接。这种灵活性使得该系统能够满足明确的分析要求,从定期检查系统到多方法研究级分析工作站。
由于拉曼光谱使用光学波长,无论SEM操作环境如何,它都是有效的,使得适合于低真空运行的SEM的方法,以超高真空操作。
图1说明了结构和化学分析仪的UHV变体,适用于Leo-1450VP SEM。对于拉曼光谱,电子束在光谱形成中没有作用,允许利用低加速电压来对样品进行成像,避免充电和损坏。当观察颗粒时,这是至关重要的,因为它们可以容易地被高能电子束损坏欧洲杯猜球平台,或者与基板相对于基板充电并从中排斥,使其浪费到分析师。在满足无机和有机物质的测试之后,可以增加光束电压以表征使用X射线分析的剩余颗粒。欧洲杯猜球平台
图1。UHV-Version的结构和化学分析仪接口耦合到用于本研究的Leo-1450VP
TTL设备上的微粒
的好处SEM-SCA.可以用以下示例解释;来自一批晶体管晶体管逻辑(TTL)集成电路(IC)晶片的样品被有意污染以模拟导致产量差的缺陷,并且通常被引导到钝化前的设备故障分析。
该研究旨在揭示如何发现失败的原因,并看看这些失败是否与缺陷或污染物相关,以表征和建立起源。
图2a显示了SEM图像中一些微米大小的颗粒,这些颗粒使用SCA进行分析。欧洲杯猜球平台硅衬底是一个强拉曼散射体,因此从粒子的光谱中减去硅光谱,以突出发射粒子的拉曼波段。欧洲杯猜球平台一个粒子产生的光谱如图2b(红色)所示,确定为PMMA光谱。
“绿色”光谱是聚 - 四氟乙烯(PTFE)的特征,非常常用的聚合物 - 来自SEM的粒子的形态表明它可以是从磨损的轴承中的“剃须”。
先前使用光学显微镜检查该样品未显示出PMMA颗粒的存在,因为它是光学透明的。它也不能解决PTFE颗粒中的亚微米形态细节。
“蓝色”光谱显示颗粒是各种各样的无定形碳,碳化硅和金刚石。还存在连接到晶片的小型硅带。该颗粒可能是来自研磨过程的残留物,并且其存在表明后处理后的清洁制度可能需要重新评估。
在这个样品检查中,传统的SEM-EDS组合不能表征图2c中所示的任何粒子。欧洲杯猜球平台O和Al信号从金属化轨道和钝化层开始。两种无机粒子的光谱以硅为主,从衬底处有欧洲杯猜球平台一个小的碳峰,而SiC/金刚石/C粒子只出现碳峰和硅峰。
图2。a) TTL器件与粒子的二次电子图像,b)雷尼肖SCA获得的粒子原位拉曼光谱,c)典型粒子的E欧洲杯猜球平台DS光谱
结论
SCA-SEM-EDS组合提供了一种技术来表征高金属、有机、无机颗粒的模具和晶圆。欧洲杯猜球平台它提供了一个特殊的解决方案,以满足过程监测和设备故障分析
确认
Renishaw Plc希望感谢海军研究实验室(华盛顿特区)的化学划分,以便进入其设备。2020欧洲杯下注官网
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