半导体应用中的有效检查

半导体设备制造的最重要方面之一是一致,有效的检查。这可能导致收益率提高,从而提高盈利能力。每次制造步骤和反馈后,必须评估产品和过程,尤其是在大量生产晶片(每周数千万个设备)期间。在制造过程的每个阶段进行检查非常重要,以确定诸如层厚度,阶跃覆盖率,关键细节的几何形状,沟渠深度等方面的缺陷来源,然后再实施适当的纠正措施。

介绍

半导体处理中的物理衰竭分析的传统方法主要由沿硅晶片上定义的结构沿垂直机械抛光或断裂组成。抛光部分通常是使用半自动抛光剂制备的,并且使用光学显微镜监测此过程的质量。在此步骤之后,将抛光区域用合适的蚀刻剂冲洗,以使氧化物和扩散层涂上金属或碳以允许在SEM中进​​行成像。可以手动或使用专用的半自动仪器进行样品断裂。

这些方法中的哪一种通常由材料的晶体学取向确定,因为仅一些适合后一个过程。但是,这些过程存在局限性,但是,由于两种技术都是耗时的,因此结果在很大程度上取决于操作员的经验,并且常规处理可能会损坏样本。此外,基于从控制系统中的数据中的两种方法中的任何一种,都没有可能自动导航到特定的感兴趣区域(ROI)。

此外,两种方法的可复制性相对较低。但是,使用等离子体FIB进行横截面可以消除这些局限性,但是,通过允许非常准确的位点特异性横截面,而无需在步骤之间来回处理样品。它还允许使用从各种制造和检查系统获得的数据导航到硅晶片上的特定缺陷。

化学处理前的横截面

蚀刻过程后的横截面,以可视化氧化物和扩散层。

图1。(a)化学处理前的横截面。(b)蚀刻程序后的横截面,用于可视化氧化物和扩散层。

结果

使用Tescan FERA3 XE等离子体FIB/SEM进行样品制备涉及将晶圆的整体或一部分插入腔室,使用导航软件的ROI定位,铂或钨保护层的沉积以及离子铣削。这里最大的好处之一是,在整个过程的每个阶段都可以使用Tescan Fera3 SEM,从而允许连续检查。然后在将样品放回腔室之前,先进行氧化物或扩散蚀刻剂的蚀刻。由于前面讨论的原因,这种制备方法允许快速,精确和可重复的抛光部分制备,而损害样品的风险很小。

此外,这种方法并不限制用于增强和可视化半导体设备中氧化物和扩散层的可用化学技术的使用,以进一步检查。为了成功使用所述技术,横截面必须足够大,以可靠地使液体蚀刻剂进入沟渠与抛光表面反应。发生的最小宽度和深度为50 µm x 5 µm。如果需要更深的沟槽,则每1 µm深度必须将宽度扩大10 µm。因此,考虑到要去除的相对较大的材料,显然等离子FIB提供了比GA FIB更好的解决方案,因为它可以实现更高的欧洲杯足球竞彩铣削和材料去除速率。

详细的图像显示可视化的活动区域。

较高的放大图像进行复杂的检查。

图2。(a)显示可视化活动区域的详细图像。(b)更高的放大图像进行复杂的检查。

结论

与现有技术相比,血浆FIB为氧化物和扩散层的检查和可视化提供了可靠的解决方案,这些方面考虑了诸如出现样本损害的准确性,速度,可靠性和可能性等方面。此外,使用血浆FIB可以实现特定于现场的检查,并具有精确导航到特定ROI的可能性。这些好处使等离子FIB成为制造半导体设备期间有效检查的理想工具。

致谢

图像由Rožnovpodradhoštěm在半导体上提供。捷克共和国的技术机构支持专用FERA3等离子体fib/SEM系统的专用FERA3等离子体fib/SEM系统的安装和操作;授予TE 01020233(AMISPEC)。

Tescan USA Inc.

Tescan由特斯拉的一组经理和工程师创立,其电子显微镜历史记录从1950年代开始,如今,Tescan是全球著名的聚焦离子束工作站的供应商,扫描电子显微镜和光学显微镜。Tescan的创新解决方案和与客户的合作性质在纳米和微技术领域赢得了领先地位。该公司很荣幸能与一系列科学领域的著名机构一起参加主要的研究项目。Tescan就价值,质量和可靠性为客户提供了领先产品。Tescan USA Inc.是Tescan Orsay Holdings的北美部门,该公司由捷克公司Tescan合并成立,Tescan的合并是SEMS和专注的离子Beam Workstations的全球领先供应商,法国公司Orsay Physics,是定制定制的世界领导者聚焦离子束和电子束技术。

此信息已从Tescan提供的材料中采购,审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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