电子半导体中失效分析检测方案(扫描电镜)

PHENOMSCIENTIFIC飞 纳 电 镜 扫描电镜在半导体失效分析中的应用案例分享 发布者：飞纳电镜 电子半导体材料是现代制造的基础，是推动集成电路产业发展创新的关键，几乎贯穿整个集成电路制造过程。电子器件在实际服役过程中，由于设计原因或器件与环境相互作用，性能或结构发生变化，可能会出现性能下降或者破坏，需要对失效的原理、机理进行明确并制定相应的改善措施。 失效分析对于纠正设计和研发错误、完善产品、提高产品良品率和可靠性有重要意义，飞纳电镜可以提供简单、高效、精确的电子半导体材料检测方案，对于失效模式的确定有极大的帮助。 案例一刻蚀线路边角微观结构检查 线路边角的平整性、洁净度、缺陷、孔洞等会影响后续制程工艺，通过四分割 BSD 探头的Top 模式可以清晰呈现边角的形貌。结合飞纳电镜优中心倾斜样品台，可以全方位立观察到蚀刻边角的平整性及锐利度，从而指导工艺的的进。 原始图 TOP 模式 倾斜角度 倾斜放大 TOP 模式工作原理 飞纳台式扫描电镜四分割背散射电子探测器，可给出样品成分和形貌信息，为您提供两种成像模式： 成分模式 (Full mode)：同时给出样品表面形貌与成分信息，不同元素可由其对比度的不同加以分辨。 形貌模式 (Topographical mode)：在图像中去除了成分不同所造成的差异，强化样品的3D 信息，使样品表面的凹凸起伏等微观结构更加明晰。尤其适用于表面粗糙度和缺陷分析。 PHENOMSCIENTIFIC飞 纳 电 镜 成分模式图像：包含样品成分与形貌信息 形貌模式图像：仅突出样品表面形貌特征 飞纳台式扫描电镜可以快速地在这两种成像模式间任意切换。 案例二Pad 表面缺陷和异物检测 表面缺陷和异物是微观结构观察的重要内容，上图中(A)~(D)是对 Pad 表面焊接情况、表面缺陷的观察。而且电子材料中许多时候需要对材料浅表层的状态进行观察， PhenomSEM 可以快速地进行电压切换从而进行不同深度表层状态的分析，如案例(E)、(F)所示，分别为 5kV、15kV 加速电压下观察到的材料表面，可以观察到完全不同的表面状态。 案例三电子器件异物及成分分析 在电子器件的生产中，往往由于原料不纯、制程污染等原因引入一些杂质，这些异物对产品性能有很大影响，常会造成器件的失效。在分析的过程中，利用搭载 EDS 的扫描电镜的形貌分析能力和元素分析能力，可以很好的找到异物，并对异物形态、成分、位置进行确认，进而帮助异物的溯源和工艺拍改善。 案例所示为铝垫表面的异物分析，在光学显微镜下可以发现铝垫表面存在的一些白点，利用Phenom飞纳电镜的光镜一电镜联动功能，可以快速地进行缺陷定位，再通过 EDS-Mapping 进行成分分析可以明显地发现含 CI、Ag的异物，残留的会会导致打线的结合力变差而引起失效。 电子半导体材料是现代制造的基础，是推动集成电路产业发展创新的关键，几乎贯穿整个集成电路制造过程。电子器件在实际服役过程中，由于设计原因或器件与环境相互作用，性能或结构发生变化，可能会出现性能下降或者破坏，需要对失效的原理、机理进行明确并制定相应的改善措施。失效分析对于纠正设计和研发错误、完善产品、提高产品良品率和可靠性有重要意义，飞纳电镜可以提供简单、高效、精确的电子半导体材料检测方案，对于失效模式的确定有极大的帮助。案例一 刻蚀线路边角微观结构检查案例二 Pad 表面缺陷和异物检测案例三 电子器件异物及成分分析