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開(kāi)啟5G新時(shí)代 XPS成像技術(shù)在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用
近年來(lái)積極拓展新的領域，中國(guó)已成為帶動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿ε涮自O備，隨著5G商用牌照落地并在2019年11月份正式使用，會(huì)大大推動(dòng)半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對開放。失效分析對(duì)于提高半導(dǎo)體產(chǎn)品質(zhì)量推進高水平，技術(shù)開(kāi)發(fā)、改進(jìn)拓展應用，產(chǎn)品修復(fù)及仲裁失效事故等方面具有很強(qiáng)的實(shí)際意義生產創效。針對(duì)半導(dǎo)體器件局部失效分析，可以借助XPS成像技術(shù)及微區(qū)分析進(jìn)行表征管理，島津XPS配備自主技術(shù)的DLD二維陣列延遲線檢測(cè)器優化上下，可以同時(shí)記錄光電子的信號(hào)強(qiáng)度及其發(fā)射位置，亦可以在數(shù)秒的時(shí)間里獲取完整的XPS譜圖及高能量分辨的化學(xué)狀態(tài)圖像敢於挑戰。小編帶您一起來(lái)看看XPS成像技術(shù)在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用實(shí)例吧不斷創新！
實(shí)例一：引腳跡斑分析
引腳是指從集成電路(芯片)內(nèi)部電路引出與外圍電路的接線，構(gòu)成了芯片的接口提供了遵循。隨著電子技術(shù)的發(fā)展參與水平，電路板上的器件引腳間距越來(lái)越小，器件排列更加密集服務效率，電場(chǎng)梯度更大明確相關要求，因此電路板對(duì)引腳的腐蝕也變得越來(lái)越敏感重要意義。如下為一故障銅引腳器件，在AXIS SUPRA儀器腔體顯微鏡下可看到有一處跡斑(直徑~150μm)行業內卷，通過(guò)成像技術(shù)結(jié)合微區(qū)分析技術(shù)(見(jiàn)圖1)追求卓越，可知在該區(qū)域額外出現(xiàn)了Cl元素，對(duì)比周圍區(qū)域測(cè)試結(jié)果參與能力，推測(cè)該元素的存在是造成腐蝕的主要原因合理需求，此外O元素峰強(qiáng)也有所增加，說(shuō)明該區(qū)域氧化現(xiàn)象更為顯著充分發揮。
圖1 平行成像及選區(qū)測(cè)試結(jié)果
實(shí)例二：“金手指”缺陷區(qū)域分析
“金手指”是指電腦硬件如內(nèi)存條上與內(nèi)存插槽高質量、顯卡與顯卡插槽之間等進(jìn)行電信號(hào)傳輸?shù)慕橘|(zhì)，金手指涂敷工藝不良或由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致其表面產(chǎn)成了氧化層選擇適用，均會(huì)導(dǎo)致接觸不良管理，甚至造成器件報(bào)廢。如下采用XPS分析結(jié)合平行成像技術(shù)對(duì)“金手指”區(qū)域及缺陷處進(jìn)行測(cè)試業務指導，不同視場(chǎng)成像結(jié)果見(jiàn)下圖2改進措施，亮度越高的區(qū)域表示Au元素含量越多。
圖2 不同視場(chǎng)下的“金手指”樣品成像結(jié)果
對(duì)缺陷部位及顯著存在Au元素部位分別進(jìn)行小束斑選區(qū)分析長足發展，測(cè)試位置見(jiàn)下圖3今年，由測(cè)試得到的全譜結(jié)果可知，兩個(gè)區(qū)域均存在一定量的F元素發揮作用；在圖像中較亮區(qū)域測(cè)得結(jié)果中良好，Au元素為主要存在元素，表面C銘記囑托、O元素較少引領，而缺陷部位測(cè)試結(jié)果中則只具有少量的Au 4f信號(hào)，而C示範、O應用前景、N元素峰較為顯著，推測(cè)該缺陷部位存在一定的有機(jī)物污染運行好。
圖3 “金手指”樣品缺陷處微區(qū)分析結(jié)果
小 結(jié)
選用XPS成像技術(shù)對(duì)半導(dǎo)體器件微區(qū)的表面元素進(jìn)行分析首次，可以清楚地了解各元素在器件表面的分布情況，結(jié)合污染元素組成及化學(xué)狀態(tài)進(jìn)行有目的的原因排查部署安排，有助于對(duì)功能器件的質(zhì)量控制和失效機(jī)制進(jìn)行把控和解析搖籃，有效杜絕污染和器件失效發(fā)生，以達(dá)到不斷對(duì)產(chǎn)品工藝和技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化的目的推廣開來。
撰稿人：崔園園
島津/Kratos X射線光電子能譜儀AXIS SUPRA+
AXIS SUPRA+的自動(dòng)化技術(shù)
● 無(wú)人值守自動(dòng)進(jìn)行樣品傳輸和交換
● 硬件自動(dòng)化控制推動，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)譜儀狀態(tài)和校準(zhǔn)
AXIS SUPRA+*的表面分析能力
● 具有高性能XPS分析、快速平行化學(xué)成像分析堅持好、小束斑微區(qū)分析
● 利用角分辨即將展開、高能X射線源大幅增加、深度剖析可以實(shí)現(xiàn)從超薄到超厚的深度分析
● 多種功能附件(惰性氣體傳輸器、高溫高壓催化反應(yīng)池等)和可拓展多種表面分析技術(shù)傳承，如紫外光電子能譜(UPS)等特點，離子散射譜(ISS)，反射電子能量損失譜(REELS)多種，俄歇電子能譜和掃描俄歇電子顯微鏡(AES和SAM)等等
AXIS SUPRA+高效智能工作流程適合多用戶環(huán)境
● 高吞吐量將進一步、快速隊(duì)列樣品分析模式實(shí)現(xiàn)連續(xù)分析
● AXIS SUPRA+采用的通用表面分析ESCApe軟件系統(tǒng)使用戶與譜儀的交互簡(jiǎn)單化和智能化，可以進(jìn)行譜儀的控制日漸深入、數(shù)據(jù)的采集和分析
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2025第十屆華南空氣壓縮機(jī)展覽會(huì)
展會(huì)城市：佛山市展會(huì)時(shí)間：2025-05-21