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应用案例 | 晶圆绑定线的失效检测—离子研磨

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实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

晶圆绑定线的失效是非常常见的一种失效,针对此种失效可以先对失效点进行定位,然后选择离子束切割加电镜观察的方式进行切片分析。

图1 需要分析的失效点


01 机械研磨定位

采用徕卡精研一体机进行机械研磨。研磨过程中采用不同粗细大小的金刚石砂纸30 µm和9 µm对样品进行研磨,直至研磨到目标点的附近位置即可,预留大约20-30 µm。见下图。

图2 体式镜观察下的目标位置


02 离子束切割

将研磨完后的样品用三离子束切割仪进行切割,得到表面几乎无损且平整度非常好的样品,适合上电镜观察内部的细微结构,可以观察出样品内部本身的缺陷等问题。见下图。

绑定线整体观察,可以非常清晰的每个区域不同的结构


放大观察,绑定线和晶圆键合处的微观结构,也是我们本次分析的关键。看键合的细微结构,从而判断是哪方面造成的失效。


跟上图同样。由于采用的是台式电镜,分辨率上有一定的限制。如果需要更高分辨率建议上场发射扫描电镜进行观察。


扫描电镜观察下的样品能谱图



03 小结

样品要先采用精研一体机研磨到目标位置的附近,然后才能进行离子束切割。

切割完成后上电镜观察,发现银线跟芯片连接处主要是一层铝,但有部分不连续。

建议上场发射扫描电镜进行进一步观察,确认其形貌等。


04 使用设备

1. 精研一体机Leica EM TXP

Leica EM TXP是一款独特的可对目标区域进行准确定位的表面处理工具,特别适合于SEM,TEM及LM观察之前对样品进行切割、抛光等系列处理。它尤其适合于制备高难度样品,如需要对目标精细定位或需对肉眼难以观察的微小目标进行定点处理。有了 Leica EM TXP,这些工作就可轻松完成。



2.三离子束切割仪Leica EM TIC 3X


可制备横切面和抛光表面,用于扫描电子显微镜 (SEM)、微观结构分析 (EDS、WDS、Auger、EBSD) 和 AFM 科研工作。一次可处理样品多达 3 个, 并可在同一个载物台上进行横切和抛光。工作流程解决方案可安全、高效地将样品传输至后续的制备仪器或分析系统。


3.EM 科特台式扫描电镜


EM科特(EmCrafts)Cube系列桌面式扫描电镜,是一款桌面紧凑型扫描电子显微镜。Cube系列占地面积小,便携性能好,可遵照客户服务指南任意移动SEM设备。拥有高分辨率和高空间利用率,可安装在任何地方。无需等待;抽气90秒/排气10秒。高度可纂的高压组件:无雷对准电子枪。


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