首頁 液態材料的缺陷,如何用SEM檢測?

液態材料的缺陷,如何用SEM檢測?

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液態材料的缺陷,如何用SEM檢測?

by ruby

發佈日期:2019/3/5
發佈單位:iST宜特

往往我們可以檢測的大多是固態樣品,
但若遇到欲檢測的物品是液態,
或者懷疑Defect來自於製程中的液態物質
該如何分析呢?

在半導體多道製程中,包括晶圓生產-黃光蝕刻、薄膜等製程中,或是其他太陽能、LED晶片等電子產品的製造過程中,都有機會使用到液體/揮發性材料,包括銀膠、研磨液、拋光液、油墨等,而有時候造成缺陷的問題,就藏在這些液體/揮發性材料裡頭。

針對一般的樣品,以往我們會使用掃描式電子顯微鏡SEM(Scanning Electron Microscope)進行樣品表面形貌的檢測。然而樣品必須於真空系統下作業,並且樣品侷限在固體。而對於液態/揮發性材料,由於此類樣品會影響電子顯微鏡的真空度,並可能造成腔體汙染,因此以往若要使用SEM進行檢測,相當困難!

一般而言的變通作法,會將液態/揮發性材料烘烤後,變成固態,再將固態樣品利用SEM進行檢測,然而,往往經過烘烤後的樣品形貌均已失真,例如液態材料內之粒子(Particle)分佈與分散性,這些特性於材料經烘烤後均已改變,便無法觀察到液態材料之真實樣貌

該如何解決呢?本日小學堂重點:

使用液態材料專用之SEM載台
液態材料SEM
液態材料SEM

圖片說明:液態樣品專用SEM載台示意圖

SEM液態載台是封閉式結構,可以將液態/揮發性材料封閉其中,故可避免影響SEM的真空度與真空系統汙染等問題。SEM電子顯微鏡透過載台表面厚度僅數十奈米之氮化矽SiN薄膜,仍可以激發出液態樣品表面之二次電子或背向電子,藉此可以順利成像。

若搭配另一工具-EDS(Energy Dispersive Spectroscopy),即可進行成份分析,除此之外,SEM影像可透過專用軟體進行分析,即可得到尺寸分佈、分散性、形狀分佈等數據資料(見下圖),以作為材料研發或製程改善、監控的依據。

液態材料SEM

圖片說明:液態研磨材料之SEM影像範例,可清楚觀察SiO2粒子(Particle)分佈與尺寸

液態材料SEM

圖片說明:液態材料銀膠搭配EDS Mapping分析,可確認元素分佈狀況

液態材料SEM

圖片說明:
搭配軟體分析可得到粒徑尺寸分佈資料
(圖為Particle尺寸之比例)

液態材料SEM

圖片說明:
搭配軟體分析可得到Particle分散性資料
(圖為Particle間距之比例,數據越集中表示分散性越好)

液態材料SEM
液態材料SEM

圖片說明:搭配軟體分析可得到particle形狀分佈資料
(圖示為形狀分佈之比例,Elongation Factor越趨近於1表示particle形狀越接近真圓)

*感謝邑流微測公司在此液態檢測技術上的協助。未來會針對製程產線上的流體,提供更精確的量測分析技術,以供線上即時監測。

*【重要小提醒】使用這種方式檢測的液態樣品,必須含有粒子(Particle)在裏頭,如銀膠、研磨液、拋光液、油墨等;舉凡裡頭沒有粒子(Particle)的液體,如光阻液等,即不適用此方法檢測。

本文與各位長久以來支持宜特的您,分享經驗,若您想要更進一步了解細節,歡迎洽詢+886-3-5799909 分機6641 陳先生Edward│Email: web_pfa@istgroup.com

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