Благодаря интегрированному режиму « визуализация - тестирование - анализ» SEM - нано - отжимной аппарат преодолевает масштабные ограничения традиционных механических испытаний и обеспечивает точные средства для многоуровневой оценки надежности микроэлектронных устройств от материалов до конструкций. В будущем, с дальнейшей миниатюризацией устройства (например, 3D - укладка, интеграция гранул сердечника), его соединение с атомной силовой микроскопией (AFM), сфокусированным ионным пучком (FIB) и другими технологиями, будет более глубоко анализировать механизм отказа в масштабе и способствовать непрерывному повышению надежности микроэлектронов.
Технические принципы и преимущества
Наночастицы SEM сочетают в себе изображения с высоким разрешением SEM с механическими проверочными функциями нано - царапин: наблюдение за поверхностью образца в режиме реального времени с помощью SEM и определение целевой области (например, точки сварки, соединения, пленка и т.д.); Затем используйте нано - детектор для наложения нагрузки класса микрокрупного рогатого скота, записывайте связь между глубиной давления и нагрузкой, вычисляйте твердость материала, модуль упругости, ползучесть и другие параметры. Основным преимуществом является визуализация на месте - во время тестирования можно синхронизировать процессы деформации, зарождения и расширения трещин в области царапин, выявляя связь между микроструктурой и макроскопическими свойствами; В то же время разрешение смещения на наноуровне (обычно до 0,1 нм) и точность управления нагрузкой (уровень nN) удовлетворяют требованиям испытаний сверхтонких пленок (например, сеточного окислительного слоя, пассивированного слоя) в микроэлектронных устройствах.
Ключевые приложения для проверки надежности микроэлектроники
Оценка надежности взаимосвязанных конструкций: электрическая миграция и отказ от переноса напряжений медно - алюминиевых соединений в чипе часто возникают из механических дефектов интерфейса или между зернами. Наночастицы SEM могут точно измерять разницу в твердости и модуле в разных местах взаимного соединения (например, границы кристаллов, интерфейсы), идентифицировать области концентрации напряжений и обеспечивать основу для оптимизации процесса (например, температура отжига, концентрация легирования). Например, степень ослабления устойчивости к усталости может быть количественно определена путем анализа реакции на царапины медных соединений после теплового цикла.
2.Точка сварки и характеристика свойств упаковочного материала: точка сварки на перевёрнутом чипе (FlipChip) (например, Sn - Pb, неэтилированный припой) подвержена пластической деформации или растрескиванию в температурном цикле из - за рассогласования теплового расширения. Наночастицы SEM могут быть проверены на месте на одной точке сварки без разрушения всего пакета, чтобы получить ключевые параметры, такие как ее текучесть, скорость ползучести и т. Д., Чтобы предсказать риск отказа точки сварки в долгосрочной эксплуатации. Кроме того, тест модуля упругости для заполнения нижней части клея (Underfill) оптимизирует его соответствие чипу / базовой плате и снижает напряжение интерфейса.
3. Анализ надежности пленки и покрытия: Окислительный слой решетки (толщина всего несколько нанометров) и пассивированный слой (например, SiNx) микроэлектронных приборов должны обладать высокой диэлектрической прочностью и устойчивостью к царапинам. Наночастицы SEM могут непосредственно измерять собственные механические свойства пленки, контролируя глубину давления (меньше толщины мембраны), избегая помех фундамента; В сочетании с SEM для наблюдения отслоения или трещины на краю царапины можно оценить силу сцепления пленки с фундаментом и ударопрочность, обеспечивая поддержку данных для технологических улучшений (например, температуры осаждения, плазменной обработки).