Représentation des Tampons de Contact de Semi-conducteur utilisant la Spectrométrie de Masse Secondaire d'Ion (SIMS) par Hiden Analytique

Sujets Couverts

Mouvement Propre
Résumé
Introduction
SIMS
Analyse de Représentation
Conclusion

Mouvement Propre

Hiden Analytique a été fondé en 1981 et est actuellement situé dans une usine2 de 2,130m dans Warrington, Angleterre avec un personnel de plus de 50. Comme une compagnie privée notre réputation est établie sur produire la fin et les relations positives avec nos usagers. Plusieurs de ces abonnées travaillent au premier rang de la technologie neuve - dans les domaines de la recherche de plasma, de la science extérieure, du traitement d'aspirateur et de l'analyse de gaz. Pour mettre à jour cette réputation Hiden Analytique ayez, au cours des années, les niveaux exceptionnels déterminés des compétences techniques dans ces zones au sein de notre compagnie.

Résumé

La chimie extérieure des plots de connexion de circuit intégré est essentielle de rectifier la soudure de connexion. La représentation de SIMS fournit une méthode rapide d'évaluer la chimie extérieure et de recenser des tampons couverts par même quelques couches unitaires de contamination. La Compréhension de la distribution de la contamination, dans ce cas un gisement de fluorocarbone, aboutit à améliorer l'optimisation de processus et le plus grand rendement de produit.

Introduction

Le plot de connexion est d'importance indispensable pour la technologie des semiconducteurs car c'est le portail par dont les signes réussissent à et du circuit intégré. La Défaillance d'une obligation simple de fil signifiera l'échec précoce en service ou le rendement faible de dispositif.

Le plot de connexion est simplement un petit, 20 à 100 microns, zone habituellement carrée et métallique autour de la périphérie d'une puce qui est connectée au circuit interne. Il se compose généralement d'aluminiumsilicon pulvérisent l'alliage déposé. Quand la puce est empaquetée, le rapport est établi aux plots de connexion par l'intermédiaire des fils par ultrasons soudés de fin. N'importe Quelle contamination sur la surface du tampon mène à une soudure faible et à une défaillance conséquente.

Le test Électrique du fonctionnement de puce, utilisant des sondes de contact, ne peut pas afficher la chimie extérieure faible pendant que les sondes pénètrent la surface, ne traversant aucune couche-barrière.

Plots de connexion Affichant la pénétration de sonde de contact

SIMS

La Spectrométrie de Masse Secondaire d'Ion utilise un faisceau d'ions orienté, monoénergétique, chimiquement pur en général de 1 - 10 kev à pulvériser érodent la surface sous l'analyse. Des particules secondaires Ionisées alors s'analysent et sont trouvées dans le spectromètre de masse. Aux courants très faibles de faisceau d'ions l'analyse est logée au premier peu de couches unitaires - excellentes pour le dépistage de la contamination extérieure. Si le faisceau d'ions est balayé dans une configuration de trame au-dessus de la surface, une image dans l'espace résolue peut être enregistrée. Ainsi la distribution spatiale d'un élément peut être tracée.

Car la dose de faisceau d'ions est accrue et la pulvérisation devient plus agressive, ultérieurement des couches plus profondes sont exposées et concentration pendant que le fonctionnement de la profondeur peut être déterminé. SIMS est la technique d'analyse extérieure la plus sensible avec des limites de détection dans le ppb faible pour beaucoup d'éléments.

Une pléthore d'électrons d'énergie faible est employée pendant l'analyse des échantillons isolants, tels que la glace, pour éviter l'habillage de la charge extérieure.

L'analyse présentée ici a été effectuée utilisant le poste de travail de Hiden SIMS, un instrument complet et hautement flexible du quadrupôle SIMS/SNMS équipés du canon d'ion du gaz IG20, du canon d'ion de césium et de l'analyseur de la MAXIME SIMS/SNMS.

Analyse de Représentation

Le but de l'analyse était de recenser les plots de connexion avec la chimie extérieure non idéale qui peut mener à la défaillance pendant le procédé d'obligation de fil. On l'avait noté de la première analyse spectrale de masse que généralement la contamination significative et ce de fluorocarbone contenue par surface étaient la cause le plus susceptible de la défaillance.

Utilisant les ions primaires+ du Cs 5keV orientés dans un endroit de 25ìm de moins que 2nA, des images resolved de masse 27d'Al ont été rassemblées. Le logiciel Élémentaire de Plan Extérieur (ESM) de Hiden prévoit la collection unique rapide de cadre, s'assurant que la dose d'ion est mise à jour près à la limite statique de SIMS. Des Images peuvent être rassemblées avec un large éventail de densité de pixel, de 100x100 à 4000x4000, avec le contrôle indépendant des débits de temps de pause et de pixel de 3000 pixels par seconde.

L'analyseur secondaire d'ion de MAXIME peut rassembler des ions d'une zone de diamètre jusqu'à de 6mm, bien que, dans ce cas, les images aient été logées aux régions approximativement 800ìm à travers dans la région de la ligne des plots de connexion.

L'image ci-dessous affiche la zone de plot de connexion à une définition des pixels 500x500. Les plots de connexion sont approximativement 80ìm à travers et apparaissent de manière dégagée, avec une partie de l'interconnexion de cablage.

Image Resolved De Masse de SIMS (27Al) des Plots De Connexion

Vers le centre de l'image un plot de connexion est de manière dégagée visible avec la concentration en intrados sensiblement d'Al que ceux autour de lui. De Même, les deux autres tampons à l'extrême-droite de l'illustration affichent également un signe inférieur.

Utilisant l'image pour la navigation, il était possible de rassembler les spectres de masse de ces tampons pour rivaliser avec cela tampons de ` de normale des'. Les spectres ont confirmé qu'il y avait une contamination sensiblement plus élevée de fluor sur les tampons suffisamment pour gêner le métal, résidu le plus susceptible d'une phase réactive gravure à l'eau forte d'ion plus précoce dans le procédé de fabrication d'IC.

Conclusion

La Représentation SIMS est l'outil idéal avec lequel pour vérifier la distribution de la contamination très mince de couche extérieure. Fonctionné avec la densité de courant suffisamment faible de poutre et un analyseur élevé de sensibilité aimez la MAXIME de Hiden, il est possible pour rassembler des images avec la première spécificité de couche unitaire. C'est indispensable en abordant des délivrances de métallisation et d'adhérence car c'est cette couche unitaire la plus élevée qui agira l'un sur l'autre avec d'autres composants.

Source : Hiden Analytique

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît Hiden Analytique

Date Added: Sep 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:06

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