半導体のインターコネクトの化学組成
標準的な走査透過電子顕微鏡（STEM）上の30㎜2の検出器領域を用いた標準的なエネルギー分散X線分光法（EDSまたはEDX）は、数分以内にnmオーダーの分解能の元素マッピングを提供することができます。条件は、検出器のヘッドがスリムライン設計で十分に小さく、高い立体角のために十分にサンプルにできるだけ近づき、高い取り出し角のためにサンプルよりもできるだけ高い位置になることです。後者は、影と吸収の影響を避けるのに役立ちます。
軽元素ウィンドウを備えた30mm2アクティブエリアEDSで改造し22°取り出し角で0.09srの収束角した標準STEMが、半導体相互接続の解析に使用されました（図1）。元素分布がマッピングされました。EDSデータは、Cliff-Lorimer法を用いて定量的に処理されました。ESPRIT ソフトウェアでの理論的なCliff-Lorimer係数の計算は、以下の情報に基づいています。
- 放射線断面積と蛍光収量の値を持つ、広範で常に更新される原子データベース
- 検出器とサンプルの位置関係
- 検出器の量子効率に関する情報
同じ条件下で調査された一連のサンプルの中で、理論的に計算された係数を使用するCliff-Lorimer法は、サンプルシリーズから選択された参照サンプルと比較して数原子パーセント以内の正確性を持っています。EDSデータは、TaとTiNの相互接続ラインのタンタルとチタン、および銅とタングステンの充填を明らかにしています（図2）。チタン信号は窒素信号から分離することができます。Si, Ta, Wはデコンボリューションされ、正しく割り当てることができます（図3）。
図1：相互接続構造のHAADF像。サンプル提供：Synegie4
図2：355ピクセル×678ピクセルの元素マッピングから抽出されたデータ、取得時間：15分、左：いくつかの関連元素のネットカウント表示。中央：4x4ピクセルビニングを用いたTaの定量分析。右:：8x8 ピクセルビニングを使用した Ti 分布。
図3：ESPRITによるSi, Ta, Wの EDS元素線のデコンボリューション