반도체 상호 연결의 화학 적 조성
표준 스캐닝 전송 전자 현미경(STEM)에 30mm2의 검출기 영역을 사용하는 표준 에너지 분산 X선 분광법(EDS 또는 EDX)은 몇 분 이내에 nm 해상도의 요소 매핑을 제공할 수 있습니다. 조건은, 검출기 헤드가 충분히 작아서 (슬림 라인 설계에서) 시편 (높은 고체 각도)에 가깝게 얻을 수 있으며 시편 (높은 이륙 각도용)에 대해 가능한 한 높다는 것입니다. 후자는 그림자 와 흡수 효과를 방지하는 데 도움이됩니다.
22° 이륙 각도에서 0.09 sr 수집 각도를 달성한 경량 요소 창이 있는 30mm2 액티브 영역 EDS로 개조된 표준 STEM은 반도체 상호 연결(도 1)을 분석하는 데 사용되었습니다. 요소 분포가 매핑되었습니다. EDS 데이터는 Cliff-Lorimer 방법을 사용하여 정량적으로 처리되었습니다. ESPRIT 소프트웨어의 이론적 클리프-로리머 요인 의 계산은 다음과 같은 정보를 기반으로 합니다.
- 방사선 단면 및 형광 수율에 대한 값을 가진 광범위하고 지속적으로 업데이트된 원자 데이터 베이스
- 검출기 및 시편의 기하학적 관계
- 검출기 양자 효율에 대한 정보
동일한 조건에서 조사된 일련의 표본 내에서 이론적으로 계산된 요소를 사용하는 Cliff-Lorimer 방법은 시편 계열에서 선택한 기준 샘플에 비해 몇 원자%이 정확할 수 있습니다. EDS 데이터는 타및 TiN 상호 연결 안감의 탄탈륨 및 티타늄뿐만 아니라 구리 및 텅스텐 충전(도 2)을 명확하게 드러냅니다. 티타늄 신호는 질소 신호로부터 분리될 수 있다. 시, 타, W는 절충을 풀고 올바르게 할당할 수 있다(도 3).
그림 1: 상호 연결 구조의 높은 각도 환상 암필드 이미지. 표본 제공: Synergie4.
그림 2: 355 픽셀 x 678 픽셀 요소 매핑, 획득 시간 : 15 분 왼쪽 : 몇 가지 관련 요소의 순 수 표현에서 추출 된 데이터. 중간: 4x4 픽셀 비닝을 사용하여 Ta의 정량적 분석. 오른쪽: 8x8 픽셀 비닝을 사용하여 Ti 분포.
그림 3: ESPRIT에서 시, 타 및 W EDS 요소 라인의 디폰 볼루션.