透射电镜制样(芯片测试fa分析方法有哪些)
资讯
2023-11-28
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1. 透射电镜制样,芯片测试fa分析方法有哪些?
1.OM 显微镜观测,外观分析
2.C-SAM(超声波扫描显微镜)
(1)材料内部的晶格结构,杂质颗粒,夹杂物,沉淀物,
(2) 内部裂纹。(3)分层缺陷。(4)空洞,气泡,空隙等。
3. X-Ray 检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性,PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接,开路、短路或不正常连接的缺陷,封装中的锡球完整性。(这几种是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段)
4.SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪(材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸)
5.取die,开封 使用激光开封机和自动酸开封机将被检样品(不适用于陶瓷和金属封装)的封装外壳部分去除,使被检样品内部结构暴露。
6. EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测(这三者属于常用漏电流路径分析手段,寻找发热点,LC要借助探针台,示波器)
7.切割制样:使用切割制样模块将小样品进行固定,以方便后续实验进行
8.去层:使用等离子刻蚀机(RIE)去除芯片内部的钝化层,使被检样品下层金属暴露,如需去除金属层观察下层结构,可利用研磨机进行研磨去层。
9. FIB做一些电路修改,切点观察
10. Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试。
11. ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试(有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试,有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验)这些已经提到了多数常用手段。
除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段,原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等很多手段,不过这些项目不是很常用。
失效分析步骤:
1.一般先做外观检查,看看有没有crack,burnt mark 什么的,拍照;
2.非破坏性分析:主要是xray--看内部结构,超声波扫描显微
镜(C-SAM)--看有没delaminaTIon,等等;
3.电测:主要工具,IV,万用表,示波器,sony tek370b;
4.破坏性分析:机械decap,化学 decap 芯片开封机。
2. 电子显微镜的优缺点分别是什么?
都可以到原子级别分辨率,扫描隧道显微镜主要看表面原子结构,电子显微镜中的透射电镜主要看晶体内部的原子结构。两者各有所长,扫描电子显微镜主要由压电陶瓷控制针尖来探测表面隧穿电流,所以在垂直方向有所限制,对表面制样要求比较高,又由于是探测表面原子结构,所以“一般”需超高真空等环境。而电子显微镜根据探测的电子不同主要分为扫描电子显微镜和透射电子显微镜,两者都需要高能电子轰击材料,所以对材料的损伤较大(而隧道显微镜由于使用隧穿电流对材料的损伤较少)。两种显微镜互补,可以深入了解材料表面和晶体内部的原子排布和电子结构,是现如今最先进的显微镜技术。
3. 红外光谱与拉曼光谱的原理分别是什么?
红外光谱测定的是样品的透射光谱。当红外光穿过样品时,样品分子基团吸收红外光产生振动,得到红外吸收光谱。拉曼光谱测定的是样品的发射光谱。当单色激光照射在样品上时,产生拉曼散射,检测器检测到的是拉曼散射光。拉曼光谱与红外光谱信息互补拉曼光谱可提供低频模式的信息拉曼光谱可分析水溶液共聚焦显微技术,空间分辨率可达1μm制样简单,可透过玻璃样品池或塑料包装直接分析可配置光纤探头进行远程分析(光纤长可达100米)
4. 支持膜微栅和铜网有什么区别?
有光泽的一面是正面,其实正反面放的话不影响测样,因为不知道你滴样的时候,滴的是正面还是反面。 平常做透射电镜实验所用的铜网,即为承载样品的载网。载网若是铜材质,就称铜网,如果是镍、钼、金、尼龙,就相应的称镍网、钼网、金网、尼龙网等。 单独使用载网,也称“裸网”。主要应用在生物制样中,可配合切片机,在水槽中用“裸网”捞取样品。再进行喷碳或喷金 处理,然后进入电镜观察。大多数透射电镜样品在制样时,为了确保样品能搭载在“载网”上,会在“载网”上覆一层有机膜,称为“支持膜”。这种具有支持膜的 载网,称为“载网支持膜”。 当样品接触载网支持膜时,会很牢固的吸附在支持膜上,不至于从载网的孔洞处滑落。以便在电镜上观察。
5. TEM制样方法?
1、研磨法
将(研磨后的)粉末放在去离子水或无水乙醇溶液里,用超声波分散器将需要观察的粉末分散成悬浮液。
用滴管滴几滴在覆盖有支持膜的电镜载网上,待其干燥(或用滤纸吸干)后, 即成为电镜观察用的粉末样品。
载网种类:
方华支持膜:方华支持膜的化学成分是聚乙烯醇缩甲醛,由于是纯的有机 膜,所以膜的弹性好,厚度通常为 10nm 左右,透射电镜观察时背底影响小。但方华膜因导电性不好,在电子束照射下,易因高温或电荷积累,产生样品漂移甚 至膜破损,通常在 100kV 电镜和生物样品中使用较多。
碳支持膜:是一种最常用的支持膜,有两层膜结构。从下至上依次为裸网、方华膜和碳膜,由于碳层具有较强的导电性和导热性,弥补了无碳方华膜的荷电效应以及热效应,增强了膜整体的稳定性,适合大多数纳米材料和生物样品的一般形貌观察用于常规样品制样。
微栅:在膜上制作出微孔,以便使样品搭载在微孔边缘,使样品“无膜”观察,提高图象衬度。观察管状、棒状、纳米团聚物效果好,特别是观察这些样品的高分辨像及mapping时更是最佳选择。
超薄碳膜:在微栅的基础上叠加了一层很薄的碳膜,一般为3-5纳米。这层超薄碳膜的目的是用超薄碳膜把微孔堵住。主要针对粒度较小的纳米材料。如10纳米以下分散性很好的纳米材料,如果用微栅可能从微孔中漏出,如果在微栅孔边缘,由于膜厚可能会影响观察。所以用超薄碳膜就会得到很好的效果。
纯碳膜:当样品所用的有机溶剂(氯仿、甲苯等)能够溶解方华膜时,载网膜中就要去除方华膜,只剩碳膜,称为纯碳膜,碳膜的厚度通常为 20nm 左右,在高分辨观察时背底的影响也比较明显。
双联载网支持膜:将两片载网膜连在一起,负载样品后,将样品夹住,形成三明治的结构,加强了对样品的固定,比如应用于磁性材料可避免其吸附到透射电镜的极靴上。
6. sem和tem的mapping有什么区别?
一、性质不同
1、SEM:根据用户使用搜索引擎的方式利用用户检索信息的机会尽可能将营销信息传递给目标用户。
2、TEM:把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。
二、原理不同
1、TEM
(1)吸收像:当电子被发射到高质量和高密度的样品时,主要的相位形成是散射。当样品的质量和厚度较大时,电子的散射角较大,通过的电子较小,图像的亮度较暗。早期透射电子显微镜(TEM)就是基于这一原理。
(2)衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分的不同衍射能力。当出现晶体缺陷时,缺陷部分的衍射能力与整个区域的衍射能力不同,使得衍射波的振幅分布不均匀,反映了晶体缺陷的分布。
7. TEM可以测什么?
1)一般TEM。最常用的是100KV电镜。这种电镜分辨率高(点0.3nm,晶格0.14nm),但穿透本领小,观察样品必须很薄,约为30~100nm,如细胞和组织的超薄切片、复型膜和负染样品等。相当普及。我校有这样的设备。
2)高压TEM。目前常用的是200KV电镜。这种电镜对样品的穿透本领约为100KV电镜的1.6倍,可以在观察较厚样品时获得很好的分辨本领,从而可以对细胞结构进行三维观察。
3)超高压TEM。目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高压TEM。这类电镜具有穿透本领强、辐射损伤小、可以配备环境样品室及进行各种动态观察等优点,分辨率也已达到或超过100KV电镜的水平。在超高压电镜上附加充气样品室,使人们可以观察活细胞内的超微结构动态变化。
铄思百检测TEM可检测的项目有:
可测试TEM、磁性TEM+HRTEM、SAED、EDS点扫/微区、EELS点或线或面扫、磁性STEM mapping、3D-TEM、STEM(HAADF
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1. 透射电镜制样,芯片测试fa分析方法有哪些?
1.OM 显微镜观测,外观分析
2.C-SAM(超声波扫描显微镜)
(1)材料内部的晶格结构,杂质颗粒,夹杂物,沉淀物,
(2) 内部裂纹。(3)分层缺陷。(4)空洞,气泡,空隙等。
3. X-Ray 检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性,PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接,开路、短路或不正常连接的缺陷,封装中的锡球完整性。(这几种是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段)
4.SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪(材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸)
5.取die,开封 使用激光开封机和自动酸开封机将被检样品(不适用于陶瓷和金属封装)的封装外壳部分去除,使被检样品内部结构暴露。
6. EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测(这三者属于常用漏电流路径分析手段,寻找发热点,LC要借助探针台,示波器)
7.切割制样:使用切割制样模块将小样品进行固定,以方便后续实验进行
8.去层:使用等离子刻蚀机(RIE)去除芯片内部的钝化层,使被检样品下层金属暴露,如需去除金属层观察下层结构,可利用研磨机进行研磨去层。
9. FIB做一些电路修改,切点观察
10. Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试。
11. ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试(有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试,有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验)这些已经提到了多数常用手段。
除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段,原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等很多手段,不过这些项目不是很常用。
失效分析步骤:
1.一般先做外观检查,看看有没有crack,burnt mark 什么的,拍照;
2.非破坏性分析:主要是xray--看内部结构,超声波扫描显微
镜(C-SAM)--看有没delaminaTIon,等等;
3.电测:主要工具,IV,万用表,示波器,sony tek370b;
4.破坏性分析:机械decap,化学 decap 芯片开封机。
2. 电子显微镜的优缺点分别是什么?
都可以到原子级别分辨率,扫描隧道显微镜主要看表面原子结构,电子显微镜中的透射电镜主要看晶体内部的原子结构。两者各有所长,扫描电子显微镜主要由压电陶瓷控制针尖来探测表面隧穿电流,所以在垂直方向有所限制,对表面制样要求比较高,又由于是探测表面原子结构,所以“一般”需超高真空等环境。而电子显微镜根据探测的电子不同主要分为扫描电子显微镜和透射电子显微镜,两者都需要高能电子轰击材料,所以对材料的损伤较大(而隧道显微镜由于使用隧穿电流对材料的损伤较少)。两种显微镜互补,可以深入了解材料表面和晶体内部的原子排布和电子结构,是现如今最先进的显微镜技术。
3. 红外光谱与拉曼光谱的原理分别是什么?
红外光谱测定的是样品的透射光谱。当红外光穿过样品时,样品分子基团吸收红外光产生振动,得到红外吸收光谱。拉曼光谱测定的是样品的发射光谱。当单色激光照射在样品上时,产生拉曼散射,检测器检测到的是拉曼散射光。拉曼光谱与红外光谱信息互补拉曼光谱可提供低频模式的信息拉曼光谱可分析水溶液共聚焦显微技术,空间分辨率可达1μm制样简单,可透过玻璃样品池或塑料包装直接分析可配置光纤探头进行远程分析(光纤长可达100米)
4. 支持膜微栅和铜网有什么区别?
有光泽的一面是正面,其实正反面放的话不影响测样,因为不知道你滴样的时候,滴的是正面还是反面。 平常做透射电镜实验所用的铜网,即为承载样品的载网。载网若是铜材质,就称铜网,如果是镍、钼、金、尼龙,就相应的称镍网、钼网、金网、尼龙网等。 单独使用载网,也称“裸网”。主要应用在生物制样中,可配合切片机,在水槽中用“裸网”捞取样品。再进行喷碳或喷金 处理,然后进入电镜观察。大多数透射电镜样品在制样时,为了确保样品能搭载在“载网”上,会在“载网”上覆一层有机膜,称为“支持膜”。这种具有支持膜的 载网,称为“载网支持膜”。 当样品接触载网支持膜时,会很牢固的吸附在支持膜上,不至于从载网的孔洞处滑落。以便在电镜上观察。
5. TEM制样方法?
1、研磨法
将(研磨后的)粉末放在去离子水或无水乙醇溶液里,用超声波分散器将需要观察的粉末分散成悬浮液。
用滴管滴几滴在覆盖有支持膜的电镜载网上,待其干燥(或用滤纸吸干)后, 即成为电镜观察用的粉末样品。
载网种类:
方华支持膜:方华支持膜的化学成分是聚乙烯醇缩甲醛,由于是纯的有机 膜,所以膜的弹性好,厚度通常为 10nm 左右,透射电镜观察时背底影响小。但方华膜因导电性不好,在电子束照射下,易因高温或电荷积累,产生样品漂移甚 至膜破损,通常在 100kV 电镜和生物样品中使用较多。
碳支持膜:是一种最常用的支持膜,有两层膜结构。从下至上依次为裸网、方华膜和碳膜,由于碳层具有较强的导电性和导热性,弥补了无碳方华膜的荷电效应以及热效应,增强了膜整体的稳定性,适合大多数纳米材料和生物样品的一般形貌观察用于常规样品制样。
微栅:在膜上制作出微孔,以便使样品搭载在微孔边缘,使样品“无膜”观察,提高图象衬度。观察管状、棒状、纳米团聚物效果好,特别是观察这些样品的高分辨像及mapping时更是最佳选择。
超薄碳膜:在微栅的基础上叠加了一层很薄的碳膜,一般为3-5纳米。这层超薄碳膜的目的是用超薄碳膜把微孔堵住。主要针对粒度较小的纳米材料。如10纳米以下分散性很好的纳米材料,如果用微栅可能从微孔中漏出,如果在微栅孔边缘,由于膜厚可能会影响观察。所以用超薄碳膜就会得到很好的效果。
纯碳膜:当样品所用的有机溶剂(氯仿、甲苯等)能够溶解方华膜时,载网膜中就要去除方华膜,只剩碳膜,称为纯碳膜,碳膜的厚度通常为 20nm 左右,在高分辨观察时背底的影响也比较明显。
双联载网支持膜:将两片载网膜连在一起,负载样品后,将样品夹住,形成三明治的结构,加强了对样品的固定,比如应用于磁性材料可避免其吸附到透射电镜的极靴上。
6. sem和tem的mapping有什么区别?
一、性质不同
1、SEM:根据用户使用搜索引擎的方式利用用户检索信息的机会尽可能将营销信息传递给目标用户。
2、TEM:把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。
二、原理不同
1、TEM
(1)吸收像:当电子被发射到高质量和高密度的样品时,主要的相位形成是散射。当样品的质量和厚度较大时,电子的散射角较大,通过的电子较小,图像的亮度较暗。早期透射电子显微镜(TEM)就是基于这一原理。
(2)衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分的不同衍射能力。当出现晶体缺陷时,缺陷部分的衍射能力与整个区域的衍射能力不同,使得衍射波的振幅分布不均匀,反映了晶体缺陷的分布。
7. TEM可以测什么?
1)一般TEM。最常用的是100KV电镜。这种电镜分辨率高(点0.3nm,晶格0.14nm),但穿透本领小,观察样品必须很薄,约为30~100nm,如细胞和组织的超薄切片、复型膜和负染样品等。相当普及。我校有这样的设备。
2)高压TEM。目前常用的是200KV电镜。这种电镜对样品的穿透本领约为100KV电镜的1.6倍,可以在观察较厚样品时获得很好的分辨本领,从而可以对细胞结构进行三维观察。
3)超高压TEM。目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高压TEM。这类电镜具有穿透本领强、辐射损伤小、可以配备环境样品室及进行各种动态观察等优点,分辨率也已达到或超过100KV电镜的水平。在超高压电镜上附加充气样品室,使人们可以观察活细胞内的超微结构动态变化。
铄思百检测TEM可检测的项目有:
可测试TEM、磁性TEM+HRTEM、SAED、EDS点扫/微区、EELS点或线或面扫、磁性STEM mapping、3D-TEM、STEM(HAADF
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