Общий обзор методов

Можно выделить четыре направления применения экспериментальных методов для решения проблем, связанных с технологией изготовления СБИС:

• исследование морфологии
• электрическое топографирование с целью локализации участков повышенных токов утечки и мест возможного пробоя
• химический анализ
• изучение кристаллографической структуры и механических свойств

Методы, используемые для решения каждой из этих задач, представлены в табл.1. Символом X помечены ситуации, при которых данный метод является главным источником информации, необходимой для решения конкретной задачи, символом (X) - ситуации, при которых для решения задачи требуется применение специального дополнительного оборудования.

Ряд методов, представленных в табл. 1, основан на облучении образца пучком рентгеновских лучей пли электронов и анализе вторичного излучения. Характеристики таких методов, включая типичные интервалы энергий первичного и вторичного излучений, приведены в табл. 2.

Метод	Аббревиатура	Исследован. морфологии	Химическ. анализ	Исследование кристаллогра- фической структуры и механических свойств	Электрич. топографи- рование
рус.	англ.
Электронная оже-спектроскопия	ЭОС	AES		X
Растровая электронная микроскопия в режиме наведенного тока	РЭМНТ	EBIC				X
Лазерное отражение	ЛО	LR			X
Нейтронно- активационный анализ	НАА	NAA		X
Оптическая микроскопия в режиме интерференционного контраста по Номарски			X
Обратное рассеяние Резерфорда	ОРР	RBS		X	(X)
Растровая электронная микроскопия	РЭМ	SEM	X	(X)		(X)
Масс-спектроскопия вторичных ионов	МСВИ ВИМС	SIMS		X
Электронография на просвет	ЭНП	TED			X
Просвечивающая электронная микроскопия	ПЭМ	TEM	X	(X)	X	(X)
Растровая электронная микроскопия в режиме потенциального контраста	РЭМПК	VC				X
Рентгеновская дифракция	РД	XRD			X
Рентгеновский микроанализ	РМА	XES		X
Рентгеновский флюорисцентный анализ	РФА	XRF		X
Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия	РФЭС	XPS, ESCA		X

Таблица 1.

Первичное излучение	Вторичное излучение
Вид излучения	Энергия E0, кэВ	Электроны	Рентгеновские лучи
Вид	Энергия, эВ	Метод	Энергия, эВ	Метод
Электроны	2 - 10	Оже Вторичные	20-2000	ЭОС
2 - 40	< 10	РЭМПК
2 - 40	Обратнорас- сеянные	< E0	РЭМ (ОРР)
20 - 200			< E0	РМА
Рентгеновские лучи	< 2	Первично ионизованные	20-2000	РФЭС
	< 50				< E0	РФА

Таблица 2. Виды вторичного излучения, возбуждаемого в результате облучения поверхности образца электронным или рентгеновским пучком, и применяемые при этом методы исследования.

Исследование морфологии пленок

Оптическая микроскопия в режиме
интерференционного контраста
(метод Номарски)

Суть метода - неровности поверхности разной высоты приобретают различную окраску или различный оттенок серого цвета при наблюдении в интерференционном микроскопе.

Пучок света расщепляется с помощью полупрозрачного зеркала на два когерентных световых луча, которые за счет зеркальной системы направляются на две близко расположенные точки поверхности образца. Отразившись от поверхности, лучи вновь собираются вместе и интерферируют. При наличии на поверхности неровности или изменении показателя преломления (в случае фазовой границы) оптическая разность хода лучей меняется. Это изменение обуславливает вариацию интенсивности в восстановленном из двух лучей отраженном пучке, проявляющуюся в виде интерференционного контраста микроскопического изображения.

Данная методика позволяет наблюдать неровности высотой 20 нм.

Дата добавления: 2014-12-27