半导体互连的化学组成

标准能量色散X射线光谱(EDS或EDX)使用30毫米的检测器区域2在标准扫描传输上,电子显微镜(STEM)可以在几分钟内通过NM分辨率提供元素映射。条件是,探测器头足够小(在细线设计中),可以尽可能靠近(高实心角度)的样品,并且尽可能高于样品(高起飞角)。后者有助于避免阴影和吸收效果。

标准茎,用较小的30毫米翻新2带有光元素窗口的活动区域ED,以22°起飞角度实现0.09 SR收集角度,用于分析半导体互连(图1)。元素分布被映射。使用Cliff-Lorimer方法对EDS数据进行定量处理。ESPRIT软件中理论悬崖 - 莱顿因子的计算基于以下信息:

  • 广泛而不断更新的原子数据库,具有辐射横截面和荧光产量的值
  • 检测器和标本的几何关系
  • 以及有关检测器量子效率的信息

在相同条件下研究的一系列标本中,使用理论上计算的因子使用悬崖 - 路易斯方法可以在几个原子百分比内准确地相对于样品系列中所选的参考样本而言。EDS数据清楚地揭示了TA和TIN互连衬里的触觉和钛,以及铜和钨填充物(图2)。钛信号可以与氮信号分开。可以对Si,ta和w正确分配并正确分配(图3)。

图1:互连结构的高角度环形黑场图像。标本提供:Synergie4。
图2:从355像素x 678像素元素映射中提取的数据,采集时间:15分钟。左:一些相关元素的净计数表示。中间:使用4x4像素箱对TA进行定量分析。右:使用8x8像素箱的Ti分布。
图3:Esprit中Si,TA和W EDS元素线的反卷积。