印制電路板表面沾污表征技術*

徐建 陳永康 郝萍 周瑩 吳立敏 / 上海市計量測試技術研究院

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在半導體器件生產過程中，經常會遇到成品率不高，產品穩定性、可靠性差等問題，成因雖為多方面，但影響器件成品率、可靠性、穩定性等質量問題的一個重要原因通常是器件表面沾污。半導體等功能器件在生產過程中，材料表面可能會引入各種顆粒、金屬離子、有機物及殘留的磨料顆粒等沾污雜質，對半導體器件的性能造成致命影響和導致缺陷，極大地降低產品合格率，并制約器件的進一步發展。半導體器件表面沾污的精確分析，對查找失效原因，改進制造工藝和提高產品良品率具有重要意義。

掃描電子顯微鏡和X射線能譜分析（SEM&EDS）組合作為當前應用最為廣泛的顯微分析儀器，能同時快速地對試樣微區范圍內的所含元素進行定性、定量分析。SEM&EDS 在定性、定量分析時，通常是利用束徑1～10 μm的高能電子束，激發出試樣微米范圍內的各種信息，進行成分、形貌等分析。

X射線電子能譜（XPS）利用軟X射線激發樣品電子能量譜，主要用于分析樣品表面元素及其化學態，是表面分析中最有效、應用最廣泛的技術之一。這主要因為XPS表面靈敏度高，可同時提供元素定性、定量和化學態信息。隨著電子能譜儀器研發制造技術的發展以及對應分析技術的需求，近年來，高靈敏度單色化XPS、小面積XPS和成像XPS倍受關注。成像XPS 技術指顯示分析區域中材料表面的化學元素和化學狀態分布所生成的信息圖像，而微區XPS分析是縮小分析面積，從而使空間分辨力提高。……