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國儀量子電鏡在芯片后道 Al 互連電遷移空洞檢測的應(yīng)用報告

國儀量子電鏡在芯片后道 Al 互連電遷移空洞檢測的應(yīng)用報告
國儀精測  2025-03-25  |  閱讀:275

國儀量子電鏡在芯片后道 Al 互連電遷移空洞檢測的應(yīng)用報告

一、背景介紹

 

隨著芯片集成度不斷攀升,芯片后道 Al 互連技術(shù)成為確保信號傳輸與芯片功能實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在芯片工作時,Al 互連導線中的電子持續(xù)流動,會對金屬原子產(chǎn)生作用力,引發(fā)電遷移現(xiàn)象。電遷移可能致使 Al 原子移動并聚集,進而在互連導線中形成空洞。這些空洞一旦出現(xiàn),會增大導線電阻,阻礙電流傳輸,嚴重時甚至導致電路斷路,使芯片失效。

 

據(jù)統(tǒng)計,在芯片可靠性問題中,因電遷移空洞引發(fā)的故障占比相當可觀。而且,隨著芯片尺寸縮小、工作頻率提高,電遷移空洞問題愈發(fā)嚴重。所以,精準檢測芯片后道 Al 互連電遷移空洞,對保障芯片質(zhì)量、延長使用壽命、提升可靠性意義重大。傳統(tǒng)檢測手段難以對微小空洞進行高分辨率觀察和精確分析,難以滿足當前芯片制造與研究需求。

二、電鏡應(yīng)用能力

(一)高分辨率成像觀測空洞

 

國儀量子 SEM3200 電鏡擁有高分辨率成像能力,能清晰呈現(xiàn)芯片后道 Al 互連導線的微觀結(jié)構(gòu)。在檢測電遷移空洞時,可精準定位微小空洞,清晰展示空洞的形狀、大小和位置。例如,能清晰分辨出互連導線中直徑僅幾十納米的空洞,甚至可以觀察到空洞內(nèi)部的微觀特征,為后續(xù)分析提供直觀且精準的圖像依據(jù)。

(二)空洞尺寸與分布分析

 

借助 SEM3200 配套的圖像分析軟件,可對檢測到的空洞進行尺寸測量和分布統(tǒng)計。在圖像上選取空洞邊緣的測量點,軟件就能計算出空洞的直徑、面積等尺寸參數(shù)。通過對多個空洞的測量統(tǒng)計,還能繪制空洞分布圖譜,分析空洞在互連導線不同區(qū)域的分布規(guī)律。這些數(shù)據(jù)有助于評估電遷移對 Al 互連導線的影響程度,為預測芯片壽命提供數(shù)據(jù)支持。

(三)與電遷移機制關(guān)聯(lián)分析

 

結(jié)合 SEM3200 獲取的空洞信息和電遷移理論,可深入研究電遷移空洞的形成機制。通過觀察不同工作時間、不同電流密度下芯片的空洞情況,分析空洞形成與電遷移過程中各種因素的關(guān)系。例如,發(fā)現(xiàn)電流密度與空洞生長速率之間的關(guān)聯(lián),為優(yōu)化芯片設(shè)計和工藝參數(shù)提供理論依據(jù),以減少電遷移空洞的產(chǎn)生。

三、產(chǎn)品推薦

 

國儀量子 SEM3200 是檢測芯片后道 Al 互連電遷移空洞的理想設(shè)備。其高分辨率成像功能,可精準捕捉微小空洞的細節(jié),滿足芯片微觀檢測的高精度需求。操作界面簡潔直觀,圖像分析軟件功能強大,降低了操作難度,提高檢測效率。設(shè)備穩(wěn)定性強,能長時間穩(wěn)定運行,保證檢測結(jié)果的準確性和重復性。選擇 SEM3200,為芯片制造企業(yè)、科研機構(gòu)提供有力的技術(shù)支撐,助力解決芯片電遷移空洞問題,提升芯片質(zhì)量和可靠性,推動芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 


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