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徠卡微電子類樣品電鏡制樣方法
電子類樣品檢測手段多種多樣,其中掃描電子顯微鏡檢測不僅觀察樣品表觀形貌,通過制樣設備可實現對內部*點或區(qū)域的觀察分析,就目前來說電鏡觀察手段及觀察方法漸趨成熟,但制樣手段及手法仍有許多值得探究,在這里簡單介紹下簡單易操作的制樣方法。
下圖是經常遇到的幾個電子類材料的類型,線路板PCB,LED,OLED等,從材料角度來說,基本為復合材料(金屬/玻璃/硅/聚合物,填料);大多為軟硬結合材料;大多為分層結構;多為局部器件的平整面獲取和分析。
圖1.電子材料部分類型舉例
一般根據樣品形狀大小,分析觀察需要,可采用三種方式制備樣品:
樣品較薄或待分析結構位于表面10微米左右,可用膠加以保護并采用徠卡精研一體機EM TXP配合其光學顯微鏡觀察,切到目標位置附近,再做簡單磨拋處理后,采用徠卡三離子束EM TIC 3X進行離子束的切磨處理;
若樣品較厚,且觀察區(qū)域較大,可采用傳統方法磨拋,并使高度和直徑符合徠卡三離子束EM TIC 3X的旋轉拋光要求即可,徠卡三離子束TIC 3X旋轉拋光具有旋轉和移動功能,保證加工面積;
若樣品微小,則可將其用小型包埋板包埋,再用精研一體機EM TXP切割到目標位置附近后,再做離子束的切磨處理,在此不用擔心楔形樣品,厚度方向和高度方向的傾斜,采用多功能的樣品臺來調節(jié)即可。
圖2.微電子類材料處理的簡單方法
圖3.徠卡三離子束EM TIC 3X多功能樣品臺圖示
對于樣品較薄或待分析結構位于表面10微米左右,其處理方法及所需工具如下,膠水,膠帶(或其他平整柔軟墊子)載玻片,加熱臺過程如下:膠帶貼于載玻片(若有耐高溫軟墊子,則不需要此步驟),將膠水混合滴在膠帶上,樣品有結構的一面扣在膠水上,輕輕按壓,加熱臺加熱后,抬起膠帶,則膠水與樣品固化在一起,此方法的優(yōu)點在于不會過多使用膠,樣品導電性不會因為過多的膠引起荷電效應過重或后續(xù)處理過于復雜。
圖4.較薄樣品處理所用耗材及工具簡圖
對于較柔軟樣品,如柔性屏,由于其材質的不同,則處理起來與上述不同,其需要準備的耗材如下:剪刀或刀片(視材料的薄厚而定)取小塊樣品,用鋁箔紙將其包覆起來,膠水封口,干燥后刀片切出斷面,粘在小片硅片上或小樣品托上,接著離子束加工即可。
圖5.柔性電子材料制樣工具及耗材
由于電子類材料多為復合材料,且多為膠類物質填充其中,因此電鏡觀察除了要復合用背散射電子成像信息更豐富以外,導電性是一個干擾正常觀察項,同時,微電子材料的諸如分層結構等多為納米或亞微米級,因此對鍍膜處理要求高,若鍍膜顆粒大則分層不清楚甚至不分,較寬范圍的金屬層結構的晶向結構無法分析,徠卡高真空鍍膜儀EM ACE600鍍膜顆粒細膩,膜厚可控,非常適合離子束加工后的微電子類材料平整斷面處理。
圖6.徠卡高真空鍍膜儀 EM ACE600