发布日期：2019/3/5
发布单位：iST宜特
往往我们可以检测的大多是固态样品，
但若遇到欲检测的物品是液态，
或者怀疑Defect来自于工艺中的液态物质
该如何分析呢?
在半导体多道工艺中，包括晶圆生产-黄光蚀刻、薄膜等工艺中，或是其他太阳能、LED芯片等电子产品的制造过程中，都有机会使用到液体/挥发性材料，包括银胶、研磨液、抛光液、油墨等，而有时候造成缺陷的问题，就藏在这些液体/挥发性材料里头。
针对一般的样品，以往我们会使用扫描式电子显微镜SEM(Scanning Electron Microscope)品表面形貌的检测。然而样品必须于真空系统下作业，并且样品局限在固体。而对于液态/挥发性材料，由于此类样品会影响电子显微镜的真空度，并可能造成腔体污染，因此以往若要使用SEM进行检测，相当困难!
一般而言的变通作法，会将液态/挥发性材料烘烤后，变成固态，再将固态样品利用SEM进行检测，往往经过烘烤后的样品形貌均已失真，例如液态材料内之粒子(Particle)分布与分散性，这些特性于材料经烘烤后均已改变，便无法观察到液态材料之真实样貌。
该如何解决呢?本次小学堂重点:
使用液态材料专用之SEM载台
图片说明：液态样品专用SEM载台示意图
SEM液态载台是封闭式结构，可以将液态/挥发性材料封闭其中，故可避免影响SEM的真空度与真空系统污染等问题。SEM电子显微镜透过载台表面厚度仅数十奈米之氮化硅SiN薄膜，仍可以激发出液态样品表面之二次电子或背向电子，藉此可以顺利成像。
若搭配另一工具-EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)，即可进行成份分析，除此之外，SEM影像可透过专用软件进行分析，即可得到尺寸分布、分散性、形状分布等数据数据(见下图)，以作为材料研发或工艺改善、监控的依据。
图片说明：液态研磨材料之SEM影像范例，可清楚观察SiO2粒子(Particle)分布与尺寸
图片说明：液态材料银胶搭配EDS Mapping分析，可确认元素分布状况
图片说明：
搭配软件分析可得到粒径尺寸分布数据
(图为Particle尺寸之比例)
图片说明：
搭配软件分析可得到Particle分散性数据
(图为Particle间距之比例，数据越集中表示分散性越好)
图片说明：搭配软件分析可得到particle形状分布数据
(图示为形状分布之比例，Elongation Factor越趋近于1表示particle形状越接近真圆)
*感谢邑流微测公司在此液态检测技术上的协助。未来会针对工艺产线的流体，提供更精确的量测分析技术，以供在线实时监测。
*【重要小提醒】使用这种方式检测的液态样品，必须含有粒子(Particle)在里头，如银胶、研磨液、抛光液、油墨等；举凡里头没有粒子(Particle)的液体，如光阻液等，即不适用此方法检测。
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