Method Article

Wykorzystanie laserowej mikroskopii skaningowej do określenia elektromigracji w dwukrzemku molibdenu

DOI:

10.3791/68158

⸱

May 23rd, 2025

 ,  , 
1CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj opisujemy przebieg pracy za pomocą laserowej mikroskopii skaningowej do określenia objętości elektromigracji przez testowaną metalową linię. Zmieniając różne zmienne eksperymentalne, można uzyskać wiele informacji na temat elektromigracji. W niniejszej pracy określono długość początku elektromigracji.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wraz ze wzrostem gęstości prądu i zmniejszaniem rozmiaru chipów, elektromigracja staje się coraz ważniejsza. Elektromigracja to ruch atomów w materiale przewodzącym prąd elektryczny spowodowany przepływającym prądem. W przypadku aluminium i miedzi parametry elektromigracji i ich zależności były badane przez wiele osób i metod. W przypadku innych materiałów tak nie jest. Eksperymenty elektromigracyjne często wykorzystują bardzo długie czasy do naprężenia badanych linii w eksperymentach z medianą do awarii. Eksperymenty te dostarczają jedynie informacji na temat elektromigracji na poziomie powierzchni. Bardziej wyrafinowane metody skupiają się na mikroskopijnych lub nanoskalowych efektach i wpływach. Zwykle do tych badań używa się drogiego sprzętu, takiego jak skaningowe mikroskopy elektronowe (SEM), synchrotrony lub mikrotomografia rentgenowska. Opracowano proces pracy umożliwiający badanie elektromigracji w skali mikroskopowej za pomocą laserowego mikroskopu skaningowego. Dzięki tej technice skanowania laserowego możliwe jest osiągnięcie wyników z nieco mniejszą dokładnością niż SEM, ale przy znacznie mniejszym wysiłku w przygotowaniu próbek.

Wiedząc, jaka jest objętość elektromigrowana, do obliczenia parametrów elektromigracji można użyć tych samych procedur, co w przypadku objętości elektromigrowanych określonych za pomocą SEM. Poprzez różnicowanie różnych zmiennych eksperymentalnych można uzyskać wiele informacji na temat elektromigracji. W niniejszej pracy przedstawiono określenie długości początku elektromigracji.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Elektromigracja to migracja jonów metali spowodowana przez prąd. Podczas elektromigracji siła figure-introduction-1 działa na jon metalu.

Siła figure-introduction-2 na jon wewnątrz testowanej linii przewodzącej bez warstwy hermetyzującej można obliczyć jako:

figure-introduction-3

Z Z* to efektywny ładunek jonowy dla poruszającego się jonu, to ładunek elektronu, a figure-introduction-4 oznacza pole elektryczne1. Dla przewodnika metalowego figure-introduction-5 z rezystywnością właściwą ρ i gęstością prądu figure-introduction-6.

Z* zależy od gatunku jonu i materiału testowanej linii. Jego wartość wskazuje na siłę elektromigracji, a jego znak wskazuje kierunek ruchu danego jonu.

Ta siła powoduje, że atomy poruszają się i są transportowane w metalowej linii. Korzystając z zależności między prędkością jonów figure-introduction-7 a siłą napędową figure-introduction-8 oraz relacją Nernsta-Einsteina dla ruchliwości jonów figure-introduction-9strumień atomowy (liczba atomów w jednostce czasu na jednostkę powierzchni transportowanej przez elektromigrację) figure-introduction-10 można obliczyć jako:

figure-introduction-11

Gdzie N to gęstość atomów sieci, współczynnik dyfuzji D, k to stała Boltzmanna, a T to temperatura bezwzględna2.

Objętość elektromigrowaną można opisać jako2,3,4:

V = ΩJEMAt

Gdzie A to pole przekroju poprzecznego przewodnika, Ω to objętość atomowa, a t to czas elektromigracji.

Dla testowanych linii hermetycznych należy wziąć pod uwagę dodatkowy składnik zależny od naprężeń mechanicznych:

figure-introduction-12

Przy czym σxx to normalne naprężenie na długości próbki, a x to współrzędna wzdłuż długości badanej linii1. Jak wykazano w innych publikacjach, powoduje to5:

figure-introduction-13

Elektromigracja generująca naprężenia jest dobrze znanym zjawiskiem w testowanych liniach ciała stałego.

Jeśli figure-introduction-14 = 0 to transport masowy figure-introduction-15 = 0 (i V = 0), krytyczny iloczyn długości l i gęstości prądu dla początku elektromigracji można powiązać z parametrami materiałów w następujący sposób1:

figure-introduction-16

Ten krytyczny produkt ma duże znaczenie w projektowaniu komponentów elektrycznych lub obwodów, ponieważ linie o krótszych długościach niż długość krytyczna, zwana również długością Blecha, są nieśmiertelne. W poniższym protokole pokazano oznaczenie (Ij)c. Jeśli inne parametry są znane, można obliczyć Z* jako ważną wielkość materiału.

Wcześniej opublikowane metody pomiaru objętości elektromigracji wykorzystują SEM, transmisyjną mikroskopię elektronową (TEM) lub mikrotomografię rentgenowską (X)3,4,6,7,8,9.

Korzystanie z tych instrumentów wymaga delikatnego przygotowania próbek, takich jak nakładanie dodatkowej cienkiej warstwy metalu na powierzchnie o wysokiej rezystywności w celu zmniejszenia gromadzenia się ładunków na powierzchni podczas skanowania wiązką elektronów.

Dodatkowa warstwa na powierzchni może powodować problemy, takie jak zmiana zachowania elektromigracji poprzez modyfikację naprężeń mechanicznych na styku. Z drugiej strony akumulacja ładunku może spowodować wirtualny dryf próbki podczas skanowania, co sprawi, że dane staną się bezużyteczne.

Działanie SEM, TEM jest również bardziej czasochłonne i droższe niż użycie laserowego mikroskopu skaningowego. Zastosowanie laserowego mikroskopu skaningowego ułatwia badanie badanych linii w wyższych temperaturach. W przypadku SEM istnieją również pewne etapy ogrzewania, które nie są łatwo dostępne dla wszystkich SEM, są drogie i często są wykonywane na zamówienie.

Z laserowym mikroskopem skaningowym, niepewność pomiaru objętości może być w tym samym zakresie, co dla SEM, pod warunkiem, że używany jest odpowiedni sprzęt i skrupulatnie przestrzegane są warunki pomiaru.

Podczas skanowania powierzchni, mierzone są wiele wartości dla każdego punktu, co skutkuje wysoką rozdzielczością. Ze względu na zasadę skanowania laserowego mikroskopu skaningowego, granica metody nie jest równa granicy dyfrakcji. Umożliwia to pomiar struktur o wielkości bocznej około 120 nm.

W porównaniu do pomiarów SEM, wysokość konstrukcji może być mierzona łatwiej i dokładniej przy znacznie mniejszym wysiłku. Określenie wysokości za pomocą SEM może polegać na pomiarze wysokości kilku skrzyżowań po przygotowaniu ich za pomocą skupionej wiązki jonów (FIB). FIB może powodować ścieranie w pobliżu. Ze względu na te przygotowania, objętość pustki lub pagórka może nie być odpowiednio odwzorowana przez pomiary SEM, co powoduje, że pomiary objętości obu metod mają podobną dokładność.

Ponieważ działa w warunkach atmosferycznych, możliwe jest szybsze, tańsze i bardziej wszechstronne działanie niż przy użyciu SEM lub TEM.

Opisana tutaj metoda może być użyta, jeśli można uniknąć utleniania materiału podczas pomiaru. Utlenianie może zachodzić w podwyższonych temperaturach z powodu samonagrzewania się badanych przewodów. W przeciwnym razie, za pomocą SEM lub skanowania linii poddanej testom, zaleca się najpierw geometrię obszaru zainteresowania, następnie przyłożenie naprężenia elektromigracyjnego w opróżnionej komorze, a na końcu skanowanie badanej linii geometrii obszaru zainteresowania po raz drugi.

Jeśli próbka zostanie przeniesiona w celu naprężenia w innym środowisku, należy zachować ostrożność, aby wyrównać próbkę przed i po naprężeniu w tym samym kierunku. Wyrównywanie eliminuje konieczność korygowania zeskanowanych obrazów do obracania. Zazwyczaj daje to dokładniejsze wyniki niż korygowanie skrętu przez oprogramowanie.

Ta metoda wykorzystuje przygotowane próbki i obejmuje wstępne skany laserowe, naprężając próbki w określonych warunkach i wykonując drugie skany laserowe tych samych regionów. Na podstawie tych skanów określa się elektromigrowane objętości kilku próbek poprzez odjęcie dwóch skanów laserowych. Korzystając z danych dotyczących objętości kilku próbek, określa się przecięcie linii o najlepszym dopasowaniu dla różnych długości. To przechwycenie jest długością Blecha w warunkach zastosowanych w eksperymencie. Metoda ta ma zalety w przypadku badania materiału przewodzącego prąd elektryczny o wysokiej rezystywności lub materiału, na który negatywnie wpływa przygotowanie próbki potrzebne do innych metod.

Geometrie linii testowanych do testów elektromigracji różnią się znacznie w zależności od użytej techniki pomiarowej. Zastosowanie laserowego mikroskopu skaningowego nie ogranicza się do pojedynczych linii testowanych o szerokościach kilku μm10, ale może być stosowane do wszystkich struktur, w których badane są zmiany objętości spowodowane elektromigracją, takich jak struktury Blecha.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Wybór materiału i wykonanie linii testowanych na interesującym nas materiale

  1. Wybierz linie testowanego materiału i zmontuj je, aby uzyskać dostęp do obszaru zainteresowania testowanej linii za pomocą laserowego mikroskopu skaningowego.
    UWAGA: Testowane linie mogą mieć geometrię stosowaną w najnowocześniejszych półprzewodnikach lub mogą być większe i używane tylko do oceny zjawisk elektromigracji. Geometrie linii mogą obejmować, ale nie są ograniczone do szerokości 20-50 μm, grubości od 10 nm do 200 nm i długości od 40 μm do 800 μm. Obszar zainteresowania zależy od użytych materiałów i geometrii badanej struktury, która musi zostać określona poprzez skanowanie całej struktury testowej podczas pierwszych eksperymentów przy użyciu silnych warunków naprężeń. Wszystkie części struktury testowej pokazujące zmiany w objętości mogą być używane jako obszar zainteresowania.
  2. Stosować testowane linie w kapsułkach lub nieobudowane, wykonane z tego samego materiału o tym samym przekroju (tej samej wysokości i szerokości) o różnych długościach. Napręż je, używając tych samych warunków (gęstość prądu, temperatura, atmosfera, czas), aby określić długość krytyczną dla początku elektromigracji.
  3. Alternatywnie, użyj testowanych linii o tej samej długości i zmieniaj gęstość prądu w małym zakresie, jednocześnie naprężając się tą samą temperaturą w tej samej atmosferze.

2. Określanie objętości elektromigracji

  1. Określ objętość elektromigracji dla różnych długości (wiele punktów danych) lub różnych gęstości prądu zgodnie z późniejszymi krokami protokołu, które szczegółowo opisują, jak uzyskać pojedynczy punkt danych.
    UWAGA: W przypadku metody opisanej w tej publikacji każda próbka jest używana do uzyskania jednego punktu danych.
  2. Pobieranie jednego punktu danych
    1. Używaj laserowego mikroskopu skaningowego o najwyższej dostępnej rozdzielczości.
      UWAGA: Nie wszystkie laserowe mikroskopy skaningowe osiągają rozdzielczość wymaganą dla metody opisanej w tym protokole.
    2. Włącz laserowy mikroskop skaningowy i otwórz oprogramowanie pomiarowe i analityczne. Jeśli oprogramowanie pomiarowe zapyta: Powrót do początku etapu XY? kliknij Nie.
    3. Weź próbki i odpowiedni uchwyt na próbkę, aby móc zamocować próbkę na stoliku laserowego mikroskopu skaningowego, aby próbka nie poruszała się podczas procesu skanowania.
    4. Uzyskaj dokładne źródło prądu i przewody do podłączenia elektrycznego. Upewnij się, że źródło prądu i działają prawidłowo.
    5. Zmień wysokość stolika laserowego mikroskopu skaningowego i umieść próbkę w uchwycie na próbkę pod laserowym mikroskopem skaningowym. Ustaw próbkę równolegle do stołu mikroskopu. Zamocuj próbkę tak, aby nie poruszała się podczas pomiarów.
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu. Czasami zachowanie próbek zmienia się w zależności od warunków przechowywania, np. z powodu utleniania. Przerwy są opcjonalne i należy ich unikać, jeśli oczekuje się, że próbki ulegną znacznym zmianom w zależności od warunków, w jakich znajdują się podczas tych pomiarów.
    6. Podłącz gniazdko elektryczne źródła prądu do sample lub sample uchwyt w zależności od konfiguracji. Sprawdź, czy druty łączące są nadal przymocowane do próbki, używając niskiego prądu przez krótki czas lub poprzez kontrolę optyczną.
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    7. Dostosuj różnicę wysokości między soczewką obiektywu laserowego mikroskopu skaningowego a próbką, aby uzyskać ostrość próbki. Ustaw ostrość obszaru zainteresowania na soczewce obiektywu o najmniejszym powiększeniu. Ręcznie lub w oknie Obserwuj w oprogramowaniu pomiarowym, klikając Auto focus.
      UWAGA: W razie potrzeby przesuń pozycję XY tabeli, aby móc zobaczyć interesujący Cię obszar. W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    8. Zmień soczewkę obiektywu na następne większe powiększenie i skup się na obszarze zainteresowania. Albo ręcznie, albo w oknie Obserwuj w oprogramowaniu, klikając Autofokus.
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    9. Powtarzaj wymianę soczewki obiektywu i ostrości, aż obszar zainteresowania będzie widoczny za pomocą soczewki obiektywu o największym powiększeniu, np. 150x w oknie obserwacji.
      UWAGA: Jeśli obszar zainteresowania jest większy niż obszar, w którym można skanować z najdokładniejszymi ustawieniami laserowego mikroskopu skaningowego, użyj zszywania. Protokół nie zawiera wyjaśnień, jak postępować z szyciem. W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    10. Upewnij się, że opcja Narzędzia > Mierz średnią liczbę > jest ustawiona na 4. Kliknij przycisk Opcje > Automatyczne zapisywanie, wybierz folder docelowy zapisywania, prefiks nazwy pliku i przykładową nazwę pliku, a następnie kliknij przycisk OK.
    11. Przejdź do okna Miara. Wybierz Tryb eksperta. Użyj ustawień pomiaru> Profil powierzchni > Bardzo drobny (2048 x 1536) > Wysoka dokładność.
      UWAGA: Nazwy ustawień w celu uzyskania najwyższej dokładności mogą się różnić, jeśli używany jest inny laserowy mikroskop skaningowy.
    12. Zwiększ odległość między soczewką obiektywu a próbką, klikając strzałki w górę, aż całe okno pokaże, że powierzchnia jest. Kliknij Ustaw górną pozycję. Zmniejsz odległość między soczewką obiektywu a próbką, klikając strzałki w dół, aż cała powierzchnia będzie widoczna, i kontynuuj klikanie strzałek w dół, aż całe okno pokazujące powierzchnię stanie się czarne. Kliknij Ustaw dolną pozycję.
    13. Kliknij opcję Auto gain (Automatyczne wzmocnienie) i Start measurement (Rozpocznij pomiar), aby rozpocząć skanowanie powierzchni obszaru zainteresowania.
      UWAGA: W pierwszym eksperymencie z użyciem materiału i konfiguracji, skanowanie nie tylko obszaru zainteresowania, ale całej powierzchni badanej linii od jednego styku elektrycznego (np. drutu łączącego) do drugiego styku (drutu łączącego) próbki do pierwszej części, która jest używana tylko do połączenia próbki z otoczeniem, jest konieczne, aby móc określić, skąd pochodzą atomy składające się na nową objętość, jak Mogą one pochodzić z innej części próbki i wykluczyć różne efekty, takie jak termomigracja powodująca pojawienie się objętości. W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    14. Rozogniskować laserowy mikroskop skaningowy, zwiększając odległość między obiektywem a próbką o kilka mm do 1 cm, klikając kilkakrotnie strzałki w górę przed naprężeniem próbki.
      UWAGA: Ma to na celu uniknięcie uszkodzenia soczewki obiektywu. W zależności od materiału, z którego wykonana jest testowana linia i warunków naprężeń, testowana linia będzie się nagrzewać. W niektórych przypadkach temperatura osiągnie kilkaset stopni Celsjusza. Odległość między soczewką obiektywu a próbką jest zwykle krótsza niż 2 mm podczas skanowania laserowego. Soczewka obiektywu znacznie by się nagrzała podczas eksperymentów, gdyby odległość nie została zwiększona podczas naprężania. Nagrzanie soczewki obiektywu prowadzi do naprężeń mechanicznych w soczewce, co może prowadzić do deformacji soczewki lub innego uszkodzenia soczewki.
    15. Napręż próbkę w określonych warunkach (gęstość prądu, czas). Zatrzymaj przepływ prądu po upływie określonego czasu.
      UWAGA: Warunki obejmują gęstość prądu, czas naprężeń, temperaturę i długość testowanej linii. Warunki naprężeń zależą od interesującego nas materiału. W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    16. Odczekaj 3-5 minut po obecnym obciążeniu. Skoncentruj laserowy mikroskop skaningowy na obszarze zainteresowania po ostygnięciu próbki do temperatury pokojowej (RT).
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    17. Ustaw ostrość ponownie, aż próbka przestanie się rozogniskować, aby upewnić się, że mierzona powierzchnia nie ma dryftów z powodu zmian temperatury.
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    18. Zeskanuj ten sam obszar, który został zeskanowany przed bieżącym obciążeniem z tymi samymi ustawieniami zgodnie z krokami 2.2.10-2.2.13.
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    19. Użyj oprogramowania analitycznego i popraw dwa obrazy obszaru zainteresowania.
      1. Otwórz plik w oprogramowaniu analitycznym, jeśli nie został otwarty, klikając Plik > Otwórz i wyszukując właściwy plik.
      2. Skoryguj nachylenie próbek, klikając opcję Przetwarzaj obraz> popraw nachylenie, aby otworzyć okno do korekcji nachylenia. Użyj wyświetlanego obrazu Laser+Optical i metody korekcji Plane tilt (3 punkty), aby na wyświetlanym obrazie pojawiły się trzy punkty.
      3. Przesuń linie w taki sposób, aby większość każdej z tych linii znajdowała się w tle. Przesuń trzy punkty w pobliże obszaru zainteresowania. Przesuń te punkty, aby dopasować płaszczyznę, która jest reprezentowana przez dwie linie proste w przekrojach poprzecznych, do tła.
        UWAGA: Jeśli tło nie jest prawidłowo reprezentowane przez płaszczyznę, dopasuj płaszczyznę do dolnych krawędzi obszaru zainteresowania.
      4. Wybierz opcję Nie dopasuj wysokości przesunięcia 0 danych i Automatycznie dopasuj zakres wysokości, a następnie kliknij przycisk Wykonaj i zamknij.
      5. Usuń wysokości spowodowane nadbiegiem laserowego mikroskopu skaningowego, klikając Przetwarzaj obraz > Poziom cięcia wysokości, aby otworzyć okno cięcia wysokości. Ustaw poziom cięcia na Normalny, użyj opcji Zawsze uzupełniaj dane wysokości 0 i kliknij przycisk OK.
        UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
      6. Przytnij obraz, jeśli jest większy niż obszar zainteresowania i jest zbyt duży, aby można go było ocenić za pomocą oprogramowania przeznaczonego do oceny. Przytnij obraz tak, aby obszar zainteresowania znajdował się na środku, np. 500 x 500 pikseli.
      7. Przytnij, klikając Przetwarzaj obraz > Przycinanie, aby otworzyć okno przycinania. Wybierz szerokość i wysokość zgodnie z obszarem zainteresowania i przesuń prostokąt do zaznaczenia, aby uwzględnić obszar zainteresowania.
        UWAGA: Idealnym rozwiązaniem byłoby nie musieć w ogóle korygować obrazów poprzez idealne wyrównanie próbek tak, aby nie miały przechyłu w stosunku do stolika próbki i skanowały tylko część próbki nieco większą niż obszar zainteresowania. Ten idealny rodzaj pomiaru może nie być możliwy przy użyciu dostępnego sprzętu.
    20. Zapisz poprawiony przycięty obraz. Otwórz poprawiony i przycięty obraz za pomocą oprogramowania analitycznego, klikając Plik > Otwórz i wybierając odpowiedni plik.
      1. Aby wyeksportować dane w taki sposób, aby zachować informacje 3D o interesującym nas regionie, np. jako plik ASC, należy wykonać następujące czynności. Kliknij Plik > Wyprowadzaj dane 3D-CAD, aby otworzyć okno wyboru parametrów wyjściowych.
      2. Użyj opcji Pomiń wartość 1 (bez pominięcia) > Rzeczywista dokładność wyświetlania liczb 10 > Współczynnik powiększenia XY x1 i Zwiększ wysokość (%) 100 i wybierz opcję Powierzchnia lub skorzystaj z opcji o najwyższej dostępnej dokładności. Kliknij przycisk Ustaw. Użyj danych grupy punktów, aby zapisać dane oznaczone jednoznacznie etykietami. Po zakończeniu eksportowania danych program wyświetli okno.
      3. Użyj unikalnych nazw, aby dopasować dane pomiaru przed i po naprężeniu prądu dla każdego obszaru zainteresowania.
        UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    21. Prześlij dane do oprogramowania ewaluacyjnego.
      UWAGA: Niektóre laserowe mikroskopy skaningowe są wyposażone w oprogramowanie z wbudowanymi funkcjami do pomiaru objętości. W takim przypadku istnieje możliwość skorzystania z wbudowanego oprogramowania zamiast oprogramowania opisanego w tym protokole.
    22. Użyj wersji oprogramowania ewaluacyjnego wymienionej w Tabeli materiałów i pakietów wymienionych w Tabeli materiałów i otwórz program (Dodatkowy plik kodowania 1: Laserscan_1.vi).
      UWAGA: Aby uzyskać te same wyniki, można użyć innego oprogramowania.
    23. Kliknij strzałkę, aby rozpocząć uruchamianie programu. Otwórz ścieżkę zapisu plików asc przeznaczonych do użycia, klikając przycisk Otwórz. Załaduj pliki asc do programu, wybierając nazwę próbki z listy wyboru. Upewnij się, że obszar jest zaznaczony i kliknij krzyżyk i obszar.
      UWAGA: Jeśli elektromigracja występuje przez długi czas lub efekt elektromigracji jest silny w próbce w wybranych warunkach, program może nie być w stanie dopasować wzorców obrazów. Jeśli tak się stanie, powtórz podobny pomiar z nową próbką o niższej gęstości prądu, krótszym czasie testowania lub niższej temperaturze i odpowiednio dostosuj przyszłe eksperymenty.
    24. Dostosuj dopasowanie wzoru ręcznie, jeśli program nie pasuje idealnie do wzorców.
    25. Aby dodać skalę wysokości, użyj myszy, aby wybrać prostokąt należący do powierzchni podłoża. Spójrz na dwa histogramy wysokości prostokąta na obrazie przed i po naprężeniu prądu obok obrazu obszaru zainteresowania. Spraw, aby kształt tych dwóch histogramów wyglądał na normalnie rozłożony i jak najbardziej podobny.
      UWAGA: Jeśli histogramy wyglądają bardzo różnie, powtórz wybrany prostokąt i zmieniaj prostokąt nieznacznie, aż będzie zadowolony z kształtu histogramu.
    26. Kliknij przycisk zerowy oznaczony jako tło, aby zapisać tę wysokość jako tło.
    27. Wybierz inny prostokąt na płaskiej części nad testowaną linią.
      UWAGA: Jeśli obszar wybrany za pomocą tego prostokąta zmienił się podczas eksperymentu, powtórz prostokąt, aż zostanie wybrany region bez zmian. Jeśli obszar stanie się zbyt mały, np. tylko kilka pikseli, określenie wysokości nie będzie dokładne. Jeśli istnieje tylko naprawdę mały obszar, który się nie zmienił, użyj obrazu z większą liczbą pikseli, aby uzyskać region bez zmian, który znajduje się na szczycie testowanej linii.
    28. Spójrz na dwa histogramy obok obrazu powierzchni obszaru zainteresowania. Spraw, aby kształt tych dwóch histogramów wyglądał na normalnie rozłożony i jak najbardziej podobny.
      UWAGA: Ponów tworzenie prostokątów, które spełniają wszystkie kryteria, a także dają dobry wynik na histogramie.
    29. Zapisz tę wartość, klikając wiersz w obszarze testowany, a następnie kliknij Ok.
      UWAGA: Te dane są na razie zapisywane tylko tymczasowo.
    30. Zatrzymaj program, klikając czerwony przycisk zatrzymania, a parametry wysokości zapisz na stałe w programie, klikając Edytuj > ustaw bieżące wartości jako domyślne i Zapisz plik > Save.
      UWAGA: Program przyjmuje tło jako wysokość zero, a wysokość testowanej linii jako 1. Zostanie to pomnożone przez zmierzoną wysokość badanej linii w późniejszych krokach/na końcu.
    31. Kliknij strzałkę, aby rozpocząć uruchamianie programu. Oceń pojedynczy pagórek (lub pustkę) w obszarze zainteresowania, rysując prostokąt lewym przyciskiem myszy blisko krawędzi pagórka (lub pustki) w IMG w porównaniu z panelem przednim.
    32. Podejdź jak najbliżej krawędzi konstrukcji. Popraw wybrany obszar za pomocą powiększonej wersji struktury i powiększ obraz, np. ten oznaczony jako relax crop.
    33. Dostosuj zaznaczony obszar pagórka (lub pustki), aż zawartość dopasuje krawędź prostokąta do pagórka (lub pustki).
    34. Kliknij przycisk Zapisz obok porównania IMG, aby zapisać sumę wszystkich pikseli (całkę) woluminu.
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
    35. Kontynuuj z następnym pagórkiem lub pustką na obrazie. Wykonaj kroki od 2.2.31 do 2.2.34 dla każdego pagórka (lub pustej przestrzeni) obecnego na obrazie.
      UWAGA: Możliwe jest przerwanie eksperymentu po zapisaniu całki każdego pagórka (lub pustki).
    36. Skorzystaj z danych objętościowych i oblicz sumę objętości pagórków (lub pustek), aby uzyskać objętość elektromigrowanego materiału w jednym obszarze zainteresowania w tych warunkach.
    37. Przelicz wyznaczoną zsumowaną objętość (jednostki to piksel x piksel x wysokość) na metr sześcienny (m³), mnożąc przez rozmiar odpowiadający jednemu pikselowi w metrze i współczynnik wysokości badanej linii, w tym wysokość warstwy enkapsulacji.
      UWAGA: W tej pracy każdy piksel ma wymiary 0,05 μm x 0,05 μm. Wysokość badanej linii, w tym wysokość warstwy otaczającej do przekształcenia w metrze sześciennym, może być mierzona za pomocą dowolnej odpowiedniej techniki pomiarowej.
    38. Zapisz objętość i warunki pomiaru (długość testowanej linii, gęstość prądu, temperatura, czas naprężenia prądu) jako jeden punkt danych.
      UWAGA: W tym momencie możliwe jest wstrzymanie eksperymentu.
  3. Uzyskaj więcej punktów danych, wykonując krok 2.2. dla testowanych linii, których długości różnią się od długości używanych wcześniej, dopóki nie pojawią się co najmniej trzy punkty danych, w których objętość elektromigracji jest różna od zera. Alternatywnie uzyskaj więcej punktów danych, wykonując krok 2.2 dla linii o tej samej długości i nieznacznie zmieniając bieżącą gęstość.
  4. Aby uzyskać krytyczną długość dla materiału będącego przedmiotem zainteresowania i warunki pomiaru, należy wykonać wykres z co najmniej trzema punktami danych - które nie znajdują się ani na osi x, ani na osi y - z objętością elektromigracji na osi y oraz długością lub gęstością prądu przy użyciu parametru o różnych wartościach na osi x.
  5. Określ linię najlepszego dopasowania dla danych, przy czym linia najlepszego dopasowania ma mniej niż dwa punkty przecięcia z osią x. Uzyskaj przecięcie linii liniowej, które najlepiej pasuje do punktów danych o małych objętościach z osią x. To przecięcie jest albo l, albo j z (Ij)c i (Ij)c, oblicza się, mnożąc wartość przechwycenia przez gęstość prądu lub długość użytą w eksperymencie, odpowiednio.
    UWAGA: W zależności od warunków naprężenia, długości i badanego materiału, linia najlepszego dopasowania może być liniowa blisko punktu przecięcia lub wykładnicza, jeśli warunki naprężenia, takie jak gęstość prądu lub długość, są wyższe.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Rysunek 1 pokazuje schemat geometrii struktury testowej, a Rysunek 2 pokazuje schemat przepływu pracy pomiarów potrzebnych do uzyskania jednego punktu danych. W celu zbadania wpływu długości oraz istnienia i wartości liczbowej długości badanej linii, potrzebnej do rozpoczęcia elektromigracji, wykorzystano powyższy protokół do uzyskania danych dla wielu badanych linii o różnych długościach (np. 120 μm, 540 μm i 680 μm) wykonanych z dwukrzemku molibdenu i otoczonych warstwą wysokotemperaturowego tlenku krzemu. Wszystkie badane linie zostały wyprodukowane w ten sam sposób i poddane obciążeniu przez ten sam czas 7 min w warunkach powietrza otoczenia w temperaturze pokojowej (23 °C) stałym prądem bez zwężania badanej linii podczas naprężania, co dało stałą gęstość prądu 2,26 × 1010 A/m2, 3.25 × 1010 A/m2 lub 3.44 ×10 10 A/m2.

W użytych strukturach testowych (zamknięte linie MoSi2) tylko obszar kontaktu MoSi2 z aluminium wykazał zmiany w objętości. Poprzednie eksperymenty nie wykazały żadnych wystających elementów przez enkapsulację.

Boczne rozmiary wszystkich pagórków ocenianych tą metodą były powyżej rozmiaru 200 nm, znacznie powyżej rozdzielczości bocznej laserowego mikroskopu skaningowego.

V = const.lwh

Maksymalną niepewność mierzonej objętości można oszacować za pomocą prawa propagacji kowariancji.

figure-results-1

Przy czym l oznacza długość, w szerokość, a h wysokość. Przy niepewności pomiaru poszczególnych wymiarów Δl = 50 nm, Δw = 50 nm, oraz Δh = 12 nm. Niepewności długości i szerokości są traktowane jako wymiary jednego piksela. Niepewność wysokości Δh = 12 nm została zmierzona za pomocą SEM na najmniejszym wzgórku wykrywalnym za pomocą laserowego mikroskopu skaningowego i jest zgodna z niepewnością podaną przez producenta.

Wysokość pagórków (jak pokazano na Rysunek 3) zwykle mieści się w zakresie 190 nm. Najmniejsze prawidłowo wykrywalne pagórki mają wysokość w zakresie 34 nm. Długości i szerokości są zwykle w zakresie 1 μm dla większości pagórków, jak pokazano na Rysunek 3.

To powoduje, że niepewność dla pojedynczego pagórka o typowym rozmiarze pagórka wynosi

figure-results-2= 16%

i dla małego pagórka

figure-results-3= 45%.

Za pomocą metody pokazanej w tym protokole, objętość jest sumowana dla kilku pagórków. Typowe wartości liczby pagórków zsumowanych w jednej próbce wynoszą około 9, jak pokazano na rysunku Rysunek 3.

To powoduje, że niepewność wynosi:

figure-results-4

Jeśli w próbce występują tylko pagórki średniej wielkości.

oraz

figure-results-5

jeśli wszystkie pagórki obecne w próbce są bardzo małe.

W rzeczywistości małe i typowe pagórki są obecne w próbkach, a ilość pagórków nieznacznie różni się między próbkami, co powoduje, że niepewność wynosi od 5% do 15%, w zależności od dokładnych rozmiarów i liczby pagórków.

Jak widać z reprezentatywnych wyników pokazanych w tej pracy, wartość objętości elektromigracji wzrasta wraz ze wzrostem długości testowanej linii. Objętość elektromigracji zwiększa się również w przypadku zastosowania silniejszych warunków naprężeń, np. wyższych wartości gęstości prądu.

Jeśli wszystkie dane dotyczące objętości niezależnie od długości testowanej linii wynoszą zero, to do rozpoczęcia elektromigracji potrzebne są silniejsze warunki naprężenia (np. wyższe temperatury, dłuższy czas naprężania, wyższe gęstości prądu, lub kombinacja tych czynników). Silniejsze warunki naprężeń mają być wykorzystane w dalszych eksperymentach.

Rysunek 3 pokazuje obszar zainteresowania przed obecnym obciążeniem po lewej stronie i po obecnym naprężeniu w środku. Prawa strona Rysunek 3 przedstawia pagórki po naprężeniu prądu. Rysunek 3 pokazuje, że powstały nowe pagórki, a wzrost wypukłości był obecny przed obecnym naprężeniem.

Rysunek 4 pokazuje pomyślne wyniki zwiększania objętości elektromigracji wraz ze wzrostem długości, w tym wykładniczą linię najlepszego dopasowania, obejmującą wszystkie punkty danych. Rysunek 4 pokazuje również wyniki dla krótszych odcinków, które są używane do określenia przecięcia linii liniowej najlepiej dopasowanej do osi x.

Rysunek 5 pokazuje udane dane dotyczące objętości elektromigracji zwiększającej się wraz ze wzrostem gęstości prądu, przy czym długość jest utrzymywana na stałym poziomie 120 μm, a gęstość prądu zmieniała się w zakresie, w jakim początek elektromigracji zaobserwowano w poprzednich eksperymentach. Rysunek 5 pokazuje również wpływ otaczającego wysokotemperaturowego tlenku krzemu. Dwie różne grubości wysokotemperaturowego tlenku krzemu (wypełnione okręgi: 60 nm, niewypełnione okręgi: 20 nm) dają dwie różne wartości początku elektromigracji w odniesieniu do gęstości prądu. Jest to spowodowane naprężeniami mechanicznymi warstw obudowy.

Rysunek 6 pokazuje dane, które mogą być w porządku do wykorzystania do uzyskania pierwszego oszacowania parametrów elektromigracji w materiale. Aby uzyskać lepsze wyniki, należy pozyskać więcej danych o długościach w zakresie od 150 μm do 500 μm.

Rysunek 7 pokazuje nieoptymalne dane, które wymagałyby testowania testowanych linii o długościach od 120 μm do 260 μm, ponieważ mogą istnieć długości powyżej 120 μm, które również mają objętość elektromigracji równą 0. Jeśli następuje zmniejszenie objętości wraz ze wzrostem długości struktury testowej, niektóre dane są nieprawidłowe. Najprawdopodobniej z powodu błędów w ocenie objętości, takich jak błędy w określeniu skali wysokości lub błędy w znalezieniu krawędzi pagórków. W takim przypadku ponowne przyjrzenie się ocenie danego obrazu i ponowna ocena mogą być wykorzystane do dotarcia do sedna problemu.

Błędne dane mogą być również spowodowane tym, że struktura testowa nie ostygła do temperatury pokojowej podczas drugiego skanowania. Ponowne skanowanie tego samego obszaru i użycie nowego skanu do oceny jest jedyną opcją rozwiązania problemu. Jeśli ten problem będzie się powtarzał po ponownej ocenie i ponownym wykonaniu skanowania, prawdopodobnie nie jest spowodowany błędem w ocenie i może być rzeczywistym efektem użytego materiału.

Dla długości nieco powyżej długości krytycznej, linia najlepszego dopasowania może być przybliżona przez linię prostą. Jeśli długość badanych linii wydłuża się, uwidacznia się wykładniczy charakter linii najlepszego dopasowania.

Przechwycenie z osią x zostało określone na 33,33 μm dla naprężenia o gęstości prądu 3,25 ×10 10 A/m2, co dało (Ij)c =1,08 × 106 A/m.

Na podstawie danych z Rysunek 5 przechwycenie określono na 3,49 ×10 10 A/m2 i 3,6 ×10 10 A/m2. Przy długości badanej linii wynoszącej 120 μm dają one wartości 4,19 × 106 A/m i 4,2 × 1010 A/m.

Rozbieżność mierzonego produktu krytycznego wynika ze zwiększonego samonagrzewania się testowanych linii wraz ze wzrostem gęstości prądu. Temperatura testowanych linii zwykle wzrasta wraz ze wzrostem gęstości prądu. Temperatury badanych przewodów o długości 120 μm naprężonych przez 7 min wyznaczono poprzez pomiar oporności elektrycznej dla gęstości prądu 2,65 × 1010 A/m2, 3,24 × 1010 A/m2, 3,53 × 1010 A/m2 i 3,85 ×10 10 A/m2 wynoszące odpowiednio 158 °C, 202 °C, 257 °C i 320 °C. Zależność produktu krytycznego od temperatury i innych czynników została pokazana wcześniej11.

figure-results-6
Rysunek 1: Schemat geometrii struktury testowej nadającej się do badania parametrów elektromigracji za pomocą laserowego mikroskopu skaningowego. Złote pudełko to testowana linia (w tej pracy wykonana z MoSi2), srebrne pudełka to zasilacze elektryczne (w tej pracy wykonane z aluminium), a podkładki kontaktowe są pokazane jako stosy srebrnych skrzynek w obszarze drutów łączących (ciemnoszary). Stosy wskazują, że podkładki stykowe mają większą grubość warstwy niż zasilacze elektryczne. Małe srebrne pudełka po obu stronach testowanej linii to obszary kontaktu elektrycznego źródła zasilania i testowanej linii. Ciemna obwódka ma symbolizować ten obszar o niższej wysokości ze względu na otwarcie warstwy otaczającej w tej części, aby umożliwić kontakt elektryczny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-7
Rysunek 2: Schemat przebiegu pomiarów potrzebnych do uzyskania jednego punktu danych. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-8
Rysunek 3: Porównanie obszaru zainteresowania przed i po obecnym obciążeniu. Porównanie obszaru zainteresowania (w tej pracy kontakt elektryczny aluminium z badaną linią) przed naprężeniem prądowym (lewa strona) i po naprężeniu prądowym (środek) ze wzgórzami spowodowanymi elektromigracją zaznaczonymi po prawej stronie. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-9
Rysunek 4: Pomyślne wyniki elektromigracji objętości obszarów styku po stronie katody w zależności od długości testowanej linii dla linii MoSi2. Reprezentatywne dane (pozytywne wyniki) elektromigrowanej objętości obszarów styku po stronie katody w zależności od długości badanej linii dla linii MoSi2 zamkniętych wysokotemperaturowym tlenkiem krzemu o długości fali 60 nm, naprężenie w warunkach otaczającego powietrza przez 7 minut przy gęstości prądu 3,25 ×10 10 A/m2. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-10
Rysunek 5: Pomyślne wyniki elektromigracji objętości obszarów styku po stronie katody w zależności od gęstości prądu dla testowanych linii zamkniętych wykonanych z MoSi2. Reprezentatywne dane (pomyślne wyniki) elektromigrowanej objętości obszarów styku po stronie katody w zależności od gęstości prądu dla badanych przewodów zamkniętych wykonanych z MoSi2 podczas naprężeń w warunkach powietrza otoczenia przez 7 minut. Wypełnione okręgi pokazują dane testowanych linii MoSi2 zamkniętych w wysokotemperaturowym tlenku krzemu o długości fali 60 nm. Niewypełnione okręgi pokazują dane testowanych linii MoSi2 zamkniętych w wysokotemperaturowym tlenku krzemu o długości fali 20 nm. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-11
Rysunek 6: Prawidłowe dane. Reprezentatywne dane (dane można wykorzystać) objętości elektromigrowanych obszarów styku po stronie katody w zależności od długości badanej linii dla linii MoSi2 zamkniętych wysokotemperaturowym tlenkiem krzemu o długości 60 nm, naprężenia w warunkach otaczającego powietrza przez 7 minut przy gęstości prądu 2,56 ×10 10 A/m2. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-12
Rysunek 7: Nieoptymalne dane. Reprezentatywne dane (dane nieoptymalne) dotyczące elektromigrowanej objętości obszarów styku po stronie katody w zależności od długości badanej linii dla linii MoSi2 zamkniętych wysokotemperaturowym tlenkiem krzemu o długości 20 nm, poddanych obciążeniu w warunkach otaczającego powietrza przez 7 minut przy gęstości prądu 3,44 ×10 10 A/m2. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Dodatkowy plik kodowania 1: Laserscan_1.vi. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisany tutaj protokół może być wykorzystany do solidnego i powtarzalnego uzyskiwania danych na temat objętości elektromigracji materiałów przewodzących prąd elektryczny. Dostępne materiały i sprzęt muszą spełniać określone kryteria, jak wspomniano powyżej w krokach protokołu lub w "UWAGACH", aby móc zastosować tę metodę do oceny elektromigracji.

Krytycznymi częściami protokołu jest upewnienie się, że próbka schłodzona do temperatury pokojowej na potrzeby pomiaru po naprężeniu prądowym. Brak schłodzenia do temperatury pokojowej spowoduje błędy w skanowaniu powierzchni z powodu zmiany temperatury podczas skanowania i spowoduje wadliwe określenie powierzchni, a tym samym błędne określenie objętości.

Kolejnym ważnym elementem jest wybór odpowiedniego tła i wysokości badanej linii w celu określenia współczynnika wysokości w programie oceny. Jeśli zostanie to zrobione niepoprawnie, głośność będzie nieprawidłowa. Inne krytyczne części mierzą co najmniej trzy próbki, które dają wartości objętości różniące się od zera.

Jeśli dane do skanowania po aktualnym obciążeniu nie wyglądają dobrze i nie zostały zauważone przed wykonaniem oceny, możliwe jest ponowne skanowanie przy użyciu tych samych parametrów, co w przypadku pierwszego skanowania. Jeśli zajdzie taka potrzeba, upewnij się, że możesz uniknąć obracania próbki, ustawiając próbkę pod laserowym mikroskopem skaningowym w taki sam sposób, jak poprzednio, lub korygując to za pomocą oprogramowania. Aby zapoznać się z innymi metodami rozwiązywania problemów, zapoznaj się z uwagami.

Modyfikacje metody polegają na zastosowaniu etapu ogrzewania próbki, podobnie jak w przypadku innych metod eksperymentalnych wykorzystujących etapogrzewania 11, polegającego na wyjęciu próbki z uchwytu na próbkę w celu poddania jej naprężeniom w różnych warunkach, takich jak podwyższona temperatura w piecu lub inne otaczające media (ciecze lub gazy), czego nie można zrobić, gdy próbka znajduje się pod laserowym mikroskopem skaningowym.

Pomiary w różnych warunkach, np. temperaturach, umożliwiają zastosowanie tej metody wyznaczania objętości, która ma być wykorzystana do obliczenia innych parametrów elektromigracji, takich jak efektywny ładunek jonowy lub energia aktywacji. W obliczeniach efektywnego ładunku jonowego jako punkt wyjścia przyjmuje się objętość elektromigracji. Sposób określenia objętości nie ma znaczenia dla obliczeń. Obliczenia wykonuje się w taki sam sposób, jak w przypadku określania efektywnego ładunku jonów przy użyciu objętości elektromigrowanych mierzonych za pomocą SEM 2,3,4.

Jak stwierdzono we wcześniejszych równaniach, objętość elektromigracji zależy od dyfuzji. Dyfuzja wykładniczo zależy od energii aktywacji danego procesu12. Umożliwia to wykorzystanie wykresu Arrheniusa powyżej w celu uzyskania energii aktywacji z nachylenia liniowego. Metoda ta może być również stosowana do określania zmian objętości w strukturach Blech oraz do obliczania prędkości dryftu w taki sam sposób, jak pokazano dla objętości wyznaczonych za pomocą SEM11.

Ta metoda może być stosowana tylko wtedy, gdy pagórki lub puste przestrzenie są dostępne dla laserowego skanowania powierzchni. To sprawia, że metoda ta nie nadaje się do oceny zmiany objętości spowodowanej przez zanurzone puste przestrzenie. Laserowy mikroskop skaningowy jest mniej wrażliwy na zmiany objętości niż najmniejsze zmiany wykrywalne za pomocą SEM i TEM. Jeśli objętość elektromigracji jest zbyt mała, użycie laserowego mikroskopu skaningowego nie da żadnych użytecznych wyników.

W porównaniu z badaniami z użyciem SEM lub TEM, łatwiej jest włączyć stopień grzewczy do konfiguracji laserowego mikroskopu skaningowego, ponieważ zazwyczaj muszą one być wykonane na zamówienie 7,11,13,14.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie zostało sfinansowane przez "Niemieckie Federalne Ministerstwo Spraw Gospodarczych i Działań na rzecz Klimatu" w kodzie finansowania projektu "EMIR" 49MF190017.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Źródło prądu/2602B Miernik źródła systemuKeithley2602BMożna użyć dowolnego typu źródła prądu.
JKI VI Package ManagerNI781838-35https://www.ni.com/de-de/shop/product/jki-vi-package-manager.html?
srsltid=AfmBOorzYPY4B8
hlGIUIYl3PJoBwb8o8PeV
MsBfM9YcFasnBIhEWwBpd
Labview 2024 Q1 FullNI784522-35Opcja oprogramowania ewaluacyjnego (https://www.ni.com/de-de/shop/product/labview.html?partNumber=784522-35)
Labview 2024 Q1 ProNI784584-35Opcja oprogramowania ewaluacyjnego (https://www.ni.com/de-de/shop/product/labview.html?partNumber=784522-35)
Laserowy mikroskop skaningowy serii VK-X200KeyenceVK-X200 nie jest już dostępny w sprzedaży. Dostępna opcja VK-X3100. Laserowy mikroskop skaningowy o długości fali 408 nm.
Moduł rozwojowy NI VisionNI788427-35https://www.ni.com/de-de/shop/product/vision-development-module.html?srsltid=AfmBOoq2S8kYVmV1CK6
xSovMHTELtQHE2neD
oM2RrEnibd2AuyzkWvuS Soczewka
obiektywowa, CF Plan Apo 150x/ 0,95; ∞/0 EPI; OFN25 WD 0.2NikonBZ10123016 https://spwindustrial.com/nikon-cf-plan-apo-150x-0-95-0-wd-0-2mm-epi-objective/
VK Analyse-Modul Wersja 3.3.0.0KeyenceAnalytics obsługiwane przez laserowy mikroskop skaningowy. Nie jest już dostępny w sprzedaży. Nowy laserowy mikroskop skaningowy wykorzystuje nowsze oprogramowanie.
VK Viewer Version 2.2.0.0Oprogramowanie pomiarowe Keyenceobsługiwane przez laserowy mikroskop skaningowy. Nie jest już dostępny w sprzedaży. Nowy laserowy mikroskop skaningowy wykorzystuje nowsze oprogramowanie.
Oprogramowanie

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Somaiah, N., Kumar, P. Inverse blech length phenomenon in thin-film stripes. Phys Rev Appl. 10 (5), 054052(2018).
  2. Huynh, Q. T., Liu, C. Y., Chen, C., Tu, K. N. Electromigration in eutectic SnPb solder lines. J Appl Phys. 89 (8), 4332-4335 (2001).
  3. Lee, T. Y., Tu, K. N., Kuo, S. M., Frear, D. R. Electromigration of eutectic SnPb solder interconnects for flip chip technology. J Appl Phys. 89 (6), 3189-3193 (2001).
  4. Lee, T. Y., Tu, K. N., Frear, D. R. Electromigration of eutectic SnPb and SnAg3.8Cu0.7 flip chip solder bumps and under-bump metallization. J Appl Phys. 90 (9), 4502-4508 (2001).
  5. Ho, C. E., Hsieh, W. Z., Yang, C. H., Lee, P. T. Real-time study of electromigration in Sn blech structure. Appl Surf Sci. 388, 339-344 (2016).
  6. Chang, Y. W., et al. Study of electromigration-induced formation of discrete voids in flipchip solder joints by in-situ 3D laminography observation and finite element modeling. Acta Mater. 117, 100-110 (2016).
  7. Besser, P. R., Madden, M. C., Flinn, P. A. In situ scanning electron microscopy observation of the dynamic behavior of electromigration voids in passivated aluminum lines. J Appl Phys. 72 (8), 3792-3797 (1992).
  8. Doan, J. C., Lee, S. -H., Bravman, J. C., Flinn, P. A., Marieb, T. N. Void nucleation on intentionally added defects in Al interconnects. Appl Phys Lett. 75 (5), 633-635 (1999).
  9. Kelly, M. B., Niverty, S., Chawla, N. Electromigration in bi-crystal pure Sn solder joints: elucidating the role of grain orientation. J Alloys Compd. 818, 152918(2020).
  10. Influences of the microstructure on the drift velocity of electromigrating aluminum through molybdenum disilicide thin films. Schädel, M., Baldauf, J. SMSI 2021 Conference - Sensor and Measurement Science International, , (2021).
  11. Straub, A. Factors Influencing the Critical Product in Electromigration. , University of Stuttgart, Stuttgart. (2000).
  12. Scorzoni, A., Neri, B., Caprile, C., Fantini, F. Electromigration in thin-film interconnection lines: models, methods and results. Mater Sci Rep. 7 (4-5), 143-220 (1991).
  13. Verma, S. K., Raynaud, G. M., Rapp, R. A. Hot-stage scanning electron microscope for high-temperature in-situ oxidation studies. Oxid Met. 15 (5/6), 471-483 (1981).
  14. Heard, R., Huber, J. E., Siviour, C., Edwards, G., WilliamsonBrown, E., Dragnevski, K. An investigation into experimental in situ scanning electron microscope (SEM) imaging at high temperature. Rev Sci Instrum. 91 (6), 063702-063814 (2020).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Laser Scanning MicroscopyElectromigration AnalysisMolybdenum DisilicideCurrent DensityActivation EnergyEffective Ion ChargeSurface Profile MeasurementHillock FormationEncapsulating MaterialSample Preparation

Related Articles