【正文】 也有其限制，缺點(diǎn)包括： mm以下。Si)】－參見Fig. 3＊異質(zhì)同形結(jié)構(gòu)【氮化矽(Nitride)，氧化矽(Oxide)，非晶形矽(Amorphous Si)】－參見Fig. 4＊同質(zhì)同形結(jié)構(gòu)【硼磷摻雜氧化矽(BPSG)，無摻雜氧化矽(USG)，旋轉(zhuǎn)覆蓋式氧化矽(SOG)，熱氧化矽(Thermal Oxide)】－參見Fig. 5＊異質(zhì)異形結(jié)構(gòu)【金屬(Metal)，氧化矽(Oxide)，金屬矽化物(Silicide)，單晶矽(Single crystalline Si)Fig. 2 立即摻雜雜質(zhì)(Insitu Doped)的複晶矽，其晶粒形狀為等軸向(Equiaxial)，(a)平面觀察，(b)橫截面觀察Fig. 3 在非晶形矽(Amorphous Si)薄膜內(nèi)，部份再結(jié)晶(Partial Recrystallization)的結(jié)構(gòu)觀察，(a)平面式觀察，再結(jié)晶後的多晶形矽以樹枝狀(Dendrite)的方式成長(zhǎng)，其晶粒尺寸相差甚多，(b)amp。Spectroscope, EELS)作化學(xué)成份分析。偵測(cè)特性 X光的分析方法，能量散佈分析儀相較於波長(zhǎng)散佈分析儀的優(yōu)點(diǎn)有： (1) 快速並可同時(shí)偵測(cè)不同能量的 X 光能譜， (2) 使用之一次電子束電流較低可得較佳的空間解析度( Spacial Resolution )，且較不會(huì)被電子束激發(fā)而放射出來之 X光穿過薄的鈹窗 ( Beryllium Window, Be ) 或超薄的高分子膜窗甚至是無窗型的偵測(cè)器中，激發(fā)矽晶接收器產(chǎn)生電子電洞對(duì)，再轉(zhuǎn)換成電流，經(jīng)放大器 ( Amplifier ) 及脈衝處理器 ( Pulse Processor ) 的處理後，送至能量數(shù)位轉(zhuǎn)化器 ( EnergytoDigital Converter ) 處理由多頻道分析儀 ( Multichannel Analyzer, MCA ) 將 X光能量信號(hào)存入其對(duì)應(yīng)之頻道位置。 所謂背向散射電子係指經(jīng)過大角度彈性碰撞，逃離試片表面時(shí)，能量非常接近入射電子束的電子，因?yàn)楸诚蛏⑸鋫S數(shù)隨原子序增加而增加，所以原則上對(duì)表面平整的試片來說，掃描式電子顯微鏡的影像是不會(huì)有明顯的對(duì)比的，除非試片的材料成份屬於不同的原子序，背向散射電子的影像才會(huì)有明顯的對(duì)比；背向散射電子主要可提供試片的組成(Composition)和表面的高低形貌(Topography) 等資訊，分析時(shí)欲區(qū)分這兩種資訊需利用一對(duì)對(duì)稱的半導(dǎo)體偵測(cè)器 (Semiconductor Detector) (請(qǐng)見圖11214)，兩組訊號(hào)加成可得到組成的影像 (Composition Image)，相減則可得到高低形貌的影像 (Topography Image)。像差 (Aberration) ：繞射像差 球面像差由於歐傑電子的形成需有兩個(gè)電子能階軌域，因此 H 及 He 兩元素?zé)o法產(chǎn)生歐傑電子，至於 Li 雖然在 L 軌域只有一個(gè)電子，但在固態(tài)時(shí)可藉由其它原子所提供的價(jià)電子協(xié)助產(chǎn)生歐傑電子訊號(hào)，因此可進(jìn)行分析。 比較聚焦式離子束顯微鏡和掃描式電子顯微鏡的成像原理，其中離子束顯微鏡的試片表面受鎵離子掃描撞擊而激發(fā)出的二次電子和二次離子是影像的來源，影像的解析度決定於離子束的大小、帶電粒子的加速電壓、二次粒子訊號(hào)的強(qiáng)度、試片接地的狀況、與儀器抗振動(dòng)和磁場(chǎng)的狀況，目前商用機(jī)型的影像解析度約為10 nm，雖然其解析度不及掃描式電子顯微鏡和穿透式電子顯微鏡，但是對(duì)於定點(diǎn)結(jié)構(gòu)的分析，它沒有試片製備的問題，在工作時(shí)間上較機(jī)為經(jīng)濟(jì)。為求得電子顯微鏡的最佳解析度 (Resolving Power，Δrmin.)，通常散光像差與波長(zhǎng)散佈像差可以藉由其他裝置來校正或補(bǔ)償，但是繞射像差是基本限制，球面像差卻往往不易消除，因此可以導(dǎo)出最佳解析度與波長(zhǎng)和繞射像差成簡(jiǎn)單的正比關(guān)係： 2. 會(huì)出現(xiàn)不尋常的邊緣效應(yīng) 3. 電荷累積的可能性增高 穿透式電子顯微鏡的解像能主要與電子的加速電壓 (亦即波長(zhǎng)) 和像差 (Aberration) 有關(guān)。 (3) 散光像差 (Astigmatism)－這是由物鏡磁場(chǎng)不對(duì)稱而來，因?yàn)閳A形對(duì)稱軟鐵磁片製作 時(shí)精度控制困難，同時(shí)顯微鏡使用中，污染的雜質(zhì)附於極片上也會(huì)導(dǎo)致像差，一般用像差補(bǔ)償器(Stigmator)產(chǎn)生與散光像差大小相同方向相反的像差來校正。(5) 原子力顯微鏡當(dāng)原子的內(nèi)層電子受到外來能量源的激發(fā)而脫離原子時(shí)，原子的外層電子將很快的遷降至內(nèi)層電子的空穴並釋出能量。歐傑能譜儀在一次電子束上加上掃描線圈進(jìn)行分析稱之為掃描式歐傑電子顯微鏡 ( Scanning Auger Microscope, SAM)。散光像差。綜合上述，二次電子具有較佳的形貌分析，可放大數(shù)10倍至數(shù)10萬倍，解析能力在最佳條件下約可達(dá)50197。 而主要缺點(diǎn)則有： (1) 能量解析度差， (2) 對(duì)輕元素的偵測(cè)能力差， (3) 偵測(cè)極限差 ( %)， (4) 定量能力較差。 基於上述的快速及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)，一般掃描式電子顯微鏡或穿透式電子顯鏡所附加的特性 X光偵測(cè)器多採(cǎi)用能量散佈分析儀。隨著儀器的改良，目前分析式電子顯微鏡(Analytical Electron Microscope)與高解像能電子顯微鏡(High Resolution Electron Microscope)已能合為一體，除了穿透式電子成像之外，尚能作極微小區(qū)域(~ 10 197。(c)橫截面式觀察，再結(jié)晶後的多晶形矽晶?；虼蠡蛐〉穆裨诜蔷挝?dāng)中Fig. 4 改善型的局部場(chǎng)氧化製程(Modified LOCOS)中的氮化矽結(jié)構(gòu)，圖中除了主要的厚氮化矽層之外，尚有氮化矽和氧化矽作成的間隔層(Spacer)，兩者都是非晶形材料，不會(huì)有晶粒的繞射對(duì)比，但是由於兩者的密度差異，因此影像對(duì)比不同，層次結(jié)構(gòu)極容易分辨，最上層的保護(hù)層為未摻雜質(zhì)的複晶矽，其結(jié)構(gòu)特徵為柱狀的晶粒成長(zhǎng)Fig. 5 同質(zhì)同形的各種氧化層，在穿透式電子顯微鏡的觀察下，因沉積的方法不同，材質(zhì)密度亦不相同，所以電子束的吸收係數(shù)有別，導(dǎo)致明暗對(duì)比－晶格影像，參見Fig. 6。，通常最理想的觀察厚度在5001000 197。由於各元素之能階差不同，因此分析此 X光的能量或波長(zhǎng)即可鑑定試片的各個(gè)組成元素，後者為歐傑電子，此電子同樣具有代表該原子特性的能量，因此分析歐傑電子亦可得到材料的成份組成。 週期表上的各種元素經(jīng)外來能量激發(fā)產(chǎn)生特性 X光與歐傑電子的機(jī)率係與其原子序有關(guān)，所以兩者在應(yīng)用上的差異，一般說來輕元素較易產(chǎn)生歐傑電子，而相對(duì)的重元素則較易產(chǎn)生特性 X光。 此型分析器具有高離子傳輸率，高質(zhì)量數(shù)分析能力以及可進(jìn)行高質(zhì)量解析度分析，此型之分析儀多用於表面成份的分析，尤其是有機(jī)物或高分子的物種分析，但較不適合用於縱深分佈分析。圖11255簡(jiǎn)單描述SIMS的分析原理。1118在IC製程的生產(chǎn)線上的檢測(cè)儀器通常會(huì)有那些?檢測(cè)項(xiàng)目為何?有關(guān)微電子材料的分析技術(shù)可以概分為結(jié)構(gòu)分析(物性)與成份分析(化性)兩大類，常見的儀器計(jì)有光學(xué)顯微鏡 (Optical Microscope, OM)，掃描式電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscope, SEM)，X光能譜分析儀 (Xray Spectrometry)，穿透式電子顯微鏡 (Transmission Electron Microscope, TEM)，聚焦式離子束顯微鏡 (Focused Ion beam, FIB)，X光繞射分析儀 (Xray Diffractometer, XRD)，掃描式歐傑電子顯微鏡 (Scanning Auger Microscope, SAM)，二次離子質(zhì)譜儀 (Secondary ion Mass Spectrometry, SIMS)，展阻量測(cè)分析儀 (Spreading Resistance Profiling, SRP)，拉塞福背向散射質(zhì)譜儀 (Rutherford Backscattering Spectrometry, RBS)，和全反射式 X光螢光分析儀 (Total Reflection