文章由本公司技術提供，宜特撰寫。
原文網址：https://www.istgroup.com/tw/tech_20190305/
往往我們可以檢測的大多是固態樣品，
但若遇到欲檢測的物品是液態，
或者懷疑Defect來自於製程中的液態物質
該如何分析呢?

在半導體多道製程中，包括晶圓生產-黃光蝕刻、薄膜等製程中，或是其他太陽能、LED晶片等電子產品的製造過程中，都有機會使用到液體/揮發性材料，包括銀膠、研磨液、拋光液、油墨等，而有時候造成缺陷的問題，就藏在這些液體/揮發性材料裡頭。

針對一般的樣品，以往我們會使用掃描式電子顯微鏡SEM(Scanning Electron Microscope)進行樣品表面形貌的檢測。然而樣品必須於真空系統下作業，並且樣品侷限在固體。而對於液態/揮發性材料，由於此類樣品會影響電子顯微鏡的真空度，並可能造成腔體汙染，因此以往若要使用SEM進行檢測，相當困難!

一般而言的變通作法，會將液態/揮發性材料烘烤後，變成固態，再將固態樣品利用SEM進行檢測，然而，往往經過烘烤後的樣品形貌均已失真，例如液態材料內之粒子(Particle)分佈與分散性，這些特性於材料經烘烤後均已改變，便無法觀察到液態材料之真實樣貌。

 
 
 

該如何解決呢?本日小學堂重點:

使用液態材料專用之SEM載台
液態材料SEM
液態材料SEM

圖片說明：液態樣品專用SEM載台示意圖

SEM液態載台是封閉式結構，可以將液態/揮發性材料封閉其中，故可避免影響SEM的真空度與真空系統汙染等問題。SEM電子顯微鏡透過載台表面厚度僅數十奈米之氮化矽SiN薄膜，仍可以激發出液態樣品表面之二次電子或背向電子，藉此可以順利成像。

若搭配另一工具-EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)，即可進行成份分析，除此之外，SEM影像可透過專用軟體進行分析，即可得到尺寸分佈、分散性、形狀分佈等數據資料(見下圖)，以作為材料研發或製程改善、監控的依據。

液態材料SEM

圖片說明：液態研磨材料之SEM影像範例，可清楚觀察SiO2粒子(Particle)分佈與尺寸

液態材料SEM

圖片說明：液態材料銀膠搭配EDS Mapping分析，可確認元素分佈狀況

液態材料SEM

圖片說明：
搭配軟體分析可得到粒徑尺寸分佈資料
(圖為Particle尺寸之比例)

液態材料SEM

圖片說明：
搭配軟體分析可得到Particle分散性資料
(圖為Particle間距之比例，數據越集中表示分散性越好)

液態材料SEM
液態材料SEM

圖片說明：搭配軟體分析可得到particle形狀分佈資料
(圖示為形狀分佈之比例，Elongation Factor越趨近於1表示particle形狀越接近真圓)

*感謝邑流微測公司在此液態檢測技術上的協助。未來會針對製程產線上的流體，提供更精確的量測分析技術，以供線上即時監測。

*【重要小提醒】使用這種方式檢測的液態樣品，必須含有粒子(Particle)在裏頭，如銀膠、研磨液、拋光液、油墨等；舉凡裡頭沒有粒子(Particle)的液體，如光阻液等，即不適用此方法檢測。
 

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