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(shè)備可實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部*點(diǎn)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(jīng)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(fù)合材料（金屬/玻璃/硅/聚合物，填料）；大多為軟硬結(jié)合材料；大多為分層結(jié)構(gòu)；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(jù)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(jié)構(gòu)位于表面10微米左右，可用膠加以保護(hù)并采用徠卡精研一體機(jī)EM TXP配合其光學(xué)顯微鏡觀察，切到目標(biāo)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(jìn)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(tǒng)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(zhuǎn)拋光要求即可，徠卡三離子束TIC 3X旋轉(zhuǎn)拋光具有旋轉(zhuǎn)和移動功能，可盡可能保證加工面積；
• 若樣品微小，則可將其用小型包埋板包埋，再用精研一體機(jī)EM TXP切割到目標(biāo)位置附近后，再做離子束的切磨處理，在此不用擔(dān)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(diào)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(diǎn)在于不會過多使用膠，樣品導(dǎo)電性不會因?yàn)檫^多的膠引起荷電效應(yīng)過重或后續(xù)處理過于復(fù)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(zhì)的不同，則處理起來與上述不同，其需要準(zhǔn)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(fù)合材料，且多為膠類物質(zhì)填充其中，因此電鏡觀察除了要復(fù)合用背散射電子成像信息更豐富以外，導(dǎo)電性是一個干擾正常觀察項(xiàng)，同時，微電子材料的諸如分層結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的晶向結(jié)構(gòu)無法分析，徠卡高真空鍍膜儀EM ACE600鍍膜顆粒細(xì)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