SEM Application Data Sheet (SHEET No.259)
Tác giả: Katsuji Ito và Asako Kaneko, Phòng Phát triển giải pháp CT
Tổng quan và Đặt vấn đề
Trong báo cáo trước mang tên “Chuẩn bị mẫu SEM mặt cắt ngang rộng 40 mm bằng phương pháp mài cắt ion #1”, khả năng chuẩn bị một mẫu mặt cắt ngang với chiều rộng khoảng 40 mm đã được chứng minh bằng thiết bị ArBlade5000 qua 40 giờ xử lý liên tục. Trong báo cáo này, một ví dụ về quá trình xử lý tự động tại nhiều vị trí trong một vùng diện tích rộng của một mẫu kích thước lớn sẽ được giới thiệu.
Sự kết hợp giữa bộ kẹp chuyên dụng dành cho giá đỡ đa mẫu với một chức năng của phần mềm ACS (Phần mềm điều khiển tiên tiến) trên ArBlade5000 cho phép thực hiện cắt ion mặt cắt ngang tại nhiều vị trí của một mẫu đơn lẻ với chiều rộng tối đa là 50 mm. Nhiều vị trí, chiều rộng và điều kiện cho quá trình xử lý tự động có thể được nhập trước thông qua giao diện người dùng (UI) của phần mềm trên máy tính. Sau khi quá trình cắt được bắt đầu, các quy trình cắt tại các vị trí đã chỉ định sẽ được thực hiện một cách tự động hoàn toàn.
Điều kiện thử nghiệm và Thông số thiết bị
- Hệ thống mài cắt ion: ArBlade5000
- Điện áp gia tốc mài ion: 7 kV
- Điện áp phóng điện: 2 kV
- Vùng xử lý: Khoảng 4 mm mỗi vùng
- Thời gian xử lý: Tổng cộng 22 giờ (cụ thể gồm vùng #1: 6 giờ, vùng #2: 6 giờ, vùng #3: 4 giờ, vùng #4: 6 giờ)
- Hệ thống thiết bị SEM: SU3900SE
- Điện áp gia tốc SEM: 5 kV
- Chế độ vận hành SEM: Chế độ chân không thấp (30 Pa)
- Tín hiệu hình ảnh: BSE (Điện tử tán xạ ngược)
Phân tích kết quả qua hình ảnh SEM
Hình 1 (Ảnh SEM ghép lại của mặt cắt ngang bảng mạch): Hiển thị toàn cảnh bảng mạch điện tử được chuẩn bị bằng chức năng xử lý đa điểm diện rộng. Bốn vùng được quan tâm trên bảng mạch (ký hiệu từ #1 đến #4) đã được cắt xử lý thành công bằng chùm ion Ar.
Hình 2 (Ảnh SEM của mối tiếp xúc hàn): Hiển thị hình ảnh cấu trúc mối tiếp xúc hàn nằm trong vùng khung màu đỏ #2 ở Hình 1 cùng với ảnh phóng to chi tiết của nó tại bề mặt giao diện. Trạng thái liên kết chắc chắn giữa mối hàn và điện cực được bộc lộ một cách rất rõ ràng.
Hình 3 (Ảnh SEM của mối tiếp xúc chân dẫn): Hiển thị hình ảnh mối tiếp xúc chân dẫn của chip IC nằm trong vùng khung màu vàng #3 ở Hình 1 cùng với ảnh phóng to của nó tại bề mặt giao diện tiếp xúc, giúp quan sát chính xác đặc tính cơ học vùng liên kết.
Kết luận
Những kết quả thực nghiệm trên đã chứng minh hiệu suất vượt trội của chức năng “xử lý diện rộng đa điểm” tự động tích hợp trên thiết bị ArBlade5000 đối với các dạng mẫu có kích thước lớn. Chức năng này được kỳ vọng lớn sẽ giúp hiện thực hóa quy trình chuẩn bị mẫu mặt cắt ngang tự động mà không cần người vận hành phải giám sát liên tục. Đồng thời, công nghệ này còn góp phần tiết kiệm đáng kể thời gian xử lý mẫu (giảm mạnh từ 40 giờ xuống chỉ còn 22 giờ) so với phương pháp xử lý quét mài toàn bộ bề mặt vùng diện tích theo cách truyền thống.
Cấu hình thiết bị đề xuất
| Cấu hình đề xuất | Ghi chú |
|---|---|
| ArBlade5000 | Hệ thống mài cắt ion |
| Gá đa mẫu 4 | Phụ kiện tùy chọn để giữ nhiều mẫu cùng lúc |
| ACS 4 | Phần mềm điều khiển tiên tiến (Tùy chọn) |
| SU3900SE | Kính hiển vi điện tử quét (SEM) Schottky thông lượng cao |
Từ khóa: Điện tử / Bảng mạch in / Mài cắt mặt cắt ngang / Gá đa mẫu / Gia công đa điểm vùng rộng / ACS