機(jī)械研磨vs離子研磨

一般來說,，掃描電子顯微鏡樣品制備通常使用機(jī)械切割或者磨拋的方式進(jìn)行樣品觀測,。機(jī)械研磨作為最常用的制備手段，通過研磨和拋光在樣品表面形成 1nm 至 100nm 厚度的非晶層,，稱為 Beilby 層,。Beilby 層會掩蓋住大部分的樣品真實(shí)信息，對掃描電鏡表征產(chǎn)生很大的影響,。

 機(jī)械制樣測試的 SEM 結(jié)果

離子研磨（氬離子拋光）工作原理：可以無應(yīng)力地去除樣品表面層,，加工出光滑的鏡面，為掃描電鏡的樣品制備提供了更為有效的解決方案,。

離子研磨是使用高能離子槍轟擊樣品的頂面,。高能離子束與樣品的表層非晶層中松散結(jié)合的表面原子相互作用，并將其除去以顯示原子級清潔的表面,。在整個(gè)過程中可以調(diào)整離子能量,，離子束入射角等，以優(yōu)化樣品制備時(shí)間和表面質(zhì)量,。

 離子研磨儀工作原理示意圖 

經(jīng)過離子研磨儀（氬離子拋光儀）處理后，使用掃描電鏡（SEM）觀測可以得到更為真實(shí)的樣品表面,。

離子研磨儀的應(yīng)用案例

• 引線鍵合

結(jié)束前工序的每一個(gè)晶圓上,，都連接著 500~1200 個(gè)芯片（也可稱作 Die）,。為了將這些芯片用于所需之處,，需要將晶圓切割（Dicing）成單獨(dú)的芯片后，再與外部進(jìn)行連接,、通電。此時(shí),，連接電線（電信號的傳輸路徑）的方法被稱為引線鍵合（Wire Bonding）,。

引線鍵合是把金屬引線連接到焊盤上的一種方法，即把內(nèi)外部的芯片連接起來的一種技術(shù),。從結(jié)構(gòu)上看,，金屬引線在芯片的焊盤（一次鍵合）和載體焊盤（二次鍵合）之間充當(dāng)著橋梁的作用。因此,，鍵合的質(zhì)量會直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量,，通常會使用 SEM 進(jìn)行觀測。

通過直接機(jī)械研磨后進(jìn)行檢查無法觀測到鍵合質(zhì)量的好壞,，經(jīng)過離子研磨（氬離子拋光）處理后可以清晰地看到鍵合的質(zhì)量,。

機(jī)械研磨（無法觀測到鍵合質(zhì)量）

離子研磨（氬離子拋光）處理后可以清晰地看到鍵合的質(zhì)量