扫描式电子显微镜 (SEM)的定义及行业应用案例

 　　扫描电子显微镜 (SEM)的定义

　　扫描式电子显微镜，又扫描电镜(Scanning Electron microscope, SEM)主要是利用微小聚焦的电子束(Electron Beam)进行样品表面扫描。 此电子束(Electron Beam)与样品间的交互作用会激发出各种信号，如: 二次电子、背向散射电子及特性X光等，SEM主要就是收集二次电子的信号来成像。

　　SEM景深大、分辨率高，放大倍率可达到数十万倍以上，可用来观察样品表面及剖面微结构。如在设备上加装能量分散X光谱仪(Energy Dispersive Spectrometer， 简称EDS)时，可对样品表面同时进行微区之材料分析，包括定性、半定量之成分分析以及特定区域之Point、Line Scan、Mapping分析。

　　针对各种材料表面微结构观察SEM量测样品尺寸，如膜厚等EDS可针对样品表面，进行微区定性与半定量成份元素分析/ 特定区域之Point、Line Scan、Mapping分析EDS SDD detector可在低电压下，提升Mapping的空间分辨率SEM自动拍照，搭配去层技术de-process，可提供电路逆向工程参考利用低能电子束扫描做被动式电压对比(Passive Voltage Contrast, PVC)，对于异常漏电或接触不良的半导体组件损坏可精准定位。

　　扫描电子显微镜功能

　　1、扫描电子显微镜追求固体物质高分辨的形貌，形态图像(二次电子探测器SEI)-形貌分析(表面几何形态，形状，尺寸)

　　2、显示化学成分的空间变化，基于化学成分的相鉴定---化学成分像分布，微区化学成分分析

　　1)用x射线能谱仪或波谱(EDSorWDS)采集特征x射线信号，生成与样品形貌相对应的，元素面分布图或者进行定点化学成分定性定量分析，相鉴定。

　　2)利用背散射电子BSE)基于平均原子序数(一般和相对密度相关)反差，生成化学成分相的分布图像;

　　3)利用阴极荧光，基于某些痕量元素(如过渡金属元素，稀土元素等)受电子束激发的光强反差，生成的痕量元素分布图像。

　　4)利用样品电流，基于平均原子序数反差，生成的化学成分相的分布图像，该图像与背散射电子图像亮暗相反。

　　5)利用俄歇电子，对样品物质表面1nm表层进行化学元素分布的定性定理分析，

　　3、在半导体器件(IC)研究中的特殊应用：

　　1)利用电子束感生电流EBIC进行成像，可以用来进行集成电路中pn结的定位和损伤研究

　　2)利用样品电流成像，结果可显示电路中金属层的开、短路，因此电阻衬度像经常用来检查金属布线层、多晶连线层、金属到硅的测试图形和薄膜电阻的导电形式。

　　3)利用二次电子电位反差像，反映了样品表面的电位，从它上面可以看出样品表面各处电位的高低及分布情况，特别是对于器件的隐开路或隐短路部位的确定尤为方便。

　　4、利用背散射电子衍射信号对样品物质进行晶体结构(原子在晶体中的排列方式)，晶体取向分布分析，基于晶体结构的相鉴定。

　　扫描电子显微镜对科学研究与企业生产都有很重要的作用，在新型陶瓷材料显微分析中也有广泛的应用。

相关推荐：蔡司扫描电子显微镜 http://www.cmm-yosoar.com/list/?249_1.html