膜厚儀 利用FT150h/FT160膜厚元素分析儀測量晶圓凸塊中錫銀濃度比例

新聞提供:科邁斯集團發表日:2020/03/11
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利用FT150h/FT160膜厚元素分析儀測量晶圓凸塊中錫銀濃度比例

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利用FT150h/FT160膜厚元素分析儀
測量晶圓凸塊中錫銀濃度比例

晶圓凸塊(wafer bumping)簡稱凸塊。一般可分為金凸塊(Gold bumping)及錫銀凸塊(Solder bumping)兩大類,兩種製程都需利用半導體製程. 金凸塊製程常用金(Au)或是銅鎳金(Cu-Ni-Au)整體比錫凸塊要來得簡單,錫凸塊現在都用無鉛焊錫(Lead Free), 無鉛焊錫常用, 錫銀Sn-Ag, 錫銀銅Sn-Ag-Cu作為無鉛焊錫廣泛使用在PCB, Bump上。針對無鉛焊錫凸塊(Lead Free solder Bump)其中銀的濃度大小將直接影響焊錫的熔點和品質,因此在焊錫的品質管理中銀含量的濃度要求是十分嚴格的。而凸塊的面積很小, 在小樣品小準直器光通量小下又能精準分析錫銀銅的分析設備較少, 所以能選擇的儀器為EA 6000VX(準直器型), FT150h(聚焦型), FT160h, 當面積<50um的錫銀點時, FT150h/FT160是最好選擇. 除元素外一般Bump也有各種金屬鍍層厚度非常重要, 此時會用到小面積金屬膜厚功能(Coating Thickness guage)。

 

利用搭載新型聚光系統和新一代Vortex檢測器的FT150h,對不同大小的塊狀含銀焊錫中的銀含量進行測量,實現即使在微小區域內的樣品測量銀濃度的案例與結果評價。

含銀焊錫中銀含量的測量案例

 ■測量條件及標準物質

裝置 FT150h 以標準物質中銀含量2.9wt%作為單點登錄。
管電壓 45kV
管電流 1000μA
測量區域 30 μm φ
一次濾波器 Al1000
測量時間 60秒
測量方法 薄膜FP法
分析線 Sn Kα
Ag Kα


■與以往機型的能譜作比較
使用同樣的標準物質,利用以往機型的FT9500X和FT150h進行測量,並且比較了X射線 螢光分析能譜線。FT150h很明顯波峰很大,可知道對Ag及Sn靈敏度提高了。

  

■測量樣品

本次評價使用的塊體標準物質由日立高新技術科學研製2.9%Ag。

 

■30次反覆測量結果

每個樣品各重複測量30次以評價銀濃度的準確性和重複性。

表2   每個樣品各重複測量30次以評價銀濃度的準確性和重複性。
  平均值 標準差 最大值 最小值 誤差 RSD%
Ag(wt%) 2.86 0.026 2.90 2.81 0.09 0.9%

 

將含銀焊錫標準物質在60秒條件下重複測量30次,其 得到了誤差範圍小於0.1wt%,RSD小於1%的非常良好的重複性。

通過使用FT150h的的測量,實現了微小區域下含銀焊 錫中銀含量濃度的管控。

 

■含銀焊錫點的實際測量案例

http://www.techmaxasia.com/image/epaper/2020/20200311_article/20200311-01.png利用FT150h,測量直徑70 μm程度的含銀焊錫點。
同上述測量條件,對樣品內不同的2個部位重複測量30次。對含銀濃度在1.5 wt%程度樣品的測量後,也獲得了良好的重複性。

▲圖2 含銀焊錫實測樣品照片


表3  含銀焊錫點中銀含量的測量結果 (n=30)
  平均值 標準差 最大值 最小值 誤差 RSD%
部位A 1.57 0.017 1.61 1.55 0.06 1.1%
部位B 1.69 0.030 1.77 1.64 0.12 1.8%
(單位:wt%)


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