Ứng dụng SEM – 3 kỹ thuật sử dụng kính hiển vi điện tử

Tổng quan

• Các nhà vật lý thường xuyên vượt qua ranh giới của công nghệ và tư duy đương đại. Vào đầu thế kỷ 20, một trong những thách thức chính đối với các nhà nghiên cứu là giới hạn độ phân giải của ánh sáng được cho là không thể hình dung được các cấu trúc quy mô nhỏ ở độ phân giải cao.
• Những khám phá tiên phong về quang học điện tử càng làm tăng thêm cảm giác vô ích này, vì người ta đột nhiên có thể liên kết tần số và bước sóng với các hạt tích điện. Tuy nhiên, giới hạn phân giải của các electron đã được chứng minh là nhỏ hơn vài bậc độ lớn so với ánh sáng khả kiến, điều đó có nghĩa là, mặc dù giới hạn lý thuyết vẫn tồn tại, nhưng nó lớn hơn nhiều so với giới hạn của kính hiển vi dựa trên ánh sáng. Điều này trực tiếp dẫn đến việc phát minh ra kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), và cuối cùng là kính hiển vi điện tử quét (SEM).
• Kính hiển vi điện tử quét đã phải vượt qua nhiều thách thức phát triển trong suốt vòng đời kéo dài của nó, từ quang sai thấu kính đến các công nghệ nguồn điện tử cạnh tranh. Kết quả là, hầu hết các ứng dụng SEM đều có tính chất hàn lâm hoặc độc quyền trong nhiều thập kỷ. SEM độ phân giải cao không được sử dụng rộng rãi cho mục đích kỹ thuật cho đến những năm 1980 và 90. Tuy nhiên, ngày nay, nó là một công cụ thiết thực với khả năng ứng dụng sâu rộng trong các dây chuyền sản xuất khác nhau.

Ứng dụng SEM trong kiểm tra chất bán dẫn

• Công nghệ bán dẫn tạo thành xương sống của cơ sở hạ tầng kỹ thuật số toàn cầu, với các tấm bán dẫn silicon đặc biệt đóng góp to lớn cho điện tử tiêu dùng, viễn thông, quang điện, v.v.
• Kiểm tra các tấm silicon về tính đồng nhất về hình thái và địa hình là một trong những ứng dụng SEM chính trong kỹ thuật hiện đại.
• Các thanh tra viên sử dụng cái được gọi là SEM xem xét lỗi để phóng to bề mặt của các tấm silicon nhằm phát hiện và mô tả các lỗi tại các vị trí cụ thể và sau đó xác định nguyên nhân gây ra lỗi. Điều này phản hồi lại thành một vòng đảm bảo chất lượng liên tục với dữ liệu SEM cung cấp thông tin chi tiết phong phú để sàng lọc vật liệu đầu vào, kiểm soát quy trình, v.v.

Lắp ráp vi mạch với SEM

• Vi mạch vẫn là một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày trên toàn thế giới, tạo thành nền tảng của mọi hệ thống phụ điện tử hiện có. Mức độ chi tiết hữu hạn và mật độ điện tử mà các nhà sản xuất có thể đạt được với các hệ thống vi điện tử mới và đang phát triển là không thể tin được, với các chipset nhỏ hơn, chi phí thấp hơn và hiệu quả hơn dẫn đầu thế hệ thiết bị nối mạng tiếp theo. Điều này đi kèm với những thách thức độc đáo của riêng mình.
• Độ phân giải cực cao của hình ảnh SEM làm cho nó phù hợp đặc biệt như một kỹ thuật bổ sung để lắp ráp vi mạch, cung cấp độ phóng đại ba chiều cần thiết cho các ứng dụng SEM tiên tiến trên dây chuyền sản xuất vi điện tử.

Ứng dụng SEM trong QA/QC

• Cuối cùng, các ứng dụng SEM kỹ thuật bắt nguồn từ việc kiểm soát và đảm bảo chất lượng (QA/QC) nói chung.
• Độ phân giải mạnh mẽ của SEM cấp công nghiệp làm cho nó trở thành giải pháp lý tưởng để sàng lọc sợi, hạt và sắc tố ở cấp độ vi mô và nano trong các ứng dụng có giá trị cao. Ví dụ: phân tích thành phần của sơn để xác định sự hiện diện của các kim loại nặng cụ thể, các nguyên tố độc hại và các sắc tố mong muốn là một trong những ứng dụng SEM cấp sản xuất thông thường. Mức độ chi tiết tương tự này có thể được áp dụng cho sợi tổng hợp, polyme và thực tế là vô số hàng hóa trung gian.

EOI: Các ứng dụng SEM khác

• Tại Electron Optics Instruments (EOI), chúng tôi cung cấp nhiều hệ thống SEM cho các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Hãy liên hệ với một thành viên của nhóm EOI ngay hôm nay để biết thêm thông tin về các ứng dụng SEM mà chúng tôi sẽ cung cấp dịch vụ thường xuyên.

Tham khảo

Kính hiển vi điện tử quét dòng Normal SEM

Kính hiển vi điện tử quét FE SEM