[发明专利]用于金属丝二次质谱深度分析的方法

说明书

本发明涉及材料样品检测技术领域，尤其涉及用于金属丝二次质谱深度分析的方法，包括以下步骤：准备基板，所述基板沿其长度刻蚀有与所述金属丝相适的凹槽；沿所述凹槽的长度将所述金属丝放入所述凹槽内，并将所述金属丝在所述凹槽内固定；所述基板放置在二次离子质谱仪样品台进行测试；所述金属丝的直径为微米级。本发明通过在基板上设置凹槽，以便辅助金属丝和质谱仪探头之间形成类平面结构，这样再进行二次离子质谱仪检测，得到的图谱中主元素层清晰分出，也同时最大减低界面混合效应。

技术领域

本发明涉及材料样品检测技术领域，尤其涉及用于金属丝二次质谱深度分析的方法。

背景技术

微米金属丝广泛用于芯片封装中导电线，直径从几微米到几百微米不等，具有多层膜结构，二次离子质谱经常被用于它的工艺过程的缺陷和污染物分析。即从产品角度对金属线进行深度分析以找出对应不同膜层或者其界面可能存在的问题，以提高成品率。

表面材料分析尤其是二次离子质谱要求所分析固体样品表面一般尽量保持平整，这样有利于二次离子的收集及检测。微米级金属丝表面是曲面，直接将金属丝放置平面上做二次离子质谱深度探测，会出现主元素层不清楚，界面混合的效应，使得二次离子收集效率差，分析结果的准确性和可靠性差。

发明内容

本发明的发明人经分析发现，微米级金属丝表面是曲面，如果直接放置样品台，只有顶部非常小的区域呈平整状态，但远小于二次质谱空间分辨区，二次离子收集效率差，同时在深度分析溅射离子束不断刻蚀过程中，金属丝曲面上的膜层会对深度膜层二次离子形成干扰，最终结果二次质谱深度曲线变成表面膜层和深度膜层的混合效应，造成分析结果的准确性和可靠性差。也就是说，直接将金属丝放置基板平面做二次离子质谱深度探测，会出现主元素层不清楚，界面混合的效应，这主要是因为微米金属丝表面是曲面，不是平面而造成的。

基于此，本发明提供一种用于金属丝二次质谱深度分析的方法，包括以下步骤：

准备基板，所述基板沿其长度刻蚀有与所述金属丝相适的凹槽；

沿所述凹槽的长度将所述金属丝放入所述凹槽内，并将所述金属丝在所述凹槽内固定；

所述基板放置在二次离子质谱仪样品台进行测试；

所述金属丝的直径为微米级。

本发明通过在基板上设置凹槽，以便辅助金属丝和质谱仪探头之间形成类平面结构，这样再进行二次离子质谱仪检测，得到的图谱中主元素层清晰分出，也同时最大减低界面混合效应。

本发明中的金属丝可以是需要通过二次离子质谱仪进行膜层分析的任何金属材料，如可以为半导体键合丝。具体地，金属丝包括但不限于Au/Pd/Ag、Au/Pd/Cu。

本发明提供的二次质谱深度分析的方法，待检测样品金属丝的直径一般为微米级。如金属丝的直径一般不大于500微米，金属丝的直径可低至0.5微米。如所述金属丝的直径在0.5-500微米，即金属丝的直径可以为该范围内的任一数值的大小。当然，本发明中的待检测样品金属丝的直径可以为0.5-150微米的范围，也可以为8-150微米的范围，也可以为20-200微米的范围，等等。

如在不同的实施例中，金属丝的直径可以为0.5微米、1微米、2微米、5微米、7微米、8微米、9微米、10微米、20微米、50微米、100微米、120微米、130微米、140微米、150微米、200微米、300微米、400微米、500微米等等。

本发明中，基板上设置的凹槽用于将金属丝置于其中，通过在金属丝附近形成均匀电场，来达到二次质谱有效分析的目的。其中，凹槽的形状可以根据待测金属丝的形状进行相应的设置，如在不同的实施方式中，凹槽的纵切面形状可以为半圆形、U型、正方形、长方形、五边形等等。

在一些可能的实施例中，所述凹槽为U型凹槽。