【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體測試樣品制作，尤其涉及一種納米探針樣品的前處理方法。
技術(shù)介紹
1、納米探針是一種常用的電性失效分析機臺，通過利用掃描電子顯微鏡成像，它可以在納米尺度上對指定器件進行電性量測。對于單個比特失效(single?bit?fail)的樣品，常常需要先將樣品研磨到接觸孔層，通過納米探針對失效比特里的每個晶體管的電性曲線進行量測，定位出失效的晶體管后再進行物性分析。納米探針對樣品具有一定的要求，一方面要求樣品潔凈度高，防止掃描電子顯微鏡長時間掃描造成樣品表面積碳，導(dǎo)致探針與樣品接觸不佳，影響電性測量；另一方面，要求接觸孔表面平整，利于探針穩(wěn)定著陸。
2、對于研磨到例如接觸孔層的樣品，通常會使用去離子水沖洗或水拋這兩種前處理方法。
3、(1)去離子水沖洗
4、機械研磨受材料選擇比的影響。由于接觸孔金屬(例如鎢)與周圍氧化物之間的研磨速率不同，最終導(dǎo)致研磨后的金屬鎢接觸孔凸起問題。去離子水沖洗無法使樣品表面變得平整，探針扎到凸起的鎢表面后容易滑落。另外，僅經(jīng)去離子水沖洗的樣品往往清潔程度不夠，受掃描電子顯微鏡電子束的轟擊后容易導(dǎo)致表面積碳，影響檢測。
5、(2)水拋
6、采用化學機械研磨樣品時的化學反應(yīng)及機械研磨的雙重作用，會造成接觸孔空洞，導(dǎo)致探針與樣品接觸不佳，電性量測結(jié)果不準確的問題發(fā)生。其主要機理是金屬鎢在堿性溶液中會發(fā)生氧化腐蝕反應(yīng)，生成氧化物，并進一步反應(yīng)生成可溶性鹽離子wo42-，即
7、w+6oh-→wo3+3h2o
8、w
9、在化學反應(yīng)的同時施加機械研磨會使反應(yīng)生成物更快被去除，使化學反應(yīng)向生成物方向加快，最終導(dǎo)致接觸孔空洞的發(fā)生。
10、上述問題造成了納米探針樣品的損傷，因此，有必要提供一種納米探針樣品的前處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種納米探針樣品的前處理方法。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、一種納米探針樣品的前處理方法，包括：
4、提供具有目標層的樣品，所述目標層含有異質(zhì)目標結(jié)構(gòu)；
5、使用第一物理研磨方式將所述樣品研磨至所述目標層，使所述目標結(jié)構(gòu)自所述樣品表面露出；
6、使用第二物理研磨方式將所述樣品表面研磨至粗糙度達標；
7、使用第一清潔方法對所述樣品表面進行處理，以去除所述樣品表面的殘留物質(zhì)；
8、使用第二清潔方法對所述樣品表面進行處理，以防止所述樣品表面發(fā)生積碳。
9、進一步地，所述第一物理研磨方式包括使用中性水基研磨液對所述樣品進行研磨。
10、進一步地，在使用所述第一物理研磨方式對所述樣品進行研磨的過程中，采用第一觀察方式觀察所述樣品表面的形貌，和/或，在使用所述第二清潔方法對所述樣品表面進行處理后，采用第二觀察方式觀察所述樣品表面的形貌。
11、進一步地，所述中性水基研磨液包括中性水基二氧化硅研磨液。
12、進一步地，所述第二物理研磨方式包括使用中性無水研磨液對所述樣品表面進行拋光。
13、進一步地，所述中性無水研磨液包括有機溶劑基研磨液。
14、進一步地，所述第一清潔方法包括使用表面活性劑對所述樣品表面進行清洗，然后使用去離子水沖洗。
15、進一步地，所述表面活性劑包括水基弱堿性處理液。
16、進一步地，所述第二清潔方法包括使用等離子體對所述樣品表面進行清潔。
17、進一步地，所述第一觀察方式包括在光學顯微鏡下對所述樣品表面的平整度進行觀察，并對照版圖確認所述目標結(jié)構(gòu)位置，直至研磨至所述目標層，并使所述目標結(jié)構(gòu)自所述樣品表面露出；所述第二觀察方式包括使用掃描電子顯微鏡，并在低加速電壓條件下使用背散射模式觀察所述樣品表面的清潔度，直至確認所述樣品表面潔凈且所述目標結(jié)構(gòu)處于飽滿狀態(tài)。
18、由上述技術(shù)方案可以看出，本專利技術(shù)通過使用中性無水研磨液制備樣品，可防止目標結(jié)構(gòu)材料(例如接觸孔或通孔等目標結(jié)構(gòu)的金屬材料(例如鎢))在化學反應(yīng)與機械研磨的作用下加快腐蝕，能有效避免目標結(jié)構(gòu)出現(xiàn)空洞的問題，并保證樣品表面的平整度。同時，通過采用表面活性劑和等離子體的組合方式，對研磨后的樣品表面進行清潔，可以保證樣品表面的潔凈度，防止測試時在電子束轟擊下產(chǎn)生樣品造成表面積碳問題。因此，采用本專利技術(shù)方法能夠得到表面平整無空洞且潔凈的納米探針樣品，從而提高了電性測試效率及測試結(jié)果的準確度。
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1.一種納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述第一物理研磨方式包括使用中性水基研磨液對所述樣品進行研磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，在使用所述第一物理研磨方式對所述樣品進行研磨的過程中，采用第一觀察方式觀察所述樣品表面的形貌，和/或，在使用所述第二清潔方法對所述樣品表面進行處理后，采用第二觀察方式觀察所述樣品表面的形貌。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述中性水基研磨液包括中性水基二氧化硅研磨液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述第二物理研磨方式包括使用中性無水研磨液對所述樣品表面進行拋光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述中性無水研磨液包括有機溶劑基研磨液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述第一清潔方法包括使用表面活性劑對所述樣品表面進行清洗，然后使用去離子水沖洗。<...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述第一物理研磨方式包括使用中性水基研磨液對所述樣品進行研磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，在使用所述第一物理研磨方式對所述樣品進行研磨的過程中，采用第一觀察方式觀察所述樣品表面的形貌，和/或，在使用所述第二清潔方法對所述樣品表面進行處理后，采用第二觀察方式觀察所述樣品表面的形貌。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述中性水基研磨液包括中性水基二氧化硅研磨液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述第二物理研磨方式包括使用中性無水研磨液對所述樣品表面進行拋光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米探針樣品的前處理方法，其特征在于，所述中性無水研磨...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：屈鈺，朱子軒，吳大海，任思佳，葉紅波，
申請(專利權(quán))人：上海集成電路裝備材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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