[發(fā)明專利]一種小尺寸晶圓樣品結(jié)構(gòu)截面觀察的樣品制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110245009.5
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102426119A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 張濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華碧檢測技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶圓的失效分析方法，特別是涉及一種需要進行失效分析的晶圓樣品的制備方法。

背景技術(shù)

在晶圓級失效分析(Wafer?Level?FA)的物理結(jié)構(gòu)分析中，截面分析(Cross?Section)是一種常用和有效的物理分析方法。使用的失效分析工具主要有截面加工工具，如定點切割機(SEAL)、聚焦離子束分析儀(FIB)等；截面觀察設備，如光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)等。

對于一些大尺寸(分析結(jié)構(gòu)尺寸大于10um)甚至一些重復結(jié)構(gòu)的晶圓樣品來說，截面樣品制備的難度不大，可以使用手工裂片的方法直接進行截面樣品制備。而對于一些小尺寸結(jié)構(gòu)的樣品(分析結(jié)構(gòu)尺寸小于10um)，已超過手工裂片精度的極限，即使再熟練的分析人員也無法進行手工截面裂片。所以必須借助于一定的截面加工工具，如定點切割機、聚焦離子束分析儀。而其中的聚焦離子束分析儀因其微區(qū)加工精度高，且能在離子束截面加工的同時，能使用附帶的電子束進行截面觀察，被業(yè)界廣泛使用。

但是聚焦離子束分析儀同樣也有著截面分析方面的缺陷：即由于電子束和離子束之間存在著52°的夾角，如圖1所示，所說電子束激發(fā)的二次電子像實際上并不是完全垂直于截面，而是存在一定的夾角角度，使得其在截面Y方向上的高度尺寸實際上是被壓縮了，存在所謂的“截面Y方向高度損失”的問題。

當然聚焦離子束分析儀的制造商也發(fā)現(xiàn)了這一問題，所以相應地進行了功能改進，針對“截面Y方向高度損失”的問題添加了“Y方向高度補償修正功能”，即輸入電子束與截面的夾角角度后，同時自動進行三角函數(shù)換算，將Y方向的高度補償?shù)酵耆怪睍r對應的高度(比補償前適當增加一定高度)。但是，針對這種做法有人做過實驗，比對使用聚焦離子束分析儀切割截面樣品的Y方向高度和同樣結(jié)構(gòu)進行手工裂片后的純粹的截面掃描電子顯微鏡觀察后的Y方向高度，發(fā)現(xiàn)聚焦離子束分析儀得出的Y方向高度補償修正功能實際上還是存在一定的誤差，如圖2和圖3所示，得到聚焦離子束分析儀的測量誤差如表一。

表一測量誤差分析表

??序號??掃描電子顯微鏡??聚焦離子束分析儀??誤差??1??250.5??250??0.002％??2??191??190??0.50％??3??1005??960??4.48％

由表一可以得知，X方向幾乎無誤差，即夾角對X方向數(shù)據(jù)無影響，而Y方向的誤差，即使使用過“Y方向高度補償修正”還是存在高達4.48％的誤差。

當然使用定點切割機進行樣品制備，可以在制備好截面樣品后直接在掃描電子顯微鏡中進行垂直截面的觀察，所以可以解決“截面Y方向高度損失”的問題，但是對于一些Design?House或者第三方實驗室來說，不具備該類機臺，所以無法獲得小尺寸的晶圓樣品截面Y方向精確的高度數(shù)據(jù)，影響晶圓樣品的后續(xù)分析工作。因此，如何在沒有定點切割機的情況下，使用聚焦離子束分析儀進行小尺寸晶圓樣品截面分析成為該技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容