[發明專利]一種利用原子力納米探針測試金屬層的方法

有效

• 申請號: 201210264858.X
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102759638A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 李劍;唐涌耀
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24;G01Q60/38
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術領域

本發明涉及半導體集成電路領域，且特別涉及一種利用原子力納米探針測試金屬層的方法。

背景技術

原子力顯微鏡(Atomic?Force?Microscope，AFM)，一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。它通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發生形變或運動狀態發生變化。掃描樣品時，利用傳感器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面結構信息。

在今日的電子業界，為了使產品運行的更快，更穩定，半導體集成電路的設計與生產越來越往高集中化，高微細度進發。而以往所使用的半導體器件失效分析儀器卻無法正確有效的測量微小的晶體管與其它構造物的電力參數。

原子力納米探針(AFP)使用戶能夠對65到32納米的晶體管與其它構造物，迅速進行電力參數的探測與識別。原子力納米探針采用多個專用原子力顯微鏡測頭，快速準確的定位失效晶體管并進行極近距終端接觸。

現有原子力納米探針測試金屬層的方法是用反應離子定向刻蝕(RIE)讓樣品的金屬層高出氧化層20～30nm，然后再進行測試。然而這種方法制備的樣品，無法測試出準確的結果，原因如下：

由于原子力納米探針(AFP)對樣品進行分析時需要接觸成像，且測試時探針需與樣品接觸，但是銅或鋁材質的金屬線相對于鎢的探針針尖十分軟，故在接觸成像時探針針尖會刮花金屬層，測試時探針針尖會陷進金屬層。而刮花金屬層會導致金屬線之間短接，測試時探針針尖陷進金屬層會使測量數據沒有重復性，測試結果不可靠。

發明內容

本發明提出一種利用原子力納米探針測試金屬層的方法，有效地解決了原子力納米探針(AFP)不容易通過金屬層測試樣品的難題。

為了達到上述目的，本發明提出一種利用原子力納米探針測試金屬層的方法，包括下列步驟：

將樣品研磨到待測點金屬層；

在所述研磨好的樣品上均勻覆蓋一層有機掩模層；

去除所述樣品待測點金屬層上的有機掩模層；

將高硬度導電材料覆蓋到待測點金屬層上；

使用有機溶劑去除所述樣品上的有機掩模。

進一步的，該方法采用聚焦離子束去除待測點金屬層上的有機掩模層。

進一步的，所述高硬度導電材料為金、鈷或者鎢。

進一步的，該方法采用聚焦離子束或濺鍍的方法將所述高硬度導電材料覆蓋到待測點金屬層上。

進一步的，所述有機掩膜層的厚度為50埃～500埃。

進一步的，該方法還包括在使用有機溶劑去除有機掩模后，在去離子水中輕磨所述樣品。

進一步的，該方法在用有機溶劑去除所述有機掩膜時，所述樣品覆蓋有有機掩模的一面朝下。

本發明提出一種利用原子力納米探針測試金屬層的方法，用掩膜法在待測金屬層上鍍一層硬度更大的材料，使探針能與金屬層穩定接觸從而利于測試，本發明通過先在樣品表面覆蓋一層有機掩膜層，然后用聚焦離子束將需要鍍其他材料的金屬上面的有機掩膜層去除，最后將樣品鍍上一層硬度更大的材料，最后將樣品放到有機溶劑中將有機掩膜層溶解，本發明有效地解決了原子力納米探針(AFP)不容易通過金屬層測試樣品的難題。

附圖說明

圖1所示為本發明較佳實施例的利用原子力納米探針測試金屬層的方法流程圖。

圖2～圖6所示為本發明較佳實施例的利用原子力納米探針測試金屬層方法的結構示意圖。

具體實施方式

為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

請參考圖1，圖1所示為本發明較佳實施例的利用原子力納米探針測試金屬層的方法流程圖。本發明提出一種利用原子力納米探針測試金屬層的方法，包括下列步驟：

步驟S100：將樣品研磨到待測點金屬層；

步驟S200：在所述研磨好的樣品上均勻覆蓋一層有機掩模層；

步驟S300：去除所述樣品待測點金屬層上的有機掩模層；

步驟S400：將高硬度導電材料覆蓋到待測點金屬層上；

步驟S500：使用有機溶劑去除所述樣品上的有機掩模。

再請參考圖2～圖6，圖2～圖6所示為本發明較佳實施例的利用原子力納米探針測試金屬層方法的結構示意圖。