[發(fā)明專利]平面TEM樣品的制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310625289.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103645074A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳強(qiáng);史燕萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種平面TEM樣品的制作方法。

背景技術(shù)

透射電子顯微鏡（TEM）是電子顯微學(xué)的重要工具，TEM通常用于檢測(cè)組成半導(dǎo)體器件的薄膜的形貌、尺寸和特征等。將TEM樣品放入TEM觀察室后，TEM的主要工作原理為：高能電子束穿透TEM樣品時(shí)發(fā)生散射、吸收、干涉及衍射等現(xiàn)象，使得在成像平面形成襯度，從而形成TEM樣品的圖像，后續(xù)在對(duì)圖像進(jìn)行觀察、測(cè)量以及分析。

在對(duì)于半導(dǎo)體器件的源漏摻雜進(jìn)行TEM失效分析過(guò)程時(shí)，采用的TEM樣品通常為一個(gè)約100納米厚度的薄片。對(duì)于溝道寬度大于100納米的半導(dǎo)體器件來(lái)說(shuō)，由于無(wú)法事先知道源漏摻雜缺陷的具體位置，也就無(wú)法保證制備的TEM樣品可以把源漏摻雜缺陷的位置包括進(jìn)去從而觀測(cè)到。這時(shí)，只能使用平面制樣（plan?view）的方式把整個(gè)溝道寬度包括進(jìn)去，這樣，在溝道任何位置的缺陷都能被發(fā)現(xiàn)。

但是，由于源漏摻雜缺陷只能在化學(xué)腐蝕以后才能顯現(xiàn)出來(lái)，因此，并無(wú)任何現(xiàn)有技術(shù)可以用于制備觀察整個(gè)溝道寬度上的源漏摻雜缺陷的樣品。例如對(duì)于某NMOS器件，需要在整個(gè)溝道寬度上觀察是否存在源漏摻雜缺陷，該源漏摻雜缺陷可能會(huì)導(dǎo)致局部短接。如果在化學(xué)腐蝕后直接切截面觀測(cè)TEM樣品，只能看到該樣品中某一個(gè)位置的摻雜情況。

因此，需要提供一種平面TEM樣品的制作方法，能夠解決平面TEM上無(wú)法觀察源漏摻雜區(qū)域的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例解決的問(wèn)題是提供一種平面TEM樣品的制作方法，能夠解決平面TEM上無(wú)法觀察源漏摻雜區(qū)域的難題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種平面TEM樣品的制作方法，包括：

提供TEM樣品，所述TEM樣品上具有目標(biāo)區(qū)域；

對(duì)所述TEM樣品進(jìn)行平面研磨至金屬互連層；

對(duì)所述TEM樣品進(jìn)行截面研磨至TEM樣品的邊緣距離目標(biāo)區(qū)域2-10微米；

采用第一溶液去除金屬互連層中的金屬線，在所述金屬互連層從中形成孔洞；

采用第二溶液去除所述孔洞下方的源漏摻雜區(qū)域；

使用FIB方法對(duì)所述TEM樣品進(jìn)行制作，形成平面TEM樣品，所述平面TEM樣品露出孔洞下方的源漏摻雜區(qū)域用于失效分析。

可選地，所述金屬線的材質(zhì)為W、Ti、TiN中的一種或者其中的組合，所述第一溶液為氨水和雙氧水的混合溶液。

可選地，所述第二溶液為硝酸、醋酸和氫氟酸的混合溶液。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

利用本發(fā)明的方法制作的TEM樣品，能夠在平面TEM樣品上無(wú)法觀察源漏摻雜區(qū)域，為源漏摻雜失效分析提供了有效的手段，并且本發(fā)明的方法不僅僅適用于源漏摻雜失效分析樣品的制作，還可適用于其他區(qū)域的失效分析樣品的制作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平面TEM樣品的制作方法流程示意圖；

圖2-圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平面TEM樣品的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖2所示的平面TEM樣品的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)背景技術(shù)，源漏摻雜缺陷只能在化學(xué)腐蝕以后才能顯現(xiàn)出來(lái)，而現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法制作符合觀察整個(gè)溝槽寬度上的源漏摻雜缺陷的平面TEM樣品，只能觀察平面TEM樣品中某一個(gè)位置的摻雜情況。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種平面TEM樣品的制作方法，請(qǐng)參考圖1所示的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平面TEM樣品的制作方法流程示意圖，所述方法包括：

步驟S1，提供TEM樣品，所述TEM樣品上具有目標(biāo)區(qū)域；

步驟S2，對(duì)所述TEM樣品進(jìn)行平面研磨至金屬互連層；

步驟S3，對(duì)所述TEM樣品進(jìn)行截面研磨至TEM樣品的邊緣距離目標(biāo)區(qū)域2-10微米；

步驟S4，采用第一溶液去除金屬互連層中的金屬線，在所述金屬互連層從中形成孔洞；

步驟S5，采用第二溶液去除所述孔洞下方的源漏摻雜區(qū)域；

步驟S6，使用FIB方法對(duì)所述TEM樣品進(jìn)行制作，形成平面TEM樣品，所述平面TEM樣品露出孔洞下方的源漏摻雜區(qū)域用于失效分析。

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，請(qǐng)參考圖2-圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平面TEM樣品的制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。