[發(fā)明專利]樣品堆棧結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510603417.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN105445068A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅建興;李秀庭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華亞科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及一種形成樣品堆棧結(jié)構(gòu)的方法及樣品堆棧結(jié)構(gòu)，特別涉及一種利用背側(cè)蝕刻(backsidemilling)以及切割(dicing)工藝而形成樣品堆棧結(jié)構(gòu)的方法，以及由所述方法形成的樣品堆棧結(jié)構(gòu)，借此可避免簾幕效應(yīng)(curtaineffect)的干擾。所述樣品堆棧結(jié)構(gòu)具有目標(biāo)層，所述目標(biāo)層是通過黏著層而結(jié)合至墊片。

背景技術(shù)

隨著組件的尺寸不斷地朝微型化發(fā)展，穿透式電子顯微鏡(transmissionelectronmicroscopy,TEM)在集成電路(integratedcircuit,IC)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)分析、為工藝評(píng)估的材料定性和故障分析中扮演重要的角色。已知，高質(zhì)量的TEM樣品是促成TEM分析成功的關(guān)鍵因素之一，為此，各種截面穿透式電子顯微鏡(cross-sectionaltransmissionelectronmicroscopy,XTEM)樣品制備技術(shù)已被公開。

前述的公開技術(shù)一般可如下分類:(1)沖窩(dimpling)或機(jī)械拋光(mechanicalpolishing)以及氬離子蝕刻(Ar⁺ionmilling)；(2)機(jī)械拋光以及聚焦離子束(focusedionbeam,FIB)蝕刻；(3)聚焦離子束蝕刻以及非臨場(chǎng)取樣(ex-situlift-out)；(4)臨場(chǎng)取樣(in-situlift-out)以及聚焦離子束蝕刻；或者(5)切割機(jī)(dicingsaw)以及聚焦離子束蝕刻。

其中，聚焦離子束蝕刻因相對(duì)于公知機(jī)械技術(shù)具有多個(gè)不可取代的優(yōu)點(diǎn)，如，聚焦離子束蝕刻可使具不同噴濺速率的復(fù)雜異質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻薄化，并具備定位尋址缺陷分析的特定區(qū)域的能力及準(zhǔn)確度，因而已成為較佳的選擇。此外，切割機(jī)也為高效率制備TEM預(yù)薄化樣品的好方法。

具體來說，簾幕效應(yīng)(curtaineffect)為用聚焦離子束制備TEM樣品常見的問題，其會(huì)導(dǎo)致蝕刻面的不均勻和損壞。特別是當(dāng)組件尺寸與日劇縮且利用低電壓蝕刻時(shí)，此問題則更加嚴(yán)重。請(qǐng)參照?qǐng)D1、圖2及圖3所示，其提供一些負(fù)面的案例。圖1為一TEM圖像其繪示簾幕效應(yīng)(亮區(qū)與暗區(qū)平行圖案)由上層至硅基底損壞結(jié)構(gòu)的情況。圖2為另一TEM圖像其同樣繪示簾幕效應(yīng)(亮區(qū)與暗區(qū)平行圖案)。圖3為一硅圖(siliconmap)其繪示樣品蝕刻面遭受損害，以及所述受損蝕刻面影響硅元素分布圖像的分析結(jié)果。

由于上述情況，簾幕效應(yīng)會(huì)影響TEM分析質(zhì)量。過去曾提出一些可減少簾幕效應(yīng)的方法，例如傾斜樣品(sampletitling)，拋光/浸漬于酸(polishing/dippinginacid)以去除頂層或背側(cè)磨除。

然而，樣品傾斜不能完全排除簾幕效應(yīng)。而背側(cè)磨除，雖可完全排除簾幕效應(yīng)，但要一開始減少所述樣品的厚度，不僅耗時(shí)更需額外操作特定位置的分析。至于拋光/浸漬于酸去除頂層，其操作則是相當(dāng)危險(xiǎn)且復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

如前所述，本發(fā)明在于提供一種形成樣品堆棧結(jié)構(gòu)的方法以及由所述方法形成的樣品堆棧結(jié)構(gòu)。通過此種新穎的方法可完全排除簾幕效應(yīng)的干擾，并有效地結(jié)合背側(cè)蝕刻與切割技術(shù)，形成具有特殊堆棧結(jié)構(gòu)的樣品堆棧結(jié)構(gòu)，并可依據(jù)其后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析(structuralanalysis)及材料定性(characterizationofmaterials)得知所述樣品堆棧結(jié)構(gòu)可排除簾幕效應(yīng)。所述樣品堆棧結(jié)構(gòu)可具有一合適厚度。

在第一方面，本發(fā)明提供一種形成樣品堆棧結(jié)構(gòu)的方法。首先，提供芯片組，所述芯片組包含至少兩芯片，且各芯片包含基底及目標(biāo)層。其次，切割所述芯片組至少四次，以形成樣品薄片及薄墊片。且各所述樣品薄片及各所述薄墊片具有肩部及底部，其中，所述肩部包含所述基底及所述目標(biāo)層。接著，將所述樣品薄片的目標(biāo)層經(jīng)由黏著層貼附至所述薄墊片的基底。然后，移除所述樣品薄片的底部，使所述樣品薄片的所述目標(biāo)層及部分基底通過所述黏著層而結(jié)合至所述薄墊片，以形成所述樣品堆棧結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述芯片組包含第一芯片及第二芯片，使所述第一芯片為所述樣品薄片且所述第二芯片為所述薄墊片。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述黏著層包含環(huán)氧樹脂(epoxyresin)。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述目標(biāo)層包含由所述半導(dǎo)體材料所組成的復(fù)合材料。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述樣品薄片的肩部是通過所述黏著層結(jié)合至所述薄墊片的底部。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述樣品堆棧結(jié)構(gòu)的方法更包含在移除所述樣品薄片的底部之后，在所述樣品薄片的所述基底上形成金屬墊。