CN103021802A - 一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本 - Google Patents

一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本 Download PDF

Info

Publication number
CN103021802A
CN103021802A CN2011102874904A CN201110287490A CN103021802A CN 103021802 A CN103021802 A CN 103021802A CN 2011102874904 A CN2011102874904 A CN 2011102874904A CN 201110287490 A CN201110287490 A CN 201110287490A CN 103021802 A CN103021802 A CN 103021802A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
semiconductor device
layer
adopt
plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102874904A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103021802B (zh
Inventor
齐瑞娟
段淑卿
赵燕丽
王小懿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN201110287490.4A priority Critical patent/CN103021802B/zh
Publication of CN103021802A publication Critical patent/CN103021802A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103021802B publication Critical patent/CN103021802B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本，本发明提供的方法及检测样本，在半导体器件上要制作样品的区域内横向电镀Pt层之前，在该样品区域中的要采用TEM观测的结构位置处纵向电镀Pt层，然后再采用现有技术的方式进行检测样本的制作，这样，在采用TEM对检测样品进行检测时，就可以根据纵向电镀Pt层准确识别出要观测的通孔或栅极位置。

Description

一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本
技术领域
本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本。
背景技术
在半导体器件的制作过程中，常常需要制备检测样本，并对检测样本进行检测以确定半导体器件是否达到制作工艺要求，检测样本可以为栅极的检测样本或通孔的检测样本等。目前，常常采用聚焦离子束(FIB)方式切割半导体器件制作检测样本，然后在透射电子显微镜(TEM)下观测该检测样本，以根据所观测的该检测样本情况确定半导体器件是否达到制作工艺要求。
具体地来说，如图1所示，图1为现有技术制作检测样本并进行检测的方法流程图，其具体步骤为：
步骤101、在半导体器件上要制作样品的区域横向电镀铂(Pt)层；
在本步骤中，半导体器件上要制作样品的区域可以为当栅极制作步骤完成后的栅极区域，也可以为制作金属互连层时形成了通孔后的通孔区域，还可以为金属互连层制作完成后形成的金属互连层；
横向电镀Pt层就是对样品区域中结构的排列方向垂直的方向；
在本步骤中，该Pt层用于在后续的FIB过程中防止离子束对半导体器件的样品区域表面的损伤；
步骤102、采用FIB方式在半导体器件表面进行样品区域的切割，得到样品区域结构；
在本步骤中，具体过程为：首先采用大约7000皮安(pA)的大电流的电子束切割半导体器件的样品区域，在样品区域的外围形成两个在长度方向上互相平行的宽为8微米长为15微米的长方形槽，然后对样品区域使用300pA的小电流的电子束在所形成的两个长方形槽之间(长度方向上)进行细切割，得到样品区域结构；
步骤103、对样品区域结构进行底部脱离，也就是进行U形切断；
步骤104、使用大约300pA的小电流的电子束继续对样品区域结构的厚度减薄，得到样品；
在本步骤中，可以对长为5微米宽为2微米的样品区域的厚度减薄，使得最终得到的样品厚度为100纳米以下；
在本步骤中，在减薄的过程中，为了在TEM下检测的需要，一般使得样品的中间薄，两边厚；
步骤105、将最终得到的样品两边切断，得到如图2所示的样品结构实施例剖面示意图；
从图2可以看出，该样品包括了金属互连层，以及在表面保护的Pt层，在金属互连层中，金属互连线通过通孔连接；
步骤106、对得到的样品采用TEM进行观测，确定该样品代表的半导体器件是否为设计的结构；
在本步骤中，采用TEM进行观测的过程为：生成电子束穿过所制成的样品后，形成图像并放大到屏幕上进行观测。
采用图1所示的方法制作检测样本时，所制作的检测样本常常会包括一组相同的重复结构，比如一组通孔、一组栅极或一组金属互连线等，分别包括多个通孔、多个栅极或多个金属互连线，这时，采用TEM对检测样品进行观测时，只能采用数数的方法来确定其中要观测的某一通孔、栅极或金属互连线位置，但是如果检测样品中的重复结构比较多，数数方式确定重复结构中的要观测的通孔、栅极或金属互连线位置，比较困难且容易出错。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种半导体器件的检测样本制作方法，该方法所制作的检测样本可以在采用TEM进行观测时，准确确定要观测的结构位置。
本发明还提供一种半导体器件的检测样本，该检测样本可以在采用TEM进行检测时，准确确定要观测的结构位置。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种半导体器件的检测样本制作方法，该方法包括：
在半导体器件上要制作样品的区域中，要采用透射电子显微镜TEM观测的结构位置处纵向电镀铂Pt层；
在半导体器件上要制作样品的区域内横向电镀Pt层；
采用聚焦离子束FIB方式在半导体器件进行样品区域的切割，得到样品区域结构；
对样品区域结构进行底部脱离；
采用FIB方式对样品区域结构的厚度减薄及样品区域结构两边切断，得到检测样品。
所述观测的结构为栅极、通孔或金属互连线。
该方法还包括：
对得到的检测样品采用TEM进行检测，确定该样品代表的半导体器件是否为设计的结构，在观测过程中，根据纵向电镀Pt层准确识别出要观测的结构位置。
所述纵向电镀Pt层为条形结构，覆盖住采用TEM观测的结构；
所述条状结构的方向与检测样本的结构排列方向一致，与所述横向电镀Pt层的方向垂直。
所述得到样品区域结构的过程为：
采用7000皮安pA的大电流的离子束切割半导体器件上要制作样品的区域，在要制作样品的区域外围形成两个在长度方向上互相平行的长方形槽，然后对要制作样品的区域使用300pA的小电流的离子束在所形成的两个长方形槽之间进行细切割，得到样品区域结构。
一种半导体器件的检测样本，包括：从半导体器件切割得到的要检测的半导体器件中的检测样品结构区域、在该检测结构区域上形成具有要采用TEM观测的结构位置处的纵向电镀Pt层，以及该检测样品区域结构上的横向电镀Pt层。
所述要采用TEM观测的结构为栅极、通孔或金属互连线。
所述纵向电镀Pt层为条形结构，覆盖住采用TEM观测的结构；
所述条状结构的方向与检测样本的结构排列方向一致，与所述横向电镀Pt层的方向垂直。
从上述方案可以看出，本发明提供的方法及检测样本，在半导体器件上要制作样品的区域内横向电镀Pt层之前，在该样品区域中的要采用TEM观测的结构位置处纵向电镀Pt层，然后再采用现有技术的方式进行检测样本的制作，这样，在采用TEM对检测样品进行观测时，就可以根据纵向电镀Pt层准确识别出要观测的结构位置。
附图说明
图1为现有技术制作检测样本并进行检测的方法流程图；
图2为现有技术得到的样品结构剖面示意图；
图3为本发明提供的制作检测样本并进行检测的方法流程图；
图4为本发明提供的半导体器件的检测样本结构俯视示意图；
图5为采用本发明提供的方法所形成的栅极检测样本结构俯视示意图；
图6为采用本发明提供的方法所形成的通孔检测样本结构俯视示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
本发明为了在采用TEM观测检测样本时，不人为通过数数方式确定其中要观测的结构，以防确定比较困难且容易出错，采用了在半导体器件上要制作样品的区域内横向电镀Pt层之前，在该样品区域中的要采用TEM观测的结构位置处纵向电镀Pt层，然后再采用现有技术的方式进行检测样本的制作，这样，在采用TEM对检测样品进行观测时，就可以根据纵向电镀Pt层准确识别出要观测的通孔或栅极位置。
在这里，采用TEM观测的结构可以为栅极、通孔或金属互连线等。
采用本发明提供的方法，在制备检测样品时已经标注了要观测的通孔、栅极或金属互连线等结构的位置，也有助于提高检测样本的制备成功率。
图3为本发明提供的制作检测样本并进行检测的方法流程图，其具体步骤为：
步骤301、在半导体器件上要制作样品的区域内要采用TEM观测的结构位置处纵向电镀Pt层；
在本步骤中，纵向电镀Pt层为条形结构，覆盖住采用TEM观测的结构，条状结构的方向与检测样本的结构排列方向一致，与在其上电镀的横向Pt层方向垂直；
步骤302、在半导体器件上要制作样品的区域内横向电镀Pt层；
在本步骤中，半导体器件上要制作样品的区域可以为当栅极制作步骤完成后的栅极区域，也可以为制作金属互连层时形成了通孔后的通孔区域，还可以为金属互连层制作完成后形成的金属互连层；
横向电镀Pt层就是对样品区域中结构的排列方向垂直的方向，与步骤301电镀的纵向Pt层方向垂直；
在本步骤中，该Pt层用于在后续的FIB过程中防止离子束对半导体器件的样品区域表面的损伤；
步骤303、采用FIB方式在半导体器件表面进行样品区域的切割，得到样品区域结构；
在本步骤中，具体过程为：首先采用大约7000pA的大电流的电子束切割半导体器件的样品区域，在样品区域的外围形成两个在长度方向上互相平行的宽为8微米长为15微米的长方形槽，然后对样品区域使用300pA的小电流的电子束在所形成的两个长方形槽之间(长度方向上)进行细切割，得到样品区域结构；
步骤304、对样品区域结构进行底部脱离，也就是进行U形切断；
步骤305、使用大约300pA的小电流的电子束继续对样品区域结构的厚度减薄，得到样品；
在本步骤中，可以对长为5微米宽为2微米的样品区域的厚度减薄，使得最终得到的样品厚度为100纳米以下；
在本步骤中，在减薄的过程中，为了在TEM下检测的需要，一般使得样品的中间薄，两边厚；
步骤306、将最终得到的样品两边切断；
步骤307、对得到的检测样品采用TEM进行观测，确定该样品代表的半导体器件是否为设计的结构，在观测过程中，根据纵向电镀Pt层准确识别出要观测的结构位置。
在本步骤中，采用TEM进行观测的过程为：生成电子束穿过所制成的样品后，形成图像并放大到屏幕上进行观测。
图4为本发明提供的半导体器件的检测样本结构俯视示意图，该检测样本中包括从半导体器件切割得到的要检测的半导体器件中的检测样品结构区域401、在该检测结构区域上形成具有要采用TEM观测的结构位置处的纵向电镀Pt层402，以及该检测样品区域结构上的横向电镀Pt层403。
图5为采用本发明提供的方法所形成的栅极检测样本结构俯视示意图，如图所示，在具有重复栅极的检测样本中，具有要采用TEM观测的栅极501位置处的纵向电镀Pt层502，也就是与栅极排列方向相同的电镀Pt层，以及横向电镀Pt层503，该横向电镀Pt层用于保护检测样本。
图6为采用本发明提供的方法所形成的通孔检测样本结构俯视示意图，如图所示，在具有重复通孔的检测样本中，具有要采用TEM观测的通孔601位置处的纵向电镀Pt层602，也就是与通孔排列方向相同的电镀Pt层，以及横向电镀Pt层603，该横向电镀Pt层用于保护检测样本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体器件的检测样本制作方法，其特征在于，该方法包括：
在半导体器件上要制作样品的区域中，要采用透射电子显微镜TEM观测的结构位置处纵向电镀铂Pt层；
在半导体器件上要制作样品的区域内横向电镀Pt层；
采用聚焦离子束FIB方式在半导体器件进行样品区域的切割，得到样品区域结构；
对样品区域结构进行底部脱离；
采用FIB方式对样品区域结构的厚度减薄及样品区域结构两边切断，得到检测样品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述观测的结构为栅极、通孔或金属互连线。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
对得到的检测样品采用TEM进行检测，确定该样品代表的半导体器件是否为设计的结构，在观测过程中，根据纵向电镀Pt层准确识别出要观测的结构位置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纵向电镀Pt层为条形结构，覆盖住采用TEM观测的结构；
所述条状结构的方向与检测样本的结构排列方向一致，与所述横向电镀Pt层的方向垂直。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到样品区域结构的过程为：
采用7000皮安pA的大电流的离子束切割半导体器件上要制作样品的区域，在要制作样品的区域外围形成两个在长度方向上互相平行的长方形槽，然后对要制作样品的区域使用300pA的小电流的离子束在所形成的两个长方形槽之间进行细切割，得到样品区域结构。
6.一种半导体器件的检测样本，其特征在于，包括：从半导体器件切割得到的要检测的半导体器件中的检测样品结构区域、在该检测结构区域上形成具有要采用TEM观测的结构位置处的纵向电镀Pt层，以及该检测样品区域结构上的横向电镀Pt层。
7.如权利要求6所述的检测样本，其特征在于，所述要采用TEM观测的结构为栅极、通孔或金属互连线。
8.如权利要求6所述的检测样本，其特征在于，所述纵向电镀Pt层为条形结构，覆盖住采用TEM观测的结构；
所述条状结构的方向与检测样本的结构排列方向一致，与所述横向电镀Pt层的方向垂直。
CN201110287490.4A 2011-09-23 2011-09-23 一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本 Active CN103021802B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110287490.4A CN103021802B (zh) 2011-09-23 2011-09-23 一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110287490.4A CN103021802B (zh) 2011-09-23 2011-09-23 一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103021802A true CN103021802A (zh) 2013-04-03
CN103021802B CN103021802B (zh) 2015-06-17

Family

ID=47970283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110287490.4A Active CN103021802B (zh) 2011-09-23 2011-09-23 一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103021802B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103257066A (zh) * 2013-05-07 2013-08-21 上海华力微电子有限公司 Tem样品的制备方法
CN104792583A (zh) * 2014-01-17 2015-07-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种tem样品的制备方法
CN105158514A (zh) * 2015-07-30 2015-12-16 上海华力微电子有限公司 一种重复单元结构tem样品的定位方法
CN105990172A (zh) * 2015-01-30 2016-10-05 上海华力微电子有限公司 嵌入式SiGe外延测试块的设计
CN106289890A (zh) * 2015-05-15 2017-01-04 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Tem样品的制备方法
CN111397989A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 上海华力集成电路制造有限公司 一种半导体器件的检验样品的制备方法
CN111638237A (zh) * 2020-05-07 2020-09-08 华东师范大学 一种纳米级静电保护器件失效微区的表征方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006329743A (ja) * 2005-04-26 2006-12-07 Sumika Chemical Analysis Service Ltd 透過型電子顕微鏡用試料作製方法
CN101776543A (zh) * 2009-01-13 2010-07-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 透射电子显微镜检测样片的制备方法
CN101969035A (zh) * 2009-07-27 2011-02-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 检测半导体器件的大马士革结构的方法
CN102023108A (zh) * 2009-09-23 2011-04-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 透射电子显微镜样品的制备方法
CN102062710A (zh) * 2009-11-17 2011-05-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种透射电子显微镜观测样品制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006329743A (ja) * 2005-04-26 2006-12-07 Sumika Chemical Analysis Service Ltd 透過型電子顕微鏡用試料作製方法
CN101776543A (zh) * 2009-01-13 2010-07-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 透射电子显微镜检测样片的制备方法
CN101969035A (zh) * 2009-07-27 2011-02-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 检测半导体器件的大马士革结构的方法
CN102023108A (zh) * 2009-09-23 2011-04-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 透射电子显微镜样品的制备方法
CN102062710A (zh) * 2009-11-17 2011-05-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种透射电子显微镜观测样品制备方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103257066A (zh) * 2013-05-07 2013-08-21 上海华力微电子有限公司 Tem样品的制备方法
CN103257066B (zh) * 2013-05-07 2015-05-20 上海华力微电子有限公司 Tem样品的制备方法
CN104792583A (zh) * 2014-01-17 2015-07-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种tem样品的制备方法
CN105990172A (zh) * 2015-01-30 2016-10-05 上海华力微电子有限公司 嵌入式SiGe外延测试块的设计
CN105990172B (zh) * 2015-01-30 2018-07-31 上海华力微电子有限公司 嵌入式SiGe外延测试块的设计
CN106289890A (zh) * 2015-05-15 2017-01-04 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Tem样品的制备方法
CN106289890B (zh) * 2015-05-15 2019-04-02 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Tem样品的制备方法
CN105158514A (zh) * 2015-07-30 2015-12-16 上海华力微电子有限公司 一种重复单元结构tem样品的定位方法
CN105158514B (zh) * 2015-07-30 2018-02-27 上海华力微电子有限公司 一种重复单元结构tem样品的定位方法
CN111638237A (zh) * 2020-05-07 2020-09-08 华东师范大学 一种纳米级静电保护器件失效微区的表征方法
CN111397989A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 上海华力集成电路制造有限公司 一种半导体器件的检验样品的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103021802B (zh) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103021802A (zh) 一种半导体器件的检测样本制作方法及检测样本
CN103760177B (zh) 一种基于三维tem样品进行缺陷分析的方法
CN103808540A (zh) 透射电子显微镜样品的制作方法
CN103196728A (zh) 使用fib技术制备sem或tem样品保护层的方法
CN103706899A (zh) 用于微细电解加工的线电极阵列结构制备方法
DE102014215827B4 (de) Brennstoffzelle mit einer integrierten Membranelektrodenanordnung und Gasdiffusionsschicht und entsprechendes Herstellungsverfahren
CN105352768A (zh) 一种tem样品的定位方法
CN108010860B (zh) 一种自定位电迁移测试结构及透射电镜样品制备方法
US20190176206A1 (en) Cutting device and sheet material manufacturing method
CN104535885A (zh) 字线漏电点的定位方法
EP1965398A3 (en) Electrochemical cell structure and method of fabrication.
CN106373905B (zh) 一种栅氧化层漏电点的定位方法
CN102456666B (zh) 数字坐标轴及栅氧化膜可靠性测试方法
CN206300973U (zh) 新型方形动力电池生产检测的导向定位机构
CN106783651B (zh) 一种确定半导体器件失效位置的方法
WO2010132221A4 (en) Gas field ion microscopes having multiple operation modes
CN105336812B (zh) 全背电极接触晶体硅太阳能电池片的切割方法
CN102486441A (zh) Tem样品的再加工方法
CN102222631B (zh) 检测半导体器件的金属互连层的方法
CN102074454B (zh) 刻蚀工艺的监控方法和监控系统
CN105097580A (zh) 聚焦离子束分析方法
ATE521073T1 (de) Aufbau einer elektrochemischen zelle und herstellungsverfahren
DE102012002053A1 (de) Brennstoffzellenplatten-Messmerkmale
CN211507648U (zh) 一种适用于多片分切的电池片
CN103645076A (zh) 一种分区域制样的tem样品的制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant