CN104280261A

CN104280261A - 截面样品的制备方法

Info

Publication number: CN104280261A
Application number: CN201310285548.0A
Authority: CN
Inventors: 刘文晓; 戴海波; 李日鑫
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2015-01-14

Abstract

本发明揭示了一种截面样品的制备方法，包括：提供晶圆样品，所述晶圆样品具有衬底以及待测目标，所述晶圆样品具有目标截面，所述目标截面穿过所述待测目标，并位于第一方向上;在所述晶圆样品上制备一激光标记，所述激光标记位于所述目标截面上;根据所述激光标记，对所述晶圆样品进行手工切割，以得到截面样品。采用本发明的截面样品的制备方法，先制备所述激光标记以精确地定位，再顺着所述激光标记进行手工切割，能够在保证准确度的前提下，对各种晶圆样品进行断面切割。

Description

截面样品的制备方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种截面样品的制备方法。

背景技术

在晶圆级失效分析(Wafer Level FA)的物理结构中，截面分析(CrossSection)是一种常用和有效地物理分析方法。使用的失效分析工具主要有截面加工工具和截面观察设备，其中，最常用的截面加工工具为定点切割机(SELA)，截面观察设备包括光学显微镜(OM)和扫面电子显微镜(SEM)等。在截面分析时，一般先将晶圆样品放入定点切割机中，利用定点切割机制备出截面样品，再将截面样品的截面放到截面观察设备下进行观察、分析。

但是，现有的定点切割机对晶圆样品具有一定的要求，如图1所示，用于定点切割机的晶圆样品111的长度W1和宽度H1需要满足一定的范围，一般，晶圆样品111的长度W1为20cm～22cm，晶圆样品111的长度H1为9cm～11cm，并且，待测图形112需位于晶圆样品111的中心。但是，在实际的生产中，往往需要对一些特殊的晶圆样品进行断面地切割。例如，当晶圆样品为single die(单个带，如图2a所示，待测图形122位于晶圆样品121的一侧)，或晶圆样品为边缘样品(如图2b所示，待测图形132位于晶圆131的边缘)，均无法采用定点切割机进行截面样品的制备。

为了对特殊的晶圆样品进行截面样品制备，现有技术通常采用以下两种方法:

一、采用聚焦离子束分析仪(FIB)进行切割。采用聚焦离子束分析仪(FIB)进行切割具有以下缺点:1、只能切割微米级的宽度;2、断面的结构不佳;3、无法分清不同绝缘层之间的界面;4、在切割具有光刻胶的晶圆样品时，会使光刻胶变形。

二、手工切割。目前，对特殊的晶圆样品进行截面样品制备，大部分采用手工切割的方法，但是，手工切割制备的截面样品不精确。

因此，如何提供截面样品的制备方法，能够对特殊的晶圆样品进行准确地断面切割，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术无法对特殊的晶圆样品进行准确地断面切割的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种截面样品的制备方法，包括:

步骤一:提供晶圆样品，所述晶圆样品具有衬底以及待测目标，所述晶圆样品具有目标截面，所述目标截面穿过所述待测目标，并位于第一方向上;

步骤二:在所述晶圆样品上制备一激光标记，所述激光标记位于所述目标截面上;

步骤三:根据所述激光标记，对所述晶圆样品进行手工切割，以得到截面样品。

进一步的，在所述步骤一和步骤二之间，还包括:在所述晶圆样品制备一离子束标记，所述离子束标记位于所述目标截面上。

进一步的，采用聚焦离子束在所述晶圆样品制备所述离子束标记。

进一步的，在所述步骤二中，在所述离子束标记上制备所述激光标记。

进一步的，所述晶圆样品的尺寸为5mm×5mm～15mm×15mm。

进一步的，所述步骤一包括:

提供原始样品，所述原始样品具有所述衬底以及所述待测目标;以及

对所述原始样品进行手工切割，以形成所述晶圆样品。

进一步的，采用激光打标机在所述晶圆样品上制备所述激光标记。

进一步的，在所述步骤三之后，还包括:对所述截面样品在第二方向上进行手工切割，所述第二方向与所述第一方向相垂直。

进一步的，所述截面样品的尺寸为3mm×3mm～7mm×7mm。

进一步的，所述第一方向为所述衬底的100方向或110方向。

与现有技术相比，本发明提供的截面样品的制备方法具有以下优点:

本发明的截面样品的制备方法，先在所述晶圆样品上制备一激光标记，所述激光标记位于所述目标截面上，再根据所述激光标记，对所述晶圆样品进行手工切割，与现有技术相比，先制备所述激光标记以精确地定位，再顺着所述激光标记进行手工切割，能够在保证准确度的前提下，对各种晶圆样品进行断面切割。

附图说明

图1为现有技术中用于定点切割机的晶圆样品的示意图;

图2a-图2b为现有技术中特殊的晶圆样品的示意图;

图3为本发明一实施例的截面样品的制备方法的流程图;

图4a-图4f为本发明一实施例的截面样品的制备方法各步骤中样品的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的截面样品的制备方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，提供一种截面样品的制备方法，先在所述晶圆样品上制备一激光标记，所述激光标记位于所述目标截面上，再根据所述激光标记，对所述晶圆样品进行手工切割，能够在保证准确度的前提下，对各种晶圆样品进行断面切割。

请参考图3和图4a-图4f具体说明本发明的截面样品的制备方法，其中，图3为本发明一实施例的截面样品的制备方法的流程图，图4a-图4f为本发明一实施例的截面样品的制备方法各步骤中样品的示意图。

首先，进行步骤S11，在本实施例中，原始样品为整片晶圆，由于整片晶圆的体积太大，所以，步骤S11包括以下两个子步骤：

第一子步骤：提供原始样品210，所述原始样品210具有所述衬底201以及位于所述衬底201上的待测目标202，如图4a所示。其中，所述待测目标202可以为栅极结构、通孔结构、互连结构或垫片结构等，具体不做限制；

第二子步骤：对所述原始样品210进行手工切割，以形成晶圆样品220，如图4b所示。所述晶圆样品220具有所述衬底201以及位于所述衬底201上的待测目标202，所述晶圆样品220具有目标截面AA’，其中，所述目标截面AA’需穿过所述待测目标202，用于对所述待测目标202的截面进行分析，所述目标截面AA’位于第一方向Y上。其中，所述第一方向Y可以为所述衬底201的（100）方向或（110）方向。但所述第一方向Y并不限于为所述衬底201的（100）方向或（110）方向，具体由截面分析的要求决定。

其中，步骤S11并不限于包括以上两个子步骤，当所述原始样品210体积较小时，较佳的，所述晶圆样品的尺寸为5mm×5mm～15mm×15mm之间时，可以直接作为所述晶圆样品220使用，不必进行切割。

在本实施例中，所述待测目标202的尺寸较小（微米级以下），所以，为了精确地所述目标截面AA’定位，确保在步骤S13中进行手工切割能够切割到所述待测目标202，对在步骤S11和步骤S12之间，在所述晶圆样品220制备一离子束标记203，所述离子束标记203较小，位于所述目标截面AA’上，如图4c所示。较佳的，采用聚焦离子束在所述晶圆样品制备所述离子束标记203，能够保证所述离子束标记203位于所述目标截面AA’上。当然，如果所述待测目标202的尺寸较大（大于50微米），可以不进行此步骤。

然后，进行步骤S12，在所述晶圆样品220上制备一激光标记204，所述激光标记204位于所述目标截面上AA’，如图4d所示。在本实施例中，由于之间制备了所述离子束标记203，所以，在所述离子束标记203上制备所述激光标记204，以提高精度。较佳的，采用激光打标机在所述晶圆样品220上制备所述激光标记204，可以提高所述激光标记204的精度。

接着，进行步骤S13，根据所述激光标记204，顺着所述目标截面上AA’，对所述晶圆样品220进行手工切割，手工切割后得到两部分：第一部分221以及第二部分222，其中，所述第一部分221和第二部分222均可作为截面样品，在本实施例中，所述第一部分221和第二部分222为截面样品，如图4e所示。较佳的，所述截面样品的尺寸为3mm×3mm～7mm×7mm，以方便放入截面观察设备中进行分析。

如果所述截面样品的尺寸过大，而无法放入截面观察设备中进行分析时，可以将所述截面样品在第二方向X上进行手工切割，例如，沿切割线BB’进行切割，以调整所述截面样品的尺寸，所述第二方向X与所述第一方向Y相垂直，如图4f所示。

本发明并不限于上述实施例，例如，所述晶圆样品并不限于为上述边缘样品，所述晶圆样品还可以为single die（如图2a所示），或图1所示结构，以在本发明的思想范围之内。

综上所述，本发明提供一种截面样品的制备方法，本发明的截面样品的制备方法，先在所述晶圆样品上制备一激光标记，所述激光标记位于所述目标截面上，再根据所述激光标记，对所述晶圆样品进行手工切割，与现有技术相比，先制备所述激光标记以精确地定位，再顺着所述激光标记进行手工切割，能够在保证准确度的前提下，对各种晶圆样品进行断面切割。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种截面样品的制备方法，包括:

步骤一：提供晶圆样品，所述晶圆样品具有衬底以及待测目标，所述晶圆样品具有目标截面，所述目标截面穿过所述待测目标，并位于第一方向上；

步骤二：在所述晶圆样品上制备一激光标记，所述激光标记位于所述目标截面上；

步骤三：根据所述激光标记，对所述晶圆样品进行手工切割，以得到截面样品。

2.如权利要求1所述的截面样品的制备方法，其特征在于，在所述步骤一和步骤二之间，还包括：在所述晶圆样品制备一离子束标记，所述离子束标记位于所述目标截面上。

3.如权利要求2所述的截面样品的制备方法，其特征在于，采用聚焦离子束在所述晶圆样品制备所述离子束标记。

4.如权利要求2所述的截面样品的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，在所述离子束标记上制备所述激光标记。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的截面样品的制备方法，其特征在于，所述晶圆样品的尺寸为5mm×5mm～15mm×15mm。

6.如权利要求5所述的截面样品的制备方法，其特征在于，所述步骤一包括：

提供原始样品，所述原始样品具有所述衬底以及所述待测目标；以及

对所述原始样品进行手工切割，以形成所述晶圆样品。

7.如权利要求1-4中任意一项所述的截面样品的制备方法，其特征在于，采用激光打标机在所述晶圆样品上制备所述激光标记。

8.如权利要求1-4中任意一项所述的截面样品的制备方法，其特征在于，在所述步骤三之后，还包括：对所述截面样品在第二方向上进行手工切割，所述第二方向与所述第一方向相垂直。

9.如权利要求1-4中任意一项所述的截面样品的制备方法，其特征在于，所述截面样品的尺寸为3mm×3mm～7mm×7mm。

10.如权利要求1-4中任意一项所述的截面样品的制备方法，其特征在于，所述第一方向为所述衬底的100方向或110方向。