CN104766811B - 一种扫描电镜样品的保存方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体工艺技术领域，本发明提供了一种扫描电镜样品的保存方法，首先提供样品，并将样品放入SEM设备中进行失效分析，接着在分析后的样品表面涂覆用于隔绝空气的保护层，然后将样品放置在大气环境中进行保存，当需要对样品再次进行失效分析时，去除样品表面的保护层，最后将样品放入SEM设备中进行失效分析。本发明提供了一种可靠易行，成本较低的扫描电镜样品的保存方法，解决了现有技术在失效分析过程中，SEM样品表面容易受损或氧化的问题，本领域技术人员采用该方法可提高失效分析的成功率，并降低失效分析的成本。

Description

一种扫描电镜样品的保存方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种扫描电镜样品的保存方法。
背景技术
集成电路(Integrated Circuit，IC)按照摩尔定律的演进，集成度不断提高，特征尺寸不断减小。在不断微缩的器件结构中，引起器件失效的缺陷也越来越小。虽然通过缺陷检测系统可以捕捉到大部分制造过程中产生的各种缺陷，但无法告诉生产者产生这些缺陷的原因。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)是最常使用的失效分析设备，利用SEM可以对样品截面或表面进行细微的观察。SEM放大倍数可以从上千倍到数十万倍，分辨率达到3nm，因而可以满足现阶段乃至未来数十年集成电路微观结构观察的需求。
现在集成电路的制造工厂(fab)对晶圆的某一截面进行观察的时候，借助失效分析实验室的SEM设备,在一些先进的fab，在线SEM也配置了聚焦离子束(Focused Ion Bean，FIB)的功能(即具有FIB功能的在线SEM)，可以用FIB在线切开wafer的待观察部位，并不破坏wafer的完整性，同时进行截面的SEM观察。
请参阅图2-图4，在失效分析过程中，经常需要将样品去层次至金属铜露出后(如图2、3所示)，再放置在SEM里进行分析。分析完后，有可能进一步去层次，也有可能将样品放置一段时间再分析。但是如果样品的铜金属层已经露出，非常容易在空气内氧化(如图4所示)。为解决该问题通常是将样品放入氮气柜或真空柜内保存，但该解决方式需要购买专业的设备，成本较高，并且由于放入氮气柜或真空柜内无法完全与空气隔离，有时会发生铜氧化的问题。另外，所有类型的SEM样品在保存过程中，SEM样品表面也可能由于一些意外的接触，如镊子触碰造成SEM样品表面损伤。
综上所述，在失效分析过程中，提供一种防止SEM样品表面受损或氧化的扫描电镜样品的保存方法成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种扫描电镜样品的保存方法，防止SEM样品表面受损或氧化，降低成本，提高失效分析的成功率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种扫描电镜样品的保存方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供样品，并将样品放入SEM设备中进行失效分析；
步骤S2、在分析后的样品表面涂覆用于隔绝空气的保护层；
步骤S3、将样品放置在大气环境中进行保存；
步骤S4、去除样品表面的保护层；
步骤S5、将样品放入SEM设备中进行失效分析。
优选的，所述步骤S1中，所述样品的表面具有金属层。
优选的，所述金属层的材质为铜。
优选的，所述步骤S2中，所述保护层为热熔胶层。
优选的，所述热熔胶层的厚度为
优选的，所述步骤S4中，采用丙酮去除样品表面的热熔胶层。
优选的，所述步骤S4中，采用湿法刻蚀工艺去除样品表面的保护层。
优选的，所述步骤S1中，所述样品的内部具有多层金属层。
本发明提供了一种扫描电镜样品的保存方法，首先提供样品，并将样品放入SEM设备中进行失效分析，接着在分析后的样品表面涂覆用于隔绝空气的保护层，然后将样品放置在大气环境中进行保存，当需要对样品再次进行失效分析时，去除样品表面的保护层，最后将样品放入SEM设备中进行失效分析。本发明提供了一种可靠易行，成本较低的扫描电镜样品的保存方法，解决了现有技术在失效分析过程中，SEM样品表面容易受损或氧化的问题，本领域技术人员采用该方法可提高失效分析的成功率，并降低失效分析的成本。
附图说明
图1为本发明中扫描电镜样品的保存方法的流程框图；
图2至图6为本发明扫描电镜样品的保存方法一个实施例中所形成SEM样品的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。
上述及其它技术特征和有益效果，将结合实施例及附图1至图6对本发明的扫描电镜样品的保存方法进行详细说明。图1为本发明中扫描电镜样品的保存方法的流程框图；图2至图6为本发明扫描电镜样品的保存方法一个实施例中所形成SEM样品的剖面结构示意图。
请参阅图1，图1为本发明中扫描电镜样品的保存方法的流程框图；在本实施例中，本发明提供一种扫描电镜样品的保存方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供样品，并将样品放入SEM设备中进行失效分析。
具体的，本实施例中，所述样品为已被去层次，同时暴露出金属层，较佳的，金属层的材质优选为铜，所述样品的内部同时可具有多层金属层，内部金属层的材质与样品表面的金属铜的材质相同。
步骤S2、在分析后的样品表面涂覆用于隔绝空气的保护层。(如图5所示)
为防止样品表面的金属层被氧化，在金属层的表面涂覆保护层以隔绝空气，同时可防止外界触碰损伤样品表面，具体的，保护层优选为热熔胶层，热熔胶层的厚度优选为同理，本领域技术人员也可选择其他具有隔绝空气作用和防磨损作用的保护层。
步骤S3、将样品放置在大气环境中进行保存。
由于样品表面具有保护层，则无需将样品放置在氮气柜或真空柜中，直接放置在大气环境中即可。
步骤S4、去除样品表面的保护层。(如图6所示)
当需要对样品再次进行失效分析时，先出去样品表面的保护层，可采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺去除样品表面的保护层。当保护层为热熔胶层时，可采用丙酮去除样品表面的热熔胶层。
步骤S5、将样品放入SEM设备中进行失效分析。
当样品表面的保护层去除后，可将样品放入SEM设备中进行失效分析，此时样品表面的金属层没有受到氧化或外界触碰的影响。
综上所述，本发明提供了一种扫描电镜样品的保存方法，首先提供样品，并将样品放入SEM设备中进行失效分析，接着在分析后的样品表面涂覆用于隔绝空气的保护层，然后将样品放置在大气环境中进行保存，当需要对样品再次进行失效分析时，去除样品表面的保护层，最后将样品放入SEM设备中进行失效分析。本发明提供了一种可靠易行，成本较低的扫描电镜样品的保存方法，解决了现有技术在失效分析过程中，SEM样品表面容易受损或氧化的问题，本领域技术人员采用该方法可提高失效分析的成功率，并降低失效分析的成本。
以上所述仅是发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种扫描电镜样品的保存方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、提供样品，将样品去层次至金属铜露出后，将样品放入SEM设备中进行失效分析；其中，失效分析完后，所述样品需进一步去层次，或将样品放置一段时间再进行下一次分析；
步骤S2、在失效分析后的所述样品表面涂覆用于隔绝空气的保护层；其中，所述保护层为热熔胶层；
步骤S3、将所述样品放置在大气环境中进行保存；
步骤S4、在所述样品需进一步去层次，或将样品放置一段时间再进行下一次分析前，去除样品表面的保护层；其中，采用丙酮去除样品表面的热熔胶层或采用湿法刻蚀工艺去除样品表面的保护层；
步骤S5、将所述样品放入SEM设备中进行下一次的失效分析。
2.根据权利要求1所述的扫描电镜样品的保存方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述样品的表面具有金属层。
3.根据权利要求2所述的扫描电镜样品的保存方法，其特征在于，所述金属层的材质为铜。
4.根据权利要求1所述的扫描电镜样品的保存方法，其特征在于，所述热熔胶层的厚度为
5.根据权利要求1～4任一所述的扫描电镜样品的保存方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述样品的内部具有多层金属层。
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