一種提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子設(shè)備的發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著多功能化和高集成方向發(fā)展，對半導(dǎo)體器件性能的要求越來越高。
[0003]位線間的漏電是半導(dǎo)體器件性能中一個重要的參數(shù)和指標(biāo)，該類型漏電是由于位線生產(chǎn)工藝中某些原因?qū)е挛痪€之間殘留有多晶硅，其中有一種多晶硅為片狀不規(guī)則形狀，也即因?yàn)檫@種片狀不規(guī)則形狀導(dǎo)致有些此片狀多晶硅殘留在相鄰兩根位線與隔絕層圍成的空間側(cè)壁上，而該片狀結(jié)構(gòu)厚度大概為10-20nm，而高度大概為30_60nm，S卩，其縱向深度比橫向?qū)挾纫蟮亩啵m合用平面樣品制備方法來處理。
[0004]目前采用FIB (Focused 1n Beam，聚焦離子束，簡稱FIB)技術(shù)透射樣品得到的圖像來發(fā)現(xiàn)缺陷，但是由于樣品中除了缺陷部分還包括一些非缺陷層次，而這些非缺陷層次在透射電鏡中會疊加干擾缺陷部分的圖像，這就使得工作人員難以清楚地判定缺陷的存在。因此，如何減少非缺陷層次對透射電鏡圖像的疊加從而使投射透射圖像更清晰成為本領(lǐng)域技術(shù)人員面臨的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請披露了一種提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法，以提高器件缺陷分析效率，包括以下步驟:
[0006]一種提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]提供一具有硅襯底和按照從下至上的順序依次位于該硅襯底上方的柵氧化層、第一多晶硅層、第二多晶硅層、絕緣層和金屬層的待測樣品，且位于相鄰所述第一多晶硅層之間的隔離層具有失效點(diǎn)；
[0008]定位并標(biāo)記所述失效點(diǎn)；
[0009]根據(jù)所述失效點(diǎn)的位置從所述待測樣品的正面刻蝕所述金屬層，并從所述待測樣品的背面刻蝕所述硅襯底至剩余的所述硅襯底為預(yù)設(shè)厚度時停止；
[0010]將所述待測樣品放置在膽堿配比溶液中并保持預(yù)定的時間段；
[0011]去除部分所述第二多晶硅層，利用透射電鏡對所述失效點(diǎn)進(jìn)行分析。
[0012]上述制備方法，其中，定位所述失效點(diǎn)后，采用機(jī)械研磨工藝將所述待測樣品從截面研磨至距離失效點(diǎn)為預(yù)定距離處。
[0013]上述制備方法，其中，定位并標(biāo)記所述失效點(diǎn)的步驟為:
[0014]通過電性測試方法獲取失效點(diǎn)位置；
[0015]利用激光技術(shù)在失效點(diǎn)位置附近預(yù)設(shè)區(qū)域做標(biāo)記。
[0016]上述制備方法，其中，所述從待測樣品的正面刻蝕所述金屬層的步驟包括:
[0017]根據(jù)所述失效點(diǎn)的位置進(jìn)行圖案化工藝，以將部分所述金屬層的上表面予以暴露;
[0018]刻蝕所述金屬層以于所述待測樣品中形成第一開口 ；
[0019]其中，所述第一開口未暴露所述第二多晶硅層。
[0020]上述制備方法，其中，所述膽堿配比溶液成分為膽堿、異丙醇和水。
[0021]上述制備方法，其中，所述膽堿配比溶液中膽堿、異丙醇和水的比例為3:2:3。
[0022]上述制備方法，其中，所述失效點(diǎn)為片狀結(jié)構(gòu)，且所述片狀結(jié)構(gòu)的厚度為10_20nm，高度為30_60nm。
[0023]上述制備方法，其中，從所述待測樣品的背面刻蝕所述硅襯底至剩余的所述硅襯底為預(yù)設(shè)厚度停止的步驟包括:
[0024]翻轉(zhuǎn)所述待測樣品；
[0025]根據(jù)所述失效點(diǎn)的位置進(jìn)行圖案化工藝以將部分所述硅襯底的表面予以暴露；
[0026]刻蝕所述硅襯底至剩余的所述硅襯底為預(yù)設(shè)厚度時停止，形成第二開口。
[0027]上述制備方法，其中，所述預(yù)設(shè)厚度為400nm-600nm。
[0028]上述制備方法，其中，所述預(yù)定的時間段為5-10min。
[0029]本發(fā)明首先通過電性測試方法獲取失效點(diǎn)位置，之后根據(jù)失效點(diǎn)位置于待測樣品正面形成第一開口、于待測樣品背面形成第二開口 ；并繼續(xù)將待測樣品放置于沸騰的膽堿配比溶液中保持5-10min，以徹底去除第二開口底部的硅襯底；然后通過刻蝕工藝去除第一開口下方的絕緣層和第二多晶硅層；最后利用透射電鏡圖像來分析失效點(diǎn)。通過本方法使失效區(qū)域多晶硅透射電鏡圖像不受非缺陷區(qū)域的干擾，得到一個較為均勻清晰的待測樣品的透射電鏡圖像，從而更容易發(fā)現(xiàn)缺陷，以進(jìn)一步提高器件缺陷分析的效率。
[0030]具體
【附圖說明】
[0031]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、夕卜形和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0032]圖1-4是本實(shí)施例中提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5是本實(shí)施例中提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是不作為本發(fā)明的限定。
[0035]針對上述存在的問題，本發(fā)明公開一種提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法以克服現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件透射電鏡中非缺陷層次對待測樣品缺陷圖像的干擾。
[0036]如圖5所示，本實(shí)施例涉及一種提高透射電鏡圖像質(zhì)量的平面樣品制備方法，具體包括如下步驟:
[0037]步驟一、提供一由于片狀殘留多晶硅導(dǎo)致位線間漏電的待測樣品，首先通過電性測試定位失效點(diǎn)的物理位置；其中所述失效點(diǎn)為片狀結(jié)構(gòu)，且厚度為10-20nm(例如10nm、15nm、18nm或20nm)，高度為30_60nm(例如30nm，40nm, 50nm或60nm)。然后利用激光技術(shù)在定位的失效點(diǎn)的物理位置周圍做好標(biāo)記；繼續(xù)利用機(jī)械研磨，于待測樣品截面開始研磨，直到失效點(diǎn)周圍最小距離且不暴露失效點(diǎn)。
[0038]參見圖1所示待測樣品結(jié)構(gòu)示意圖，金屬層包含第一金屬層11、第二金屬層12 ;待測樣品還包括第一多晶硅層21、第二多晶硅層22、柵氧化層31、絕緣層32和置于底層的是硅襯底層4。柵氧化層31覆蓋硅襯底層4上表面；第一多晶硅層21覆蓋柵氧化層31上表面；其中第一多晶硅層內(nèi)設(shè)置有若干個多晶硅塊211，第二多晶硅層22覆蓋第一多晶硅層21上表面；絕緣層32覆蓋第二多晶硅層22上表面；第一金屬層11置于第二多晶硅層22上表面；第二金屬層12覆蓋第一金屬層11上表面并置于頂層，且第二金屬層內(nèi)設(shè)置有若干金屬121。
[0039]步驟二、于第二金屬層上表面開始刻蝕，刻蝕開口應(yīng)該滿足一些預(yù)設(shè)條件，例如