【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体测试样品制作，尤其涉及一种纳米探针样品的前处理方法。
技术介绍
1、纳米探针是一种常用的电性失效分析机台，通过利用扫描电子显微镜成像，它可以在纳米尺度上对指定器件进行电性量测。对于单个比特失效(single bit fail)的样品，常常需要先将样品研磨到接触孔层，通过纳米探针对失效比特里的每个晶体管的电性曲线进行量测，定位出失效的晶体管后再进行物性分析。纳米探针对样品具有一定的要求，一方面要求样品洁净度高，防止扫描电子显微镜长时间扫描造成样品表面积碳，导致探针与样品接触不佳，影响电性测量；另一方面，要求接触孔表面平整，利于探针稳定着陆。
2、对于研磨到例如接触孔层的样品，通常会使用去离子水冲洗或水抛这两种前处理方法。
3、(1)去离子水冲洗
4、机械研磨受材料选择比的影响。由于接触孔金属(例如钨)与周围氧化物之间的研磨速率不同，最终导致研磨后的金属钨接触孔凸起问题。去离子水冲洗无法使样品表面变得平整，探针扎到凸起的钨表面后容易滑落。另外，仅经去离子水冲洗的样品往往清洁程度不够，受扫描电子显微镜电子束的轰击后容易导致表面积碳，影响检测。
5、(2)水抛
6、采用化学机械研磨样品时的化学反应及机械研磨的双重作用，会造成接触孔空洞，导致探针与样品接触不佳，电性量测结果不准确的问题发生。其主要机理是金属钨在碱性溶液中会发生氧化腐蚀反应，生成氧化物，并进一步反应生成可溶性盐离子wo42-，即
7、w+6oh-→wo3+3h2o
8、w
9、在化学反应的同时施加机械研磨会使反应生成物更快被去除，使化学反应向生成物方向加快，最终导致接触孔空洞的发生。
10、上述问题造成了纳米探针样品的损伤，因此，有必要提供一种纳米探针样品的前处理方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种纳米探针样品的前处理方法。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种纳米探针样品的前处理方法，包括：
4、提供具有目标层的样品，所述目标层含有异质目标结构；
5、使用第一物理研磨方式将所述样品研磨至所述目标层，使所述目标结构自所述样品表面露出；
6、使用第二物理研磨方式将所述样品表面研磨至粗糙度达标；
7、使用第一清洁方法对所述样品表面进行处理，以去除所述样品表面的残留物质；
8、使用第二清洁方法对所述样品表面进行处理，以防止所述样品表面发生积碳。
9、进一步地，所述第一物理研磨方式包括使用中性水基研磨液对所述样品进行研磨。
10、进一步地，在使用所述第一物理研磨方式对所述样品进行研磨的过程中，采用第一观察方式观察所述样品表面的形貌，和/或，在使用所述第二清洁方法对所述样品表面进行处理后，采用第二观察方式观察所述样品表面的形貌。
11、进一步地，所述中性水基研磨液包括中性水基二氧化硅研磨液。
12、进一步地，所述第二物理研磨方式包括使用中性无水研磨液对所述样品表面进行抛光。
13、进一步地，所述中性无水研磨液包括有机溶剂基研磨液。
14、进一步地，所述第一清洁方法包括使用表面活性剂对所述样品表面进行清洗，然后使用去离子水冲洗。
15、进一步地，所述表面活性剂包括水基弱碱性处理液。
16、进一步地，所述第二清洁方法包括使用等离子体对所述样品表面进行清洁。
17、进一步地，所述第一观察方式包括在光学显微镜下对所述样品表面的平整度进行观察，并对照版图确认所述目标结构位置，直至研磨至所述目标层，并使所述目标结构自所述样品表面露出；所述第二观察方式包括使用扫描电子显微镜，并在低加速电压条件下使用背散射模式观察所述样品表面的清洁度，直至确认所述样品表面洁净且所述目标结构处于饱满状态。
18、由上述技术方案可以看出，本专利技术通过使用中性无水研磨液制备样品，可防止目标结构材料(例如接触孔或通孔等目标结构的金属材料(例如钨))在化学反应与机械研磨的作用下加快腐蚀，能有效避免目标结构出现空洞的问题，并保证样品表面的平整度。同时，通过采用表面活性剂和等离子体的组合方式，对研磨后的样品表面进行清洁，可以保证样品表面的洁净度，防止测试时在电子束轰击下产生样品造成表面积碳问题。因此，采用本专利技术方法能够得到表面平整无空洞且洁净的纳米探针样品，从而提高了电性测试效率及测试结果的准确度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述第一物理研磨方式包括使用中性水基研磨液对所述样品进行研磨。
3.根据权利要求1所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，在使用所述第一物理研磨方式对所述样品进行研磨的过程中，采用第一观察方式观察所述样品表面的形貌，和/或，在使用所述第二清洁方法对所述样品表面进行处理后，采用第二观察方式观察所述样品表面的形貌。
4.根据权利要求2所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述中性水基研磨液包括中性水基二氧化硅研磨液。
5.根据权利要求1所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述第二物理研磨方式包括使用中性无水研磨液对所述样品表面进行抛光。
6.根据权利要求5所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述中性无水研磨液包括有机溶剂基研磨液。
7.根据权利要求1所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述第一清洁方法包括使用表面活性剂对所述样品表面进行清洗，然后使用去离子水冲洗。<...
【技术特征摘要】
1.一种纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述第一物理研磨方式包括使用中性水基研磨液对所述样品进行研磨。
3.根据权利要求1所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，在使用所述第一物理研磨方式对所述样品进行研磨的过程中，采用第一观察方式观察所述样品表面的形貌，和/或，在使用所述第二清洁方法对所述样品表面进行处理后，采用第二观察方式观察所述样品表面的形貌。
4.根据权利要求2所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述中性水基研磨液包括中性水基二氧化硅研磨液。
5.根据权利要求1所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述第二物理研磨方式包括使用中性无水研磨液对所述样品表面进行抛光。
6.根据权利要求5所述的纳米探针样品的前处理方法，其特征在于，所述中性无水研磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：屈钰，朱子轩，吴大海，任思佳，叶红波，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。