一种提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法。
【背景技术】
[0002]随着电子设备的发展，半导体器件朝着多功能化和高集成方向发展，对半导体器件性能的要求越来越高。
[0003]位线间的漏电是半导体器件性能中一个重要的参数和指标，该类型漏电是由于位线生产工艺中某些原因导致位线之间残留有多晶硅，其中有一种多晶硅为片状不规则形状，也即因为这种片状不规则形状导致有些此片状多晶硅残留在相邻两根位线与隔绝层围成的空间侧壁上，而该片状结构厚度大概为10-20nm，而高度大概为30_60nm，S卩，其纵向深度比横向宽度要大的多，适合用平面样品制备方法来处理。
[0004]目前采用FIB (Focused 1n Beam，聚焦离子束，简称FIB)技术透射样品得到的图像来发现缺陷，但是由于样品中除了缺陷部分还包括一些非缺陷层次，而这些非缺陷层次在透射电镜中会叠加干扰缺陷部分的图像，这就使得工作人员难以清楚地判定缺陷的存在。因此，如何减少非缺陷层次对透射电镜图像的叠加从而使投射透射图像更清晰成为本领域技术人员面临的一大难题。
【发明内容】
[0005]为了实现上述目的，本申请披露了一种提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法，以提高器件缺陷分析效率，包括以下步骤:
[0006]一种提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0007]提供一具有硅衬底和按照从下至上的顺序依次位于该硅衬底上方的栅氧化层、第一多晶硅层、第二多晶硅层、绝缘层和金属层的待测样品，且位于相邻所述第一多晶硅层之间的隔离层具有失效点；
[0008]定位并标记所述失效点；
[0009]根据所述失效点的位置从所述待测样品的正面刻蚀所述金属层，并从所述待测样品的背面刻蚀所述硅衬底至剩余的所述硅衬底为预设厚度时停止；
[0010]将所述待测样品放置在胆碱配比溶液中并保持预定的时间段；
[0011]去除部分所述第二多晶硅层，利用透射电镜对所述失效点进行分析。
[0012]上述制备方法，其中，定位所述失效点后，采用机械研磨工艺将所述待测样品从截面研磨至距离失效点为预定距离处。
[0013]上述制备方法，其中，定位并标记所述失效点的步骤为:
[0014]通过电性测试方法获取失效点位置；
[0015]利用激光技术在失效点位置附近预设区域做标记。
[0016]上述制备方法，其中，所述从待测样品的正面刻蚀所述金属层的步骤包括:
[0017]根据所述失效点的位置进行图案化工艺，以将部分所述金属层的上表面予以暴露;
[0018]刻蚀所述金属层以于所述待测样品中形成第一开口 ；
[0019]其中，所述第一开口未暴露所述第二多晶硅层。
[0020]上述制备方法，其中，所述胆碱配比溶液成分为胆碱、异丙醇和水。
[0021]上述制备方法，其中，所述胆碱配比溶液中胆碱、异丙醇和水的比例为3:2:3。
[0022]上述制备方法，其中，所述失效点为片状结构，且所述片状结构的厚度为10_20nm，高度为30_60nm。
[0023]上述制备方法，其中，从所述待测样品的背面刻蚀所述硅衬底至剩余的所述硅衬底为预设厚度停止的步骤包括:
[0024]翻转所述待测样品；
[0025]根据所述失效点的位置进行图案化工艺以将部分所述硅衬底的表面予以暴露；
[0026]刻蚀所述硅衬底至剩余的所述硅衬底为预设厚度时停止，形成第二开口。
[0027]上述制备方法，其中，所述预设厚度为400nm-600nm。
[0028]上述制备方法，其中，所述预定的时间段为5-10min。
[0029]本发明首先通过电性测试方法获取失效点位置，之后根据失效点位置于待测样品正面形成第一开口、于待测样品背面形成第二开口 ；并继续将待测样品放置于沸腾的胆碱配比溶液中保持5-10min，以彻底去除第二开口底部的硅衬底；然后通过刻蚀工艺去除第一开口下方的绝缘层和第二多晶硅层；最后利用透射电镜图像来分析失效点。通过本方法使失效区域多晶硅透射电镜图像不受非缺陷区域的干扰，得到一个较为均匀清晰的待测样品的透射电镜图像，从而更容易发现缺陷，以进一步提高器件缺陷分析的效率。
[0030]具体
【附图说明】
[0031]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、夕卜形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0032]图1-4是本实施例中提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法的流程结构示意图；
[0033]图5是本实施例中提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
[0035]针对上述存在的问题，本发明公开一种提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法以克服现有技术中半导体器件透射电镜中非缺陷层次对待测样品缺陷图像的干扰。
[0036]如图5所示，本实施例涉及一种提高透射电镜图像质量的平面样品制备方法，具体包括如下步骤:
[0037]步骤一、提供一由于片状残留多晶硅导致位线间漏电的待测样品，首先通过电性测试定位失效点的物理位置；其中所述失效点为片状结构，且厚度为10-20nm(例如10nm、15nm、18nm或20nm)，高度为30_60nm(例如30nm，40nm, 50nm或60nm)。然后利用激光技术在定位的失效点的物理位置周围做好标记；继续利用机械研磨，于待测样品截面开始研磨，直到失效点周围最小距离且不暴露失效点。
[0038]参见图1所示待测样品结构示意图，金属层包含第一金属层11、第二金属层12 ;待测样品还包括第一多晶硅层21、第二多晶硅层22、栅氧化层31、绝缘层32和置于底层的是硅衬底层4。栅氧化层31覆盖硅衬底层4上表面；第一多晶硅层21覆盖栅氧化层31上表面；其中第一多晶硅层内设置有若干个多晶硅块211，第二多晶硅层22覆盖第一多晶硅层21上表面；绝缘层32覆盖第二多晶硅层22上表面；第一金属层11置于第二多晶硅层22上表面；第二金属层12覆盖第一金属层11上表面并置于顶层，且第二金属层内设置有若干金属121。
[0039]步骤二、于第二金属层上表面开始刻蚀，刻蚀开口应该满足一些预设条件，例如