半导体检测结构及形成方法、检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体检测结构及形成方法、检测方法。
【背景技术】
[0002]扫描探针显微技术(Scanning Probe Microscopy, SPM) 一种显微成像技术,可以通过不同的传感形式(Sensing Modalities)对特定的对象进行成像。
[0003]扫描探针显微技术依赖于控制探针和样本表面之间的相互作用，同时在样本表面附近扫描探针。扫描探针显微技术的基本操作原理在于:为了获取样本空间的“相互作用图形”，在样本表面上以纳米探针进行机械地扫描，而不同类型的扫描探针显微镜的局部探针与样本表面存在相互作用不同。
[0004]基于不同的扫描探针形式，扫描探针显微镜具有不同类型，例如扫描电容显微镜(SCM, Scanning Capacitance Microscope)、扫描隧穿显微镜(STM, Scanning TunnelingMicroscope)、磁力显微镜(MFM,Magnetic Force Microscope)和原子力显微镜(AFM,AtomForce Microscope)。扫面探针显微技术用于获取“相互作用图形”的方式包括:接触模式、非接触模式、间歇接触模式(或敲击模式)。
[0005]其中，扫描电容显微镜能够在空间分辨率为10纳米?15纳米的范围内，获取待测器件内的二维掺杂浓度图形，而且所获得的掺杂浓度范围为le15atoms/cm3?le2°atoms/cm3。而且，扫描电容显微镜为接触模式的扫描探针显微镜，在成像过程中，需要将探针与待测器件表面接触，并且在待测器件表面拖动探针进行扫描。因此，扫描电容显微镜对于待测器件表面形貌的平整度具有较高的要求。
[0006]然而，现有技术所形成的待测半导体结构的表面粗糙度较大，不适用于接触模式的扫描探针显微镜检测。
【发明内容】
[0007]本发明解决的问题是提供一种半导体检测结构及形成方法、检测方法，所形成的半导体检测结构适用于扫描探针显微镜检测，且能够使检测结果更精确。
[0008]为解决上述问题，本发明提供一种半导体检测结构的形成方法，包括:提供衬底，所述衬底表面具有待测器件结构，所述衬底和待测器件结构表面具有介质层，所述介质层表面具有导电结构、以及用于电隔离所述导电结构的绝缘层；采用第一平坦化工艺去除所述导电结构和绝缘层，直至暴露出所述介质层的第一表面为止；在所述第一平坦化工艺之后，采用粘结层使介质层的第一表面固定于基底表面；在所述介质层固定于基底表面之后，去除所述衬底，并暴露出介质层的第二表面和待测器件结构表面为止，所述介质层的第二表面与待测器件表面齐平，所述介质层的第二表面与第一表面相对。
[0009]可选的，所述衬底内还具有隔离结构。
[0010]可选的，还包括:在所述第一平坦化工艺之后，所述介质层的第一表面固定于基底表面之前，采用第二平坦化工艺对所述衬底、隔离结构和介质层进行平坦化，以形成第三表面，所述第三表面垂直于衬底表面，且所述第三表面到所述待测器件结构具有预设距离，所述第二平坦化工艺以平行于衬底表面的方向、自衬底边缘向待测器件结构进行平坦化；在所述第二平坦化工艺之后，在所述介质层内形成标记开口，所述标记开口暴露出衬底表面；在去除所述衬底之后，在所述介质层的第二表面、隔离结构表面和待测器件表面形成保护层，所述保护层覆盖于所述标记开口的顶部，使所述标记开口内部形成空腔；去除所述保护层和隔离结构，直至暴露出所述标记开口和介质层的第二表面、以及待测器件表面为止。
[0011]可选的，所述预设距离为I微米?5微米。
[0012]可选的，形成所述标记开口的工艺为第一聚焦离子束轰击刻蚀工艺，轰击离子源为镓离子源、惰性离子源中的一种或多种，电压为IkV?30kV。
[0013]可选的，所述保护层的材料与隔离结构的材料相同。
[0014]可选的，所述保护层和隔离结构的材料为氧化硅。
[0015]可选的，去除所述保护层和隔离结构的工艺为第二聚焦离子束轰击刻蚀工艺，轰击离子源为镓离子源、惰性离子源中的一种或多种，电压为IkV?30kV。
[0016]可选的，所述第二聚焦粒子束轰击刻蚀工艺的电压为2kV。
[0017]可选的，在去除所述保护层和隔离结构之后，对暴露出的介质层第二表面和待测器件结构表面进行抛光，以去除介质层第二表面和待测器件结构表面的缺陷，所述抛光工工艺的抛光液为水，研磨垫的转速为20rpm?80rpm。
[0018]可选的，所述待测器件结构为栅极结构，所述栅极结构包括:位于衬底表面的栅介质层、位于栅介质层表面的栅极层、以及位于栅极层和栅介质层侧壁表面的侧墙。
[0019]可选的，所述导电结构包括:若干层重叠设置的导电层、以及位于各层导电层之间并电连接相邻两层导电层的导电插塞。
[0020]可选的，所述粘结层的材料为有机材料。
[0021]可选的，所述有机材料为环氧树脂或蜡。
[0022]可选的，去除衬底的工艺包括:对所述衬底与介质层相对的表面进行第三平坦化工艺，使所述衬底的厚度减薄至预设厚度；在第三平坦化工艺之后，刻蚀所述衬底直至暴露出介质层和待测器件结构表面为止。
[0023]可选的，所述第三平坦化工艺为化学机械抛光工艺；所述刻蚀工艺为湿法刻蚀法工艺，刻蚀液为碱性溶液。
[0024]可选的，所述刻蚀液为胆碱，刻蚀温度为100摄氏度?200摄氏度，时间为30分钟?60分钟。
[0025]相应的，本发明还提供一种半导体检测结构，包括:基板；位于基板表面的粘结层；位于粘结层表面的介质层，所述介质层的第一表面通过所述粘结层固定于基板表面；位于所述介质层内的待测器件结构，所述介质层的第二表面暴露出所述待测器件结构的表面，所述待测器件结构表面与介质层的第二表面齐平，所述介质层的第二表面与第一表面相对。
[0026]相应的，本发明还提供一种检测方法，包括:提供半导体检测结构，所述半导体检测结构包括:基板；位于基板表面的粘结层；位于粘结层表面的介质层，所述介质层的第一表面通过所述粘结层固定于基板表面；位于所述介质层内的待测器件结构，所述介质层的第二表面暴露出所述待测器件结构的表面，所述待测器件结构表面与介质层的第二表面齐平，所述介质层的第二表面与第一表面相对；提供检测设备，所述检测设备包括探针；使所述探针在所述介质层的第二表面和待测器件表面移动，通过所述探针获取所述待测器件结构内的检测信息。
[0027]可选的，所述检测设备为扫描探针显微镜；所述检测信息为待测器件结构内部的掺杂离子分布图像。
[0028]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0029]本发明的方法中，在对导电结构和绝缘层进行第一平坦化工艺之后，将介质层的第一表面通过粘结层固定于基板表面，并且去除衬底，以暴露出介质层的第二表面和待测器件表面。所述介质层的第二表面和介质层暴露出的待测器件表面用于作为检测表面。由于所述介质层的第二表面和待测器件表面通过去除衬底暴露出，因此所述介质层的第二表面与待测器件表面齐平，即所述介质层的第二表面与待测器件表面平坦，能够避免因采用抛光工艺而造成检测表面粗糙的问题，使所述介质层的第二表面与待测器件表面适用于扫描电容显微镜检测，而且不会造成探针损伤。此外，由于所述介质层的第二表面和待测器件表面通过去除衬底而被暴露，避免因抛光工艺难以确定停止位置而使待测器件造成损伤的问题，所述待测器件的形貌和结构完整，能够使测试结果更准确。
[0030]进一步，所述衬底内还具有隔离结构，因此在去除衬底之后，还需要去除所述隔离结构，而去除所述隔离结构的工艺为聚焦离子束轰击刻蚀工艺。具体的，在第一平坦化工艺之后，需要进行第二平坦化工艺，使所形成的垂直于衬底表面的第三表面到待测器件结构之间具有预设距离，以形成待测样品，所述待测样品能够固定于聚焦离子束轰击设备中。将所述待测样品固定于基底之后，去除所述衬底，并在介质层的第二表面、隔离结构表面和待测器件表面形成保护层；通过同一聚焦粒子束轰击刻蚀工艺去除所述保护层和隔离层，能够形成平整的介质层第二表面和待测器件表面。其中，为了精确定义所述聚焦粒子束轰击刻蚀工艺的停止位置，还需要在第二平坦化工艺之后，在所述介质层内形成暴露出衬底表面的标记开口，当刻蚀保护层和隔离层至暴露出标记开口顶部时，即停止所述刻蚀工艺，因此所暴露出的介质层第二表面和待测器件结构表面平坦，且待测器件结构形貌结构完整。
[0031]进一步，去除所述保护层和隔离结构的工艺为第二聚焦离子束轰击刻蚀工艺，电压为IkV?30kV。尤其是当所述电压为2kV时，由于所述刻蚀工艺的电压较小，因此所述第二聚焦离子束轰击刻蚀工艺对介质层第二表面和待测器件结构表面的损伤小，有利于后续在所述介质层第二表面和待测器件结构表面进行检测。
[0032]进一步，在去除所述保护层和隔离结构之后，对暴露出的介质层第二表面和待测器件结构表面进行抛光，所述抛光工艺的抛光液为水，研磨垫的转速为20rpm?80rpm。所述抛光工艺用于介质层第二表面和待测器件结构表面的缺陷。其中，所述抛光液为水，而研磨垫的转速较低，因此所述抛光工艺的速率较低，在去除缺陷的同时，不会损伤或减薄介质层或待测器件结构。
[0033]进一步，去除衬底的工艺包括第三平坦化工艺，在第三平坦化工艺之后，刻蚀所述衬底直至暴