样品制备方法以及二次离子质谱分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体测试分析技术领域，特别是涉及一种样品制备方法以及二次离子质谱分析方法。
【背景技术】
[0002]半导体制造是一个工艺极其复杂的过程，在整个半导体制造过程中，需要对所制造产品进行各种检测，以确定所制造产品是否符合设计要求，进而保证半导体产品的质量。
[0003]例如，离子注入是半导体制造中十分重要的一道工序。离子注入包括不同类型的离子注入，典型的是N型离子的注入和P型离子的注入。在半导体制造中N型离子注入中以磷(P)和砷(As)为主，P型离子以硼(B)和铟(In)为主。离子注入是在密封的反应腔内进行。目前的反应腔多是弧电反应腔，在进行离子注入时，将离子源和预注离子的晶圆放入反应腔，然后电离离子，通过电磁场对离子进行筛选，同时提高筛选的离子能量，最后将其注入晶圆。在通过电磁场对电离进行筛选时，电磁场是通过荷质比对反应腔内的离子进行筛选。在进行这种离子筛选的时候，容易将荷质比与预筛选的离子相同的离子误选中注入晶圆，这样便会使注入离子受到其他离子的污染。
[0004]为了检测注入晶圆的离子是否有其他污染离子，目前往往利用二次离子质谱分析的技术。二次离子质谱分析(Secondary 1n Mass Spectroscopy,简称SIMS)是利用质谱法分析由初级离子入射靶材后所溅射产生的二次离子，从而获取材料表面或深度剖面元素信息的一种分析方法。sms可以分析包括氢在内的全部元素并能给出同位素的信息，分析化合物组分和分子结构。二次离子质谱分析的方法具有很高的灵敏度，可达到ppm (part permill1n,即百万分之一)甚至ppb (part per bill1n,即十亿分之一)的量级，因此广泛应用于材料的分析领域。
[0005]由于二次离子质谱分析的特点，对样品有一定的要求:首先，样品的表面应尽量保持洁净和平坦；其次，样品需预留足够的分析区域面积；另外，样品需具有较好的导电性。然而，在现有技术中，对于一些特定的样品(如一些已经所有工艺流程的样品)，样品的正面太粗糙、分析区域小或导电性差，使得二次离子质谱的分析结果的准确性和参考价值大大降低。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种样品制备方法以及二次离子质谱分析方法，提高测试分析的准确性。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种样品制备方法，包括:
[0008]提供一形成有若干规则排列的待测结构的半导体芯片，所述半导体芯片包括正面、与所述正面相对的背面以及垂直于所述正面和背面的横截面；
[0009]对所述半导体芯片的正面进行剥离，剥离至所述待测结构所在膜层的上一层膜层，根据所述待测结构所在膜层的上一层膜层的结构，判断所述待测结构的位置分布；
[0010]对所述半导体芯片的横截面进行腐蚀处理，根据所述腐蚀处理的结果，判断所述待测结构的深度以及所述待测结构在所述横截面的宽度；
[0011]根据所述待测结构的位置分布、深度以及宽度，从所述半导体芯片的正面制备至少一开孔，所述开孔位于其中一个所述待测结构的至少两个侧面，所述开孔的深度大于等于所述待测结构的深度；
[0012]对所述半导体芯片的背面进行研磨，直至露出所述开孔，得到分析样品。
[0013]可选的，在所述样品制备方法中，在所述半导体芯片的正面制备至少一开孔的步骤和对所述半导体芯片的背面进行研磨的步骤之间，还包括:
[0014]在所述开孔内填充导电材料。
[0015]可选的，在所述样品制备方法中，所述导电材料为钼。
[0016]可选的，在所述样品制备方法中，在对所述半导体芯片的正面进行剥离的步骤和对所述半导体芯片的横截面进行腐蚀处理的步骤之间，还包括:
[0017]采用聚焦离子束对所述半导体芯片的横截面进行预处理。
[0018]可选的，在所述样品制备方法中，在所述半导体芯片的正面制备至少一开孔的步骤和对所述半导体芯片的背面进行研磨的步骤之间，还包括:
[0019]在所述半导体芯片的正面粘贴一基板。
[0020]可选的，在所述样品制备方法中，所述基板为导电基板，所述半导体芯片和所述导电基板通过导电胶粘贴。
[0021]可选的，在所述样品制备方法中，对所述半导体芯片的背面进行研磨的步骤包括:
[0022]对所述半导体芯片的背面进行粗磨，直至所述半导体芯片的背面表面距所述开孔50nm ?100nm ；
[0023]对所述半导体芯片的背面进行细磨，露出所述开孔。
[0024]可选的，在所述样品制备方法中，所述半导体芯片包括若干层叠的膜层，所述待测结构在其中一个所述膜层内排列。
[0025]可选的，在所述样品制备方法中，所述腐蚀处理的处理液包括氢氟酸、硝酸和乙酸中的一种或几种的组合，所述腐蚀处理的处理时间为1s?30s。
[0026]可选的，在所述样品制备方法中，在所述半导体芯片的正面制备一个所述开孔，所述开孔为环形，并包围所述一个待测结构。
[0027]可选的，在所述样品制备方法中，在所述半导体芯片的正面制备四个所述开孔，所述开孔为条形，四个所述开孔围绕在所述一个待测结构的四周。
[0028]可选的，在所述样品制备方法中，采用聚焦离子束在所述半导体芯片的正面制备至少一所述开孔。
[0029]根据本发明的另一面，还提供一种二次离子质谱分析方法，包括:
[0030]提供采用如上任意一种所述样品制备方法制备的所述分析样品；
[0031]根据所述开孔确定所述一个待测结构的位置；
[0032]从所述分析样品被研磨过的一面，对所述一个待测结构进行二次离子质谱分析。
[0033]与现有技术相比，本发明提供的样品制备方法以及二次离子质谱分析方法具有以下优点:
[0034]在本发明提供的样品制备方法中，对所述半导体芯片的正面进行剥离，并经过对所述半导体芯片的横截面进行腐蚀处理后，在所述半导体芯片的正面制备至少一开孔，所述开孔位于其中一个所述待测结构的至少两个侧面，以定位其中一个所述待测结构，所述开孔的深度大于等于所述待测结构的深度，从而定位出一个所述待测结构的位置以及深度；然后，对所述半导体芯片的背面进行研磨，直至露出所述开孔，得到分析样品，则根据所述开孔，可以确定所述一个待测结构的位置。经过研磨，所述分析样品的表面光滑；并且，所述半导体芯片的背面的比较干净，没有过多的干扰结构，使得所述分析样品的分析区域较大。因而，可以从所述半导体芯片的背面进行二次离子质谱分析，从而提高二次离子质谱分析的准确性。
【附图说明】
[0035]图1为本发明一实施例中样品制备方法的流程图；
[0036]图2-图10为本发明一实施例的样品制备方法的过程中芯片结构的示意图；
[0037]图11为半导体芯片的横截面进行腐蚀处理后的扫描电子显微镜图片；
[0038]图12为本发明一实施例的采用二次离子质谱分析待测结构的示意图；。
[0039]图13为本发明另一实施例中开孔的示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面将结合示意图对本发明的样品制备方法以及二次离子质谱分析方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0041]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费