专利名称：一种芯片观察样品制作方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体生成技术领域，尤其涉及一种芯片观察样品制作方法及系统。
背景技术：
对芯片各层形貌进行观察是常用的确定芯片内部结构的方法，广泛应用于半导体生产、检测等领域，可以为产品生产、改进、分析提供支持。目前，在芯片的生产或检测过程中，例如进行产品失效分析、工艺改进、新产品开发、原材料评估、反向设计的过程中都需要对芯片的某些关键层进行结构观察，由于各关键层的厚度很薄，大约为千分之一毫米级，且被介质层紧密包裹，只能通过反应离子刻蚀(Reactive 1n Etching,RIE)才能形成芯片各关键层的观察表面,但是RIE设备价格昂贵、占地面积较大，需要配套多种气体，且操作也很复杂，并不具有普遍适用性。
发明内容
本发明提供一种芯片观察样品制作方法，用以避免使用RIE设备即可形成芯片观察样品，降低实现复杂度，提高效率，降低成本，提高制作芯片观察样品的普遍适用性。本发明实施例提供的具体技术方案如下:—种芯片观察样品制作方法,包括:将待观察芯片固定于一物体表面；由研磨抛光机采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除所述待观察芯片的钝化层；以及采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层；用研磨抛光机对所述待观察层表面进行抛光，形成芯片观察样品。一种芯片观察样品制作系统，包括待观察芯片，还包括:固定物体，用于固定待观察芯片于其表面上；研磨抛光机，用于采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除所述待观察芯片的钝化层，以及采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层；再对所述待观察层表面进行抛光，形成芯片观察样品。基于上述技术方案，本发明实施例中，通过将待观察芯片固定于一物体表面，由研磨抛光机采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除待观察芯片的钝化层，并采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层，再用研磨抛光机对该待观察层表面进行抛光，从而形成芯片观察样品，避免了使用RlE等复杂精密的设备，操作简单，制作方便，提高了制作芯片观察样品的效率，节约了成本，并提高了制作芯片观察样品的普遍适用性。
图1为本发明实施例中芯片观察样品制作方法流程图2为本发明实施例中形成的芯片金属层观察样品结构图。
具体实施例方式为了避免使用RlE等复杂精密的设备即可形成芯片观察样品，降低实现复杂度，提高效率，降低成本，提高制作芯片观察样品的普遍适用性，本发明实施例提供了一种芯片观察样品制作方法及系统。下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。本发明实施例中，芯片观察样品制作系统，主要包括待观察芯片、固定物体和研磨抛光机，其中，固定物体，用于固定待观察芯片于其表面上；研磨抛光机，用于采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除待观察芯片的钝化层，以及采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层，再对待观察层表面进行抛光，形成芯片观察样品。基于上述系统架构，如附图1所示，本发明实施例中，芯片观察样品制作的详细方法流程如下:步骤101:将待观察芯片固定于一物体表面。实际应用中，通过在物体上设计机械结构固定待观察芯片，例如，在物体上设置固定栓或固定凹槽，以将待观察芯片固定于物体表面；或者，采用具有粘贴性质的物质将待观察芯片粘贴在物体表面。较佳地，采用的粘贴物质在制作形成待观察样品后还可以将芯片从物体表面取下。较佳地，采用石蜡将待观察芯片固定于表面平整的物体表面。在制作形成待观察样品后，通过加热还可以将芯片取下。实际应用中，固定芯片的物体表面要求具有一定的平整度，例如，采用不锈钢板固定芯片。步骤102:由研磨抛光机采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除待观察芯片的钝化层。其中，第一粒度的砂纸为粒度范围为[7um，15um]的氮化硅砂纸，研磨液为粒度范围为[3um,8um]的金刚石研磨液。较佳地，第一粒度的砂纸为粒度IOum的氮化硅砂纸，研磨液为粒度为5um的金刚
石研磨液。步骤103:采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层。其中，第二粒度的砂纸为粒度范围为[3um，7um]的氮化硅砂纸，或者，粒度范围为
的金刚石砂纸。较佳地，第二粒度的砂纸为粒度为5um的氮化硅砂纸，或者，粒度为0.6um的金刚
石砂纸。步骤104:用研磨抛光机对待观察层表面进行抛光，形成芯片观察样品。其中，在研磨抛光机上，采用抛光液或抛光粉对待观察层表面进行抛光。本发明实施例中，抛光液或抛光粉的粒度范围为
。较佳地，抛光液或抛光粉的粒度为0.06um。对待观察表面进行抛光可使得待观察层表面平整，结构清楚。例如，如附图2所示为，为采用本发明实施例提供的方法形成的芯片观察样品的表面，待观察层为芯片的金属层(metal层)。实际应用中，可以首先形成芯片的剖面结构，从该剖面结构中可以显示芯片各层形貌，在研磨过程中便于观察是否已去除钝化层，获知是否已研磨至待观察层。例如，通过测量芯片剖面的钝化层厚度的变化，确定是否已去除钝化层，若是则在换砂纸后继续研磨，否则，继续研磨并及时观察形成的表面；或者，通过扫描电镜直接观察剖面结构中各层的形貌，即可确定是否已去除钝化层或研磨至待观察层。另一种方法是，在研磨过程中，直接在金相显微镜下观察芯片研磨形成的表面的颜色变化，该方法无需制作剖面且速度快，但仅适用于经验丰富的操作人员。基于上述技术方案，本发明实施例中，通过将待观察芯片固定于一物体表面，由研磨抛光机采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除待观察芯片的钝化层，并采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层，再用研磨抛光机对该待观察层表面进行抛光，从而形成芯片观察样品，避免了使用RIE等复杂精密的设备，操作简单，制作方便，提高了制作芯片观察样品的效率，节约了成本，并提高了制作芯片观察样品的普遍适用性。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种芯片观察样品制作方法，其特征在于，包括: 将待观察芯片固定于一物体表面； 由研磨抛光机采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除所述待观察芯片的钝化层；以及 采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层； 用研磨抛光机对所述待观察层表面进行抛光，形成芯片观察样品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待观察芯片固定于一物体表面，包括: 在所述物体上设置固定栓或固定凹槽，以将所述待观察芯片固定于所述物体表面； 或者， 采用具有粘贴性质的物质将所述待观察芯片粘贴在所述物体表面。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述具有粘贴性质的物质为石蜡。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一粒度的砂纸为粒度范围为[7um，15um]的氮化硅砂纸； 所述研磨液为粒度范围为[3um,8um]的金刚石研磨液。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一粒度的砂纸为粒度IOum的氮化硅砂纸； 所述研磨液为粒度5um的金刚石研磨液。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二粒度的砂纸包括:粒度范围为[3um, 7um]的氮化娃砂纸,或者,粒度范围为
的金刚石砂纸。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二粒度的砂纸为粒度为5um的氮化硅砂纸，或者，粒度为0.6um的金刚石砂纸。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用研磨抛光机对所述待观察层表面进行抛光，包括: 在研磨抛光机上，采用抛光液或抛光粉对所述待观察层表面进行抛光。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述抛光液或抛光粉的粒度范围为
。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述抛光液或抛光粉的粒度为0.06um。
11.一种芯片观察样品制作系统，包括待观察芯片，其特征在于，还包括: 固定物体，用于固定待观察芯片于其表面上； 研磨抛光机，用于采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除所述待观察芯片的钝化层，以及采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层；再对所述待观察层表面进行抛光，形成芯片观察样品。
全文摘要
本发明公开了一种芯片观察样品制作方法，用以避免使用RIE设备即可形成芯片观察样品，降低实现复杂度，提高效率，降低成本，提高制作芯片观察样品的普遍适用性。该方法为将待观察芯片固定于一物体表面，由研磨抛光机采用第一粒度的砂纸或研磨液研磨去除所述待观察芯片的钝化层，以及采用颗粒度比第一粒度小的第二粒度的砂纸继续研磨，直至研磨至待观察层，用研磨抛光机对所述待观察层表面进行抛光，形成芯片观察样品。
文档编号H01L21/66GK103107110SQ201110355439
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者金波 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司