一种用于测量SiC基芯片背面金属层厚度样品的制备方法

本发明涉及一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，属于半导体芯片分析。

背景技术：

1、半导体芯片制造过程中芯片背面沉积金属来实现导电以及导热的作用，作为器件工作电流的电路通路以及工作产生热量的散热通路。因而，背面金属制程对芯片的性能、可靠性和稳定性都有很大的影响。为检测芯片背面沉积金属厚度是否满足设计方案，通常会将所生产的背面金属化的芯片进行进行背面金属层观测。分析过程中，由于芯片背面金属化，其金属层厚度为nm～μm级别，普通的显微镜无法观测；主要会通过扫描电子显微镜观测所制备的截面样品，测量背面金属层厚度，以判断背面金属化沉积工艺是否准确，也可以为沉积工艺提供实际参考，优化工艺参数，提高芯片良率。而样品的制备，通常会经历裂片、砂纸研磨及抛光布配合抛光液抛光，再进入电子显微镜观测，现有的制样过程特别是在研磨，抛光中，主要依靠于制样人员的经验与手感，对制样人员要求高，效率较低；制备过程偶然性较大，制备效果无法保证，会花费较多的时间与精力，成本较高。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决上述技术的不足之处而提供一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，能简便、较为程序化的掌握该类型样品的制备。

2、为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)裂片：沿观察方向对sic基芯片正面进行裂片；

5、(2)研磨平整观察面截面：将步骤(1)得到的sic基裂片放于精密切割研磨仪夹具上，研磨过程中观测面朝上，研磨盘转速为2200-2400rpm，冷却水流速为10-15ml/min，先后采用金刚石粗砂纸和金刚石细砂纸对裂片截面进行研磨；在合适的速度下研磨截面，并防止研磨过程产生的颗粒带来新损伤；

6、(3)干燥：将步骤(2)得到的sic基裂片，用压缩空气或洗耳球吹扫后，再用加热台烘干；

7、(4)离子束切削裂片得到观测样品：将步骤(3)得到的sic基裂片先通过胶水粘贴在载物块上，再放到离子束研磨仪截面样品夹具内，在显微镜下调整裂片摆放位置后进行离子束切削，切削后得到可进入扫描电子显微镜镜观测的样品。

8、进一步地，所述步骤(1)中，采用金刚石锯片/笔对sic基芯片正面进行裂片。

9、进一步地，所述步骤(2)中，金刚石粗砂纸的粗糙度为2μm；金刚石细砂纸的粗糙度为0.5μm。

10、进一步地，所述金刚石粗砂纸研磨时，步进0.5-1.0μm，研磨裂片截面15-30μm；金刚石细砂纸研磨时，步进0.5-1.0μm，研磨裂片截面15-30μm。

11、前后选用2μm、0.5μm金刚石砂纸，以及选用上述步进及研磨距离，在磨平裂片带来的损伤层及不产生新损伤的基础上，得到更为平整、光滑的裂片截面，为离子束切削做好前期准备，以快速制备好样品，并节约成本

12、进一步地，所述步骤(4)中，调整裂片摆放位置为裂片上下位置高出挡板5-10μm，前后位置距离挡板10-20μm，为离子束切削提供合适的空间，在保证离子束能切削到截面的前提下，损失更小的能量。

13、进一步地，所述步骤(4)中，所述离子束源为氩气。

14、进一步地，所述步骤(4)中，所述离子束能量为7-9kv。

15、进一步地，所述步骤(4)中，所述截面样品夹具左右摆幅±35-45°，倾斜角度1-1.5°，从而使离子束能呈楔形状态并更均匀的去切削裂片背面金属层，在扫描电子显微镜下能在宽的观测面上测量金属层厚度。

16、进一步地，所述步骤(4)中，切削时间为2-2.5h。

17、本发明与现有技术相对比，其有益效果在于：现有用来测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，未能形成较为简便、可程序化的效果；本发明利用精密切割研磨仪和离子束研磨仪，规定相应的制备参数，能在较简便，程序化更高的前提下，制备出符合观测要求的sic基芯片裂片截面样品，且本方法可靠性更高。

技术特征：

1.一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，采用金刚石锯片/笔对sic基芯片正面进行裂片。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，金刚石粗砂纸的粗糙度为2μm；金刚石细砂纸的粗糙度为0.5μm。

4.根据权利要求3所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述金刚石粗砂纸研磨时，步进0.5-1.0μm，研磨裂片截面15-30μm；金刚石细砂纸研磨时，步进0.5-1.0μm，研磨裂片截面15-30μm。

5.根据权利要求1所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，调整裂片摆放位置为裂片上下位置高出挡板5-10μm，前后位置距离挡板10-20μm。

6.根据权利要求1所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述离子束源为氩气。

7.根据权利要求1所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述离子束能量为7-9kv。

8.根据权利要求1所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述截面样品夹具左右摆幅±35-45°，倾斜角度1-1.5°。

9.根据权利要求1所述的一种用于测量sic基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，切削时间为2-2.5h。

技术总结
本发明公开了一种用于测量SiC基芯片背面金属层厚度样品的制备方法，包括如下步骤：(1)裂片；(2)研磨平整观察面截面；(3)干燥；(4)离子束切削裂片得到观测样品。本发明利用精密切割研磨仪和离子束研磨仪，规定相应的制备参数，能在较简便，程序化更高的前提下，制备出符合观测要求的SiC基芯片裂片截面样品，且本方法可靠性更高。

技术研发人员：胡建力,张斌,郭清
受保护的技术使用者：浙江大学绍兴研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13