专利名称:一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路领域，且特别涉及一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法。
背景技术：
原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM), 一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面结构信息。
在今日的电子业界，为了使产品运行的更快，更稳定，半导体集成电路的设计与生 产越来越往高集中化，高微细度进发。而以往所使用的半导体器件失效分析仪器却无法正确有效的测量微小的晶体管与其它构造物的电力参数。
原子力纳米探针(AFP)使用户能够对65到32纳米的晶体管与其它构造物，迅速进行电力参数的探测与识别。原子力纳米探针采用多个专用原子力显微镜测头，快速准确的定位失效晶体管并进行极近距终端接触。
现有原子力纳米探针测试金属层的方法是用反应离子定向刻蚀(RIE)让样品的金属层高出氧化层20 30nm，然后再进行测试。然而这种方法制备的样品，无法测试出准确的结果，原因如下
由于原子力纳米探针(AFP)对样品进行分析时需要接触成像，且测试时探针需与样品接触，但是铜或铝材质的金属线相对于钨的探针针尖十分软，故在接触成像时探针针尖会刮花金属层，测试时探针针尖会陷进金属层。而刮花金属层会导致金属线之间短接，测试时探针针尖陷进金属层会使测量数据没有重复性，测试结果不可靠。
发明内容
本发明提出一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法，有效地解决了原子力纳米探针(AFP)不容易通过金属层测试样品的难题。
为了达到上述目的，本发明提出一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法，包括下列步骤
将样品研磨到待测点金属层；
在所述研磨好的样品上均匀覆盖一层有机掩模层；
去除所述样品待测点金属层上的有机掩模层；
将高硬度导电材料覆盖到待测点金属层上；
使用有机溶剂去除所述样品上的有机掩模。
进一步的，该方法采用聚焦离子束去除待测点金属层上的有机掩模层。[0015]进一步的，所述高硬度导电材料为金、钴或者钨。
进一步的，该方法采用聚焦离子束或溅镀的方法将所述高硬度导电材料覆盖到待测点金属层上。
进一步的，所述有机掩膜层的厚度为50埃 500埃。
进一步的，该方法还包括在使用有机溶剂去除有机掩模后，在去离子水中轻磨所述样品。
进一步的，该方法在用有机溶剂去除所述有机掩膜时，所述样品覆盖有有机掩模
的一面朝下。
本发明提出一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法，用掩膜法在待测金属层上镀一层硬度更大的材料，使探针能与金属层稳定接触从而利于测试，本发明通过先在样品表面覆盖一层有机掩膜层，然后用聚焦离子束将需要镀其他材料的金属上面的有机掩膜层去除，最后将样品镀上一层硬度更大的材料，最后将样品放到有机溶剂中将有机掩膜层溶解，本发明有效地解决了原子力纳米探针(AFP)不容易通过金属层测试样品的难题。
图I所示为本发明较佳实施例的利用原子力纳米探针测试金属层的方法流程图。
图2 图6所示为本发明较佳实施例的利用原子力纳米探针测试金属层方法的结构示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
请参考图1，图I所示为本发明较佳实施例的利用原子力纳米探针测试金属层的方法流程图。本发明提出一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法，包括下列步骤
步骤SlOO :将样品研磨到待测点金属层；
步骤S200 :在所述研磨好的样品上均匀覆盖一层有机掩模层；
步骤S300 :去除所述样品待测点金属层上的有机掩模层；
步骤S400 :将高硬度导电材料覆盖到待测点金属层上；
步骤S500 :使用有机溶剂去除所述样品上的有机掩模。
再请参考图2 图6，图2 图6所示为本发明较佳实施例的利用原子力纳米探针测试金属层方法的结构示意图。
根据本发明较佳实施例，首先将样品研磨到待测点金属层，请参考图2，在本实施例中为露出氧化物衬底100上的铜金属层200。
再请参考图3，在所述研磨好的样品上均匀覆盖一层有机掩模层，在本实施例中为在上述结构上覆盖一层有机掩模层300，所述有机掩模层300的厚度为50埃 500埃。在覆盖有机掩膜层300时，膜厚不能少于50A同时也不易太厚，太薄镀其他导电材质时会将样品上所有金属层都短接，太厚在聚焦离子束(FIB)中无法看到下层的金属线不利于下一步的操作。
请参考图4，去除所述样品待测点金属层上的有机掩模层，在本实施例中，该方法采用聚焦离子束去除待测点金属层上的有机掩模层300，2.在用聚焦离子束(FIB)去除待测量点金属层上的有机掩模层300时，应尽量少地伤害到铜金属层200。
再请参考图5，将高硬度导电材料覆盖到待测点金属层上，在本实施例中为将高硬度导电材料400 (例如为金、钴或者钨等导电且硬度大的材料)均匀覆盖在所述结构上，该方法采用聚焦离子束或溅镀的方法将所述高硬度导电材料400覆盖到待测点金属层上。
请参考图6，使用有机溶剂去除所述样品上的有机掩模，在本实施例中为去除有机掩模300，剩下所述铜金属层200上的高硬度导电材料400，该方法在用有机溶剂去除所述有机掩膜300时，所述样品覆盖有有机掩模300的一面朝下，让导电材质尽量少落回样品表面。
进一步的，该方法还包括在使用有机溶剂去除有机掩模后，在去离子水中轻 磨所述样品。
综上所述，本发明提出一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法，用掩膜法在待测金属层上镀一层硬度更大的材料，使探针能与金属层稳定接触从而利于测试，本发明通过先在样品表面覆盖一层有机掩膜层，然后用聚焦离子束将需要镀其他材料的金属上面的有机掩膜层去除，最后将样品镀上一层硬度更大的材料，最后将样品放到有机溶剂中将有机掩膜层溶解，本发明有效地解决了原子力纳米探针(AFP)不容易通过金属层测试样品的难题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域：
中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求
书所界定者为准。
权利要求
1.一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法，其特征在于，包括下列步骤 将样品研磨到待测点金属层； 在所述研磨好的样品上均匀覆盖一层有机掩模层； 去除所述样品待测点金属层上的有机掩模层； 将高硬度导电材料覆盖到待测点金属层上； 使用有机溶剂去除所述样品上的有机掩模。
2.根据权利要求
I所述的利用原子力纳米探针测试金属层的方法，其特征在于，该方法采用聚焦离子束去除待测点金属层上的有机掩模层。
3.根据权利要求
I所述的利用原子力纳米探针测试金属层的方法，其特征在于，所述高硬度导电材料为金、钴或者钨。
4.根据权利要求
I所述的利用原子力纳米探针测试金属层的方法，其特征在于，该方法采用聚焦离子束或溅镀的方法将所述高硬度导电材料覆盖到待测点金属层上。
5.根据权利要求
I所述的利用原子力纳米探针测试金属层的方法，其特征在于，所述有机掩膜层的厚度为50埃 500埃。
6.根据权利要求
I所述的利用原子力纳米探针测试金属层的方法，其特征在于，该方法还包括在使用有机溶剂去除有机掩模后，在去离子水中轻磨所述样品。
7.根据权利要求
I所述的利用原子力纳米探针测试金属层的方法，其特征在于，该方法在用有机溶剂去除所述有机掩膜时，所述样品覆盖有有机掩模的一面朝下。
专利摘要
本发明提出一种利用原子力纳米探针测试金属层的方法，包括下列步骤将样品研磨到待测点金属层；在所述研磨好的样品上均匀覆盖一层有机掩模层；去除所述样品待测点金属层上的有机掩模层；将高硬度导电材料覆盖到待测点金属层上；使用有机溶剂去除所述样品上的有机掩模。本发明提出的利用原子力纳米探针测试金属层的方法，有效地解决了原子力纳米探针(AFP)不容易通过金属层测试样品的难题。
文档编号G01Q60/24GKCN102759638SQ201210264858
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月27日
发明者唐涌耀, 李剑 申请人:上海华力微电子有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan