CN104810239B - 一种扩展电阻测试样品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种扩展电阻测试样品的制备方法，其在待测样品粘贴在承载装置上之前先将待检测样品装载到一个大小合适的载体上，然后将装载有待测样品的载体粘贴到承载装置上去研磨得到具有与半圆形斜面角度相同斜面的样品，这样即使样品非常小，也能保证粘贴成功，实现样品直边与承载装置斜面交线的严格对齐，并且避免了粘贴、研磨过程中样品的损坏，提高制样的成功率以及分析结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及扩展电阻测试样品的制备方法领域。
背景技术
扩展电阻探针（Spreading Resistance Probe，SRP）是半导体工艺中常用的监控和失效分析设备，它可以用于测量电阻率和载流子浓度，以确定注入扩展情况、结深状况。
扩散电阻探针的工作原理是：通过两根探针在磨出斜面的样品上接触，测出两探针间的电阻值；将该电阻值经过校准曲线转换为电阻率和载流子浓度；而将探针所处的位置，通过角度及距离换算，得到探针对应位置的深度值。综合以上数据，就可得到样品的电阻率或载流子浓度的深度分布曲线。
扩展电阻探针对样品制备要求比较高，样品制备时采用一种圆柱体承载装置，所述承载装置上部有两个用于粘贴样品的、与水平面具有固定角度α的半圆形斜面。样品粘贴到斜面后，对样品进行研磨处理，研磨时，承载装置背面平行于水平面，研磨后在样品上形成与半圆形斜面角度相同的斜面，之后将其固定到观测分析机台，在该斜面上进行分析。
扩展电阻探针的样品制备过程中，粘贴待检测样品10为至关重要的一步，必须要严格保证待检测样品10直边贴于承载装置11的斜面交线12上。而目前该步骤主要是靠纯手工来完成，对于尺寸较大的样品，粘贴样品比较容易，成功率也较高，但当样品非常小时（比如某种样品边长不到1mm），粘贴样品就变得相当困难，很难精确地达到要求，容易出现样品直边与斜面交线12不齐的情况（如图1所示），这就会导致最后的分析结果又很大的误差，影响了分析结果的准确性，失去了分析的意义。此外，如果样品太小，也加大了手工操作的难度，在粘贴以及研磨时也容易出现样品丢失和损坏等情况。
鉴于此，有必要设计一种新的方法以解决上述技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种扩展电阻测试样品的制备方法，用于解决现有扩展电阻探针样品制备技术中在粘贴样品时由于样品过小而导致的样品直边与斜面交线不齐以及粘贴、研磨过程中样品容易损坏的问题，提高制样的成功率以及分析结果的准确性。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种扩展电阻测试样品的制备方法，所述方法至少包括：
1)提供一承载装置，所述承载装置下部为圆柱体，上部为两个用于粘贴样品的、与水平面具有固定角度α的半圆形斜面；
2)截取一晶片作为待检测样品的载体，在该载体一端挖一个与载体侧边平行的凹槽；
3)在所述凹槽内涂上导电胶，将待检测样品放置于凹槽内；
4)在所述待检测样品表面涂覆石蜡，而后用玻璃片覆盖在石蜡及载体表面；
5)将步骤4）所得到的样品放入烤箱内烘烤；
6)取出所述样品，待样品冷却后将其放入丙酮溶液中浸泡，以去除所述石蜡和玻璃片；
7)将步骤6）所得到的样品粘贴到承载装置上部的半圆形斜面上，对所述样品进行研磨。
优选地，所述步骤2）中载体的宽度为4～6mm，长度为9～11mm。
可选地，所述步骤2）中制备凹槽的方法为激光束、电子束或聚焦离子束刻蚀。
可选地，所述步骤2）中凹槽的长度、宽度和深度分别大于或等于待检测样品的长度、宽度和厚度。
优选地，所述步骤2）中凹槽一侧与载体最近一端的距离d为0.5～1.5mm。
可选地，所述步骤4）中所涂覆石蜡的面积大于或等于待检测样品的面积。
优选地，所述步骤5）中烘烤温度为100～150℃，烘烤时间为15～25分钟。
优选地，所述步骤6）中样品在丙酮溶液中浸泡的时间以完全去除石蜡为宜。
优选地，所述步骤7）中粘贴样品时，保证样品中装载有待检测样品一端的侧边与承载装置上部半圆形斜面的交线相重合。
如上所述，本发明的扩展电阻测试样品的制备方法，具有以下有益效果：本发明中先将待检测样品装载到一个大小合适的载体上，然后将装载有待检测样品的载体粘贴到承载装置上去研磨得到具有与半圆形斜面角度相同斜面的样品，这样即使样品非常小，也能保证粘贴成功，实现样品直边与承载装置斜面交线的严格对齐，并且避免了粘贴、研磨过程中样品的损坏，提高制样的成功率以及分析结果的准确性。
附图说明
图1显示为现有技术中的扩展电阻测试样品的制备方法中粘贴样品时，样品直边与斜面交线不齐的示意图，其中右图为左图对应样品所在区域的放大图。
图2显示为本发明的扩展电阻测试样品的制备方法的流程图。
图3a-3c显示为本发明的扩展电阻测试样品的制备方法中使用的承载装置的结构示意图；其中图3a为所述承载装置21的俯视图，图3b为图3a沿AA’方向的截面图，图3c为所述承载装置21的侧视图。
图3d-3j显示为本发明的扩展电阻测试样品的制备方法在各步骤的结构示意图；其中图3g为图3h沿AA’方向的截面图。元件标号说明
10、20 待检测样品
11、21 承载装置
12、22 斜面交线
23 半圆形斜面
24 载体
25 凹槽
26 导电胶
27 石蜡
28 玻璃片
29 磨具
d 凹槽与载体最近一端的距离
α 半圆形斜面与水平面的角度、研磨后样品斜面与样品底边的角度
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2至图3j，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图2至图3j，本发明提供一种扩展电阻测试样品的制备方法，所述扩展电阻测试样品的制备方法至少包括以下步骤：
1）提供一承载装置21，所述承载装置21下部为圆柱体，上部为两个用于粘贴样品的、与水平面具有固定角度α的半圆形斜面23；
2）截取一晶片作为待检测样品20的载体，在该载体24一端挖一个与载体侧边平行的凹槽25；
3）在所述凹槽25内涂上导电胶26，将待检测样品20放置于凹槽25内；
4）在所述待检测样品20表面涂覆石蜡27，而后用玻璃片28覆盖在石蜡27及载体24表面；
5）将步骤4）所得到的样品放入烤箱内烘烤；
6）取出所述样品，待样品冷却后将其放入丙酮溶液中浸泡，以去除所述石蜡27和玻璃片28；
7）将步骤6）所得到的样品粘贴到承载装置21上部的半圆形斜面23上，对所述样品进行研磨。
在步骤1）中，请参阅图2的S1步骤及图3a至3c，提供一承载装置21，所述承载装置21下部为圆柱体，上部为两个用于粘贴样品的、与水平面具有固定角度α的半圆形斜面23。具体的，图3a为所述承载装置21的俯视图，图3b为图3a沿AA’方向的截面图，图3c为图3a沿BB’方向的侧视图。由图3a至3c可知，所述承载装置21的下部为圆柱体，上部为与水平面具有固定角度α的半圆形斜面23，所述两个半圆形斜面23与顶部中间相交于一条直线，即有共同的斜面交线22。所述承载装置21用于粘贴样品，粘贴样品时，一定要保证样品的侧边与斜面交线22完全重合。粘贴好样品后，所述粘贴有样品的承载装置将被固定在研磨固定装置上对样品进行研磨。
在步骤2）中，请参阅图2的S2步骤及图3d，截取一晶片作为待检测样品20的载体，在该载体24一端挖一个与载体侧边平行的凹槽25。
具体的，从一晶圆上截取一尺寸大小合适的晶片作为待测样品20的载体24，将所述载体24从晶圆上截取下来的方法可以是目前半导体行业中正在使用或未来可能使用的切割方法的任意一种，如FIB切割、刀具（如磨轮）切割等等。
具体的，截取的载体24的宽度为4～6mm，长度为9～11mm，优选地，本实施例中，载体24的尺寸为5mm*10mm。。
具体的，所挖凹槽25位于载体24的一端，凹槽25的各边与载体24对应各侧边平行。
具体的，制备所述凹槽25的方法为激光束、电子束或聚焦离子束中的一种；所述凹槽25的长度、宽度和深度分别大于或等于待检测样品20的长度、宽度和厚度，优选地，本实施例中凹槽25的长度、宽度和深度分别略大于待检测样品20的长度、宽度和厚度。
具体的，凹槽25一侧与载体24最近一端的距离d为0.5～1.5mm，优选地，凹槽25一侧与载体24最近一端的距离d为1mm。
在步骤3）中，请参阅图2的S3步骤及图3e，在所述凹槽25内涂上导电胶26，将待检测样品20放置于凹槽25内。所述导电胶26主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成，导电胶26刚涂覆到凹槽25内的时候为粘稠的液态。
具体的，将导电胶26尽量均匀地涂覆在凹槽25内部，将待检测样品20放置于凹槽25内以后，轻压待检测样品20，使其在凹槽25内放置的比较平整。
具体的，可以采用手工或机器在凹槽25内涂覆导电胶26。
在步骤4）中，请参阅图2的S4步骤及图3f，在所述待检测样品20表面涂覆石蜡27，而后用玻璃片28覆盖在石蜡27及载体24表面。
具体的，在待检测样品20表面涂覆石蜡27，即可以对待检测样品20起到保护作用，防止后续放置玻璃片28时对其造成损伤，又可以增加待检测样品20与玻璃片28的摩擦，防止玻璃片28滑落。
具体的，在待检测样品20表面涂覆的石蜡27的面积大于等于待检测样品20的面积。
在步骤5）中，请参阅图2的S5步骤，将步骤4）所得到的样品放入烤箱内烘烤。
具体的，将步骤4）所得到的的样品放入烤箱内烘烤的温度为100～150℃，优选地，本实施例中选用的烘烤温度为120℃；将步骤4）所得到的的样品放入烤箱内烘烤的时间为15～25分钟，优选地，本实施例中选用的烘烤时间为20分钟。
具体的，为了防止在将步骤4）所得到的样品放入烤箱或在烤箱中烘烤的过程中，玻璃片28发生滑落，可以将步骤4）所得到的样品使用夹子固定后再放入烤箱内烘烤。
在步骤6）中，请参阅图2的S6步骤，取出所述样品，待样品冷却后将其放入丙酮溶液中浸泡，以去除所述石蜡27和玻璃片28。
具体的，将样品从烤箱内取出后，待样品冷却至室温后再将其放入丙酮溶液中浸泡，以去除石蜡27和玻璃片28。
具体的，样品冷却的方式可以是目前半导体行业中正在使用或未来可能使用的冷却方法的任意一种，如将自然冷却、对样品吹冷风冷却等等。优选地，本实施例中样品冷却的方式为自然冷却。
具体的，样品在丙酮溶液中浸泡的时间以完全去除石蜡27为宜，为了更有效、更彻底地去除待检测样品20表面的石蜡27，优选地，所述使用的丙酮溶液为100%的丙酮溶剂。
在步骤7）中，请参阅图2的S7步骤及图3g和图3j，将步骤6）所得到的样品粘贴到承载装置21上部的半圆形斜面23上，对所述样品进行研磨。
具体的，图3g为将步骤6）所得到的样品粘贴到承载装置21上部的半圆形斜面23上的俯视图，图3h为图3g沿AA’方向的截面图。
具体的，粘贴样品时，将装载有待检测样品20的一端朝向半圆形斜面交线22的方向粘贴在半圆形斜面23上。同时，样品装载有待检测样品20一端的侧边应严格准确地紧紧贴于承载装置21上部的半圆形斜面交线22上。如果样品直边与斜面交线22不齐，就会导致最后的分析结果又很大的误差，影响了分析结果的准确性，失去了分析的意义。
具体的，图3i为对所述样品进行研磨的示意图，具体的，将粘贴有样品的承载装置固定在研磨固定装置（未示出）上，将所述研磨固定装置（未示出）放置于磨具29上，使得所述样品能以特定的角度同所述磨具29接触研磨。此时，所述承载装置21的粘贴有样品的斜面面向所述磨具29。另外，在研磨的整个过程中，要调节研磨固定装置（未示出）的高度和水平，使得承载装置21的背面始终平行于水平面。
研磨的过程中，样品上会被研磨出一个斜面，即在载体24和待检测样品20上研磨出一个斜面，研磨最终，形成的所述斜面与样品底边的角度为α，即在载体24和待检测样品20上形成于半圆形斜面23角度相同的斜面，如图3j所示。
综上所述，本发明的扩展电阻测试样品的制备方法，具有以下有益效果：本发明中先将待检测样品装载到一个大小合适的载体上，然后将装载有待检测样品的载体粘贴到承载装置上去研磨得到具有与半圆形斜面角度相同斜面的样品，这样即使样品非常小，也能保证粘贴成功，实现样品直边与承载装置斜面交线的严格对齐，并且避免了粘贴、研磨过程中样品的损坏，提高制样的成功率以及分析结果的准确性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)提供一承载装置，所述承载装置下部为圆柱体，上部为两个用于粘贴样品的、与水平面具有固定角度α的半圆形斜面；
2)截取一晶片作为待检测样品的载体，在该载体一端挖一个与载体侧边平行的凹槽；
3)在所述凹槽内涂上导电胶，将待检测样品放置于凹槽内；
4)在所述待检测样品表面涂覆石蜡，而后用玻璃片覆盖在石蜡及载体表面；
5)将步骤4)所得到的样品放入烤箱内烘烤；
6)取出所述样品，待样品冷却后将其放入丙酮溶液中浸泡，以去除所述石蜡和玻璃片；
7)将步骤6)所得到的样品粘贴到承载装置上部的半圆形斜面上，对步骤6)所得到的样品进行研磨。
2.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中载体的宽度为4～6mm，长度为9～11mm。
3.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中制备凹槽的方法为激光束、电子束或聚焦离子束刻蚀。
4.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中凹槽的长度、宽度和深度分别大于或等于待检测样品的长度、宽度和厚度。
5.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中凹槽一侧与载体最近一端的距离d为0.5～1.5mm。
6.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中所涂覆石蜡的面积大于或等于待检测样品的面积。
7.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中烘烤温度为100～150℃，烘烤时间为15～25分钟。
8.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤6)中样品在丙酮溶液中浸泡的时间以完全去除石蜡为宜。
9.根据权利要求1所述的扩展电阻测试样品的制备方法，其特征在于：所述步骤7)中粘贴样品时，保证样品中装载有待检测样品一端的侧边与承载装置上部半圆形斜面的交线相重合。
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- 2014-01-23 CN CN201410032756.4A patent/CN104810239B/zh active Active
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