本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)及檢測、分析領(lǐng)域，特別是涉及器件金屬橫截面的觀察和測量。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)制造的很多環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行工藝的確認(rèn)或失效分析。在檢測器件通常都需要進(jìn)行各層金屬橫截面觀察和厚度測量。因此，常用到的觀察和測量方式包括光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）。但是隨著器件尺寸的減小，直接裂片后再用光學(xué)顯微鏡觀察和測量的方法現(xiàn)如今已無法滿足人們的觀察和測量要求。
采用直接裂片（包括精密裂片）結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察和測量的方法，雖然簡單易操作，但是各種裂片方法即使足夠精密，仍然無法解決裂片過程中金屬斷裂不整齊嚴(yán)重影響觀察和厚度量測準(zhǔn)確度的問題。采用聚焦離子束（FIB）制備橫截面樣品的方法雖然效果好，但聚焦離子束設(shè)備昂貴，委托有該設(shè)備的公司或機(jī)構(gòu)去測量收費(fèi)高、周期長。
采用樹脂冷鑲嵌加機(jī)械研磨拋光技術(shù)制備樣品的成本較低，且隨著樹脂技術(shù)的發(fā)展，其硬化時間已大大縮短，最快的樹脂硬化時間已小于一個小時；另一方面，自動化的發(fā)展普及已使得很多研磨拋光設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動化，樣品研磨拋光的時間成本、人力成本和設(shè)備成本大大降低。綜上所述，樹脂冷鑲嵌加機(jī)械研磨拋光已經(jīng)成為制備橫截面樣品的最優(yōu)選擇之一。
然而，由于需要檢測器件金屬情況，金屬與器件中的其他材料以及樹脂的硬度差異較大，且金屬具有良好的延展性，這使得機(jī)械研磨拋光后觀察到的金屬層形貌和厚度并非器件中的真實(shí)情況。采用等離子刻蝕機(jī)刻蝕，也容易使器件樣品中的金屬發(fā)生變形。而采用化學(xué)腐蝕的方法可以較好地對表面變形的金屬進(jìn)行一定程度的刻蝕同時由于對不同金屬腐蝕程度的不同,可準(zhǔn)確分解多層金屬層次和各自厚度。但使用常用的王水等金屬刻蝕液時操作危險性較大。因此，使用較為溫和且毒害性小的金屬腐蝕液進(jìn)行化學(xué)腐蝕具有非常重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種方法，能夠高效、低成本、較安全地制備半導(dǎo)體集成電路器件的金屬橫截面樣品，進(jìn)而完成其工藝確認(rèn)、質(zhì)量檢測和失效分析等工作。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：將經(jīng)過了金屬工藝的半導(dǎo)體集成電路器件，采用樹脂鑲嵌和機(jī)械研磨拋光后，用一定濃度的金屬腐蝕液腐蝕已拋光的表面，再用清水沖洗干凈并吹干，即得到可在光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡下觀察并準(zhǔn)確測量各層金屬厚度的樣品。
優(yōu)選地，所述金屬工藝包括電鍍、蒸鍍和磁控濺射，所述金屬包括金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）。
優(yōu)選地，所述金屬腐蝕液包括但不限于碘-碘化鉀溶液。在碘-碘化鉀溶液中：碘1至13克，碘化鉀5至35克，水15至100克，且摩爾濃度之比I2：I-≤0.5。
優(yōu)選地，所述樹脂鑲嵌和機(jī)械研磨拋光的方法用于消除樣品表面的劃痕，且保證其在光學(xué)顯微鏡下不會顯示出劃痕，并且使感興趣區(qū)暴露于樣品表面，其感興趣區(qū)主要包括需觀察的背孔、空氣橋、缺陷。
優(yōu)選地，所述化學(xué)腐蝕時間為15至90秒，用于修正由于機(jī)械研磨拋光造成橫截面變形的問題以利觀察并準(zhǔn)確測量金屬厚度。
優(yōu)選地，所述對金屬的化學(xué)腐蝕對不同金屬腐蝕程度的不同,也可準(zhǔn)確分解多層金屬層次（常見的如Ti/Pt/Au等）和各自厚度。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
將經(jīng)過了金屬工藝的半導(dǎo)體集成電路器件，經(jīng)過樹脂鑲嵌和機(jī)械研磨拋光后，用一定濃度的金屬腐蝕液腐蝕已拋光的表面來修正橫截面形變，并對多層金屬層次進(jìn)行分解，再用清水沖洗干凈并吹干，得到可在光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡下觀察并準(zhǔn)確測量各層金屬厚度的樣品，
其中，所述的多層金屬包括了金、銀、銅以及其他的一些延展性比較好的金屬，半導(dǎo)體器件所經(jīng)過的金屬工藝包含但不限于使用電鍍、蒸鍍和磁控濺射技術(shù)；所述金屬腐蝕需將金屬腐蝕液滴在研磨拋光后的樣品表面，或?qū)⒀心伖夂蟮臉悠繁砻娼诮饘俑g液中；所述對金屬的化學(xué)腐蝕對不同金屬腐蝕程度的不同,也可準(zhǔn)確分解多層金屬層次和各自厚度，其常見的多層次金屬包括i/Pt/Au多層金屬。
下面以一個具體的實(shí)施例為例：
從晶圓上切下以感興趣區(qū)為中心的1至2平方厘米的樣品，將其用金相切片固定夾垂直固定。稱取10至20克環(huán)氧樹脂，并按與該樹脂型號匹配的5:1比例稱取適量硬化劑，二者混合后用攪拌棒攪拌約2分鐘至混合均勻。將混合均勻的樹脂置于干燥器中，開啟真空閥門，抽真空5分鐘。在抽真空的同時，在清洗干凈的模具內(nèi)壁涂覆一層脫模劑。待脫模劑變干后，將垂直固定的樣品置于模具中央。取出樹脂小心地倒入模具中。常壓靜置，待樹脂完全固化后從模具中取出樣品。用自動磨拋機(jī)在1200目的碳化硅砂紙上研磨，當(dāng)觀察到已磨到通孔位置時停止。換下砂紙，依次用9μm、5μm、3μm和1μm的金屬剛石拋光劑拋光各磨拋約5到10分鐘。取約5毫升事先配制好的碘-碘化鉀溶液（碘1克，碘化鉀8克，水100克）于100毫升的小燒杯中。將清洗干凈的樣品拋光面朝下置于盛碘-碘化鉀的小燒杯中，靜置30至45秒，取出樣品后用清水沖洗干凈。用干燥壓縮空氣吹干樣品，得到的樣品可在掃描電子顯微鏡下清晰地觀察各層金屬的橫截面形貌，并準(zhǔn)確測量其厚度。
通過上述方式，本發(fā)明采用的一種制備半導(dǎo)體集成電路器件技術(shù)橫截面樣品的方法可在光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡下準(zhǔn)確地測量各層金屬的厚度。本發(fā)明具有成本低、周期短、易操作、無毒害的特點(diǎn)。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。