[发明专利]微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，特别是涉及一种微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法。

背景技术

晶圆代工厂监控在线工艺的方法之一是利用扫描电子显微镜（SEM）观察并测量器件特定结构的剖面形貌。而目前在晶圆代工厂的故障分析（FA）实验室，扫描电镜剖面形貌样品的制备方法主要有手工裂片、MC600定位裂片、抛光及聚焦离子束（FIB）切片等方法。因普通集成电路的制程都是在硅衬底上制造器件然后在表面连接互联线，属于比较整体、稳定的结构，因此上述方法能满足剖面形貌分析的要求。

但随着微机电系统（MEMS）器件的出现，现有的剖面形貌分析样品的制备方法已经不能满足要求。例如，某些MEMS器件结构在硅衬底上腐蚀出很深的槽（通常达几十微米）并在底部横向通透腐蚀形成悬浮的梳齿结构，如图1、图2所示，包括衬底10、氧化层20以及绝缘体上硅（SOI）结构30。这种结构无法通过传统的裂片及FIB切片实现。而传统的抛光方法也会损坏此类悬浮结构。

目前一种传统的解决方案是利用化学气相淀积（CVD）设备在圆片表面淀积一层保护膜如SiO₂/SiN等，然后采用裂片的方法制备剖面形貌分析样品。但采用该方法必须满足两个前提条件：1，衬底晶向必须是<100>，否则裂片方向不与所需监控图形垂直；2，梳齿结构交叉部分必须足够多（即镂空结构不能过多），才可能避免裂片时因结构坍塌导致形貌变形。图3是一种非悬空的梳齿结构MEMS器件采用传统CVD淀积保护膜方法制备并裂片后形成的剖面形貌分析样品在显微镜下的照片，可以看到即使对于底部未腐蚀镂空的梳齿结构MEMS器件，裂片时已经会存在结构变形现象，则对于具悬浮的梳齿结构的MEMS器件，采用CVD淀积保护膜的方案就更容易出现裂片时结构坍塌的情况了。另外，该方法还存在成本较高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统的CVD淀积保护膜制备MEMS器件的剖面形貌分析样品方法成本高、泛用性差的问题，提供一种微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法。

一种微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法，包括下列步骤：将待分析样品切片得到样片，所述样片的一个样片的第一侧面靠近待观察的剖面；将透明的塑料粉用专用固化剂调成糊状，并涂抹在所述样片的上表面；准备一透明片，将所述透明片压平在所述样片涂抹有糊状塑料粉的一面上；待所述糊状塑料粉固化；对所述样片的第一侧面进行抛光，直至磨至待观察的剖面。

在其中一个实施例中，所述透明的塑料粉为亚克力粉。

在其中一个实施例中，所述待所述糊状塑料粉固化是放置10分钟。

在其中一个实施例中，所述对所述样片的第一侧面进行抛光，直至磨至待观察的剖面的步骤是依次用由粗到细的抛光砂纸磨至所述待观察的剖面，再通过绒布或抛光液对所述待观察的剖面进行抛光。

在其中一个实施例中，所述抛光砂纸中最粗的粗糙度为9微米，最细的粗糙度为0.1微米。

在其中一个实施例中，所述通过绒布或抛光液对所述待观察的剖面进行抛光的抛光时间为30秒。

在其中一个实施例中，所述透明片为玻璃片。

在其中一个实施例中，所述透明片的大小与所述样片涂抹糊状塑料粉的一面相匹配，能够正好将所述样片涂抹有糊状塑料粉的一面完全覆盖。

适用于衬底为任意晶向的器件，且无需采用价格昂贵的CVD设备，相对于传统采用CVD淀积保护膜的方法，能够节约成本。

附图说明

图1是一种具悬浮的梳齿结构的MEMS器件表面的俯视示意图；

图2是一种具悬浮的梳齿结构的MEMS器件的剖视示意图；

图3是一种非悬空的梳齿结构MEMS器件采用传统CVD淀积保护膜方法制备并裂片后形成的剖面形貌分析样品在显微镜下的照片；

图4是一实施例中微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法的流程图；

图5是一实施例中样片上表面的俯视图；

图6是一实施例中采用微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法打磨样片至沿图5所示A-A线的剖面的示意图；

图7是采用本发明微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法制得的样品剖面在光学显微镜下的照片；

图8是采用本发明微机电系统器件剖面形貌分析样品的制备方法制得的样品剖面在扫描电子显微镜下的照片。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。