[发明专利]防止钨栓塞腐蚀的半导体特性分析方法

说明书

本发明公开了一种防止钨栓塞腐蚀的半导体特性分析方法，属于半导体技术领域。所述方法包括：在晶圆上截取待分析样品，并调配预设浓度的研磨液；去除待分析样品的钝化层及金属叠层至呈现第一金属层；使用调配的预设浓度的研磨液配合抛光盘预定的转速去除第一金属层至呈现钨栓塞层；对呈现钨栓塞层的样品进行特性分析。本发明中，通过调配预设浓度且安全环保的研磨液，并配合抛光盘一定的转速来去除待分析样品的第一金属层，有效地抑制了钨栓塞的电化学反应，进而确保了钨栓塞的完好，使得在钨栓塞层能够进行完整的器件标定，避免了因为样品的处理问题而造成特性分析的误判。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种防止钨栓塞腐蚀的半导体特性分析方法。

背景技术

随着集成电路技术的发展，集成化程度越来越高，所需要的集成电路制造技术也越来越精密，其主要体现在器件尺寸越来越细小，并且更小的器件尺寸意味着更高阶的技术。一般情况下集成电路芯片都包括大量重复结构的密集区和特殊功能的非重复结构的空旷区。无论是高阶技术产品(65nm及以上)还是低阶技术产品(65nm以下)，特性分析都是集成电路生产过程中不可缺少的一个步骤，而在特性分析的方法中，失效分析(其是可靠性工程中研究产品失效现象的特征和规律、分析失效产生的原因并提出相应对策的一种系统分析方法)占据重要位置。在失效分析过程中不可避免的会涉及到研磨去层分析，即将样品置于抛光盘上以适当的手指压力和抛光盘转速并配合研磨液一直磨到可疑的缺陷层，然后再对缺陷层进行观察分析；其中，在去层分析过程中，所使用的研磨液一般为弱碱性，并且抛光盘的转速大约在300转/分钟以达到快速研磨的目的。

然而，由于常规用的研磨液为碱性，在研磨到钨栓塞(CT)层时，由于钨的电化学反应，钨可能会被腐蚀，从而导致钨栓塞形成空洞，而影响后续的芯片失效分析判断。具体地，对于低阶技术产品，其密集区和空旷区的研磨差异不大，当研磨到钨栓塞(CT)层时，钨栓塞能够完好的保留，不会对后续的分析造成困难；但是，对于高阶技术产品，其密集区的钨栓塞在高转速下会被明显腐蚀，因而会为后续的分析带来困难，因此，对于高阶技术产品的密集区，可以通过低转速以克服钨栓塞被腐蚀；但是，对于空旷区的钨栓塞，即使采用20转/分钟以内的低转速，钨栓塞的腐蚀仍然不能避免，使得后续的钨栓塞轮廓分析和器件的量测均无法正常进行。拥有高集成度和高存储量的三维存储器，位于高阶技术产品的行列，因而同样面临上述失效分析中，钨栓塞被腐蚀的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种防止钨栓塞腐蚀的半导体特性分析方法，包括：

在晶圆上截取待分析样品，并调配预设浓度的研磨液；

去除待分析样品的钝化层及金属叠层至呈现第一金属层；

使用所述预设浓度的研磨液配合抛光盘预定的转速去除所述第一金属层至呈现钨栓塞层；

对呈现所述钨栓塞层的样品进行特性分析。

可选地，所述在晶圆上截取待分析样品之后，还包括：在所述晶圆上与所述待分析样品对应的目标地址附近进行标记。

可选地，使用质量浓度为5％的柠檬酸或者醋酸与传统碱性研磨液按照体积比为1：1的比例进行均匀混合，得到pH为2～3的混合研磨液。

可选地，使用反应离子刻蚀机去除待分析样品的钝化层。

可选地，采用传统碱性研磨液和抛光盘300转/分钟的转速去除金属叠层；或者，采用调配的所述预设浓度的研磨液和抛光盘300转/分钟的转速去除金属叠层。

可选地，使用所述预设浓度的研磨液配合抛光盘50转/分钟的转速去除所述第一金属层至呈现钨栓塞层。

可选地，采用扫描电子显微镜，或者纳米测量机台，或者透射电镜对呈现所述钨栓塞层的样品进行特性分析。

本发明的优点在于：