[发明专利]一种提高芯片平整度的去层方法

说明书

本发明提供一种提高芯片平整度的去层方法，提供用于失效分析的芯片并确定失效分析的目标区域及失效分析的层；手动研磨目标区域，并研磨至目标区域出现梯度为止；在目标区域的所述梯度位置处填充Pt介质以平整研磨表面；对填充Pt介质后的目标区域继续手动研磨，若研磨至去除了失效分析的层以上的全部金属层时还未出现梯度，则研磨停止在失效分析的层上表面的介质层上；若研磨再次出现梯度则再次填充Pt介质直至将失效分析的层研磨出为止。本发明通过在研磨时出现梯度处填充一层介质，防止研磨梯度进一步增加，同时避免化学试剂腐蚀下层金属，大大提高样品的去层平整度，从而提高失效分析的效率和成功率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种提高芯片平整度的去层方法。

背景技术

在集成电路失效分析过程中，通过一些专业的定位方法，将失效点锁定在一个相对较小的区域内，然后在这个区域进行逐层剥离，观察分析，直到找到问题点。目前芯片去层主要采用研磨的方法，研磨去层是失效分析工作的基础也是重点，而研磨的平整度将直接影响后续的观察分析。

手动研磨是样品去层最常用的手段，但由于样品不同区域的pattern形状、大小、疏密程度以及材质不同，导致手动研磨过程中研磨速率不一致，样品表面高度出现梯度，难以保证样品的平整性。如果失效点位于该区域，将对我们的分析造成很大的挑战。如图1，图1显示为现有技术中芯片研磨不均匀出现分层的光学显微镜图像。在材质疏松的区域研磨较快，出现很大的梯度，在OM(光学显微镜)图像中表现为干涉条纹分层。

现有技术中解决方法为，研磨到金属当层，利用化学试剂将金属去掉，以此研磨到目标层次，但是不同区域pattern形状、结构疏密程度及材质不同，导致研磨速率有差异，产生研磨梯度；或者利用热熔胶填充辅助研磨，该方法适合芯片边缘研磨不平整样品。在研磨过程中，在研磨速率较快的地方涂覆一层热熔胶，辅助研磨，但热熔胶是一个宏观的填充方法，涂覆厚度很难把握，如果目标结构在芯片内部，无法精确填充至目标区域；还有一种是RIE逐层刻蚀，此方法较为耗时，且在样品层次厚度不明的情况下无法设置具体参数。

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提高芯片平整度的去层方法，用于解决现有技术中半导体失效分析的样品去层时，由于芯片材质、图形形状等引起样品表面研磨不平整的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种提高芯片平整度的去层方法，该方法至少包括以下步骤：

步骤一、提供用于失效分析的芯片并确定失效分析的目标区域以及所述目标区域中失效分析的层，所述芯片表面以下依次包括第七至第一金属层，并且所述第七至第一金属层中的相邻两层之间分别填充有介质层；

步骤二、对所述目标区域进行手动研磨，并且研磨至所述目标区域有梯度出现为止；所述目标区域出现梯度时，该目标区域的所述失效分析的层以上还保留有至少一层金属层未被去除；

步骤三、在所述目标区域的所述梯度位置处填充Pt介质以平整研磨表面；

步骤四、对填充Pt介质后的所述目标区域继续手动研磨，若研磨至去除了所述失效分析的层以上的全部金属层时还未出现梯度，则研磨停止在所述失效分析的层上表面的所述介质层上；若研磨再次出现梯度则重复步骤三直至将失效分析的层研磨出为止。

优选地，步骤一中的所述失效分析的目标区域位于所述芯片的切割道旁边的测试结构区域，并且靠近所述测试结构的边缘。

优选地，步骤一中的所述失效分析的层为第一金属层。

优选地，步骤二中所述目标区域出现梯度时，该目标区域的所述失效分析的层以上还保留有所述第二金属层未被去除。

优选地，步骤三中利用聚焦离子束在所述目标区域的所述梯度位置处填充Pt介质。