微米，深寬比為2?10。所述TSV盲孔中填充有導(dǎo)電金屬如Cu、Al等，導(dǎo)電金屬與盲孔側(cè)壁之間包括絕緣層、擴(kuò)散阻擋層、種子層等，此為本領(lǐng)域的公知常識，此處不再贅述。由于TSV盲孔較深，其底部的阻擋層等很薄，比較脆弱，需要對TSV底部進(jìn)行失效分析，如通過TEM方式測量各層的厚度、觀察阻擋層是否連續(xù)，以產(chǎn)品確保滿足性能要求。
[0055]接著請參閱圖2或圖3，執(zhí)行步驟S2:將所述半導(dǎo)體樣品2正面朝上固定在一具有傾斜表面的基板3上。
[0056]具體的，所述傾斜表面可以為傾斜平面，也可以為傾斜弧面。所述半導(dǎo)體樣品2可通過粘接的方式固定在基板的傾斜表面上。圖2顯示為所述半導(dǎo)體樣品2固定在表面為傾斜弧面的基板3上的示意圖，圖3顯示為所述半導(dǎo)體樣品2固定在表面為傾斜平面的基板3上的示意圖。
[0057]具體的，對于傾斜平面，所述半導(dǎo)體樣品2固定在其上不會發(fā)生形變，所述傾斜平面的傾角優(yōu)選小于30°。對于傾斜弧面，可以為傾斜圓弧面、傾斜橢圓弧面、傾斜拋物線弧面或其它傾斜弧面。由于所述半導(dǎo)體樣品2固定在所述傾斜弧面上將發(fā)生彎曲形變，因此所述傾斜弧面上各點(diǎn)的曲率不能過大，否則固定于其上的半導(dǎo)體樣品2將因?yàn)閼?yīng)力過大而產(chǎn)生缺陷或被破壞。以傾斜圓弧面為例，所述傾斜圓弧面的彎曲角度優(yōu)選為小于10°，即整個傾斜圓弧面所對應(yīng)的圓心角應(yīng)小于10°。
[0058]然后請參閱圖5或圖6，執(zhí)行步驟S3:將所述基板3倒置固定在一磨盤4上方，并使所述半導(dǎo)體樣品2表面與所述磨盤4接觸。
[0059]其中，圖5顯示將圖3所示基板倒置固定在磨盤上方的示意圖，圖6顯示為將圖4所示基板倒置固定在磨盤上方的示意圖。
[0060]再執(zhí)行步驟S4:逐步提高所述磨盤4的旋轉(zhuǎn)速度直至旋轉(zhuǎn)速度均勻穩(wěn)定，對所述半導(dǎo)體樣品2表面進(jìn)行研磨；
[0061 ] 具體的，將所述半導(dǎo)體樣品2表面與所述磨盤4接觸并保持一定接觸壓力，使所述磨盤4對所述半導(dǎo)體樣品2表面進(jìn)行研磨。在研磨過程中，可保持基板3不動，并逐步上升磨盤。所述磨盤的旋轉(zhuǎn)速度均勻穩(wěn)定在2500?3500轉(zhuǎn)/分鐘。旋轉(zhuǎn)速度過高，研磨過程不易控制，很容易磨過；本實(shí)施例中優(yōu)選為在較慢的轉(zhuǎn)速(2500?3500轉(zhuǎn)/分鐘)下研磨，并添加研磨液，研磨過程更容易控制，并降低研磨損傷。
[0062]最后請參閱圖7至圖9，執(zhí)行步驟S5:根據(jù)預(yù)設(shè)時間間隔，在光學(xué)顯微鏡下觀察視野中相鄰兩個TSV盲孔的形貌，直到其中一個TSV盲孔在水平面上的投影面積大于另一個TSV盲孔在水平面上的投影面積，停止對所述半導(dǎo)體樣品的研磨，得到TEM樣品。
[0063]具體的，所述預(yù)設(shè)時間間隔為10?60秒，本實(shí)施例中優(yōu)選為30秒，即每研磨30秒將所述基板脫離磨盤，并在光學(xué)顯微鏡下觀察TSV盲孔的形貌。由于所述基板3表面傾斜，研磨面與所述TSV盲孔I的徑面呈現(xiàn)一定角度，對于所述基板2的表面的為傾斜平面的情況，所述研磨面與所述TSV盲孔I的徑面的夾角等于所述傾斜平面的傾角。
[0064]本實(shí)施例中所述基板2的表面以傾斜平面為例對本發(fā)明的TEM樣品的制備方法的原理進(jìn)行說明。如圖7所示，陰影部分為被磨掉的部分，其中，盲孔底部可以為圖7所示弧面,也可以為平面。當(dāng)研磨面到達(dá)其中一個TSV盲孔底部時，研磨面仍未到達(dá)與該TSV盲孔相鄰的另一個TSV盲孔底部，隨著研磨的繼續(xù)進(jìn)行，兩個TSV盲孔在水平面上的投影面積5開始出現(xiàn)差異，呈現(xiàn)一大一小。因此，當(dāng)在光學(xué)顯微鏡下觀察視野中相鄰兩個TSV盲孔的形貌出現(xiàn)一大一小時，如圖9所示，說明研磨面已經(jīng)到達(dá)其中一個TSV盲孔底部部分，即可以停止研磨，將研磨完成的半導(dǎo)體樣品與基板分離，完成TEM樣品的制備。
[0065]圖7中，X為TSV盲孔的直徑與相鄰兩個TSV盲孔之間的距離之和，Y可以定義為TEM分析的點(diǎn)相對于TSV盲孔底部的距離，Θ為斜面傾角。在已知X與Θ的情況下，可通過公式Y(jié)=X*tan Θ計算出TEM分析點(diǎn)與TSV盲孔底部之間的距離。進(jìn)行TEM分析時，可分別對兩個TSV盲孔進(jìn)行觀察，其中一個可以觀察盲孔底部的形貌，另一個可以觀察盲孔側(cè)壁形貌，從而對TSV盲孔底部部分有一個完整全面的分析。
[0066]本發(fā)明的TEM樣品的制備方法中，還可以通過設(shè)計具有不同傾角的斜面來改變Θ的大小，設(shè)計不同的TSV盲孔距離來改變X的大小，從而得到不同的Y，以滿足與TSV盲孔底部不同距離處的位置的分析需求。圖8顯示為通過調(diào)整斜面傾角或TSV盲孔間距來確定不同的TEM分析點(diǎn)的理論分析圖，如圖所示，TSV盲孔的直徑與相鄰兩個TSV盲孔之間的距離之和為Xl時，制備的TEM樣品可以觀察到的TEM分析的點(diǎn)相對于TSV盲孔底部的距離為Yl,當(dāng)TSV盲孔的直徑與相鄰兩個TSV盲孔之間的距離之和為X2時，制備的TEM樣品可以觀察到的TEM分析的點(diǎn)相對于TSV盲孔底部的距離為Y2。
[0067]對于所述基板2的表面為傾斜弧面的情況，其理論分析與基板表面為傾斜平面的情況類似，此處不再贅述。
[0068]請參閱圖10，顯示為通過本發(fā)明的TEM樣品的制備方法制作出的一個TEM樣品的TEM照片，可以清晰看到TSV盲孔中導(dǎo)電金屬、阻擋層、絕緣層等的形貌。
[0069]綜上所述，本發(fā)明的TEM樣品的制備方法通過將半導(dǎo)體樣品固定在具有傾斜表面的基板上，當(dāng)研磨到接近TSV盲孔底部時，由于具有傾斜角度，相鄰兩個TSV盲孔的研磨表面的面積大小將會有所差異，當(dāng)在光學(xué)顯微鏡下觀察到一大一小兩個TSV盲孔表面形貌時即可確定已經(jīng)到達(dá)要分析的位置，完成TEM樣品的制備。本發(fā)明的TEM樣品的制備方法通過相鄰TSV盲孔互相作為參照物而精確定位所要TEM分析的位置，方法簡單有效，并可以設(shè)計不同角度的斜面、不同距離的TSV盲孔，得到與TSV底部不同距離的TEM分析點(diǎn)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0070]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述TEM樣品的制備方法至少包括以下步驟: 51:提供一包括若干TSV盲孔的晶圓片,在光學(xué)顯微鏡下找到至少兩個TSV盲孔并作標(biāo)記，劃片得到包含該至少兩個TSV盲孔的半導(dǎo)體樣品； 52:將所述半導(dǎo)體樣品正面朝上固定在一具有傾斜表面的基板上； 53:將所述基板倒置固定在一磨盤上方，并使所述半導(dǎo)體樣品表面與所述磨盤接觸； 54:逐步提高所述磨盤的旋轉(zhuǎn)速度直至旋轉(zhuǎn)速度均勻穩(wěn)定，對所述半導(dǎo)體樣品表面進(jìn)行研磨； 55:根據(jù)預(yù)設(shè)時間間隔，在光學(xué)顯微鏡下觀察視野中相鄰兩個TSV盲孔的形貌，直到其中一個TSV盲孔在水平面上的投影面積大于另一個TSV盲孔在水平面上的投影面積，停止對所述半導(dǎo)體樣品的研磨，得到TEM樣品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述傾斜表面為傾斜平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述傾斜平面的傾角小于 30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述傾斜表面為傾斜弧面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述傾斜弧面為傾斜圓弧面、傾斜橢圓弧面或傾斜拋物線弧面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述傾斜圓弧面的彎曲角度小于10°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述相鄰兩個TSV盲孔之間的距離為50?100微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述TSV盲孔的直徑為5?15微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:于所述步驟S4中，所述磨盤的旋轉(zhuǎn)速度均勻穩(wěn)定在2500?3500轉(zhuǎn)/分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TEM樣品的制備方法，其特征在于:所述預(yù)設(shè)時間間隔為10?60秒。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種TEM樣品的制備方法，包括以下步驟：S1：提供一包括若干TSV盲孔的晶圓片，在光學(xué)顯微鏡下找到至少兩個TSV盲孔并作標(biāo)記，劃片得到包含該至少兩個TSV盲孔的半導(dǎo)體樣品；S2：將所述半導(dǎo)體樣品正面朝上固定在一具有傾斜表面的基板上；S3：將所述基板倒置固定在一磨盤上方，并使所述半導(dǎo)體樣品表面與所述磨盤接觸；S4：逐步提高所述磨盤的旋轉(zhuǎn)速度直至旋轉(zhuǎn)速度均勻穩(wěn)定，對所述半導(dǎo)體樣品表面進(jìn)行研磨；S5：根據(jù)預(yù)設(shè)時間間隔，在光學(xué)顯微鏡下觀察視野中相鄰兩個TSV盲孔的形貌，直到其中一個TSV盲孔在水平面上的投影面積大于另一個，停止對所述半導(dǎo)體樣品的研磨，得到TEM樣品。本發(fā)明能夠精確控制和確定所要分析的位置，方法簡單有效。
【IPC分類】G01N1-28
【公開號】CN104792584
【申請?zhí)枴緾N201410023148
【發(fā)明人】李新, 戚德奎, 陳政, 張海芳, 陳曉軍, 李進(jìn)
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年1月17日