半导体截面样品的预处理方法及结构检测方法与流程

本发明涉及半导体，具体而言，涉及一种半导体截面样品的预处理方法及结构检测方法。

背景技术：

1、在半导体失效分析中，硅衬底截面结构的分析一直是很重要的部分，随着半导体研发和制造工艺的更新迭代，光学显微镜的分辨率已经无法满足要求，需要分辨率更高的扫描电子显微镜（scanning electron microscope，sem）对其截面结构及形貌进行观察。然而，扫描电子显微镜检测样品时，对样品的导电性有一定的要求，若样品导电性差或不导电，在用扫描电镜观察和成像时，容易产生荷电效应，严重影响图像质量。

2、相关技术中，减少荷电效应的方法一般是在非导电样品表面蒸镀一层导电膜，如金、银、铂等金属膜或者碳膜，以提高非导电性样品表面的导电性。但是导电膜会掩盖样品表面的真实形貌细节，并减小了一些样品本身的衬度，使得sem成像不能反映出样品的真实形貌、膜层等结构信息，尤其是对于一些纳米尺寸、膜层成分和原子序数较为接近的样品，镀膜的影响更大，成像时无法分清样品的膜层结构，使得成像效果无法满足检测需求，降低了硅衬底截面结构的检测准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体截面样品的预处理方法及结构检测方法，以改善相关技术中扫描电镜检测样品存在的检测准确性差的技术问题。

2、本发明提供的半导体截面样品的预处理方法，包括：

3、刻蚀步，利用刻蚀液对半导体截面样品的待测截面进行刻蚀；其中，所述待测截面中任意相邻两个膜层的材料不同，所述刻蚀液对任意相邻的两个所述膜层的刻蚀速度不同。

4、优选地，作为一种可实施方式，所述刻蚀步，包括：

5、将所述待测截面浸没于所述刻蚀液，并在浸没时长达到第一预设时长后，将所述待测截面从所述刻蚀液中移出；

6、当所述待测截面从所述刻蚀液中移出后的等待时长达到第二预设时长后，清除所述半导体截面样品上残留的所述刻蚀液。

7、作为一种可实施方式，所述清除所述半导体截面样品上残留的所述刻蚀液，包括：

8、采用超纯水对所述半导体截面样品进行冲洗；

9、采用惰性气体对所述半导体截面样品进行吹干。

10、作为一种可实施方式，在所述刻蚀步之后，所述方法还包括：

11、在所述半导体截面样品的表面制备导电膜。

12、优选地，作为一种可实施方式，所述刻蚀液为酸溶液。

13、作为一种可实施方式，所述膜层包括sion膜层、ox膜层、sin膜层和si膜层，所述刻蚀液为hf溶液。

14、优选地，作为一种可实施方式，所述hf溶液的质量浓度为4~5%；

15、和/或，所述第一预设时长为3~5s，所述第二预设时长为8~15s。

16、作为一种可实施方式，所述膜层包括c膜层、sion膜层、ox膜层、sin膜层和si膜层，所述刻蚀液为boe溶液。

17、优选地，作为一种可实施方式，所述boe溶液中hf的质量浓度为1.0~1.8%，nh4f的质量浓度为32~40%；

18、和/或，所述第一预设时长为2~5s，所述第二预设时长为5~10s。

19、本发明提供的半导体截面样品的结构检测方法，利用扫描电子显微镜，对经上述任一项实施方式所述的预处理方法处理后的半导体截面样品进行检测。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

21、本发明针对半导体截面样品的待测截面中的膜层结构，选用合适的刻蚀液，对待测截面中各膜层进行刻蚀，以使待测截面中任意相邻两个材料不同的膜层被刻蚀的速度不同，从而，在待测截面中任意相邻两个膜层结构处会形成不同深度的沟槽，使刻蚀后的待测截面中任意相邻两个膜层结构间形成高度差，有利于增大样品本身的衬度，如此，在后续检测时，可提高成像效果，能够很好地反映出待测截面的真实形貌、膜层等结构信息，满足检测需求，可提高检测准确性。

1.一种半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，所述刻蚀步，包括：

3.根据权利要求2所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，所述清除所述半导体截面样品上残留的所述刻蚀液，包括：

4.根据权利要求1所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，在所述刻蚀步之后，所述方法还包括：

5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，所述刻蚀液为酸溶液。

6.根据权利要求2-4任一项所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，所述膜层包括sion膜层、ox膜层、sin膜层和si膜层，所述刻蚀液为hf溶液。

7.根据权利要求6所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，所述hf溶液的质量浓度为4~5%；

8.根据权利要求2-4任一项所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，所述膜层包括c膜层、sion膜层、ox膜层、sin膜层和si膜层，所述刻蚀液为boe溶液。

9.根据权利要求8所述的半导体截面样品的预处理方法，其特征在于，所述boe溶液中hf的质量浓度为1.0~1.8%，nh4f的质量浓度为32~40%；

10.一种半导体截面样品的结构检测方法，其特征在于，利用扫描电子显微镜，对经权利要求1-9任一项所述的预处理方法处理后的半导体截面样品进行检测。