一种硅通孔截面样品及其制作方法技术

本申请涉及半导体领域，公开了一种硅通孔截面样品制作方法，包括：利用离子研磨仪研磨预制样品的第一表面，并确定离子研磨仪对预制样品的研磨速率；预制样品包括硅通孔；根据硅通孔距离研磨后第一表面的距离和研磨速率，确定目标研磨时间；按照研磨速率及目标研磨时间研磨研磨后第一表面，得到硅通孔截面样品。本申请通过离子研磨仪研磨预制样品，通过牺牲部分样品确定离子研磨仪对预制样品的研磨速率，并确定出再次研磨所需时间，实现截面样品的高精度定位，并且可以提升制作速率。离子研磨仪还可以降低研磨表面的损伤，提高硅通孔截面样品的成功率，同时还适用于高深宽比的小孔径硅通孔截面样品的制备，得到大面积的截面样品。得到大面积的截面样品。得到大面积的截面样品。

【技术实现步骤摘要】
一种硅通孔截面样品及其制作方法


[0001]本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种硅通孔截面样品及其制作方法。

技术介绍

[0002]硅通孔(Through Silicon Via，TSV)技术是三维集成电路中堆叠芯片实现互连的一种新的技术解决方案，能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片之间的互连线最短、外形尺寸最小，可以有效地实现3D芯片层叠，制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的芯片。
[0003]为了观察硅通孔结构，需要制作出硅通孔截面样品。目前硅通孔截面样品的制作方式主要有三种，分别为使用抛光机手动研磨制样、等离子体聚焦离子束切割制样、以及使用自动裂片机制样。手动研磨制样时受研磨手法影响，研磨速率不可控，且研磨精度低，而不同位置研磨速率不同则会造成表面倾斜度大的问题，待观察结构不能完整暴露，影响观察。等离子体聚焦离子束切割制样时使用氙离子轰击样品，制备出的样品会有明显的帘幕效应，并且由于再沉积现象，样品截面底部位置会被遮挡，无法得到完整的大截面照片。由于自动裂片机的最大对位精度在5μm，受限于对位精度，使用自动裂片机制样时制样成功率比较低。
[0004]因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种硅通孔截面样品及其制作方法，以提升制作效率和成功率，同时实现高精度、大面积截面制样。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种硅通孔截面样品制作方法，包括：
[0007]利用离子研磨仪研磨预制样品的第一表面，并确定所述离子研磨仪对所述预制样品的研磨速率；其中，所述预制样品包括硅通孔；
[0008]根据所述硅通孔距离研磨后第一表面的距离和所述研磨速率，确定目标研磨时间；
[0009]按照所述研磨速率及所述目标研磨时间研磨所述研磨后第一表面，得到硅通孔截面样品。
[0010]可选的，利用离子研磨仪研磨预制样品的表面之前，还包括：
[0011]将所述预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台，所述硅通孔位于所述样品台中央；其中，所述预制样品的第二表面与所述样品台接触，所述第二表面与所述第一表面相背；
[0012]按照所述研磨速率及所述目标研磨时间研磨所述研磨后第一表面之前，还包括：
[0013]将研磨后预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台，所述硅通孔位于所述样品台中央；其中，所述研磨后预制样品的第二表面与所述样品台接触。
[0014]可选的，将所述预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台包括：
[0015]将所述预制样品的第二表面与所述样品台粘接，固定所述预制样品；
[0016]将研磨后预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台包括：
[0017]将所述研磨后预制样品的第二表面与所述样品台粘接，固定所述研磨后预制样品。
[0018]可选的，将所述预制样品的第二表面与所述样品台粘接之后，还包括：
[0019]将所述预制样品的第三表面和/或第四表面与所述样品台粘接；其中，所述第三表面、所述第四表面分别为与所述第一表面连接的侧面；
[0020]将所述研磨后预制样品的第二表面与所述样品台粘接之后，还包括：
[0021]将所述研磨后预制样品的第三表面和/或第四表面与所述样品台粘接。
[0022]可选的，所述第一表面与所述硅通孔的距离范围为10～15μm，包括端点值。
[0023]可选的，确定所述离子研磨仪对所述预制样品的研磨速率包括：
[0024]确定所述第一表面与所述硅通孔的初始距离；
[0025]确定所述研磨后第一表面与所述硅通孔的距离；
[0026]根据所述初始距离与所述距离的差值、初次研磨时间，确定所述研磨速率；所述初次研磨时间为离子研磨仪研磨预制样品的第一表面的时间。
[0027]可选的，确定所述第一表面与所述硅通孔的初始距离包括：
[0028]利用扫描电子显微镜确定所述第一表面与所述硅通孔的初始距离。
[0029]可选的，研磨预制样品的第一表面时，所述离子研磨仪的加速电压范围为0.6～0.8V，样品台的倾角范围为60～90
°
，包括所有端点值。
[0030]可选的，利用离子研磨仪研磨预制样品的第一表面之前，还包括：
[0031]利用金刚笔从晶圆上裂取包括所述硅通孔的预处理样品；
[0032]利用自动裂片机对所述预处理样品进行裂片，得到所述预制样品。
[0033]本申请还提供一种硅通孔截面样品，所述硅通孔截面样品采用上述任一种所述的硅通孔截面样品制作方法得到。
[0034]本申请所提供的一种硅通孔截面样品制作方法，包括：利用离子研磨仪研磨预制样品的第一表面，并确定所述离子研磨仪对所述预制样品的研磨速率；其中，所述预制样品包括硅通孔；根据所述硅通孔距离研磨后第一表面的距离和所述研磨速率，确定目标研磨时间；按照所述研磨速率及所述目标研磨时间研磨所述研磨后第一表面，得到硅通孔截面样品。
[0035]可见，本申请通过利用离子研磨仪对预制样品进行初次研磨确定出研磨速率，并确定出继续研磨得到硅通孔截面样品的目标研磨时间，然后按照研磨速率和目标研磨时间进行研磨，可以实现硅通孔截面样品高精度定位，且可以提升制作速率。由于离子研磨仪的研磨速率稳定、可控，且利用稳定可控的氩离子源进行加工，是一种无应力加工方式，可以降低研磨表面的损伤，进而提高硅通孔截面样品的成功率。并且，利用离子研磨仪还适用于高深宽比的小孔径硅通孔截面样品的制备，得到大面积的截面样品。
[0036]此外，本申请还提供一种硅通孔截面样品。
附图说明
[0037]为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有
技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本申请实施例所提供的一种硅通孔截面样品制作方法的流程图；
[0039]图2为本申请实施例所提供的另一种硅通孔截面样品制作方法的流程图；
[0040]图3为本申请实施例所提供的用于离子研磨仪加工的预制样品制备示意图。
具体实施方式
[0041]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0042]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0043]正如背景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅通孔截面样品制作方法，其特征在于，包括：利用离子研磨仪研磨预制样品的第一表面，并确定所述离子研磨仪对所述预制样品的研磨速率；其中，所述预制样品包括硅通孔；根据所述硅通孔距离研磨后第一表面的距离和所述研磨速率，确定目标研磨时间；按照所述研磨速率及所述目标研磨时间研磨所述研磨后第一表面，得到硅通孔截面样品。2.如权利要求1所述的硅通孔截面样品制作方法，其特征在于，利用离子研磨仪研磨预制样品的表面之前，还包括：将所述预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台，所述硅通孔位于所述样品台中央；其中，所述预制样品的第二表面与所述样品台接触，所述第二表面与所述第一表面相背；按照所述研磨速率及所述目标研磨时间研磨所述研磨后第一表面之前，还包括：将研磨后预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台，所述硅通孔位于所述样品台中央；其中，所述研磨后预制样品的第二表面与所述样品台接触。3.如权利要求2所述的硅通孔截面样品制作方法，其特征在于，将所述预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台包括：将所述预制样品的第二表面与所述样品台粘接，固定所述预制样品；将研磨后预制样品固定在所述离子研磨仪的样品台包括：将所述研磨后预制样品的第二表面与所述样品台粘接，固定所述研磨后预制样品。4.如权利要求3所述的硅通孔截面样品制作方法，其特征在于，将所述预制样品的第二表面与所述样品台粘接之后，还包括：将所述预制样品的第三表面和/或第四表面与所述样品台粘接；其中，所述第三表面、所述第四表面分别为与所述第一表面连接的侧面；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈钰，朱子轩，叶红波，吴大海，苟元华，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：