[发明专利]IC产品截面的纳米级高精度制备方法

说明书

本发明公开了一种IC产品的样品截面的纳米级高精度制备方法，包括如下步骤：S1.将所述IC产品的样品注塑或者粘贴在陪片上，得到待研磨样品，对待研磨样品进行初步观察，并对待测区域进行标记；S2.采用粗砂纸对待研磨样品进行粗磨处理，得到粗磨样品；S3.确认粗磨样品的最终研磨位置和样品状态；S4.若样品状态不符合试验需求，则采用细砂纸对粗磨样品进行精磨处理；S5.对符合试验需求的细磨样品或粗磨样品进行清洗、吹干处理，得到待FIB处理样品；S6.将待FIB处理样品放置于FIB样品室中，调整FIB设备的样品台高度和旋转角度；S7.调整FIB设备的电压和电流参数进行截面精修处理，完成样品截面制备。本发明的制备方法效率高，精度高，截面样品辨识度可达纳米级。

技术领域

本发明属于芯片技术领域，涉及一种IC产品截面的纳米级高精度制备方法。

背景技术

随着集成电路高集成化、精细化、轻薄化的快速发展，芯片的工艺尺寸不断缩小、封装密度不断提高。针对尺寸小、工艺复杂的高端产品，高精度的样品处理技术是深入研究样品结构及材料的保障。观察样品的层次结构及各层膜厚度都需要制备高质量的样品截面(如观察界面金属件化合物IMC的生长情况及其可靠性试验前后的变化、评判TSV(ThroughSillicon Via，硅通孔)通孔的工艺质量以及研究填充料的金相结构等)。

目前，制备样品界面多采用手动研磨的方式，并辅以化学试剂处理。手动研磨需要先将样品用环氧树脂(或牙托粉等材料)注塑或附上陪片，再利用不同型号的砂纸对样品进行粗磨、细磨和抛光，直至磨抛至目标位置。大号砂纸磨刨速度快，前期可快速将样品处理到目标位置附近；小号砂纸磨刨速度慢，精度高，用于接近目标位置的截面精修，去除大号砂纸或研磨颗粒造成的划痕。若截面的每层之间的界面不清晰，有时会辅以化学试剂腐蚀处理，以便于后续观察。由此可见，手动研磨的方式存在耗时长、效率低、精度差的问题。

聚焦离子束设备的高能离子束具有样品加工能力，聚焦离子束设备通常用来制备纵切面。该设备多用于芯片内部小区域(某一个或几个晶体管)的截面制备，位置定位准确，截面质量好，无划痕。而手动研磨处理的封装级产品，要处理的截面区域大，选用聚焦离子束处理则耗时长，而用于产生离子束的离子源是昂贵的耗材，所以选用聚焦离子束设备制备大区域截面从经济的角度考虑并不可取。

传统的手动研磨制备得到的截面，由于研磨步进精度难以控制，给准确处理到目标位置造成一定的难度，同时很难将划痕去除干净，去划痕的过程需要花费很大精力反复调换砂纸型号进行研磨。即使划痕去除干净，由于各层材料的延展性差别，硬度小的材料就会在研磨应力作用下被延展开，从而掩盖原有各层的界面，无法准确判断及测量各层材料的厚度，因此会造成测试结果误差大不精确的问题。而利用化学试剂处理截面，可能会有过腐蚀或腐蚀强度不足，导致无法精确观察截面。

另外，通常手动研磨采用的砂纸，最小的研磨颗粒也在微米级，故此方式得到的截面根本无法清楚观察纳米尺寸厚度的层结构，这种研磨精度的限制越来越不适用于集成电路精细化的发展趋势。打线与芯片Pad之间的IMC、TSV通孔填充Cu材料的金相结构用这种传统的研磨方式已经无法得到。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IC产品的样品截面的纳米级高精度制备方法，从而克服现有技术的制备方法耗时长、效率低、精度低的问题。