一种TEM样品制备方法技术

本发明专利技术提供一种TEM样品制备方法，包括以下步骤：提供一TEM预备样品，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备一缓冲层；在所述TEM预备样品表面形成一金属保护层，得到TEM样品，其中，所述金属保护层覆盖所述缓冲层。本发明专利技术的TEM样品制备方法中，由于目标区域上方有缓冲层，用离子束沉积金属保护层不会对样品表面造成任何损伤，保证了目标的完整性和分析结果的可靠性。同时，本发明专利技术可通过热处理使缓冲层熔化并与样品紧密结合，该热处理温度不超过样品本身的耐受温度，不会对样品造成损害。

Method for preparing TEM sample

The invention provides a TEM sample preparation method comprises the following steps: providing a TEM sample preparation, preparation of a buffer layer on the TEM prepared sample target area above the system; forming a metal protective layer on the TEM to prepare the sample surface, obtained TEM samples, among them, the metal protective layer covering the buffer layer. TEM sample preparation method of the invention, the target area above the buffer layer by ion beam deposition of metallic protective layer will not cause any damage to the surface of the sample, to ensure the integrity and reliability of the analysis results of the target. At the same time, the buffer layer can be melted by heat treatment and closely combined with the sample, and the heat treatment temperature does not exceed the tolerance temperature of the sample itself, and can not cause damage to the sample.

【技术实现步骤摘要】
一种TEM样品制备方法
本专利技术属于半导体领域，涉及一种TEM样品制备方法。
技术介绍
一般来说，集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免，随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析工作也显得越来越重要，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。失效分析的意义主要表现在以下几个方面：1)失效分析是确定芯片失效机理的必要手段；2)失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息；3)失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息；4)失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。在半导体失效分析方法中，TEM(Transmissionelectronmicroscopy，透射电镜)分析日渐趋于主导。目前，碰到目标位于样品表面的情况时，会把样品拿进工厂(Fab)，利用Fab里的PVD/CVD机台在样品上生长一层保护层，比如在样品上沉积一定厚度的氧化物(oxide)、氮化物(nitrid)、多晶硅(poly)或者金属(metal)，但这仅限于样品是整片的晶圆(wafer)，如果样品是单独的芯片(chip)或者晶圆(wafer)已经破片，则没有办法再进入Fab。在使用聚焦离子束(FIB)制备透射电子显微镜(TEM)样品时，必须先在样品表面采用离子束辅助沉积的方法镀一定厚度的金属层作为保护层，该金属层通常为铂(Pt)。但是，由于离子束具有较大的能量，在镀Pt时会对样品表面造成一定程度的损伤。如果需要分析的目标层正好位于样品表面，那么Pt就会对目标造成损伤，导致无法准确分析目标。如图1所示，显示为一种TEM样品的结构示意图，自下而上依次包括衬底101，氧化层102及Pt保护层103，假设需要TEM测量氧化层的厚度，由于氧化层表面被Pt损伤，最后TEM测量出的氧化层厚度会比实际厚度要小。因此，提出一种新的TEM样品制备方法，以解决由于镀金属层而导致的样品表面损伤的问题，保证测量结果的准确性，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种TEM样品制备方法，用于解决现有技术中在制备TEM样品时容易损伤样品表面，导致制样成功率不高、测量分析结果不准确的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种TEM样品制备方法，包括以下步骤：提供一TEM预备样品，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备一缓冲层；在所述TEM预备样品表面形成一金属保护层，得到TEM样品，其中，所述金属保护层覆盖所述缓冲层。可选地，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备所述缓冲层包括以下步骤：制备一片状缓冲层；利用拾取装置将所述片状缓冲层放置于所述目标区域上方；对所述TEM预备样品进行热处理，使所述片状缓冲层薄片熔化，得到与所述目标区域表面紧密结合的缓冲层。可选地，通过将所述TEM预备样品放置在加热盘上对其进行热处理。可选地，所述片状缓冲层的厚度范围为0.1～0.15微米。可选地，所述拾取装置为玻璃针。可选地，所述缓冲层为熔点低于所述TEM预备样品的导电材料。可选地，所述缓冲层为熔点低于300℃的材料。可选地，所述缓冲层的材料为锡或锡合金。可选地，采用聚焦离子束法形成所述金属保护层。可选地，所述金属保护层的材料为Pt或Au。如上所述，本专利技术的TEM样品制备方法，具有以下有益效果：本专利技术首先在TEM预备样品的目标区域上方制备一缓冲层；然后在所述TEM预备样品表面形成一金属保护层，得到TEM样品，其中，所述金属保护层覆盖所述缓冲层。由于目标区域上方有缓冲层，用离子束沉积金属保护层不会对样品表面造成任何损伤，保证了目标的完整性和分析结果的可靠性。同时，本专利技术可通过热处理使缓冲层熔化并与样品紧密结合，该热处理温度不超过样品本身的耐受温度，不会对样品造成损害。附图说明图1显示为现有技术中一种TEM样品的结构示意图。图2显示为本专利技术的TEM样品制备方法的工艺流程图。图3显示为在TEM预备样品的目标区域上方制备缓冲层的工艺流程图。图4显示为片状缓冲层的结构示意图。图5～图7显示为利用拾取装置将片状缓冲层放置于TEM预备样品的目标区域上方的示意图。图8显示为片状缓冲层将要放置于TEM预备样品的目标区域上方时的正面剖视图。图9显示为片状缓冲层覆盖在目标区域上方的正面剖视图。图10显示为对TEM预备样品进行热处理的示意图。图11显示为片状缓冲层熔化并与目标区域表面紧密结合的示意图。图12显示为在在TEM预备样品表面形成金属保护层的示意图。元件标号说明S1～S2，S1-1～S1-3步骤101衬底102氧化层103Pt保护层201片状缓冲层202TEM预备样品203目标区域204拾取装置205缓冲层206金属保护层具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2至图12。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种TEM样品制备方法，请参阅图2，显示为该方法的工艺流程图，包括以下步骤：S1：提供一TEM预备样品，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备一缓冲层；S2：在所述TEM预备样品表面形成一金属保护层，得到TEM样品，其中，所述金属保护层覆盖所述缓冲层。本专利技术中，在形成金属保护层之前，首先在目标区域上方形成一缓冲层，该缓冲层可避免金属保护层与目标区域直接接触，以保护目标区域不受损害。如图3所示，本实施例中，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备所述缓冲层包括以下步骤：S1-1：制备一片状缓冲层；S1-2：利用拾取装置将所述片状缓冲层放置于所述目标区域上方；S1-3：对所述TEM预备样品进行热处理，使所述片状缓冲层薄片熔化，得到与所述目标区域表面紧密结合的缓冲层。如图4所示，首先执行步骤S1-1：制备一片状缓冲层201。具体的，所述片状缓冲层201的厚度范围为0.1～0.15微米。所述片状缓冲层201可采用切割的方式得到。本实施例中，优选采用通常聚焦离子束(FIB)制备TEM样品的方法，在大块材料上切割得到缓冲层薄片。所述片状缓冲层201为低熔点固体导电材料，包括但不限于锡或锡合金。如图5～图7所示，然后执行步骤S1-2：利用拾取装置204将所述片状缓冲层201放置于TEM预备样品202的目标区域203上方。具体的，所述拾取装置204优选为玻璃针，其中，玻璃针为现有技术装置，通常用来拾取TEM样品。本专利技术采用现有的用来拾取TEM样品的玻璃针来拾取所述片状缓冲层201，所述玻璃针是通过静电吸附将所述片状缓冲层201吸附在针尖(如图5所示)，由于该吸取装置是在显微镜下操作，可以精确地移动玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TEM样品制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一TEM预备样品，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备一缓冲层；在所述TEM预备样品表面形成一金属保护层，得到TEM样品，其中，所述金属保护层覆盖所述缓冲层。

【技术特征摘要】
1.一种TEM样品制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一TEM预备样品，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备一缓冲层；在所述TEM预备样品表面形成一金属保护层，得到TEM样品，其中，所述金属保护层覆盖所述缓冲层。2.根据权利要求1所述的TEM样品制备方法，其特征在于，在所述TEM预备样品的目标区域上方制备所述缓冲层包括以下步骤：制备一片状缓冲层；利用拾取装置将所述片状缓冲层放置于所述目标区域上方；对所述TEM预备样品进行热处理，使所述片状缓冲层薄片熔化，得到与所述目标区域表面紧密结合的缓冲层。3.根据权利要求2所述的TEM样品制备方法，其特征在于：通过将所述TEM预备样品放置在加热盘上对其进行热处理。4.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何明，郭炜，孔云龙，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31