一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法及其制得的样品技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法及其制得的样品，该方法包括以下步骤：将边长或直径小于等于2mm的样品的待测面朝下放置在平整的载体上，所述载体的熔点高于250℃；在样品的两侧放置固定片，固定片的一面与载体的上表面贴合，固定片具有导电性且熔点高于250℃；沿固定片和样品的外围放置阻挡物，阻挡物的底面与载体的上表面贴合；在阻挡物内的载体上加入液体镶埋材料，至镶埋材料凝固；取出得到两侧连接有固定片的样品。本发明专利技术提供了DSIMS测试小样品的一种可行方案，制备的样品提高DSIMS测试腔的真空值，降低测试元素的检测极限。

A sample preparation method for dynamic secondary ion mass spectrometer and the sample prepared

【技术实现步骤摘要】
一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法及其制得的样品
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法及其制得的样品。
技术介绍
在半导体
的失效分析和表征方法中，离子掺杂浓度经常使用动态二次离子质谱仪(DSIMS)来测试。而尺寸小于2mm的小样品的DSIMS测试却是一个挑战。原因在于DSIMS的测试样品表面需要水平，并在大范围(比如>3mm)内高度一致，否则会引起电场不均匀，出现信号表面磁场分布不均，测量信号偏低等边缘效应问题，导致结果不准确。样品倾斜也会导致同样问题。对于小样品DSIMS的制备，当前常用的方法是选择和小样品厚度接近的硅片，贴在小样品四周，尽量保证小样品表面大面积范围内是水平的。此方法存在很多不足，不同的小样品厚度不同，找到完全相同厚度的硅片基本不可能，需要事先制备厚度类似的硅片，操作起来非常麻烦。另外，硅片贴在样品周围，最多可以贴合3个边，硅片和样品接触的地方也有一定的狭缝，抵消电场不均匀的效果不好，测试结果不准确。为了确保结果准确可靠，需要进行特殊的样品制备，尽量消除样品和周围的高度差。可选用有机镶埋材料将样品嵌入，以保证材料与样品周围比较完美的贴合。但是有机材料并不导电，只有在表面镀金的情况下，才可以进行DSIMS测试，此方法可以抵消电场不均匀导致测试结果不准确的问题。然而有机材料在高真空环境中会释放气体，使DSIMS样品腔内C、H、O含量升高，从而影响DSIMS样品腔的真空度，使得测试结果不够理想。如何增加样品整体的导电性，并且减少有机材料的使用成为解决问题的关键。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本专利技术使用固定片垫在样品周围，再来进行镶埋，可以很好的解决样品整体导电性的问题。如果样品待测面有必要进行研磨，平整的固定片如硅片或金属片可以保护样品，避免研磨倾斜而导致测试结果不准确。样品表面处理完毕之后，将整个样品从背面研磨到很薄，尽量减少有机镶埋材料的体积，可以有效避免对DSIMS腔体真空度的影响，而使得测试结果更准确可靠。具体地，本专利技术提供一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，包括以下步骤：将边长或直径小于等于2mm的样品的待测面朝下放置在平整的载体上，所述载体的熔点高于250℃；在所述样品的两侧放置固定片，所述固定片的一面与所述载体的上表面贴合，所述固定片具有导电性且熔点高于250℃；沿所述固定片和所述样品的外围放置阻挡物，所述阻挡物的底面与所述载体的上表面贴合；在所述阻挡物内的载体上加入液体镶埋材料，至所述镶埋材料凝固；取出得到两侧连接有固定片的样品。由于DSIMS(动态二次离子质谱仪)测试中样品台的特殊性，过小的样品会面临无法测试的风险。本专利技术提供的用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，固定片放置在样品的两侧，并且均位于平整的载体上，使得待测样品和固定片的底面水平；阻挡物围绕固定片和样品的外围放置，添加镶埋材料后使得样品、固定片和阻挡物均固定在载体上，这样得到的两侧连接有固定片的样品的下表面很平。进一步地，所述方法还包括研磨所述两侧连接有固定片的样品的侧面和背面以去除镶埋材料。进一步地，所述方法还包括去除镶埋材料后的两侧连接有固定片的样品的待测面镀金属层。进一步地，所述样品的厚度小于8mm，优选为不大于2mm。作为优选，所述固定片的边长范围在2mm至10mm之间，所述固定片的厚度与所述样品的厚度之差优选不超过2mm。进一步地，所述阻挡物围起的形状为长方形、正方形、五边形、六边形、八边形、圆形和椭圆形中的任一种。进一步地，所述载体为载玻片。作为优选，所述固定片在使用前其中一面抛光，并且抛光面与载体的上表面贴合。进一步地，所述固定片为硅片或金属片。本专利技术的还提供了上述的用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法制得的用于动态二次离子质谱仪的样品。本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果：(1)提供了DSIMS测试小样品的一种可行方案，制备的样品提高DSIMS测试腔的真空值，降低测试元素的检测极限。(2)本专利技术制备过程中用两个固定片如硅片固定小样品，均衡样品表面电场。(3)本专利技术得到的测试样品，确保了样品周围的导电性良好，保证测试的精准。(4)本专利技术提供的用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法操作简易，成功率高，成功率在90％左右。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1示出了本专利技术提供的载体上放置样品的示意图；图1中，1-样品；2-载体；3-固定片；4-阻挡物。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。本专利技术提出了一种DSIMS小样品制备方法，适用于尺寸小于2mm的各种样品。本专利技术提出了ー套完整的样品制备方法，包括小样品和固定片成模、脱模以及脱模之后的样品处理。特别是制备样品中引入固定片可以良好解决样品整体的导电性问题，以及减少有机镶埋材料使用，最终可以有效避免对DSIMS腔体高真空度的影响，使测试结果更加可靠。具体地，如图1所示，本专利技术提供一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，包括以下步骤：将边长或直径小于等于2mm的样品1的待测面朝下放置在平整的载体2上，所述载体2的熔点高于250℃；在所述样品1的两侧放置固定片3，所述固定片3的一面与所述载体2的上表面贴合，所述固定片3具有导电性且熔点高于250℃；沿所述固定片3和所述样品1的外围放置阻挡物4，所述阻挡物4的底面与所述载体2的上表面贴合；在所述阻挡物4内的载体2上加入液体镶埋材料，至所述镶埋材料凝固；取出得到两侧连接有固定片3的样品1。由于DSIMS(动态二次离子质谱仪)测试中样品1台的特殊性，过小的样品1会面临无法测试的风险。本专利技术提供的用于动态二次离子质谱仪的样品1的制备方法，固定片3放置在样品1的两侧，并且均位于平整的载体2上，使得待测样品1和固定片3的底面水平；阻挡物4围绕固定片3和样品1的外围放置，添加镶埋材料后使得样品1、固定片3和阻挡物4均固定在载体2上，这样得到的两侧连接有固定片3的样品1的下表面很平整。本专利技术中，在放置其他物质前，载体2的表面是清洁的。样品1放在载体2上后，样品1与载体2接触的面是贴合的，这样，后续加入镶埋材料时，样品1和载体2之间的接触面基本不会存在或者不存在镶埋材料。其中，本专利技术中的镶埋材料主要为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将边长或直径小于等于2mm的样品的待测面朝下放置在平整的载体上，所述载体的熔点高于250℃；/n在所述样品的两侧放置固定片，所述固定片的一面与所述载体的上表面贴合，所述固定片具有导电性且熔点高于250℃；/n沿所述固定片和所述样品的外围放置阻挡物，所述阻挡物的底面与所述载体的上表面贴合；/n在所述阻挡物内的载体上加入液体镶埋材料，至所述镶埋材料凝固；/n取出得到两侧连接有固定片的样品。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将边长或直径小于等于2mm的样品的待测面朝下放置在平整的载体上，所述载体的熔点高于250℃；
在所述样品的两侧放置固定片，所述固定片的一面与所述载体的上表面贴合，所述固定片具有导电性且熔点高于250℃；
沿所述固定片和所述样品的外围放置阻挡物，所述阻挡物的底面与所述载体的上表面贴合；
在所述阻挡物内的载体上加入液体镶埋材料，至所述镶埋材料凝固；
取出得到两侧连接有固定片的样品。


2.根据权利要求1所述的用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，其特征在于，所述方法还包括研磨所述两侧连接有固定片的样品的侧面和背面以去除镶埋材料。


3.根据权利要求2所述的用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，其特征在于，所述方法还包括去除镶埋材料后的两侧连接有固定片的样品的待测面镀金属层。


4.根据权利要求1所述的用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，其特征在于，所述样品的厚度小于8mm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴梦雪，刘嘉辉，朱雷，华佑南，李晓旻，
申请(专利权)人：胜科纳米苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32