透射电镜样品的制备方法及装置制造方法及图纸

本公开提供一种透射电镜样品的制备方法及装置。本公开的透射电镜样品的制备方法包括：制备预设尺寸的掩模板；将所述掩模板叠放于半导体样品表面的第一区域；利用聚焦离子束切削减薄所述半导体样品表面的第二区域，所述第二区域与所述第一区域相邻，以获得具有特定薄区的透射电镜样品。该方案的优点在于：在聚焦离子束切削样品时采用掩模板进行保护，可以控制新产品研发过程中聚焦离子束切削产生的波纹状损伤。制作的透射电镜样品无波纹状损伤，质量高，从而改善了欲分析样品的图像质量变差的问题，降低了分析周期，提高了研发效率。提高了研发效率。提高了研发效率。

【技术实现步骤摘要】
透射电镜样品的制备方法及装置


[0001]本公开涉及半导体
，具体涉及一种透射电镜样品的制备方法及装置。

技术介绍

[0002]随着超大规模集成电路的特征尺寸不断缩小，电子元器件的可靠性问题越来越受到重视，相应的器件失效分析、半导体工艺测试分析需求也越来越迫切。
[0003]半导体工艺测试分析过程中，会采用FIB(聚焦离子束，Focused Ion beam)技术进行TEM(透射电子显微镜，Transmission electron microscope)样品制备，如TEM平面样品、TEM截面样品。然后进行TEM分析，完成半导体工艺测试分析工作。而在采用FIB技术制备样品时，由于样品材料种类、离子束电流密度、离子束切削高度等原因，会在样品截面产生波纹状损伤(rippling damage)，如图1所示，使欲分析样品的图像质量变差。
[0004]现有的改善FIB切削时产生的波纹状损伤方法为，使用各种材料的保护层例如铂Pt、钨W、硅SiO2、碳C等，借由逆倾斜切削(tilt milling)与低压切削(low kV milling)等特别方法进行分析，但是制作样品有难度，因为需要作业员提高技能，且分析步骤复杂，分析周期增加。另一方面，使用既有专利商品化的硅掩模(Si Mask)产品，只有从研发的厂商才可以购买，使用不易。

技术实现思路

[0005]本公开的目的是提供一种透射电镜样品的制备方法及装置。
[0006]本公开第一方面提供一种透射电镜样品的制备方法，包括：
[0007]制备预设尺寸的掩模板；
[0008]将所述掩模板叠放于半导体样品表面的第一区域；
[0009]利用聚焦离子束切削减薄所述半导体样品表面的第二区域，所述第二区域与所述第一区域相邻，以获得具有特定薄区的透射电镜样品。
[0010]本公开第二方面提供一种透射电镜样品的制备装置，包括：
[0011]掩模板模块，用于制备预设尺寸的掩模板；
[0012]样品模块，用于将所述掩模板叠放于半导体样品表面的第一区域；利用聚焦离子束切削减薄所述半导体样品表面的第二区域，所述第二区域与所述第一区域相邻，以获得具有特定薄区的透射电镜样品。
[0013]本公开与现有技术相比的优点在于：
[0014]1.本公开在聚焦离子束切削样品时采用掩模板进行保护，可以控制新产品研发过程中聚焦离子束切削产生的波纹状损伤。
[0015]2.使用单晶硅基板制作掩模板，降低了成本。
[0016]3.制作的透射电镜样品无波纹状损伤，质量高，从而解决了欲分析样品的图像质量变差的问题，降低了分析周期，提高了研发效率。
附图说明
[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0018]图1示出了现有技术中的波纹状损伤的示意图；
[0019]图2示出了本公开所提供的一种透射电镜样品的制备方法的流程图；
[0020]图3示出了图2流程图对应的具体操作示意图。
具体实施方式
[0021]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0022]在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0023]在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
[0024]聚焦离子束(FIB)是一种微纳米加工技术，其基本原理与扫描电子显微镜(SEM)类似，采用离子源发射的离子束经过加速聚焦后作为入射束，高能量的离子与固体表面原子碰撞的过程中可以将固体原子溅射剥离，因此，FIB更多的是被用作直接加工微纳米结构的工具。结合气体注入系统(GIS)，FIB可以辅助进行化学气相沉积，定位诱导沉积生长微纳米材料和结构，或者辅助进行选择性增强刻蚀特定材料和结构。
[0025]随着超大规模集成电路的特征尺寸不断缩小，电子元器件的可靠性问题越来越受到重视，相应的器件失效分析、半导体工艺测试、研发分析需求也越来越迫切。
[0026]半导体工艺测试分析过程中，会采用FIB技术进行TEM样品制备，如TEM平面样品、TEM截面样品。然后进行TEM分析，完成半导体工艺测试分析工作。而在采用FIB技术制备样品时，由于样品材料种类(如多孔材料、粗糙表面材料或软硬复合材料)、离子束电流密度、离子束切削高度等原因，会在样品截面产生波纹状损伤，如图1所示，其结果是使欲分析样品的电镜图像质量变差。
[0027]为了解决上述现有技术中存在的问题，本公开实施例提供一种透射电镜样品的制备方法及一种透射电镜样品的制备装置，下面结合附图进行说明。
[0028]图2示出了本公开所提供的一种透射电镜样品的制备方法的流程图，图3示出了上述流程图对应的具体操作示意图，如图2和图3所示，所述方法包括以下步骤：
[0029]步骤S101：制备预设尺寸的掩模板。
[0030]该掩模板用于聚焦离子束切削半导体样品时作为掩模使用，以改善切削面的平整
度。
[0031]其中，掩模板的尺寸可以根据实际需要进行设定，例如设置为宽度50微米、长度100微米、高度50微米的长方体形状。
[0032]制备掩模板步骤具体可以实现如下：
[0033]提供基板；利用聚焦离子束，按照预设作业流程切割所述基板的目标区域；利用取样探针剥离被切割的所述目标区域，以获得预设尺寸的掩模板。
[0034]其中，所述基板可以为单晶硅材料，也就是硅基板。所述聚焦离子束可以包含镓离子，也就是镓离子束，所需的设备可以采用现有的FIB设备，FIB通过镓离子去除在切削减薄样品时所产生的波纹。
[0035]步骤S102：将所述掩模板叠放于半导体样品表面的第一区域。如图3中所示，掩模板叠放的区域为第一区域。
[0036]步骤S103：利用聚焦离子束切削减薄所述半导体样品表面的第二区域，所述第二区域与所述第一区域相邻，以获得具有特定薄区的透射电镜样品。如图3中所示，利用掩模板的保护，可以快速对样品表面的特定区域进行离子束切削，得到透射电镜样品。从图中电镜样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透射电镜样品的制备方法，其特征在于，包括：制备预设尺寸的掩模板；将所述掩模板叠放于半导体样品表面的第一区域；利用聚焦离子束切削减薄所述半导体样品表面的第二区域，所述第二区域与所述第一区域相邻，以获得具有特定薄区的透射电镜样品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备预设尺寸的掩模板的步骤包括：提供基板；利用聚焦离子束，按照预设作业流程切割所述基板的目标区域；利用取样探针剥离被切割的所述目标区域，以获得预设尺寸的掩模板。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设尺寸为：宽度50微米、长度100微米、高度50微米。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基板为单晶硅材料。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚焦离子束通过镓离子去除在切削减薄样品时所产生的波纹。6.一种透射电镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德元，余嘉晗，
申请(专利权)人：真芯北京半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：