使用FIB制备截面样品的方法和截面样品的观察方法技术

本申请涉及一种使用FIB束制备截面样品的方法和截面样品的观察方法。该使用FIB束制备截面样品的方法包括：提供半导体结构，在半导体结构的表面选择目标区域；在目标区域上形成保护层；在目标区域周围选择第一区域，第一区域包括除所述目标区域之外的部分区域或全部区域；沿第一方向减薄第一区域对应的第一半导体结构，使第一半导体结构与目标区域对应的第二半导体结构沿第一方向具有一高度差；减薄目标区域对应的第二半导体结构，使第二半导体结构沿第二方向具有一目标厚度，其中，第二方向垂直于第一方向。该方法可以缩短使用FIB制备截面样品的时间，同时获得完整且方便观察的截面样品，提高对样品观察的准确性。提高对样品观察的准确性。提高对样品观察的准确性。

【技术实现步骤摘要】
使用FIB制备截面样品的方法和截面样品的观察方法


[0001]本申请主要涉及材料微观观察用样品的制备，具体地涉及一种使用FIB制备截面样品的方法和截面样品的观察方法。

技术介绍

[0002]在现代半导体制造业中，经常需要对薄片样品进行观察或测试。聚焦离子束(Focused ion beam，FIB)已经被广泛应用于透射薄片样品的制备。传统的样品制备方法包括手工研磨
‑
凹坑
‑
离子减薄法、FIBH
‑
bar样品制备方法等。近年来，FIB去除(liftout)方法已经被证明在对于微小感兴趣区域的准确定位和减小样品损伤方面都具有无法比拟的优势。

技术实现思路

[0003]本申请要解决的技术问题是提供一种使用FIB制备截面样品的方法以及截面样品的观察方法，该方法可以缩短使用FIB制备截面样品的时间，同时获得完整且方便观察的截面样品，提高对截面样品观察的准确性。
[0004]本申请为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种使用聚焦离子束制备截面样品的方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，在所述半导体结构的表面选择目标区域；在所述目标区域上保护层；在所述半导体结构的表面选择第一区域，所述第一区域包括除所述目标区域之外的部分区域或全部区域；沿第一方向减薄所述第一区域对应的第一半导体结构，使所述第一半导体结构第一区域与所述目标区域对应的第二半导体结构沿所述第一方向具有一高度差；沿第二方向减薄所述目标区域对应的第二半导体结构，使所述第二半导体结构沿第二方向具有一目标厚度，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。
[0005]在本申请的一实施例中，所述保护层包括第一保护层和第二保护层。
[0006]在本申请的一实施例中，所述第一保护层包括氧化物层。
[0007]在本申请的一实施例中，所述第二保护层包括金属。
[0008]在本申请的一实施例中，所述第一保护层形成在所述第二保护层之前。
[0009]在本申请的一实施例中，形成所述第一保护层的方法包括使用电子束或离子束沉积所述第一保护层。
[0010]在本申请的一实施例中，形成所述第二保护层的方法包括使用电子束或离子束沉积所述第二保护层。
[0011]在本申请的一实施例中，所述高度差小于或等于2μm。
[0012]在本申请的一实施例中，所述目标厚度的范围为50
‑
100nm。
[0013]在本申请的一实施例中，沿第一方向减薄所述第一区域对应的第一半导体结构之后，所述第二半导体结构通过至少一个连接部与所述半导体结构的其他部分相连。
[0014]在本申请的一实施例中，所述半导体结构包括3D NAND。
[0015]本申请为解决上述技术问题还提出一种截面样品的观察方法，所述截面样品为使
用前述任一项方法制备的截面样品，使用透射电子显微镜观察所述截面样品。
[0016]在本申请的一实施例中，还包括：获得所述目标区域的特征信息，所述特征信息包括晶粒尺寸、晶粒取向、晶界中的一个或任意个的组合。
[0017]本申请的使用FIB制备截面样品的方法通过推空目标区域周围的第一区域的半导体材料，保持截面样品与半导体结构相连，不需要对截面样品进行提离、粘连等操作，可以缩短截面样品的制备时间以及获得完整且方便观察的截面样品，有助于提高对截面样品的观察分析结果的准确性。
附图说明
[0018]为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明，其中：
[0019]图1是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法的示例性流程图；
[0020]图2A是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中半导体结构的俯视图；
[0021]图2B是图2A沿A
‑
A线的剖视图；
[0022]图2C是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中间步骤的半导体结构的截面图；
[0023]图2D是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中间步骤的半导体结构的俯视图；
[0024]图2E是图2D沿A
‑
A线的剖视图；
[0025]图2F是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中间步骤的半导体结构的俯视图；
[0026]图2G是图2F沿A
‑
A线的剖视图；
[0027]图3A是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中间步骤的半导体结构的俯视图；
[0028]图3B是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中间步骤的半导体结构的俯视图；
[0029]图3C是图3B沿B
‑
B线的剖视图；
[0030]图4A是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中间步骤的半导体结构的俯视图；
[0031]图4B是本申请一实施例的一种使用FIB制备截面样品的方法中间步骤的半导体结构的俯视图；
[0032]图4C是图4B沿A
‑
A线的剖视图。
具体实施方式
[0033]为让本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本申请的具体实施方式作详细说明。
[0034]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限
制。
[0035]如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
[0036]此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
[0037]本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
[0038]透射菊池衍射技术(Transmission Kikuchi Diffraction,TKD)可以表征具有几纳米的空间分辨率的材料，是研究半导体器件微观组织的关键技术手段，随着半导体关键尺寸的持续缩小，其重要性更加突出。透射菊池衍射技术测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用FIB制备截面样品的方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，在所述半导体结构的表面选择目标区域；在所述目标区域上形成保护层；在所述半导体结构的表面选择第一区域，所述第一区域包括除所述目标区域之外的部分区域或全部区域；沿第一方向减薄所述第一区域对应的第一半导体结构，使所述第一半导体结构与所述目标区域对应的第二半导体结构沿所述第一方向具有一高度差；以及沿第二方向减薄所述目标区域对应的第二半导体结构，使所述第二半导体结构沿所述第二方向具有一目标厚度，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层包括第一保护层和第二保护层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一保护层包括氧化物层。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二保护层包括金属。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一保护层形成在所述第二保护层之前。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述第一保护层的方法包括使用电子束和/或离子束...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜有东，刘婧，饶少凯，冯路，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：