一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品技术

本发明专利技术实施例公开了一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：提供绝缘体上硅器件样品；从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态；根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度；在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品。利用上述方法，能够制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，提高了该类失效分析的质量和成功率。提高了该类失效分析的质量和成功率。提高了该类失效分析的质量和成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品


[0001]本专利技术实施例涉及半导体
，尤其涉及一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品。

技术介绍

[0002]随着芯片研究的深入与制造工艺的提升，特别是硅片键合与智能剥离技术的成熟，绝缘体上硅晶片从厚膜绝缘体上硅向薄膜与超薄膜绝缘体上硅发展。随着绝缘体上硅的膜厚越来越薄，对失效分析技术的要求越来越高，特别是超薄的平面透射电镜样品制备，必须寻求新的分析技术的突破。
[0003]现有的分析方法无法控制减薄抛光的在厚度方向上的停止位置，因为在此类样品的制备中，下层厚度停止位置需要精准保持在埋氧层的中心，而埋氧层的厚度仅25nm。同时面临的另一个问题是底面抛光减薄过程中无结构变化，只有有源硅至氧化硅的突然变化。如果此减薄抛光的位置停止靠下，保留了有源硅，有源硅的衬度会导致其在透射电镜的观察中掩盖顶层硅的缺陷衬度，导致失效分析无法完成；如果此减薄抛光的停止位置靠上，则会损伤顶层硅，破坏对绝缘体上硅晶片的缺陷的分析。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品，以制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种平面透射电镜样品的制备方法，包括：
[0006]提供绝缘体上硅器件样品，所述绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅；
[0007]从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态；
[0008]根据所述第一抛光面的表面形态，实时获取所述第一抛光面的衬度；
[0009]在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，所述第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
[0010]可选地，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，包括：
[0011]以聚焦离子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦离子束对所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面进行减薄抛光。
[0012]可选地，所述绝缘体上硅器件样品包括待分析目标区域；
[0013]实时观察所述第一抛光面的表面形态之后，还包括：
[0014]在所述第一抛光面上确定完全抛光区域和未完全抛光区域，所述完全抛光区域和
所述未完全抛光区域的衬度差值满足所述第一预设范围；
[0015]在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光之前，包括：
[0016]确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中。
[0017]可选地，确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中，包括：
[0018]确定所述完全抛光区域与所述未完全抛光区域的分界线与第一边的距离，大于或等于所述待分析目标区域与第一边的最大距离，其中，所述第一边为所述第一抛光面远离所述聚焦离子束的出射位置的侧边。
[0019]可选地，实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
[0020]以聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦电子束实时观察所述第一抛光面的表面形态。
[0021]可选地，所述聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为55
°‑
60
°
。
[0022]可选地，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
[0023]在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态；其中，所述第二预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的表面形态的衬度差值范围。
[0024]可选地，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
[0025]在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第三预设范围时，同步进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态，其中，所述基底硅包括第一部和第二部，所述第一部位于所述第二部远离所述埋氧层的一侧，所述第三预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中第一部与基底硅的表面形态的衬度差值范围；
[0026]在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态。
[0027]可选地，在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
[0028]在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，以间隔时间为1s
‑
2s，每次减薄抛光深度为2nm
‑
5nm，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态。
[0029]可选地，提供绝缘体上硅器件样品之前，还包括：
[0030]对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割所述绝缘体上硅器件，获取所述绝缘体上硅器件样品。
[0031]可选地，对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割所述绝缘体上硅器件，获取所述绝缘体上硅器件样品之后，还包括：
[0032]对所述绝缘体上硅器件样品的侧面沉积铂保护层，其中，所述侧面与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面相交且连接。
[0033]可选地，所述绝缘体上硅器件样品还包括钨柱和多晶硅，所述多晶硅平行设置于所述顶层硅的第一表面，所述钨柱与所述顶层硅的第一表面垂直；
[0034]该制备方法还包括：
[0035]从所述钨柱远离所述顶层硅的一侧表面开始进行减薄抛光，以形成第二抛光面，同时实时观察所述第二抛光面的表面形态；
[0036]在所述第二抛光面的表面形态满足预设表面形态时，停止对所述第二抛光面减薄抛光，获得所述平面透射电镜样品，其中，所述预设表面形态为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中多晶硅的表面形态。
[0037]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种平面透射电镜样品，采用如第一方面任一项所述的平面透射电镜样品的制备方法制备而成。
[0038]本专利技术实施例提供了一种平面透射电镜样品的制备方法及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面透射电镜样品的制备方法，其特征在于，包括：提供绝缘体上硅器件样品，所述绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅；从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态；根据所述第一抛光面的表面形态，实时获取所述第一抛光面的衬度；在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，所述第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，包括：以聚焦离子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦离子束对所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面进行减薄抛光。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘体上硅器件样品包括待分析目标区域；实时观察所述第一抛光面的表面形态之后，还包括：在所述第一抛光面上确定完全抛光区域和未完全抛光区域，所述完全抛光区域和所述未完全抛光区域的衬度差值满足所述第一预设范围；在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光之前，包括：确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中，包括：确定所述完全抛光区域与所述未完全抛光区域的分界线与第一边的距离，大于或等于所述待分析目标区域与第一边的最大距离，其中，所述第一边为所述第一抛光面远离所述聚焦离子束的出射位置的侧边。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：以聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦电子束实时观察所述第一抛光面的表面形态。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为55
°‑
60
°
。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金磊，李晓敏，金灵芝，徐聪，黄晋华，华佑南，李晓旻，
申请(专利权)人：胜科纳米苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：