一种3DNADA闪存垂直通道的超薄电镜样品及其制样方法技术

本发明专利技术提供一种3DNADA闪存垂直通道的超薄电镜样品及其制样方法，所述制样方法包括：所述3DNADA闪存垂直通道向第一方向倾斜至与水平面呈A角度后，再经聚焦离子束进行切割，得到第一样品；所述第一样品向第二方向倾斜至与水平面呈B角度后，再经聚焦离子束进行抛光，得到超薄电镜样品；所述第一方向和第二方向属于平行且相反的方向。所述超薄电镜样品的厚度≤30nm，可以消除刀痕，符合电镜样品的需求。符合电镜样品的需求。符合电镜样品的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种3DNADA闪存垂直通道的超薄电镜样品及其制样方法


[0001]本专利技术涉及检测分析制样
，尤其涉及一种3DNADA闪存垂直通道的超薄电镜样品及其制样方法。

技术介绍

[0002]3DNAND闪存垂直孔(3DNADA flash Vertical channel)在生产过程中，在多层金属钨中刻蚀垂直孔，产品研发和生产工艺均需要监控孔径、孔内侧残留、金属钨(W)与金属间氧化层的界面变化。相比于金属W的硬度，填充的胶极软，目前现有方法在制备此类样品中容易在硬度差异界面产生切割刀痕。最先进的制程工艺已要求此类垂直孔直径小于30nm，因此在制备分析样品时，制备的电镜(TEM)截面样品必须小于30nm。当无法避免刀痕，样品会先产生空洞，刀痕破坏结构，无法达到制备目标。
[0003]在现有技术中，有人提出在用聚焦离子束(FIB)制备电镜样品时采用倒切技术的方法，即离子束切割与目标结构平行，但是为反向切割。其主要针对浅沟槽隔离结构的制造方法，即开槽上大下小的样品，但是无法满足大深宽比样品的制备。例如，3DNAND闪存垂直孔就是为大的深宽比，且孔的上下宽度几乎无差异，采用倒切技术也难以制得超薄电镜样品。
[0004]其中另一个重要问题为，由于刻蚀速率的差异，W金属层刻蚀后，W与上下层SiO2界面细微的空隙需要体现，传统的直接填胶技术无法很好的表征此类缺陷。
[0005]因此，需要开发新的制样方法来弥补现有技术中的缺陷。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种3DNADA闪存垂直通道的超薄电镜样品及其制样方法，尤其是超薄透射电镜样品及其制样方法，所述制样方法能够制得无划痕和空洞的电镜样品，且针对深宽比高的样品也能将电镜样品的尺寸做到30nm以下，解决了此类器件的检测难题。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种3DNADA闪存垂直通道的超薄电镜样品的制样方法，所述制样方法包括：所述3DNADA闪存垂直通道向第一方向倾斜至与水平面呈A角度后，再经聚焦离子束进行切割，得到第一样品；所述第一样品向第二方向倾斜至与水平面呈B角度后，再经聚焦离子束进行抛光，得到超薄电镜样品；
[0009]所述第一方向和第二方向属于平行且相反的方向。
[0010]本专利技术提供的制样方法可以对3DNAND闪存垂直孔这样大深宽比样品进行聚焦离子束电镜超薄样品的制备，可以实现消除刀痕，获得高质量的超薄3DNAND闪存垂直孔电镜分析样品，样品厚度可以降低至30nm以下，提升了质量和成功率。
[0011]优选地，所述A角度和所述B角度各自独立地为15～20
°
，例如可以是15
°
、15.6
°
、16.2
°
、16.7
°
、17.3
°
、17.8
°
、18.4
°
、18.9
°
、19.5
°
或20
°
等，但不限于所列举的数值，该范围
内其他未列举的数值同样适用。
[0012]由于倾斜的角度对于最终是否有刀痕和空洞较为关键，当倾斜的角度过大时，存在抛光深度过大以及尖角造成的刀痕问题，当倾斜的角度过小时，难以消除刀痕和空洞，因此本专利技术优选将倾斜的角度控制在15～20
°
的范围内，显著提高了电镜样品的制样成功率。
[0013]优选地，所述A角度和B角度的数值相当。切割和抛光的工艺更简单且在后续能够更快的消除刀痕和空洞。
[0014]优选地，所述3DNADA闪存垂直通道的深宽比为20～30，例如可以是20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]正是由于本专利技术中3DNADA闪存垂直通道样品的特殊性，其垂直孔的直径较小，导致深宽比较大，一般而言≥20的深宽比导致采用常规切割技术极易出现刀痕和空洞，然而采用本专利技术提供的制样方法后能够较好地消除刀痕和空洞，提高样品的制样成功率。
[0016]优选地，所述超薄电镜样品的厚度≤30nm，例如可以是20nm、22nm、23nm、24nm、25nm、26nm、27nm、28nm、29nm或30nm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]本专利技术制得的样品的厚度可下降至30nm以内，能够较好地观察3DNADA闪存垂直通道。
[0018]优选地，所述切割直至3DNADA闪存垂直通道剩余一排垂直孔。
[0019]优选地，所述切割包括依次进行的第一切割、第二切割和第三切割。
[0020]本专利技术进一步优选将切割分为三步切割进行，通过采用下述不同的离子束参数，更有利于提高制样成功率。
[0021]优选地，所述第一切割的离子束参数为25～30kV以及0.75～10nA，例如可以是25kV、27kV、28kV、29kV或30kV等，例如可以是0.75nA、1.78nA、2.81nA、3.84nA、4.87nA、5.89nA、6.92nA、7.95nA、8.98nA或10nA等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述第一切割直至剩余三排垂直孔。
[0023]优选地，所述第二切割的离子束参数为15～20kV以及50～80pA，例如可以是15kV、16kV、17kV、17kV、18kV、18kV、19kV、19kV、20kV或20kV等，例如可以是50pA、54pA、57pA、60pA、64pA、67pA、70pA、74pA、77pA或80pA等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述第二切割直至剩余最后一排垂直孔。
[0025]优选地，所述第三切割的离子束参数为6～10kV以及50～80pA，例如可以是6kV、6.5kV、6.9kV、7.4kV、7.8kV、8.3kV、8.7kV、9.2kV、9.6kV或10kV等，例如可以是50pA、54pA、57pA、60pA、64pA、67pA、70pA、74pA、77pA或80pA等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，所述第三切割直至切割到最后一排垂直孔的边缘。
[0027]优选地，所述边缘占所述最后一排垂直孔的宽度的0.05～0.13，例如可以是0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13或0.13等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，所述抛光包括第一抛光和第二抛光。
[0029]本专利技术优选将抛光分两步进行，其中第一抛光用于进一步削薄最后一排垂直孔，得到厚度≤30nm的样品，第二抛光用于去除垂直孔的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3DNADA闪存垂直通道的超薄电镜样品的制样方法，其特征在于，所述制样方法包括：所述3DNADA闪存垂直通道向第一方向倾斜至与水平面呈A角度后，再经聚焦离子束进行切割，得到第一样品；所述第一样品向第二方向倾斜至与水平面呈B角度后，再经聚焦离子束进行抛光，得到超薄电镜样品；所述第一方向和第二方向属于平行且相反的方向。2.根据权利要求1所述的制样方法，其特征在于，所述A角度和所述B角度各自独立地为15～20
°
；优选地，所述A角度和B角度的数值相当。3.根据权利要求1所述的制样方法，其特征在于，所述3DNADA闪存垂直通道的深宽比为20～30；优选地，所述超薄电镜样品的厚度≤30nm。4.根据权利要求1所述的制样方法，其特征在于，所述切割直至3DNADA闪存垂直通道剩余一排垂直孔；优选地，所述切割包括依次进行的第一切割、第二切割和第三切割；优选地，所述第一切割的离子束参数为25～30kV以及0.75～10nA；优选地，所述第一切割直至剩余三排垂直孔；优选地，所述第二切割的离子束参数为15～20kV以及50～80pA；优选地，所述第二切割直至剩余最后一排垂直孔；优选地，所述第三切割的离子束参数为6～10kV以及50～80pA；优选地，所述第三切割直至切割到最后一排垂直孔的边缘；优选地，所述边缘占所述最后一排垂直孔的宽度的0.05～0.13。5.根据权利要求1所述的制样方法，其特征在于，所述抛光包括第一抛光和第二抛光；优选地，所述第一抛光的离子束参数为3～5kV以及20～30pA；优选地，所述第一抛光直至3DNADA闪存垂直通道的厚度≤30nm；优选地，所述第二抛光的离子束参数为1～2.5kV以及15～25pA；优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄萍，董磊磊，黄晋华，郑海鹏，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：