用于制备楔形薄片的方法和系统技术方案

本发明专利技术题为“用于制备楔形薄片的方法和系统”。楔形薄片可通过从样品的至少一侧铣削多个样品切片来制备。基于在移除一个或多个样品切片之后获得的SEM图像来监测铣削。可响应于沿经铣削样品的高度的第一结构与第二结构之间所估计的距离不大于阈值距离而终止铣削。间所估计的距离不大于阈值距离而终止铣削。间所估计的距离不大于阈值距离而终止铣削。

【技术实现步骤摘要】
用于制备楔形薄片的方法和系统


[0001]本说明书总体上涉及用于样品制备的方法和系统，并且更具体地涉及制备楔形薄片。

技术实现思路

[0002]在一个实施方案中，一种用于自动制备楔形薄片的方法包括：用离子束从样品的至少一侧移除多个样品切片，其中在移除多个样品切片中的至少一个样品切片之后，用电子束获取样品表面的图像，并且估计在所获取的图像中沿着经铣削样品的高度的第一结构与第二结构之间的距离，并且其中响应于所估计的距离不大于阈值距离而终止多个样品切片的移除。
[0003]在另一个实施方案中，带电粒子显微镜检查系统包括用于将离子束朝向样品引导的离子柱，其中样品包括在样品的相反侧上的第一样品表面和第二样品表面；电子柱，用于将电子束引导向样品；检测器，用于检测自样品发射的电子；和控制器，该控制器包括处理器和存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，其中系统被配置为当指令由处理器执行时：用离子束铣削样品的第一样品表面以暴露第三样品表面，其中第三样品表面不平行于第二样品表面；用电子束获取第四样品表面的图像；估计在所获取的图像中沿着经铣削样品的高度的第一结构与第二结构之间的距离；响应于所估计的距离不大于阈值距离，停止铣削样品以获得楔形薄片，其中楔形薄片沿着经铣削样品的高度逐渐变细；以及响应于所估计的距离大于阈值距离，用离子束铣削第三表面。
[0004]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中另外描述的一些概念。其并非打算识别所要求保护主题的关键或必需特征，所要求保护主题的范围唯一地由实施方式之后的权利要求书来界定。
附图说明
[0005]图1示出示例性带电粒子显微镜检查系统。
[0006]图2是用于制备楔形薄片的方法的流程图。
[0007]图3是用于估计第一结构与第二结构之间的距离的方法的流程图。
[0008]图4是用于确定是否允许进一步铣削的方法的流程图。
[0009]图5示出用于制备楔形薄片的样品。
[0010]图6是示例性楔形薄片的侧视图。
[0011]图7示出了放置铣削图案。
[0012]图8和图9显示了经铣削样品的扫描电子显微镜(SEM)图像。
[0013]图10示出了在进一步铣削之后预测在第一结构与第二结构之间的第二距离。
[0014]在附图的若干视图中，类似的附图标记指代对应部件。
具体实施方式
[0015]为了获得高分辨率透射电子显微镜(TEM)图像，可能需要具有几纳米厚度的薄片。由于不可预测的样品扭曲和弯曲，制备这种薄的薄片可能是挑战性的。减小样品扭曲和弯曲的一种方法是制备楔形状的薄片，即楔形薄片，其中薄片厚度沿着薄片的高度朝向薄片的底部边缘逐渐变细/减小。可以通过使用离子束铣削样品或衬底来制备楔形薄片。铣削需要被精确地控制，使得楔形薄片在感兴趣区域处的厚度达到期望厚度。在一个示例中，所期望厚度可以是5nm至100nm。在另一示例中，所期望厚度为约15nm。
[0016]以下描述涉及用于自动制备楔形薄片的系统和方法。在一些示例中，在双束带电粒子显微镜检查系统(诸如图1中所示的系统)中制备楔形薄片。可以使用图2中公开的方法制备在感兴趣区域处具有期望厚度的楔形薄片。具体地，可以通过使用离子束从样品的两个相反侧的至少一侧去除样品切片来铣削楔形薄片。通过沿着经铣削样品的高度的第一结构和第二结构的距离来监测或控制铣削。当结构之间的距离达到阈值距离时可以停止铣削。阈值距离可以对应于感兴趣区域处的期望薄片厚度。以这种方式，可以自动制备楔形薄片。楔形薄片沿其高度逐渐变细。即，厚度沿着样品/楔形薄片的高度减小。
[0017]在一个示例中，可以通过用离子束铣削样品来制备楔形薄片。样品的至少一部分包括在样品的相反侧(或相反端)上的第一样品表面和第二样品表面。第一样品表面和第二样品表面可以基本上彼此平行。可以铣削第一样品表面以暴露第三样品表面，其中第三表面不平行于第二表面。获取第四样品表面的SEM图像，并且在SEM图像中估计沿着经铣削样品的高度的第一结构和第二结构的距离。响应于所估计的距离不大于阈值距离，可以停止样品铣削以获得楔形薄片。第三样品表面和第四样品表面可以是相同的样品表面或不同的样品表面。
[0018]多个样品切片可经由掠射角铣削机进行移除，其中以离子束方向与待铣削样品表面之间的小角度(诸如小于10度)朝向待铣削样品表面来引导离子束。移除样品切片包括沿着样品的长度扫描离子束，其中样品的长度与样品的高度正交。在一些示例中，移除一个样品切片可能需要沿着样品的长度扫描多次。
[0019]移除多个样品切片可包括从样品的第一侧移除多个样品切片的第一子集，然后从样品的第二相反侧移除多个样品切片的第二子集。在移除多个样品切片的整个过程中，样品位置可以保持相同。在一些示例中，在移除多个样品切片以获得楔形薄片的整个过程期间，电子束的电子光轴相对于样品的位置可以保持相同。
[0020]可以在铣削一个或多个样品切片之后，估计在样品表面的SEM图像中第一结构和第二结构之间的距离。电子束可以定位在样品切片被移除的样品的同一侧上。另选地，电子束可以定位在样品切片被移除的样品的相反侧上。如果电子束位于与经铣削表面相同的一侧，则SEM图像可包括新铣削的样品表面。如果电子束位于与经铣削表面相对的位置上，则通过SEM图像对经铣削样品的背面成像。然后SEM图像可包括通过铣削改性的样品表面。SEM图像中的一个或两个结构的位置可以通过铣削来改变。
[0021]估计SEM图像中沿着经铣削样品的高度的第一结构和第二结构之间的距离可以包括定位SEM图像中的第一结构和第二结构。如果所估计的距离不大于阈值距离，则停止/终止样品切片/铣削。楔形薄片可以通过透射电子显微镜检查系统进一步处理和/或检查。
[0022]第一结构和/或第二结构可以是样品内的结构或特征。例如，第一结构或第二结构
可以是生物样品的组分(诸如细胞膜)，或半导体样品中的晶体管层的边缘。另选地，第一结构和第二结构可以是通过样品处理(诸如样品铣削)产生的特征。例如，第一结构或第二结构可以是经铣削样品的基准或边缘。
[0023]在一个示例中，第二结构可以是经铣削样品的底部边缘。定位经铣削样品的底部边缘可以包括识别底部边缘的轮廓并且基于该轮廓估计底部边缘的位置。在另一个示例中，第一结构是沿着样品长度延伸的晶体管层。定位第一结构可以包括沿着样品高度(Z轴)确定晶体管层的上边界的位置。
[0024]离子束能量(或加速电压)和/或离子束角度可在移除一个或多个样品切片之后进行调整。可基于所估计的距离来调整离子束能量和/或离子束角度。例如，可针对使用情况凭经验确定查找表。使用情况可以由样品类型、样品材料和离子束类型中的一者或多者来定义。查找表包括估计的距离、离子束能量和/或角度以及阈值距离中的一者或多者。离子束能量可随着减小的估计距离或减小的阈值距离而减小。离子束相对于待铣削样品表面的角度可随着减小的估计距离或减小的阈值距离而增大。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自动制备楔形薄片的方法，包括：用离子束从样品的至少一侧移除多个样品切片，其中在移除所述多个样品切片中的至少一个样品切片之后，用电子束获取样品表面的图像，并且估计在所获取的图像中沿着经铣削样品的高度的第一结构与第二结构之间的距离，并且其中响应于所估计的距离不大于阈值距离而终止所述多个样品切片的移除。2.根据权利要求1所述的方法，其中从样品的至少一侧移除多个样品切片包括从所述样品的第一侧移除所述多个样品切片的第一子集，并且然后从所述样品的第二相反侧移除所述多个样品切片的第二子集。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述阈值距离对应于在所述样品的感兴趣区域处的所述楔形薄片的期望厚度。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括使用参考样品确定所述阈值距离。5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中在移除所述多个样品切片期间，所述样品不相对于所述电子束的电子光轴移动。6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，进一步包括在移除所述至少一个样品切片之后调整所述离子束的束能量。7.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，进一步包括在移除所述至少一个样品切片之后调整所述离子束相对于所述样品的束角度。8.根据权利要求1所述的方法，其中用掠射角铣削机移除所述多个样品切片。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述楔形薄片沿着所述经铣削样品的高度逐渐变细。10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在移除所述多个样品切片中的所述至少一个样品切片之后，预测沿着所述经铣削样品的高度的所述第一结构与所述第二结构之间的第二距离；并且响应于所估计的距离大于所述阈值距离且所述第二距离不大于所述阈值距离，停止移除所述多个样品切片。11.根据权利要求10所述的方法，其中预测所述第二距离包括基于沿着所述经铣削样品的所述高度的所述第一结构与所述第二结构之间的多个先前估计的距离来预测所述第二距离。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过铣削所述样品以在所述样品表面中暴露所述第一结构和所述第二结构来制备所述样品。13.一种用于自动制备楔形薄片的方法，包括：提供在样品的相反侧上具有第一样品表面和第二样品表面的所述样品；用离子束铣削所述第一样...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：