【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于在衬底中制备横截面的方法，其中，利用至少一个聚焦的离子束在衬底中产生切割面，其中，在产生切割面之前和期间，在切割面的边缘(rand)处的衬底的表面区域利用硬掩模来保护，该硬掩模提供为单个部件并且利用至少一个微操纵器定位在切割面的边缘处。聚焦的离子束适合于在衬底中制造横截面，所述横截面随后例如借助电子显微镜被更详尽地检查。因此，fib设备(fib：聚焦离子束)尤其使用半导体行业中，以执行过程控制或误差分析。利用聚焦的离子束能够在衬底的期望位置处局部地制备横截面，而不必打碎或研磨衬底、例如晶圆或相应的构件。通过利用聚焦的离子束产生合适的切割面，仅破坏衬底上的各个构件或测试结构。在此，在罕见的情况下使用单束设备(在所述单束设备中仅垂直地安装一个离子柱)和双束设备(在所述双束设备中，除了垂直安装的一个电子柱之外，还布置有倾斜的第二离子柱)。由此，在制备横截面之后，还能够非破坏性地借助rem(扫描电子显微镜，raster-elektronen-mikroskopie)创建横截面记录。在这些系统中，衬底支座或者说平台能相应地倾斜。在借助fib产生用于材料分析的切割面时，为了保护表面免受切割面的产生的影响，必须施加保护层或保护掩膜。该保护层或保护掩膜用于保护最上部的材料层以及在上部区域中进行保护，以便避免棱倒圆(kantenabrundungen)并且因而避免测量误差。
技术介绍
1、迄今为止，为了保护表面并且避免棱倒圆，已知两种不同的技术。在第一种技术中，保护层沉积在要产生的切割面的边缘处的表面区域中，例如从t.ish
2、在第二种已知技术中，代替保护层地，将由与硬掩模相应地硬的材料制成的长方体形的单个部件固定、即粘接或焊接在表面区域上。这个部件借助fib设备的提升系统、即微操纵器被定位到期望的部位处，并且通过气体辅助沉积或电子束敏感的漆被固定在表面上的边缘处。这个部件紧固在其上的微操纵器的针在固定之后被切断并且移出。这种技术减少了长的沉积时间，因为固定时间仅为约15分钟，而与要产生的横截面的大小无关。
3、在这两种技术中都是使用了气体诱导沉积过程，所述气体诱导沉积过程附加地需要时间。通过施加材料还在衬底表面上产生污物，所述污物恰好在半导体生产的领域中在半导体材料方面以及在洁净室中的处理方面导致污染物问题。在最坏的情况下，晶圆此后不再能使用，由此恰恰是在昂贵的半导体材料中产生了高的损耗。
4、本专利技术的任务在于，给出一种利用聚焦的离子束在衬底中制备横截面的方法，该方法需要更小的时间花费并且不导致或与已知的技术相比仅导致对衬底表面的减少的污染物。
技术实现思路
1、该任务利用根据本专利技术的方法来解决。该方法的有利构型能够从以下描述和实施例中获悉。
2、在所提出的用于在衬底中制备横截面的方法中，利用至少一个聚焦的离子束通过优选直线的切割在衬底中产生切割面，该切割面随后能够例如借助电子显微镜来检查。在利用离子束产生切割面之前，在切割面的边缘处的衬底的表面区域利用硬掩模来保护，该硬掩模提供为优选长方体形的单个部件并且利用至少一个微操纵器定位在期望的切割面的边缘处。所提出的方法的特征在于，硬掩模不是固定在衬底的表面上的(即，不与该表面连接)，而是在产生切割面期间利用微操纵器被保持在相应的位置中，并且，硬掩模由掺杂的半导体材料、优选由掺杂的硅构成。在产生切割面之后，或者，也在随后检查切割面之后，该硬掩模于是利用微操纵器被再次从衬底移除。
3、因此，所提出的方法不需要气体诱导的沉积过程来产生保护层或固定作为单个部件提供的硬掩模。由此，省去用于这些沉积过程的工艺时间。特别是用于沉积的材料不会对衬底表面造成污染。
4、在一个特别有利的构型中，硬掩模在该方法中没有放置到衬底的表面上，即，没有与该表面接触。更确切地说，硬掩模的下侧在此保持在距衬底表面尽可能小的距离处，该尽可能小的距离优选小于1μm。在此，在100纳米至几百纳米的范围内的距离是最佳的。在具有距表面的此类距离的情况下或就多孔材料或结构化表面而言，以这种方式也可创建相应的横截面。在此，硬掩模漂浮在衬底表面上方并且不会对这个表面带来污物。
5、在一个替代的实施方式中，硬掩模也能够被放置到衬底表面上并且利用微操纵器在那里被保持在相应的位置中。在硬掩模的能导电的构型中，这实现了避免通过离子束对衬底充电。通过fib加工，无论是在通过(带正电的)离子进行加工时，还是可选地在创建rem记录时通过(带负电的)电子随后进行照射时，都会将非常多的电荷施加到衬底上。在后一种情况下，硬掩模然后直到执行该记录之后都保留在衬底上。在此，电荷分别通过硬掩模和微操纵器消散。此外，在衬底表面具有小的或差的电导率的情况下(例如在具有漆或氧化层的情况下)对衬底表面的充电导致衬底在加工时运动。通过经由导电的硬掩模(该硬掩模经由针和微操纵器接地)与微操纵器的针进行接触，所施加的电荷能流走并且与硬掩模不接触衬底情况下的加工相比能够显著地改善横截面的均匀性和质量。在这个实施方式中，在创建横截面之后或必要时在执行rem记录等之后，硬掩模与衬底的接触也通过提升(anheben)被再次解除。因而，在此也没有污染物残留在衬底的表面上。
6、特别是在半导体生产的领域中，硬掩模的材料优选选自与半导体生产过程兼容的材料，即表示在半导体洁净室中没有外来污染物。特别有利地，在此使用由掺杂的硅制成的硬掩模，所述硬掩模满足对用于离子束的硬掩模的要求并且能够以合理的花费制造。由硅或其他半导体材料制成的硬掩模优选被如此掺杂，使得获得在1s/m与105s/m的范围内的电导率。通过使用表示在半导体洁净室中没有外来污染物的材料，在半导体生产时通过离子束由于溅射而从硬掩模处去除的材料也不表示衬底表面的污物。
7、优选地，在所提出的方法中用作单个部件、尤其是小块或小板的硬掩模具有在10μm至1000μm的范围内的棱长度。在此，该棱长度应理解为优选长方体形的单个部件的直线形棱的长度，该直线形棱沿着切割面的边缘延伸。在此，棱长度必须被选择成使得它至少相应于在衬底表面上的切割面的宽度。在使用ga-fib设备时，由于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用至少一个聚焦的离子束(2)在衬底(1)中制备横截面的方法，其中，利用所述离子束(2)在所述衬底(1)中产生切割面(3)，其中，在产生所述切割面(3)之前和产生所述切割面期间，利用硬掩模(4)保护在所述切割面(3)的边缘处的、所述衬底(1)的表面区域，所述硬掩模由掺杂的半导体材料制成、提供为单个部件并且利用至少一个微操纵器定位在所述切割面(3)的边缘处，
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，所述方法用于在半导体生产时在半导体衬底中制备所述横截面。
【技术特征摘要】
1.一种利用至少一个聚焦的离子束(2)在衬底(1)中制备横截面的方法，其中，利用所述离子束(2)在所述衬底(1)中产生切割面(3)，其中，在产生所述切割面(3)之前和产生所述切割面期间，利用硬掩模(4)保护在所述切割面(3)的边缘处的、所述衬底(1)的表面区域，所述硬掩模由掺杂的半导体材料制成、提供为单个部件并且利用至少一个微操纵器定位在所述切割面(3)的边缘处，
2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·博伊尔，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：
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