專利名稱：聚焦離子束設(shè)備及聚焦離子束檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚焦離子束設(shè)備及 聚焦離子束^^測方法。
背景技術(shù)：
聚焦離子束(FIB, Focused Ion Beam)技術(shù)是一種集形貌觀測、定 位制樣、成份分析、薄膜淀積和無掩模刻蝕各過程于一身的新型微加工 技術(shù)。在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中，它常用來檢測分析工藝制作的質(zhì)量， 如用來對集成電路芯片進行斷面(Cross Section)分析，以觀察和確定芯 片中的缺陷。目前該技術(shù)已經(jīng)成為集成電路制作過程中必不可少的關(guān)鍵 技術(shù)之一。圖l為現(xiàn)有的聚焦離子束設(shè)備的示意圖，如圖1所示，其由殼體100、 FIB裝置101、掃描電子顯微鏡(SEM， Scanning Electron Microscope)裝 置102、樣品臺105及與樣品臺相連的聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106組成，工作時，先 利用SEM裝置發(fā)射電子104，對樣品進行定位，然后，利用聚焦偏轉(zhuǎn)裝置 106按圖中110所示方向?qū)⒃摌悠放_偏轉(zhuǎn)一定角度，使其垂直于FIB裝置 101所發(fā)射的離子束103，接著，利用FIB裝置101中的靜電透鏡(圖未示) 將離子束(通常是鎵離子)聚焦至樣品的指定位置處，對樣品進行垂直 切片處理以產(chǎn)生斷面，在切片的同時，可以利用SEM裝置對該斷面進行 觀察分析，檢測芯片中各個斷層中的缺陷。圖2至圖4為說明利用聚焦離子束設(shè)備進行斷面分析的原理的樣品剖 面圖，其中，圖2為現(xiàn)有的測試樣品的剖面圖，如圖2所示，該樣品由襯 底201和待測試層202組成。圖3為現(xiàn)有的切割形成斷面后的樣品剖面圖， 如圖3所示，切割后在樣品內(nèi)形成了垂直于樣品表面的斷面310。實現(xiàn)過 程為將該樣品置于樣品臺上，利用SEM裝置確定切割點后，將其轉(zhuǎn)至 與FIB裝置垂直，再由聚焦離子束103對其進行垂直切割，在待測試層202中形成垂直于樣品表面的斷面310。圖4為現(xiàn)有的利用SEM對樣品的斷面 進行檢測的樣品剖面圖，如圖4所示，利用SEM裝置發(fā)出的電子束104對 由離子束切片形成的斷面310進行觀察，檢測其內(nèi)是否存在缺陷。現(xiàn)有的 聚集離子束設(shè)備中，這一切片和觀察過程可以同時進行，為斷面檢測分 析工作提供了便利。隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，芯片的集成度越來越高，元器 件的尺寸越來越小，對利用FIB設(shè)備進行檢測的精細度要求也越來越高， 此時，上述FIB設(shè)備在檢測器件結(jié)構(gòu)時出現(xiàn)的一些問題，會不可避免地影 響到缺陷檢測的正常進行，需對其進行改進。利用現(xiàn)有的聚焦離子束分析樣品的斷面存在如下缺陷因離子束具 有高能，若檢測的樣品中存在有連接塞、接觸插塞等結(jié)構(gòu)，且該連接塞 或接觸插塞位于切片位置上，則在切片時，該高能離子束會垂直打穿連 接塞或接觸插塞的底部，產(chǎn)生縫隙狀缺陷。圖5為現(xiàn)有的利用FIB設(shè)備檢 測時產(chǎn)生了縫隙缺陷的樣品斷面示意圖，如圖5所示，切片時在待測樣品 上產(chǎn)生的斷面500內(nèi)有一連接塞501，在利用聚焦離子束103對其進行切片 處理時，高能的離子束垂直地將該連接塞501的底打穿，形成了縫隙狀缺 陷502，這一缺陷的形成， 一方面會導(dǎo)致在用SEM觀察時不能確定檢測到 的該縫隙狀缺陷502是在生產(chǎn)工藝中形成的還是在該樣品制備過程中產(chǎn) 生的，另一方面，還會使斷面的SEM圖像不清晰，導(dǎo)致識別真正的缺陷 503的難度增加，這兩方面都不利于對缺陷的準(zhǔn)確檢測。為了在檢測中更好地確認缺陷，申請?zhí)枮?00310122586.0的中國專利 申請公開了一種;f企測方法，該方法在測試前，先利用聚焦離子束將位于 要測試的目標(biāo)層之上的各層去除，曝露出要測試的目標(biāo)層，然后再對其 進行切片測試，但是，該方法顯然實現(xiàn)起來既麻煩又費時，另外，其也 無法解決上述對連接塞、接觸插塞等結(jié)構(gòu)進行切片時，因高能離子束垂 直轟擊連接塞、接觸插塞等結(jié)構(gòu)的底部而導(dǎo)致的產(chǎn)生縫隙性缺陷的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種聚焦離子束設(shè)備及聚焦離子束檢測方法，改善了現(xiàn)有的聚焦離子束^r測過程中產(chǎn)生縫隙缺陷的問題。本發(fā)明提供的一種聚焦離子束設(shè)備，包括殼體、用于在樣品上產(chǎn)生 斷面的聚焦離子束裝置、用于檢測所述斷面的掃描電子顯微鏡裝置，以 及樣品臺，此外，還包括與所述樣品臺相連的，用于旋轉(zhuǎn)所述樣品臺的 斷面偏轉(zhuǎn)裝置，且所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線垂直于所述斷面。該設(shè)備中，可以將所述掃描電子顯微鏡裝置垂直安裝于所述殼體的 內(nèi)頂部，所述聚焦離子束裝置傾斜安裝于所述殼體的內(nèi)頂部或內(nèi)側(cè)壁。 此時，該聚焦離子束設(shè)備還可以包括與樣品臺相連，用于將所述樣品臺 調(diào)整至與所述聚焦離子束裝置相垂直的聚焦偏轉(zhuǎn)裝置；且所述斷面偏轉(zhuǎn) 裝置的偏轉(zhuǎn)軸線垂直于所述聚焦偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線；具體來說，可以 是所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置與所述聚焦偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線相交，也可以是所 述斷面偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線與所述聚焦偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線上、下交 錯。也可以將所述聚焦離子束裝置垂直安裝于所述殼體的內(nèi)頂部，所述 掃描電子顯微鏡裝置傾斜安裝于所述殼體的內(nèi)頂部或內(nèi)側(cè)壁。其中，所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置可以與控制系統(tǒng)相連，實現(xiàn)對斷面偏轉(zhuǎn)的 自動連續(xù)控制。本發(fā)明具有相應(yīng)技術(shù)特征的一種聚焦離子束檢測方法，包括步驟 利用掃描電子顯微鏡裝置確定樣品臺上樣品的檢測區(qū)域； 利用斷面偏轉(zhuǎn)裝置沿垂直于所述樣品上將要產(chǎn)生的斷面的偏轉(zhuǎn)軸 線旋轉(zhuǎn)所述樣品臺；利用聚焦離子束裝置在所述樣品的檢測區(qū)域形成斷面； 利用掃描電子顯微4免裝置檢測所述樣品的斷面。其中，在利用斷面偏轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)所述樣品臺之前，還可以包括利用聚焦偏轉(zhuǎn)裝置將所述樣品臺調(diào)整至與聚焦離子束裝置相垂直的位置。 此時，所迷聚焦偏轉(zhuǎn)裝置與所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置對樣品臺的調(diào)整方向相互垂直。其中，所述樣品的^r測區(qū)包含連接塞和接觸插塞結(jié)構(gòu)。其中，可以沿順時針或逆時針方向利用所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)所述 樣品臺，其調(diào)整的角度通常在1至60度之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明聚焦離子束設(shè)備，增加了一個斷面偏轉(zhuǎn)裝置，增強了樣品臺 的角度控制功能，可以在保證切片時所產(chǎn)生的斷面與樣品相垂直的前提 下，沿垂直于斷面的偏轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)樣品臺，實現(xiàn)對樣品的一定的偏離角 度的調(diào)整，避免了高能離子束對樣品中連接塞或接觸插塞底部的直接轟 擊，也就避免了縫隙性缺陷的產(chǎn)生，提高了樣品制備和觀察檢測的準(zhǔn)確 度。利用本發(fā)明的聚焦離子束設(shè)備進行檢測的方法，與傳統(tǒng)檢測方法相 比，增加了沿垂直于斷面的偏轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)樣品臺的步驟，這一樣品臺的 偏轉(zhuǎn)調(diào)整可以避免離子束在樣品內(nèi)造成的損傷性缺陷，使得檢測結(jié)果更 為準(zhǔn)確清晰，并且在實現(xiàn)上也簡單方便。


圖1為現(xiàn)有的聚焦離子束設(shè)備的示意圖；圖2為現(xiàn)有的測試樣品的剖面圖；圖3為現(xiàn)有的切割形成斷面后的樣品剖面圖；圖4為現(xiàn)有的利用SEM對樣品的斷面進行-險測的樣品剖面圖；圖5為現(xiàn)有的利用FIB設(shè)備檢測時產(chǎn)生了縫隙缺陷的樣品斷面示意圖；圖6為本發(fā)明第一實施例的聚焦離子束設(shè)備的示意圖；圖7為本發(fā)明第二實施例的聚焦離子束設(shè)備的示意圖； 圖8為本發(fā)明第三實施例的聚焦離子束設(shè)備的示意圖； 圖9為利用本發(fā)明的FIB設(shè)備檢測時的樣品斷面示意圖； 圖10為說明本發(fā)明的FIB檢測方法的流程圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合 附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。本發(fā)明的處理方法可被廣泛地應(yīng)用到許多應(yīng)用中，并且可利用許多 適當(dāng)?shù)牟牧现谱?，下面是通過較佳的實施例來加以說明，當(dāng)然本發(fā)明并 不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的一般的替換 無疑地涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時， 為了便于說明，各示意圖會不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對 本發(fā)明的限定，此外，在實際的制作中，應(yīng)包含長度、寬度及深度的三 維空間尺寸。本發(fā)明提出了一種新的聚集離子束設(shè)備，包括殼體、用于在樣品上 產(chǎn)生斷面的聚焦離子束裝置、用于檢測所述斷面的掃描電子顯微鏡裝 置，以及樣品臺，此外，其還包括與所述樣品臺相連的，用于旋轉(zhuǎn)所述 樣品臺的斷面偏轉(zhuǎn)裝置，且所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線垂直于所述斷 面。這一斷面偏轉(zhuǎn)裝置的加入，可以避免高能的聚焦離子束對樣品中各 結(jié)構(gòu)，如連接塞結(jié)構(gòu)的底部的直接轟擊，避免了縫隙性缺陷的產(chǎn)生，對 樣品內(nèi)缺陷的檢測更為清晰，提高了缺陷檢測的準(zhǔn)確性。圖6為本發(fā)明第一實施例中的聚焦離子束設(shè)備的示意圖，如圖6所 示，本實施例中的聚焦離子束設(shè)備包括殼體100、傾斜安裝于該殼體內(nèi) 頂部或內(nèi)側(cè)壁(圖中所示為后者)的聚焦離子束裝置101，垂直安裝于 所述殼體的內(nèi)頂部的掃描電子顯微鏡裝置102，以及樣品臺105，所述聚焦離子束裝置101用于在樣品上產(chǎn)生斷面。除此以外，本發(fā)明的FIB 檢測設(shè)備還包括與樣品臺105相連的斷面偏轉(zhuǎn)裝置601,該斷面偏轉(zhuǎn)裝105，按圖中的方向B調(diào)整樣品臺105的偏轉(zhuǎn)角度。此外，對于本實施例中的聚焦離子束設(shè)備，與樣品臺相連的通常還 有與所述樣品臺相連的聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106，該聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106沿圖中 所示的第一方向A對樣品臺105進行偏轉(zhuǎn)角度調(diào)整，用于將所述樣品臺 調(diào)整至與所述聚焦離子束裝置相垂直的位置。本發(fā)明中的斷面偏轉(zhuǎn)裝置601與聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106均與樣品臺相 連，并分別從兩個方向A和B實現(xiàn)對樣品臺的偏轉(zhuǎn)角度的調(diào)整，其具 體的安裝方式可以有多種，如，可以如圖6中所示，令斷面偏轉(zhuǎn)裝置601 的偏轉(zhuǎn)軸線與聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106的偏轉(zhuǎn)軸線上、下交錯。此外，還可以 令該斷面偏轉(zhuǎn)裝置601與聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106的偏轉(zhuǎn)軸線相交。圖7為本 發(fā)明第二實施例的聚焦離子束設(shè)備的示意圖，如圖7所示，其斷面偏轉(zhuǎn) 裝置601與聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106的偏轉(zhuǎn)軸線相交于樣品臺的中心。上述本發(fā)明第一、第二實施例中的設(shè)備工作時，在利用掃描電子顯 微鏡裝置102確定樣品的檢測區(qū)域后，先利用聚焦偏轉(zhuǎn)裝置106從第一 方向A調(diào)整樣品臺的偏轉(zhuǎn)角度，將樣品臺調(diào)整至與聚焦離子束裝置101 相垂直，確保離子束在樣品上切片形成的斷面與樣品相垂直。再利用斷 面偏轉(zhuǎn)裝置601沿圖中所示的第二方向B調(diào)整樣品臺105的偏轉(zhuǎn)角度。 該第二方向B的偏轉(zhuǎn)是在離子束垂直入射樣品，產(chǎn)生垂直于樣品表面的 斷面的基礎(chǔ)上，保持該斷面所在平面不變對樣品進行的偏轉(zhuǎn)。其中，第 二方向B是平行于用離子束對樣品進行切片時產(chǎn)生的斷面的，具體方向 與該設(shè)備的離子束切片方向有關(guān)，通常該第二方向與第一方向間是相互 垂直的，如圖中A和B所示，因此，在安裝這兩個偏轉(zhuǎn)裝置106和601 時，其偏轉(zhuǎn)軸線通常是相互垂直的。注意在第二方向與斷面方向一致的情況下，兩個偏轉(zhuǎn)裝置之間并不一定是相互垂直的關(guān)系，也可能會因設(shè) 備設(shè)計的不同而在二者間形成不同的夾角。圖8為本發(fā)明第三實施例的聚焦離子束設(shè)備的示意圖，該實施例中，聚焦離子束裝置101聚焦離子束裝置垂直安裝于殼體IOO的內(nèi)頂部，掃 描電子顯微鏡裝置102傾斜安裝于殼體100的內(nèi)頂部或內(nèi)側(cè)壁(圖中所 示為后者)。其中，聚焦離子束裝置仍是用于在樣品上形成斷面。此時， 可以利用本發(fā)明的方法，在樣品臺下加入一個與樣品臺相連的斷面偏轉(zhuǎn) 裝置，該偏轉(zhuǎn)裝置用于沿垂直于樣品上產(chǎn)生的斷面旋轉(zhuǎn)樣品臺，調(diào)整樣 品臺的偏轉(zhuǎn)角度。其同樣可以提高缺陷檢測的準(zhǔn)確性。圖9為利用本發(fā)明的FIB設(shè)備檢測時的樣品斷面示意圖，如圖9所 示，該樣品的斷面500內(nèi)包含有一連接塞結(jié)構(gòu)501，在利用本發(fā)明的FIB 設(shè)備進行檢測時，利用聚焦偏轉(zhuǎn)裝置實現(xiàn)了該樣品與聚焦離子束裝置間 的垂直放置關(guān)系，確保了其形成的斷面500垂直于樣品所在平面(其檢 測的斷面與圖5中利用傳統(tǒng)的FIB檢測設(shè)備檢測的斷面500相同)，接 著，在保持該斷面500所在平面不變的情況下，利用斷面偏轉(zhuǎn)裝置對該 樣品進行了偏轉(zhuǎn)，令其內(nèi)的連接塞結(jié)構(gòu)501發(fā)生傾斜，偏離了高能離子 束510注入的方向，避免了高能離子束對樣品中連接塞底部的直接轟擊， 也就避免了縫隙性缺陷的產(chǎn)生，在此情況下，對樣品內(nèi)缺陷503的檢測 會更為清晰，提高了缺陷檢測的準(zhǔn)確性。上述本發(fā)明的三個實施例中的斷面偏轉(zhuǎn)裝置是利用貫穿樣品臺的 偏轉(zhuǎn)軸線對樣品臺進行偏轉(zhuǎn)角度的調(diào)整的，在本發(fā)明的其他實施例中， 還可以利用其他方式對樣品臺的偏轉(zhuǎn)進行調(diào)整，如可以在樣品臺下，與 斷面平行且穿過樣品臺中心的軸線兩端或一端各安裝一個升降裝置，利 用樣品臺 一端抬起比另 一端高的方式對樣品臺進行偏轉(zhuǎn)調(diào)整，且該調(diào)整 實質(zhì)上也是沿垂直于所述斷面的偏轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)樣品臺，實現(xiàn)樣品沿斷面 所在平面偏轉(zhuǎn)一定角度。注意到，上述實施例中只示出了沿逆時針旋轉(zhuǎn)時的B方向，實際也可以按順時針方向旋轉(zhuǎn)樣品臺進行調(diào)整。此外，可以利用本發(fā)明中所增加的斷面偏轉(zhuǎn)裝置手動調(diào)節(jié)樣品臺的 偏轉(zhuǎn)角度，也可以將該斷面偏轉(zhuǎn)裝置與控制檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)相連， 利用控制電路的電信號實現(xiàn)對樣品臺的連續(xù)偏轉(zhuǎn)角度的自動調(diào)節(jié)控制， 實現(xiàn)起來方便可靠。該斷面偏轉(zhuǎn)裝置的具體安裝及連接方法與聚焦偏轉(zhuǎn) 裝置類似，在此不再贅述。本發(fā)明的上述實施例中，斷面偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)的方向一 一 第二方向與 樣品的斷面方向一致，以確保仍能形成垂直于樣品的斷面，在本發(fā)明的 其他實施例中，根據(jù)實際應(yīng)用，也可以令該第二方向與斷面方向不一致， 此時離子束在樣品內(nèi)形成的是不垂直于樣品的斷面。圖IO為說明本發(fā)明的FIB檢測方法的流程圖，下面結(jié)合圖10對利 用本發(fā)明的聚焦離子束設(shè)備進行檢測的方法進行詳細說明。首先，將樣品放在樣品臺上(S1001),此時，樣品臺是水平放置于 殼體中心下方的。通常FIB檢測設(shè)備是工作于真空狀態(tài)下的，因此，在 測試前，需先將樣品放置于樣品臺上，關(guān)上設(shè)備的殼體門，對由殼體包 圍形成的工作殼體進行抽真空的處理，為檢測作好準(zhǔn)備。然后，利用掃描電子顯孩h鏡裝置確定所述樣品的纟企測區(qū)域(S1002 )。 樣品檢測時，通常需要對某一確定的區(qū)域進行檢測，因此，檢測時，先 要對所要檢測的檢測區(qū)域進行定位，本步定位由掃描電子顯微鏡裝置完 成，此時，樣品臺正對著掃描電子顯微鏡裝置。檢測時，通常要求形成垂直于樣品的斷面，因此，在利用聚焦離子 束形成斷面前，需要令樣品與聚焦離子束入射方向相垂直。這樣，對于 聚焦離子束裝置位于殼體斜上方、掃描電子顯微鏡裝置位于殼體中心上 方的聚焦離子束設(shè)備，在確定檢測區(qū)后，還需要利用聚焦偏轉(zhuǎn)裝置將樣 品臺沿第一方向調(diào)整至與聚焦離子束裝置相垂直的位置(SIO(B)。而對 于聚焦離子束裝置位于殼體中心上方、掃描電子顯微鏡裝置位于殼體斜上方的聚焦離子束設(shè)備則不需要這一調(diào)整步驟。在樣品與聚焦離子束入射方向相垂直后，為了防止高能的離子束直 接轟擊樣品內(nèi)的連接塞、接觸插塞等結(jié)構(gòu)的底部，在樣品的斷面內(nèi)形成 缺陷，影響檢測的正常進行，本發(fā)明加入了一步沿斷面所在方向偏轉(zhuǎn)樣 品臺的調(diào)整步驟(S1004)。本步調(diào)整是利用斷面偏轉(zhuǎn)裝置實現(xiàn)的，該斷 面偏轉(zhuǎn)裝置安裝與樣品臺下，與樣品臺相連。本步中偏轉(zhuǎn)的調(diào)整是沿垂 直于切片產(chǎn)生的斷面的偏轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)樣品臺而實現(xiàn)的，因為斷面方向與 離子束切片方向有關(guān)，用于按斷面的方向偏轉(zhuǎn)的該斷面偏轉(zhuǎn)裝置的安裝 方向也要受到離子束的切片方向的影響。對于前面所述第一和第二實施 例中的斷面偏轉(zhuǎn)裝置，其通常是在水平面內(nèi)垂直于聚焦偏轉(zhuǎn)裝置的方向 上安裝。此時，斷面偏轉(zhuǎn)裝置對樣品臺的偏轉(zhuǎn)方向也會垂直于聚焦偏轉(zhuǎn) 裝置的偏轉(zhuǎn)方向。本步的沿斷面方向的偏轉(zhuǎn)調(diào)整，可以令斷面內(nèi)的連接塞結(jié)構(gòu)相對于 高能離子束的注入方向發(fā)生傾斜，避免了高能離子束對樣品中連接塞底部的直接轟擊，也就避免了縫隙性缺陷的產(chǎn)生(如圖9所示)。因此，加入本步沿垂直于斷面的軸線旋轉(zhuǎn)、調(diào)整樣品臺的偏轉(zhuǎn)角度的步驟，可 以令樣品內(nèi)缺陷的檢測更為清晰，提高了缺陷檢測的準(zhǔn)確性。本步中樣 品臺沿斷面方向的偏轉(zhuǎn)角度由樣品內(nèi)的連接塞或接觸插塞的具體結(jié)構(gòu)決定，通常在1至60。之間，如30°，其偏轉(zhuǎn)方向可以是順時針的，也 可以是逆時針的。再接著，可以利用聚焦離子束裝置在所述樣品的檢測區(qū)形成斷面 (S1005 )。因為上一步的沿斷面方向的偏轉(zhuǎn)沒有改變離子束對樣品切片 時的產(chǎn)生斷面的方向，本步中切片所產(chǎn)生的斷面仍是垂直于樣品所在平 面的。在切片的同時，可以利用掃描電子顯微鏡裝置檢測該樣品的斷面 (S1006 )。由于此時樣品內(nèi)的連接塞或接觸插塞等結(jié)構(gòu)已在斷面內(nèi)偏離了高能離子束的入射方向，該高能離子束不會再對連接塞或接觸插塞的 底部進行直接的垂直轟擊，減小了其對連接塞或接觸插塞的底部的損 傷，明顯改善了在樣品斷面內(nèi)形成縫隙狀缺陷的問題。因此，在本步檢 測缺陷的步驟中，所觀察到的斷面圖像較為清晰，可以4交為容易、較為 準(zhǔn)確地檢測到樣品內(nèi)的缺陷，提高了檢測的準(zhǔn)確性。以上介紹的是利用FIB技術(shù)對樣品進行缺陷檢測時，可以利用本發(fā) 明的設(shè)備和方法提高檢測的清晰度和準(zhǔn)確度，在本發(fā)明的其他實施例 中，還可以利用本發(fā)明的設(shè)備及方法進行微加工制作，其可以避免微加 工過程中在樣品內(nèi)引入缺陷，提高微加工質(zhì)量?，F(xiàn)有的聚焦離子束加工設(shè)備，通常包括殼體、用于確定加工區(qū)域的 顯微鏡裝置、用于在樣品上產(chǎn)生斷面的聚焦離子束裝置，以及樣品臺， 此外，其還包括與樣品臺相連，用于沿垂直于所述斷面的偏轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn) 所述樣品臺的斷面偏轉(zhuǎn)裝置。在加工過程中，聚集離子束裝置通常要垂 直于樣品臺，即高能的離子束是垂直入射到樣品內(nèi)的，易損傷樣品的某 些內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的斷面偏轉(zhuǎn)裝置的加入，可以在確保加工的垂直 角度的前提下，避免加工過程中高能離子束對樣品內(nèi)結(jié)構(gòu)的損傷。其設(shè) 備結(jié)構(gòu)與加工方法與上述實施例中的相似，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該可以 很容易地推導(dǎo)出來，在此不再贅述。注意到，只要是將樣品沿垂直于斷面的偏轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)一定角度，以 防止高能離子束垂直入射至樣品內(nèi)時，對樣品內(nèi)結(jié)構(gòu)造成損傷的設(shè)備及 方法均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能 的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種聚焦離子束設(shè)備，包括殼體、用于在樣品上產(chǎn)生斷面的聚焦離子束裝置、用于檢測所述斷面的掃描電子顯微鏡裝置，以及樣品臺，其特征在于還包括與所述樣品臺相連的，用于旋轉(zhuǎn)所述樣品臺的斷面偏轉(zhuǎn)裝置，且所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線垂直于所述斷面。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述掃描電子顯微鏡 裝置垂直安裝于所述殼體的內(nèi)頂部，所述聚焦離子束裝置傾斜安裝于所 述殼體的內(nèi)頂部或內(nèi)側(cè)壁。
3、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于還包括與樣品臺相連， 用于將所述樣品臺調(diào)整至與所述聚焦離子束裝置相垂直的聚焦偏轉(zhuǎn)裝置。
4、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置的 偏轉(zhuǎn)軸線垂直于所述聚焦偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線。
5、 如權(quán)利要求3所迷的設(shè)備，其特征在于所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置與 所述聚焦偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線相交。
6、 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置的 偏轉(zhuǎn)軸線與所述聚焦偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線上、下交錯。
7、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述聚焦離子束裝置 垂直安裝于所述殼體的內(nèi)頂部，所述掃描電子顯微鏡裝置傾斜安裝于所 述殼體的內(nèi)頂部或內(nèi)側(cè)壁。
8、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置與 控制系統(tǒng)相連。
9、 一種聚焦離子束檢測方法，其特征在于，包括步驟 利用掃描電子顯微鏡裝置確定樣品臺上樣品的檢測區(qū)域；利用斷面偏轉(zhuǎn)裝置沿垂直于所述樣品上將要產(chǎn)生的斷面的偏轉(zhuǎn)軸 線旋轉(zhuǎn)所述樣品臺；利用聚焦離子束裝置在所述樣品的檢測區(qū)域形成斷面； 利用掃描電子顯微鏡裝置檢測所述樣品的斷面。
10、 如權(quán)利要求9所述的檢測方法，其特征在于，在利用斷面偏轉(zhuǎn) 裝置旋轉(zhuǎn)所述樣品臺之前，還包括利用聚焦偏轉(zhuǎn)裝置將所述樣品臺調(diào)整至與聚焦離子束裝置相垂直 的位置。
11、 如權(quán)利要求10所述的檢測方法，其特征在于所述聚焦偏轉(zhuǎn) 裝置調(diào)整樣品臺的方向垂直于所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)樣品臺的方向。
12、 如權(quán)利要求9所述的檢測方法，其特征在于所述樣品的檢測 區(qū)包含連接塞和接觸插塞結(jié)構(gòu)。
13、 如權(quán)利要求9所述的檢測方法，其特征在于利用所述斷面偏 轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)所述樣品臺的角度在1至60度之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚焦離子束設(shè)備，包括殼體、用于在樣品上產(chǎn)生斷面的聚焦離子束裝置、用于檢測所述斷面的掃描電子顯微鏡裝置，以及樣品臺，此外，還包括與所述樣品臺相連的，用于旋轉(zhuǎn)所述樣品臺的斷面偏轉(zhuǎn)裝置，且所述斷面偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)軸線垂直于所述斷面。本發(fā)明的聚焦離子束檢測方法中，增加了沿垂直于所述斷面的偏轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)樣品臺以調(diào)整樣品臺偏轉(zhuǎn)角度的步驟，避免了離子束在樣品內(nèi)造成的損傷性缺陷，使得檢測結(jié)果更為準(zhǔn)確清晰，并且在實現(xiàn)上也簡單方便。
文檔編號G01N23/04GK101246132SQ20071003767
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者賴李龍 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司