一種平面tem樣品制備的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種平面TEM樣品制備的方法，所述方法包括：將一所需制備的TEM平面樣品放入FIB中，并確定需要研磨的目標(biāo)位置；使用所述FIB的I-Beam于所述目標(biāo)位置下方，設(shè)置一個(gè)縱向E-Beam定位標(biāo)記；于所述目標(biāo)位置左右，設(shè)置橫向E-Beam定位標(biāo)記；于所述橫向E-Beam定位標(biāo)記的上方處，設(shè)置研磨截止標(biāo)記，此標(biāo)記與橫向E-Beam定位標(biāo)記錯(cuò)開；于所述研磨截止標(biāo)記處，設(shè)置I-Beam定位標(biāo)記。通過本發(fā)明的方法能夠分別在E-Beam與I-Beam下精確定位目標(biāo)位置，從而確定研磨樣品時(shí)具體的停止位置，進(jìn)而提高制備定點(diǎn)平面TEM樣品的質(zhì)量和效率。
【專利說明】—種平面TEM樣品制備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種平面TEM樣品制備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，透射電子顯微鏡(Transmissionelectron microscope,簡稱:TEM)樣品的制備方法一般包括兩種。
[0003]一種方法是先通過聚焦離子束(Focused 1n Beam,簡稱:FIB)制成厚度為IOOnm左右的TEM樣品，然后在采集(pick up)系統(tǒng)內(nèi)，通過玻璃針與樣品間的靜電吸附將樣品轉(zhuǎn)移至碳膜銅網(wǎng)(Grid)上，以進(jìn)行后續(xù)的TEM觀測。
[0004]另一種方法是先通過FIB制成厚度為500nm左右的樣品，然后利用探針將樣品提取到梳狀銅網(wǎng)上，最后進(jìn)行精加工制成TEM可觀測的樣品。
[0005]無論何種方法，都需要使用FIB對樣品進(jìn)行研磨減薄。
[0006]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對于器件研發(fā)的尺寸也越來越小，因而也提高了對樣品結(jié)構(gòu)、材料等分析的能力，而對于FIB制備平面樣品的要求也越來越高，其中如何在FIB中精確定位目標(biāo)位置、如何確定研磨停止位置成了一個(gè)難題。
[0007]目前傳統(tǒng)的定位FIB制備平面樣品的方法是利用FIB中的1-Beam(離子束)，僅僅在目標(biāo)位置附近5 μ m左右，定位一個(gè)十字標(biāo)記，這種定位方法無法精確定位研磨停止位置，而且也不能在FIB中的1-Beam下迅速找到目標(biāo)位置，這樣大大降低了制備此類TEM樣品的質(zhì)量和效率。
[0008]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中FIB制備平面樣品的方法的原理示意圖。如圖1所示，TEM平面樣品為11，目標(biāo)位置為12,縱向E-Beam定位標(biāo)記為13,橫向E-Beam定位標(biāo)記為14。
[0009]中國專利(CN103278357A)公開了一種定點(diǎn)平面TEM樣品制備方法，包括:步驟1:對TEM樣品的目標(biāo)進(jìn)行定位；步驟2:研磨所述TEM樣品，使所述TEM樣品的邊緣距離目標(biāo)5-15um ;步驟3:切割上述TEM樣品的截面；步驟4:將上述TEM樣品放入聚焦離子束中進(jìn)行平面制樣。本發(fā)明通過結(jié)合研磨、截面切割、FIB平面制樣的方法，大大提高了 TEM定點(diǎn)平面制備的成功率，同時(shí)也極大地提高了平面TEM樣品的質(zhì)量，對失效分析、結(jié)構(gòu)分析等提供了極大的幫助。
[0010]中國專利(CN102455259A)公開一種平面TEM樣品制取方法，為本發(fā)明的最接近現(xiàn)有技術(shù)，包括:提供一包含待觀測層的晶圓截塊；做標(biāo)記于所述待觀測層上；將一玻璃粘貼于所述待觀測層上；同時(shí)研磨所述晶圓截塊及玻璃；切割所述晶圓截塊得到平面TEM樣品。通過本發(fā)明提供的平面TEM樣品制取方法得到的平面TEM樣品，當(dāng)通過吸取針吸取所述平面TEM樣品時(shí)，即使發(fā)生吸取針使得平面TEM樣品從晶圓上脫落，但吸取針又沒有吸取到平面TEM樣品的情況，也能很快找到脫落的平面TEM樣品，而無需重新制取平面TEM樣品，進(jìn)而節(jié)省了制造時(shí)間，降低了制造成本。
[0011]上述兩項(xiàng)專利均未提到通過設(shè)置1-Beam定位標(biāo)記與研磨截止標(biāo)記，使樣品能在1-Beam下被快速精確定位,并確定研磨具體停止位置。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種平面TEM樣品制備的方法。
[0013]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0014]一種平面TEM樣品制備的方法，其中，所述方法包括如下步驟:
[0015]步驟S1:將一所需制備的TEM平面樣品放入FIB中，并確定需要研磨的目標(biāo)位置；
[0016]步驟S2:使用所述FIB于所述目標(biāo)位置下方，設(shè)置一個(gè)縱向E-Beam定位標(biāo)記；
[0017]步驟S3:使用所述FIB于所述目標(biāo)位置左右，分別設(shè)置一橫向E-Beam定位標(biāo)記；
[0018]步驟S4:使用所述FIB于兩個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記的上方處,設(shè)置兩個(gè)研磨截止標(biāo)記，每個(gè)所述研磨截止標(biāo)記與任意一個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記在豎直方向上均相互錯(cuò)開；
[0019]步驟S5:使用所述FIB于每個(gè)所述研磨截止標(biāo)記處,均設(shè)置一 1-Beam定位標(biāo)記。
[0020]所述的平面TEM樣品制備的方法，其中，所述縱向E-Beam定位標(biāo)記位于所述目標(biāo)位置下方3-4 μ m處。
[0021]所述的平面TEM樣品制備的方法,其中,兩個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記分別位于所述目標(biāo)位置左方3-4 μ m處和所述目標(biāo)位置右方3_4μ m處。
[0022]所述的平面TEM樣品制備的方法，其中，所述每個(gè)研磨截止標(biāo)記在豎直方向上相距任意一個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記之間的距離均為2 μ m。
[0023]所述的平面TEM樣品再制備的方法，其中，每個(gè)所述1-Beam定位標(biāo)記均為縱向設(shè)置，并垂直于任意一個(gè)所述研磨截止標(biāo)記。
[0024]所述的平面TEM樣品再制備的方法,其中，一個(gè)所述1-Beam定位標(biāo)記與一個(gè)所述研磨截止標(biāo)記中背離所述目標(biāo)位置的一端連接。
[0025]所述的平面TEM樣品再制備的方法，其中，使用所述FIB的1-Beam標(biāo)記所述縱向E-Beam定位標(biāo)記位、所述橫向E-Beam定位標(biāo)記、所述研磨截止標(biāo)記以及所述1-Beam定位標(biāo)記。
[0026]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0027]通過本發(fā)明的方法能夠分別在E-Beam與1-Beam下精確定位目標(biāo)位置,從而確定研磨樣品時(shí)具體的停止位置，進(jìn)而提高制備定點(diǎn)平面TEM樣品的質(zhì)量和效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中制備平面樣品的方法的原理示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明方法中制備平面樣品的方法的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明提供一種平面TEM樣品制備的方法，可應(yīng)用于技術(shù)節(jié)點(diǎn)為90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、大于等于130nm以及小于等于22nm的工藝中；可應(yīng)用于以下技術(shù)平臺中:LogiC、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS> CIS、Flash、eFlash 以及 Package。[0032]本發(fā)明的核心思想是通過使用E-Beam定位標(biāo)記、1-Beam定位標(biāo)記和研磨截止標(biāo)記(polish stop mark)三類標(biāo)記，F(xiàn)IB不但能在E-beam模式下快速定位目標(biāo)，同時(shí)也能在1-beam模式下快速定位目標(biāo)，從而能夠有效控制樣品的研磨位置，達(dá)到防止樣品研磨失敗的目的。
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034]如圖2所示,首先,將一所需制備的TEM平面樣品21放入FIB中，并確定需要研磨的目標(biāo)位置22。
[0035]然后，使用FIB的1-Beam于目標(biāo)位置22下方，設(shè)置一個(gè)縱向E-Beam定位標(biāo)記23。
[0036]其中，目標(biāo)位置22與縱向E-Beam定位標(biāo)記23的縱向距離優(yōu)選為3_4 μ m。
[0037]然后，使用FIB的1-Beam于目標(biāo)位置22左右方向，設(shè)置兩個(gè)橫向E-Beam定位標(biāo)記24與24，。
[0038]其中，目標(biāo)位置22與兩個(gè)橫向E-Beam定位標(biāo)記24與24’的橫向距離優(yōu)選為左側(cè)橫向3-4 μ m與右側(cè)橫向3-4 μ m。
[0039]隨后，使用FIB的1-Beam于兩個(gè)橫向E-Beam定位標(biāo)記24與24’的上方處，設(shè)置研磨截止標(biāo)記25與25’，研磨截止標(biāo)記25與25’與橫向E-Beam定位標(biāo)記錯(cuò)開。
[0040]其中，研磨截止標(biāo)記25與25’與兩個(gè)橫向E-Beam定位標(biāo)記24與24’的距離優(yōu)選為縱向方向2 μ m。
[0041]使用FIB的1-Beam于研磨截止標(biāo)記25與25’處，設(shè)置1-Beam定位標(biāo)記26與26’與研磨截止標(biāo)記25與25’中背離目標(biāo)位置22的一端連接。
[0042]其中，1-Beam定位標(biāo)記26與研磨截止標(biāo)記25都位于目標(biāo)位置中垂線左側(cè)，1-Beam定位標(biāo)記26垂直于研磨截止標(biāo)記25的左端點(diǎn)上方處,并與研磨截止標(biāo)記25相連。
[0043]同樣，1-Beam定位標(biāo)記26’與研磨截止標(biāo)記25’都位于目標(biāo)位置中垂線右側(cè)，1-Beam定位標(biāo)記26’垂直于研磨截止標(biāo)記25’的有端點(diǎn)上方處,并與研磨截止標(biāo)記25’相連。
[0044]在樣品研磨時(shí),可以通過使用縱向E-Beam定位標(biāo)記23與兩個(gè)橫向E-Beam定位標(biāo)記24與24’,在E-beam下精確定位目標(biāo)位置22。同時(shí)，也可通過1-Beam定位標(biāo)記26與26’在1-beam下精確定位目標(biāo)位置22。
[0045]并且，通過研磨截止標(biāo)記25與25’，可以確定研磨樣品時(shí)的具體停止時(shí)間。
[0046]綜上所述,本發(fā)明的TEM樣品制備的方法通過使用E-Beam定位標(biāo)記、Ι-Beam定位標(biāo)記和研磨截止標(biāo)記三類標(biāo)記，在研磨的時(shí)候精確定位預(yù)定的目標(biāo)位置，控制研磨的具體停止位置，避免了研磨失敗等制樣問題，從而有效地提高了所制備的定點(diǎn)平面TEM樣品的質(zhì)量和效率。
[0047]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種平面TEM樣品制備的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 步驟S1:將一所需制備的TEM平面樣品放入FIB中，并確定需要研磨的目標(biāo)位置； 步驟S2:使用所述FIB于所述目標(biāo)位置下方，設(shè)置一個(gè)縱向E-Beam定位標(biāo)記； 步驟S3:使用所述FIB于所述目標(biāo)位置左右，分別設(shè)置一橫向E-Beam定位標(biāo)記； 步驟S4:使用所述FIB于兩個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記的上方處,設(shè)置兩個(gè)研磨截止標(biāo)記，每個(gè)所述研磨截止標(biāo)記與任意一個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記在豎直方向上均相互錯(cuò)開； 步驟S5:使用所述FIB于每個(gè)所述研磨截止標(biāo)記處，均設(shè)置一 1-Beam定位標(biāo)記。
2.如權(quán)利要求1所述的平面TEM樣品制備的方法，其特征在于，所述縱向E-Beam定位標(biāo)記位于所述目標(biāo)位置下方3-4 μ m處。
3.如權(quán)利要求1所述的平面TEM樣品制備的方法，其特征在于，兩個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記分別位于所述目標(biāo)位置左方3-4 μ m處和所述目標(biāo)位置右方3-4 μ m處。
4.如權(quán)利要求1所述的平面TEM樣品制備的方法，其特征在于，所述每個(gè)研磨截止標(biāo)記在豎直方向上相距任意一個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記之間的距離均為2 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的平面TEM樣品再制備的方法，其特征在于，每個(gè)所述1-Beam定位標(biāo)記均為縱向設(shè)置，并垂直于任意一個(gè)所述研磨截止標(biāo)記。
6.如權(quán)利要求1所述的平面TEM樣品再制備的方法,其特征在于，一個(gè)所述1-Beam定位標(biāo)記與一個(gè)所述研磨截止標(biāo)記中背離所述目標(biāo)位置的一端連接。
7.如權(quán)利要求1所述的平面TEM樣品再制備的方法，其特征在于，使用所述FIB的1-Beam設(shè)置所述縱向E-Beam定位標(biāo)記、每個(gè)所述橫向E-Beam定位標(biāo)記、每個(gè)所述研磨截止標(biāo)記以及每個(gè)所述1-Beam定位標(biāo)記。
【文檔編號】G01N1/28GK103900876SQ201410106610
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】孫蓓瑤 申請人:上海華力微電子有限公司