化層、CT或金屬層等。
[0038]—般情況下，多層集成電路芯片為長(zhǎng)方形或正方形，其截面為四個(gè)。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，先不采用截面研磨的方式(例如，為化學(xué)機(jī)械研磨、蝕刻法或離子研磨法)從被研磨截面開始，一直研磨到距目標(biāo)樣品微米級(jí)的位置停止。而是通過采用聚焦離子束切下一塊含有目標(biāo)的芯片結(jié)構(gòu)，使用承載片作為過渡的媒介，將芯片結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移并焊在TEM銅環(huán)上，然后，對(duì)TEM銅環(huán)上的芯片結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)加工，獲得所需的平面TEM樣品。例如，在對(duì)某一個(gè)芯片做反向工程分析時(shí)，需要在其上的某塊區(qū)域做一個(gè)平面TEM樣品來分析Poly Gate等結(jié)構(gòu)，而整個(gè)芯片則需要保持完好以便后續(xù)可以進(jìn)行更多的區(qū)域分析。
[0039]下面請(qǐng)結(jié)合圖5參閱圖7-20，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。圖5為本發(fā)明集成電路分析中透射電鏡平面樣品的制備方法的實(shí)施例流程示意圖；圖7-20為采用本發(fā)明集成電路分析中透射電鏡平面樣品的制備方法各步驟后所獲得的效果示意圖。
[0040]如圖5所示，本發(fā)明的集成電路分析中透射電鏡平面樣品的制備方法可以包括如下步驟:
[0041]步驟S1:提供一個(gè)承載片，并將含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片和承載片按水平方向固定在樣品座上(如圖7所示)，并放入聚焦離子束裝置的工藝腔中，其中，該承載片至少有一個(gè)平整且干凈的一條邊。較佳地，該承載片的材料為導(dǎo)電材質(zhì)。
[0042]具體地，作為過渡媒介的承載片的材料為導(dǎo)電材質(zhì)，可以是一般普通的硅片，例如可以是硅材料制作的襯底等。再請(qǐng)參閱圖6，目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品臨近位于芯片的上部。在制作步驟前，需要將含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片和承載片水平放置放入聚焦離子束(FIB)裝置的工藝腔中，即放在FIB樣品座中(如圖13所示)。
[0043]接下來，就可以執(zhí)行步驟S2:即采用聚焦離子束切下一塊含有目標(biāo)區(qū)域的芯片結(jié)構(gòu)(如圖14所示)；其中，在切割時(shí)，含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片各層與聚焦離子束發(fā)射方向相垂直。該塊芯片結(jié)構(gòu)的形狀可以是任意形狀，從切割方便來看，三角形比較好，較佳地，步驟S2切下一塊含有目標(biāo)區(qū)域的芯片結(jié)構(gòu)的形狀為直角三角形(如圖8所示)。
[0044]通常，在目標(biāo)區(qū)域使用聚焦離子束切下一塊含有目標(biāo)的芯片結(jié)構(gòu)的面積可以為(I?1um)* (I?1um)，該芯片結(jié)構(gòu)的目標(biāo)層次的深度范圍可以為I?5um。
[0045]然后，可以使用納米操作儀將切下的芯片結(jié)構(gòu)焊接在承載片平整且干凈的邊上，如圖9和15所示。切下的芯片結(jié)構(gòu)為直角三角形，該直角三角形芯片結(jié)構(gòu)的直角邊與承載片的平整且干凈的一條邊焊接在一起。
[0046]上述步驟完成后，就可以執(zhí)行步驟S3:將焊接有芯片結(jié)構(gòu)的承載片從聚焦離子束裝置的工藝腔中取出后，調(diào)整為垂直方向再放入聚焦離子束裝置的工藝腔中(如圖10所示)O
[0047]進(jìn)一步地，執(zhí)行步驟S4:可以使用納米操作儀將所述芯片結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移并焊在TEM銅環(huán)上，如圖10和16所示。
[0048]步驟S5:使用聚焦離子束，從集成電路芯片的表面層開始去除所述預(yù)設(shè)目標(biāo)層之上的一層或多層，此時(shí)，含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片各層與聚焦離子束發(fā)射方向相平行，如圖11、17和18所示。并且，獲得所需的平面TEM樣品(如圖19和20所示)，圖19所示為本發(fā)明實(shí)施例中制作出的平面TEM樣品照片(小倍率)，圖20所示為本發(fā)明實(shí)施例中制作出的平面TEM樣品照片(大倍率)。
[0049]綜上所述，本發(fā)明采用通過使用承載片作為過渡的媒介，能夠很方便的制備平面TEM樣品，更重要的是該方法能夠使整個(gè)芯片免遭大的破壞，為后續(xù)的各種分析提供了很好的條件，對(duì)于芯片的反向工程分析，該方法可以降低制樣難度和分析成本，提高分析效率和質(zhì)量。
[0050]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成電路分析中透射電鏡平面樣品的制備方法，用于暴露具有多層結(jié)構(gòu)的集成電路芯片的至少一預(yù)設(shè)目標(biāo)區(qū)域，其中，所述的預(yù)設(shè)目標(biāo)區(qū)域中包含需檢測(cè)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S1:提供一個(gè)承載片，并將含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片和所述的承載片按水平方向固定在樣品座上，并放入聚焦離子束裝置的工藝腔中，其中，所述承載片至少有一個(gè)平整且干凈的一條邊； 步驟S2:采用聚焦離子束切下一塊含有目標(biāo)區(qū)域的芯片結(jié)構(gòu)；并使用納米操作儀將切下的芯片結(jié)構(gòu)焊接在所述承載片平整且干凈的邊上；其中，所述含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片各層與所述聚焦離子束發(fā)射方向相垂直； 步驟S3:將焊接有所述芯片結(jié)構(gòu)的承載片從聚焦離子束裝置的工藝腔中取出后，調(diào)整為垂直方向再放入聚焦離子束裝置的工藝腔中； 步驟S4:使用納米操作儀將所述芯片結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移并焊在TEM銅環(huán)上； 步驟S5:使用聚焦離子束，從集成電路芯片的表面層開始去除所述預(yù)設(shè)目標(biāo)層之上的一層或多層，獲得所需的平面TEM樣品，其中，所述含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片各層與所述聚焦離子束發(fā)射方向相平行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中將焊接有所述芯片結(jié)構(gòu)的承載片從聚焦離子束裝置的工藝腔中取出后，調(diào)整為垂直方向再放入聚焦離子束裝置的工藝腔中時(shí)，所述切下的芯片結(jié)構(gòu)焊接在所述承載片平整且干凈邊的上端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中在目標(biāo)區(qū)域使用聚焦離子束切下一塊含有目標(biāo)的芯片結(jié)構(gòu)的面積為(I?1um)* (I?1um)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中在目標(biāo)區(qū)域使用聚焦離子束切下一塊含有目標(biāo)的芯片結(jié)構(gòu)的目標(biāo)層次的深度范圍為I?5um。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述承載片的材料為導(dǎo)電材質(zhì)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述承載片的材料為硅。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2切下一塊含有目標(biāo)區(qū)域的芯片結(jié)構(gòu)的截面距目標(biāo)樣品的最短距離為I?4微米。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2切下一塊含有目標(biāo)區(qū)域的芯片結(jié)構(gòu)的形狀為直角三角形。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述直角三角形芯片結(jié)構(gòu)的直角邊與所述承載片的平整且干凈的一條邊焊接在一起。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)目標(biāo)區(qū)域?yàn)闁艠O氧化層、CT層或金屬層。
【專利摘要】一種集成電路分析中透射電鏡平面樣品的制備方法，該方法包括提供一個(gè)承載片，并將含有目標(biāo)結(jié)構(gòu)樣品的芯片和所述的承載片按水平方向固定在樣品座上，并放入聚焦離子束裝置的工藝腔中，采用聚焦離子束切下一塊含有目標(biāo)區(qū)域的芯片結(jié)構(gòu)；并使用納米操作儀將切下的芯片結(jié)構(gòu)焊接在所述承載片平整且干凈的邊上；將焊接有所述芯片結(jié)構(gòu)的承載片從聚焦離子束裝置的工藝腔中取出后，調(diào)整為垂直方向再放入聚焦離子束裝置的工藝腔中；使用納米操作儀將所述芯片結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移并焊在TEM銅環(huán)上；使用聚焦離子束從集成電路芯片的表面層開始去除所述預(yù)設(shè)目標(biāo)層之上的一層或多層，獲得所需的平面TEM樣品。因此，該方法可以降低制樣難度和分析成本，提高分析效率和質(zhì)量。
【IPC分類】G01Q30/20
【公開號(hào)】CN105158516
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510514446
【發(fā)明人】蔡亮, 吳鵬, 陳力鈞
【申請(qǐng)人】上海華力微電子有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月20日