一種平面tem樣品制備的方法
【專利摘要】本發明提供一種平面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位置；使用所述FIB的I-Beam于所述目標位置下方，設置一個縱向E-Beam定位標記；于所述目標位置左右，設置橫向E-Beam定位標記；于所述橫向E-Beam定位標記的上方處，設置研磨截止標記，此標記與橫向E-Beam定位標記錯開；于所述研磨截止標記處，設置I-Beam定位標記。通過本發明的方法能夠分別在E-Beam與I-Beam下精確定位目標位置，從而確定研磨樣品時具體的停止位置，進而提高制備定點平面TEM樣品的質量和效率。
【專利說明】—種平面TEM樣品制備的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種平面TEM樣品制備的方法。
【背景技術】
[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)系統內，通過玻璃針與樣品間的靜電吸附將樣品轉移至碳膜銅網(Grid)上，以進行后續的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上，最后進行精加工制成TEM可觀測的樣品。
[0005]無論何種方法，都需要使用FIB對樣品進行研磨減薄。
[0006]隨著半導體技術的不斷發展與進步，對于器件研發的尺寸也越來越小，因而也提高了對樣品結構、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中精確定位目標位置、如何確定研磨停止位置成了一個難題。
[0007]目前傳統的定位FIB制備平面樣品的方法是利用FIB中的1-Beam(離子束)，僅僅在目標位置附近5 μ m左右，定位一個十字標記，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下迅速找到目標位置，這樣大大降低了制備此類TEM樣品的質量和效率。
[0008]圖1是現有技術中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，目標位置為12,縱向E-Beam定位標記為13,橫向E-Beam定位標記為14。
[0009]中國專利(CN103278357A)公開了一種定點平面TEM樣品制備方法，包括:步驟1:對TEM樣品的目標進行定位；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行平面制樣。本發明通過結合研磨、截面切割、FIB平面制樣的方法，大大提高了 TEM定點平面制備的成功率，同時也極大地提高了平面TEM樣品的質量，對失效分析、結構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，為本發明的最接近現有技術，包括:提供一包含待觀測層的晶圓截塊；做標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。通過本發明提供的平面TEM樣品制取方法得到的平面TEM樣品，當通過吸取針吸取所述平面TEM樣品時，即使發生吸取針使得平面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，進而節省了制造時間，降低了制造成本。
[0011]上述兩項專利均未提到通過設置1-Beam定位標記與研磨截止標記，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。
【發明內容】
[0012]鑒于上述問題，本發明提供一種平面TEM樣品制備的方法。
[0013]本發明解決技術問題所采用的技術方案為:
[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位置；
[0016]步驟S2:使用所述FIB于所述目標位置下方，設置一個縱向E-Beam定位標記；
[0017]步驟S3:使用所述FIB于所述目標位置左右，分別設置一橫向E-Beam定位標記；
[0018]步驟S4:使用所述FIB于兩個所述橫向E-Beam定位標記的上方處,設置兩個研磨截止標記，每個所述研磨截止標記與任意一個所述橫向E-Beam定位標記在豎直方向上均相互錯開；
[0019]步驟S5:使用所述FIB于每個所述研磨截止標記處,均設置一 1-Beam定位標記。
[0020]所述的平面TEM樣品制備的方法，其中，所述縱向E-Beam定位標記位于所述目標位置下方3-4 μ m處。
[0021]所述的平面TEM樣品制備的方法,其中,兩個所述橫向E-Beam定位標記分別位于所述目標位置左方3-4 μ m處和所述目標位置右方3_4μ m處。
[0022]所述的平面TEM樣品制備的方法，其中，所述每個研磨截止標記在豎直方向上相距任意一個所述橫向E-Beam定位標記之間的距離均為2 μ m。
[0023]所述的平面TEM樣品再制備的方法，其中，每個所述1-Beam定位標記均為縱向設置，并垂直于任意一個所述研磨截止標記。
[0024]所述的平面TEM樣品再制備的方法,其中，一個所述1-Beam定位標記與一個所述研磨截止標記中背離所述目標位置的一端連接。
[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標記所述縱向E-Beam定位標記位、所述橫向E-Beam定位標記、所述研磨截止標記以及所述1-Beam定位標記。
[0026]上述技術方案具有如下優點或有益效果:
[0027]通過本發明的方法能夠分別在E-Beam與1-Beam下精確定位目標位置,從而確定研磨樣品時具體的停止位置，進而提高制備定點平面TEM樣品的質量和效率。
【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明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構成對本發明范圍的限制。
[0029]圖1是現有技術中制備平面樣品的方法的原理示意圖；
[0030]圖2是本發明方法中制備平面樣品的方法的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0031]本發明提供一種平面TEM樣品制備的方法，可應用于技術節點為90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、大于等于130nm以及小于等于22nm的工藝中；可應用于以下技術平臺中:LogiC、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS> CIS、Flash、eFlash 以及 Package。[0032]本發明的核心思想是通過使用E-Beam定位標記、1-Beam定位標記和研磨截止標記(polish stop mark)三類標記，FIB不但能在E-beam模式下快速定位目標，同時也能在1-beam模式下快速定位目標，從而能夠有效控制樣品的研磨位置，達到防止樣品研磨失敗的目的。
[0033]下面結合附圖對本發明方法進行詳細說明。
[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位置22。
[0035]然后，使用FIB的1-Beam于目標位置22下方，設置一個縱向E-Beam定位標記23。
[0036]其中，目標位置22與縱向E-Beam定位標記23的縱向距離優選為3_4 μ m。
[0037]然后，使用FIB的1-Beam于目標位置22左右方向，設置兩個橫向E-Beam定位標記24與24，。
[0038]其中，目標位置22與兩個橫向E-Beam定位標記24與24’的橫向距離優選為左側橫向3-4 μ m與右側橫向3-4 μ m。
[0039]隨后，使用FIB的1-Beam于兩個橫向E-Beam定位標記24與24’的上方處，設置研磨截止標記25與25’，研磨截止標記25與25’與橫向E-Beam定位標記錯開。
[0040]其中，研磨截止標記25與25’與兩個橫向E-Beam定位標記24與24’的距離優選為縱向方向2 μ m。
[0041]使用FIB的1-Beam于研磨截止標記25與25’處，設置1-Beam定位標記26與26’與研磨截止標記25與25’中背離目標位置22的一端連接。
[0042]其中，1-Beam定位標記26與研磨截止標記25都位于目標位置中垂線左側，1-Beam定位標記26垂直于研磨截止標記25的左端點上方處,并與研磨截止標記25相連。
[0043]同樣，1-Beam定位標記26’與研磨截止標記25’都位于目標位置中垂線右側，1-Beam定位標記26’垂直于研磨截止標記25’的有端點上方處,并與研磨截止標記25’相連。
[0044]在樣品研磨時,可以通過使用縱向E-Beam定位標記23與兩個橫向E-Beam定位標記24與24’,在E-beam下精確定位目標位置22。同時，也可通過1-Beam定位標記26與26’在1-beam下精確定位目標位置22。
[0045]并且，通過研磨截止標記25與25’，可以確定研磨樣品時的具體停止時間。
[0046]綜上所述,本發明的TEM樣品制備的方法通過使用E-Beam定位標記、Ι-Beam定位標記和研磨截止標記三類標記，在研磨的時候精確定位預定的目標位置，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平面TEM樣品的質量和效率。
[0047]對于本領域的技術人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本發明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權利要求書范圍內任何和所有等價的范圍與內容，都應認為仍屬本發明的意圖和范圍內。
【權利要求】
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位置； 步驟S2:使用所述FIB于所述目標位置下方，設置一個縱向E-Beam定位標記； 步驟S3:使用所述FIB于所述目標位置左右，分別設置一橫向E-Beam定位標記； 步驟S4:使用所述FIB于兩個所述橫向E-Beam定位標記的上方處,設置兩個研磨截止標記，每個所述研磨截止標記與任意一個所述橫向E-Beam定位標記在豎直方向上均相互錯開； 步驟S5:使用所述FIB于每個所述研磨截止標記處，均設置一 1-Beam定位標記。
2.如權利要求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定位標記位于所述目標位置下方3-4 μ m處。
3.如權利要求1所述的平面TEM樣品制備的方法，其特征在于，兩個所述橫向E-Beam定位標記分別位于所述目標位置左方3-4 μ m處和所述目標位置右方3-4 μ m處。
4.如權利要求1所述的平面TEM樣品制備的方法，其特征在于，所述每個研磨截止標記在豎直方向上相距任意一個所述橫向E-Beam定位標記之間的距離均為2 μ m。
5.如權利要求1所述的平面TEM樣品再制備的方法，其特征在于，每個所述1-Beam定位標記均為縱向設置，并垂直于任意一個所述研磨截止標記。
6.如權利要求1所述的平面TEM樣品再制備的方法,其特征在于，一個所述1-Beam定位標記與一個所述研磨截止標記中背離所述目標位置的一端連接。
7.如權利要求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設置所述縱向E-Beam定位標記、每個所述橫向E-Beam定位標記、每個所述研磨截止標記以及每個所述1-Beam定位標記。
【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 優先權日:2014年3月20日
【發明者】孫蓓瑤 申請人:上海華力微電子有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
