一种TEM样品的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104422605A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.03.18(21)申请号201310379861.0(22)申请日2013.08.27(71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人文智慧高保林王倩李日鑫(74)专利代理机构上海光华专利事务所31219代理人李仪萍(51)Int.Cl.G01N1/28(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种TEM样品的制备方法(57)摘要本发明提供一种TEM样品的制备方法，至少包括以下步骤：1）于样片中定义分析区域，于所述分析区域的两侧形成凹槽；2）对所述分析区域的两端进行切割使所述分析区的两端与样片分离；3）减薄所述分析区域至预设厚度；4）于所述分析区域两端预留支撑区域，并进行切割使除所述支撑区域以外的分析区域底部与样片分离；5）进行切割使所述分析区域与所述支撑区域分离。本发明在制备TEM样品先将其两端切断，给后续减薄过程的膨胀提供应力释放的空间，使应力能在样品平行的方向伸张，从而可以有效地避免TEM样品的弯曲现象。CN104422605ACN104422605A权利要求书1/1页1.一种TEM样品的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1）于样片中定义分析区域，于所述分析区域的两侧形成凹槽；2）对所述分析区域的两端进行切割使所述分析区的两端与样片分离；3）减薄所述分析区域至预设厚度；4）于所述分析区域两端预留支撑区域，并进行切割使除所述支撑区域以外的分析区域底部与样片分离；5）进行切割使所述分析区域与所述支撑区域分离。2.根据权利要求1所述的TEM样品的制备方法，其特征在于：步骤1）还包括步骤：于所述分析区域表面形成Pt保护层。3.根据权利要求1所述的TEM样品的制备方法，其特征在于：步骤2）、步骤4）及步骤5）均采用聚焦离子束进行切割。4.根据权利要求1所述的TEM样品的制备方法，其特征在于：步骤3）进行减薄前还包括步骤：于所述分析区域两端加盖Pt保护块，以防止所述分析区域两端先被减薄而卷曲。5.根据权利要求4所述的TEM样品的制备方法，其特征在于：所述Pt保护块的宽度小于或等于所述支撑区域的宽度。6.根据权利要求1所述的TEM样品的制备方法，其特征在于：步骤3）所述的预设厚度为50～150nm。2CN104422605A说明书1/4页一种TEM样品的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种半导体测试方法，特别是涉及一种TEM样品的制备方法。背景技术[0002]随着半导体技术的发展，半导体器件的关键尺寸不断减小，利用具有高分辨率的仪器对缺陷及特定微小尺寸进行观察与分析，进而优化工艺变得越来越重要。[0003]透射电子显微镜（Transmissionelectronmicroscope，TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观察超微结构，即小于0.2μm、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。[0004]透射电镜作为电子显微学的重要工具，通常用以观测材料的微观结构，包括晶体形貌、微孔尺寸、多相结晶和晶格缺陷等，其点分辨率可达到0.1nm。所述透射电镜的工作原理如下：将需检测的透射电镜样品(TEM样品)放入TEM观测室，以高压加速的电子束照射所述TEM样品，将TEM样品的形貌放大投影到屏幕上，照相，然后进行分析。[0005]由于电子易散射或被物体吸收，故穿透力低，样品的密度、厚度等都会影响到最后的成像质量，必须制备更薄的超薄切片。所以用透射电子显微镜观察时的样品需要处理得很薄。因此，TEM样品的制备是使用透射电镜观察与分析技术中非常重要的一环，TEM样品通常要减薄到0.2um以下，许多情况下需要使用聚焦离子束(focusionbeam，FIB)进行切割得到薄片，此薄片即为TEM样品薄片。聚焦离子束的工作状态分为高压工作状态与低压工作状态，所述高压工作状态所使用的电压为30千伏，所述低压工作状态所使用的电压为10千伏。在FIB切割过程中，使用经高压加速的离子束轰击晶圆，以切割出TEM样品薄片，经高压加速的离子束会对TEM样品薄片造成卷曲。[0006]现有的一种TEM样品的制备方法如图1～图4所示，包括以下步骤：[0007]如图1所示，首先进行步骤1），于样片101中定义分析区域102，于分析区域两侧形成凹槽103；[0008]如图2a图2b所示，然后进行步骤