[发明专利]一种精密离子研磨机台及其样片夹

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及精密离子研磨机台领域。

背景技术

在半导体制造领域中，TEM样片是用于检测器件薄膜的形貌、尺寸及特征的一个重要工具，使用TEM样片对器件薄膜进行检测的工作原理是将需检测的TEM样片减薄到0.2微米以下，然后放入TEM观测室，用高压加速的电子束照射样片以使TEM样片形貌放大，而后投影到屏幕上并照相进行分析。TEM样片的一个突出优点是具有较高的分辨率，可观测极薄薄膜的形貌及尺寸。由于0.35微米制程以下的半导体器件的栅极氧化层极薄，TEM是目前唯一能对这种厚度进行精密测量的设备。

TEM样片的厚度与最后成像的清晰度是成正比的，换言之，TEM样片的厚度越薄，其最后成像才能越清晰、真实，为实现较薄的TEM样品，通常需要至少两步工序：

1.将TEM样品人工研磨(polish)至厚度1um左右。

2.使用精密离子研磨机台(PIPS，Precision Ion Polishing System)机台对样品进一步减薄至0.2微米以下。

精密离子研磨机台是一种利用离子束来达到样品薄化的机台，其离子束源一般采用氩气，氩气通入离子枪并经由高压放电的过程便产生了氩离子，离子枪还用于对氩离子进行充电，被充电的氩离子具备了高动能，当带有很高能量的氩离子轰击TEM样片表面时，在撞击点上材料以原子量级实现去除，即可逐步达到TEM样片研磨的目的。

精密离子研磨台中的一个重要的组件为样片夹，其用于固定TEM样片，并同时确定了TEM样片相对于离子束的位置。图1示出了现有技术的精密离子研磨机台的样片夹的结构示意图，其包括基体11，第一夹片底座2a，第二夹片底座2b，第一夹片3a，第二夹片3b。第一夹片底座2a和第二夹片底座2b设置于第一基体11上，第一夹片3a和第二夹片3b分别设置于该第一夹片底座2a和第二夹片底座2b上。由于在现有技术的精密离子研磨机台中，样片夹的夹片是固定于夹片底座上，则TEM样片相对于第一离子枪61的位置是固定不变的。由此，现有技术的精密离子研磨机台对TEM样片进行进一步减薄时经常会遇到这样的问题：样片已被研磨过度出现破损，而需要观察的结构仍在该破损处边缘较厚处。然而，由于精密离子研磨机台只能对样片中心区域减薄，而很难或几乎无法在对样片进行进一步减薄，因此上述出现破损的TEM样片只能报废，从而影响了生产效率，浪费了人力和物力。

发明内容

本发明为了解决现有技术的上述缺陷，提供了一种精密离子研磨机台及其样片夹。

本发明的第一方面，提供了一种用于精密离子研磨机台的样片夹，其中，包括一个或多个夹片，所述一个或多个夹片能够在其所属水平面内移动，以调整所述样片相对于所述精密离子机台的离子束的固定位置。

进一步地，所述控制装置还包括：一个或多个夹片底座，其所述一个或多个夹片底座具有第一轨道，使得所述夹片沿着所述第一轨道的延伸方向移动；一个或多个连杆，所述连杆用于带动所述夹片沿着所述第一轨道的延伸方向移动，其中，所述连杆连接于所述夹片上。

在本发明的一个优选实施例中，所述样片夹包括两个夹片，所述连杆包括一个横杆和两个竖杆，所述横杆的两端分别与所述两个竖杆的一端相连，所述两个竖杆的另一端分别连接于所述两个夹片，所述横杆设置于所述样片夹的基体表面，并能沿着所述基体表面的与横杆平行的第二轨道滑行，其中，所述第一轨道与所述第二轨道平行。

在本发明的另一个优选实施例中，所述控制装置包括两个连杆，其特征在于，所述两个连杆分别连接于所述两个夹片。

本发明的第二方面提供了一种精密离子研磨机台，其中，包括本发明第一方面所提供的样片夹。

由于本发明提供的用于精密离子研磨机台的样片夹能够移动，则TEM样片和离子源的相对位置可以根据实际情况进行调整，由此能够有效地避免样片被过度研磨甚至造成破损，而需要观察的结构仍在该破损处边缘较厚处的情况，从而提高了生产效率，节省了人力和物力。

附图说明

通过阅读以下参照附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是现有技术的用于精密离子研磨机台的样片夹的结构示意图；

图2根据本发明的一个具体实施例的用于精密离子研磨机台的样片夹的结构示意图；

图3是根据本发明的一个具体实施例的用于精密离子研磨机台的样片夹的第三夹片底座的俯视细节放大示意图；

图4是根据本发明的一个具体实施例的用于精密离子研磨机台的样片夹的连杆的侧视细节放大示意图；