[发明专利]用于制备薄层的方法和系统

说明书

相关申请

本申请要求提交日期为2010年7月6日的美国临时专利序列号为61/361，538的优先权，在此引用全文作为参考。

技术领域

本发明涉及用于为透射电子显微镜制备样品的方法和系统。

背景技术

透射电子显微镜(TEM)是通过电子束透射穿过薄样品并且在其通过时与样本相互作用的技术。通过电子透射穿过样本的相互作用能够形成高分辨率图像。薄样品可以具有几纳米的厚度。

存在用于为透射电子显微镜提供产生薄样品的方法和系统的增长性需求。

发明内容

根据本发明的一个实施例，可以提供一种方法，该方法可以包括(a)通过操纵器接纳掩模和样品；(b)通过操纵器将掩模和样品定位于成像装置前使得掩模和样品的表面面向成像装置；(c)通过操纵器对准掩模和样品使得掩模覆盖样品的第一被掩模部分同时保持样品的第一暴露部分不被覆盖；其中对准可以包括通过成像装置获取掩模和样品的表面的图像；(d)通过操纵器将掩模和样品定位于离子减薄机前使得掩模和样品的表面面向离子减薄机，同时不改变掩模和样品之间的空间关系；(e)通过离子减薄机研磨样品的第一暴露部分直到暴露薄层的第一侧壁，同时用掩模覆盖第一被掩模部分；(f)通过操纵器将掩模和样品定位于离子减薄机前使得掩模覆盖样品的第二被掩模部分同时保持样品的第二暴露部分不被覆盖；其中第二被掩模部分可以包括在研磨样品的第一暴露部分期间所形成的空间和薄层；(g)通过离子减薄机研磨样品的第二暴露部分直到暴露薄层的第二侧壁以提供可以包括第一和第二侧壁的薄层，同时用掩模覆盖第二被掩模部分；(h)通过所述离子减薄机去除薄层的两个侧面的物质；和从样品中分离薄层。

该方法可以包括通过操纵器对准掩模和样品使得掩模覆盖样品的第二被掩模部分同时保持样品的第二暴露部分不被覆盖；其中对准可以包括通过成像装置获取掩模和样品的表面的图像；和通过操纵器将掩模和样品定位于离子减薄机前使得掩模和样品的表面面向离子减薄机，同时不改变掩模和样品之间的空间关系。

研磨样品的第一暴露部分直到暴露薄层的第一侧壁后可以通过旋转掩模使得掩模覆盖样品的第二被掩模部分同时保持样品的第二暴露部分不被覆盖。

研磨样品的第一暴露部分直到暴露薄层的第一侧壁后可以通过旋转样品使得掩模覆盖样品的第二被掩模部分同时保持样品的第二暴露部分不被覆盖。

去除薄层的两个侧面的物质可以包括：(a)通过离子减薄机研磨薄层的第一侧面的物质同时用掩模覆盖薄层；(b)通过操纵器移动掩模和样品中的至少一个以便用掩模覆盖薄层同时暴露薄层的第二侧面的物质；和(c)通过离子减薄机研磨薄层的第二侧面的物质同时用掩模覆盖薄层。

成像装置的光轴可以垂直于研磨工具的光轴。通过操纵器将掩模和样品定位于离子减薄机前可以包括通过操纵器旋转掩模和样品。

研磨可以包括在绕离子减薄机的光轴旋转研磨束的同时进行研磨。

第一和第二侧壁之间的距离不超过50纳米。

可以提供一种用于制备薄层的系统。根据本发明的实施例，该系统可以包括操纵器、成像装置、离子减薄机和薄层提取器。操纵器可以被设置成：(a)接纳掩模和样品；将掩模和样品定位于成像装置前使得掩模和样品的表面面向成像装置；(b)辅助对准掩模和样品使得掩模覆盖样品的第一被掩模部分同时保持样品的第一暴露部分不被覆盖；(c)将掩模和样品定位于离子减薄机前使得掩模和样品的表面面向离子减薄机，同时不改变掩模和样品之间的空间关系。离子减薄机可以被设置成研磨样品的第一暴露部分直到暴露薄层的第一侧壁，同时用掩模覆盖第一被掩模部分。操纵器可以进一步被设置成将掩模和样品定位于离子减薄机前使得掩模覆盖样品的第二被掩模部分，同时保持样品的第二暴露部分不被覆盖；其中第二被掩模部分可以包括在研磨样品的第一暴露部分期间所形成的空间和薄层。离子减薄机可以被设置为：(a)研磨样品的第二暴露部分直到暴露薄层的第二侧壁以提供可以包括第一和第二侧壁的薄层；和(b)去除薄层的两个侧面的物质。薄层提取器可以被设置为从样品中分离薄层。成像装置可以被设置为在掩模和样品的对准期间获取掩模和样品的表面的图像。

操纵器进一步被设置为：(a)辅助对准掩模和样品使得掩模覆盖样品的第二被掩模部分，同时保持样品的第二暴露部分不被覆盖；和(b)将掩模和样品定位于离子减薄机前使得掩模和样品的表面面向离子减薄机，同时不改变掩模和样品之间的空间关系。

操纵器可以被设置为，在离子减薄机暴露薄层的第一侧壁后，旋转掩模使得掩模覆盖样品的第二被掩模部分同时保持样品的第二暴露部分不被覆盖。