[发明专利]一种TEM的样品制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及TEM的样品制备方法领域。

背景技术

TEM（Transmission Electron Microscope，透射电子显微镜）具有较高的分辨率，是半导体失效分析领域最常用的仪器之一，其以高能电子束作为光源，用电磁场作透镜，将经过加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子和样品中的原子因碰撞改变方向，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。TEM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。

样品制备是TEM分析技术中非常重要的一环，但由于电子束的穿透力很弱，因此用于TEM的样品必须制备成厚度约为0.1μm的超薄切片。要将样品切割成如此薄的切片，许多情况下需要用到FIB（Focus Ion Beam，聚焦离子束）进行TEM样品的制备。

现有使用FIB进行TEM样品的制备方法如图1a至图1c所示。如图1a和图1b所示，图1b为图1a对应的俯视图，提供一含有目标11的样品10，并使用FIB在目标11上方镀一层一定厚度的铂层12用以保护目标11（需要说明的是，俯视图1b中，目标11并不能直接看到，只是为了显示其所在位置而于图中示出）；如图1b所示，使用FIB在目标11上下两侧分别轰击形成一个凹槽13，对目标11所在区域进行减薄切割；最后将目标11取出放入特制的TEM样品膜上即可。

然而，如果目标11离样品10表面很近或暴露于样品10表面（如图1d所示），那么在使用FIB在目标11上方镀铂层12时（如图1e所示），由于FIB采用的是离子束，其能量较大，会造成目标11表面的损伤，破坏目标11的完整性，从而影响分析结果的可靠性，使分析工作无法继续进行，如图1f所示，铂和目标之间已无明显界限，无法测量目标的准确厚度。所以，在制作TEM样品的过程中，当出现目标11暴露于样品10表面的情况时，现有的可采用的唯一的方法就是使用能量比离子束低很多的电子束来镀铂层12。然而，采用电子束镀铂层12仍然存在以下局限性：1.采用电子束镀铂层只能降低对样品的损伤，并不能从根本上解决该问题；2.由于电子束的能量低，导致其镀铂层的精度也很低，甚至会导致目标的丢失。

鉴于此，有必要设计一种新的方法以解决上述技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种TEM的样品制备方法，用于解决现有TEM样品制备技术中当碰到目标暴露于样品表面时，使用FIB或电子束在目标上方镀铂层时会造成目标表面的损伤，破坏目标的完整性，进而影响分析结构的可靠性的问题，以及使用电子束在目标上方镀铂层时的精度很低，甚至会导致目标丢失的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种TEM的样品制备方法，所述方法至少包括：

1)提供一含有目标的样品，在所述样品内、距离所述目标为L的一侧做标记；

2)然后在所述样品表面粘贴或沉积一层透明材料；

3)对步骤2）之后获得的结构从标记邻近端进行研磨，直至暴露出之前所做的标记；

4)根据暴露出来的标记确定目标位置，在所述研磨之后形成的截面上对应目标的位置处镀一层铂层；

5)使用FIB对步骤4）之后获得的样品进行切割和减薄，得到所需的TEM样品。

优选地，使用激光或FIB制作标记。

可选地，所述标记的横截面为圆形、三角形或多边形。

可选地，所做标记为两个，所述标记位于目标的一侧，以目标所在的轴线为中心上下对称分布于目标两侧。

优选地，所做标记与目标的直线距离L为2～4μm。

可选地，所做标记为一个，所述标记位于目标的一层，与目标位于同一水平直线上。

优选地，所做标记与目标的直线距离L为2～4μm。

可选地，所述粘贴的透明材料为透明塑料、透明晶体、透明陶瓷、透明玻璃或所述沉积的透明材料为透明薄膜。

优选地，采用FIB镀所述铂层。

优选地，所镀铂层的面积大于或等于目标的面积。

优选地，所镀铂层的厚度为0.5～1.0μm。