[发明专利]一种平面TEM样品制备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种平面TEM样品制备的方法。

背景技术

目前，透射电子显微镜（Transmission electron microscope，简称：TEM）样品的制备方法一般包括两种。

一种方法是先通过聚焦离子束（Focused Ion Beam，简称：FIB）制成厚度为100nm左右的TEM样品，然后在采集（pick up）系统内，通过玻璃针与样品间的静电吸附将样品转移至碳膜铜网（Grid）上，以进行后续的TEM观测。

另一种方法是先通过FIB制成厚度为500nm左右的样品，然后利用探针将样品提取到梳状铜网上，最后进行精加工制成TEM可观测的样品。

无论何种方法，都需要使用FIB对样品进行研磨减薄。

随着半导体技术的不断发展与进步，对于器件研发的尺寸也越来越小，因而也提高了对样品结构、材料等分析的能力，而对于FIB制备平面样品的要求也越来越高，其中如何在FIB中精确定位目标位置、如何确定研磨停止位置成了一个难题。

目前传统的定位FIB制备平面样品的方法是利用FIB中的I-Beam（离子束），仅仅在目标位置附近5μm左右，定位一个十字标记，这种定位方法无法精确定位研磨停止位置，而且也不能在FIB中的I-Beam下迅速找到目标位置，这样大大降低了制备此类TEM样品的质量和效率。

图1是现有技术中FIB制备平面样品的方法的原理示意图。如图1所示，TEM平面样品为11，目标位置为12，纵向E-Beam定位标记为13，横向E-Beam定位标记为14。

中国专利（CN103278357A）公开了一种定点平面TEM样品制备方法，包括：步骤1：对TEM样品的目标进行定位；步骤2：研磨所述TEM样品，使所述TEM样品的边缘距离目标5-15um；步骤3：切割上述TEM样品的截面；步骤4：将上述TEM样品放入聚焦离子束中进行平面制样。本发明通过结合研磨、截面切割、FIB平面制样的方法，大大提高了TEM定点平面制备的成功率，同时也极大地提高了平面TEM样品的质量，对失效分析、结构分析等提供了极大的帮助。

中国专利（CN102455259A）公开一种平面TEM样品制取方法，为本发明的最接近现有技术，包括：提供一包含待观测层的晶圆截块；做标记于所述待观测层上；将一玻璃粘贴于所述待观测层上；同时研磨所述晶圆截块及玻璃；切割所述晶圆截块得到平面TEM样品。通过本发明提供的平面TEM样品制取方法得到的平面TEM样品，当通过吸取针吸取所述平面TEM样品时，即使发生吸取针使得平面TEM样品从晶圆上脱落，但吸取针又没有吸取到平面TEM样品的情况，也能很快找到脱落的平面TEM样品，而无需重新制取平面TEM样品，进而节省了制造时间，降低了制造成本。

上述两项专利均未提到通过设置I-Beam定位标记与研磨截止标记，使样品能在I-Beam下被快速精确定位，并确定研磨具体停止位置。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种平面TEM样品制备的方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种平面TEM样品制备的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：将一所需制备的TEM平面样品放入FIB中，并确定需要研磨的目标位置；

步骤S2：使用所述FIB于所述目标位置下方，设置一个纵向E-Beam定位标记；

步骤S3：使用所述FIB于所述目标位置左右，分别设置一横向E-Beam定位标记；

步骤S4：使用所述FIB于两个所述横向E-Beam定位标记的上方处，设置两个研磨截止标记，每个所述研磨截止标记与任意一个所述横向E-Beam定位标记在竖直方向上均相互错开；

步骤S5：使用所述FIB于每个所述研磨截止标记处，均设置一I-Beam定位标记。

所述的平面TEM样品制备的方法，其中，所述纵向E-Beam定位标记位于所述目标位置下方3-4μm处。

所述的平面TEM样品制备的方法，其中，两个所述横向E-Beam定位标记分别位于所述目标位置左方3-4μm处和所述目标位置右方3-4μm处。

所述的平面TEM样品制备的方法，其中，所述每个研磨截止标记在竖直方向上相距任意一个所述横向E-Beam定位标记之间的距离均为2μm。

所述的平面TEM样品再制备的方法，其中，每个所述I-Beam定位标记均为纵向设置，并垂直于任意一个所述研磨截止标记。