[发明专利]在样本制备期间从TEM样本拆下探针

说明书

一种改进的制备TEM样本的方法。从工件提取样本，并且样本附着到探针以运送到样本支架。样本使用带电粒子束沉积而被附着到样本支架，并且通过在不使用带电粒子束切断该连接的情况下使探针和样本支架相对于彼此移动而被以机械方式与探针分离。

技术领域

本发明涉及用于透射电子显微镜的样本的制备，具体地讲，涉及使用聚焦离子束在真空室中制备样本。

背景技术

随着半导体几何形状持续缩小，制造越来越依赖于透射电子显微镜(TEM)来监视过程、分析缺陷和调查界面层形态。透射电子显微镜(TEM)允许观察者看见具有纳米数量级的尺寸的特征。与仅对材料的表面成像的SEM相比较，TEM还允许分析样本的内部结构。在TEM中，宽射束撞击样本，并且透射穿过样本的电子聚焦以形成样本的图像。样本必须足够薄以允许一次射束中的许多电子穿过样本并且在相反位置离开。

因为样本必须非常薄以利用透射电子显微镜检查(无论是TEM还是STEM)进行观看，所以样本的制备可能是精细的、耗时的工作。如这里所使用的术语“TEM”表示TEM或STEM，并且提及的制备用于TEM的样本应该被理解为也包括制备用于在STEM上观看的样本。如这里所使用的术语“STEM”还表示TEM和STEM两者。

TEM样本的观看区域的厚度通常小于100 nm，但对于一些应用，样本必须显著更薄。对于在30 nm及以下的高级过程，样本的厚度需要小于20 nm以便避免小规模结构之间的交叠。

虽然能够通过TEM分析来发现的信息可能非常有价值，但创建和测量TEM样本的整个过程在历史上是如此劳动密集并且耗时，以至于将这种类型的分析用于制造过程控制是不实际的。尽管在样本制备中使用FIB方法已将制备用于TEM分析的样本所需的时间减少至仅几个小时，但分析来自给定晶片的15至50个TEM样本并不少见。因此，在TEM分析的使用方面，样本制备的速度是非常重要的因素，对于半导体过程控制而言尤其如此。

在Tomimatsu等人的标题为“Method and Apparatus for SpecimenFabrication”的第6,538,254号美国专利中描述了使用聚焦离子束制备TEM样本的传统方法。使用带电粒子束铣削从工件分离样本。使用带电粒子束沉积或溅射沉积，探针在分离之前被附着到样本。样本随后被从工件释放并且在探针上被运送到样本支架。样本通过离子束沉积而被附着到样本支架，并且然后样本被运送到样本支架。样本使用离子束沉积而被附着到样本支架，并且然后探针通过离子束铣削而被从样本释放。离子束沉积和离子束铣削中的每个步骤都是耗时的。

因此，仍然需要一种改进的更加高效的方法来制备用于在TEM上观看的样本。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种改进的制备TEM样本的方法。

在优选实施例中，使用离子束蚀刻从工件释放样本。样本使用带电粒子束沉积而被附着到探针。样本移动到样本支架，并且样本被附着到样本支架。随后通过相对于样本支架移动探针，在不使用离子束切断连接的情况下断开连接，探针被从样本拆下。

前面已相当广泛地概述本发明的特征和技术优点，以便可更好地理解下面对本发明的详细描述。将在以下描述本发明的附加的特征和优点。本领域技术人员应该理解，公开的概念和特定实施例可被容易地用作基础以修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它结构。本领域技术人员还应该意识到，这种等同构造并不脱离如所附权利要求中所阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参照下面结合附图进行的描述，其中：

图1是本发明的实施例的步骤的流程图；

图2示意性地示出能够被用在本发明的实施例中的双射束系统；

图3是示出将要在较大基底内提取的TEM样本的位置的简化示意表示；