[发明专利]一种制备TEM芯片样品的方法

说明书

本发明提供一种制备TEM芯片样品的方法，将含有金属线路的芯片在聚焦离子束切割下形成至少一个露出所述金属线路的表面，在所述表面沉积碳层，使得碳层将所述金属线路覆盖。本发明提供的芯片样品制备方法使得在露出金属线路的表面沉积碳层，利用碳层来保护表面露出的金属线路，这样使得金属线路不会接触外界空气，从而防止被外界空气氧化腐蚀，同时即使表面上覆盖了碳层，也并不影响样品在透射电镜中的观察，因此提高了制样的成功率。

技术领域

本发明涉及透射电镜观察芯片样品的领域，特别涉及一种制备TEM芯片样品的方法。

背景技术

透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，简称TEM)，简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的离子碰撞而改变方向，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，影像将在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏、胶片或感光耦合组件)上显示出来。如今透射电镜在包括集成电路分析在内的各个领域都有着极为广泛且越来越重要的应用，而FIB(Focused Ion beam，聚焦离子束)制样则是半导体领域最为主要的TEM样品制备手段。

目前的芯片制造技术中，用于制作金属线路的材料采用铝、镍、铜等，为了提高金属线路的强度，在后续工艺中还会在金属线路上镀金、银等金属，要封装一个芯片，往往需要经过多道工序，在这多道工序中，形成的金属线路以及芯片的其它部分往往会因为环境的影响而发生变化，这些变化可能会影响芯片的可靠性，甚至形成的金属线路会产生断裂，造成整个芯片失效，因此需要对这些失效的芯片加以分析，尤其是需要观察芯片中金属线路的失效情况。

目前在使用透射电镜观察含有金属线路的芯片时，如果需要观察金属线路的生长情况，请参照图1与图2，一般是先用聚焦离子束将芯片1从中间切割出一个样品片3，这个样品片3两侧都有金属线路2露出。在目前的芯片制造技术中，后续生长的金属线路2材料通常为铜，而铜暴露在空气中很容易被氧化，不仅如此，铜离子极易发生扩散，使金属线路2周围的部分造成一定程度的变异，因此造成了样品片3的两侧容易改变本来的生长样貌，使得观察出现失误。

因此针对上述缺陷，有必要对上述TEM芯片样品制备方法进行改进，提高制样成功率。

发明内容

本发明提供一种制备TEM芯片样品的方法，针对上述问题，在切割出露出金属线路的表面后，在该表面上沉积碳层，这样保护了金属线路不被外界空气氧化腐蚀，同时在透射电镜中碳层也并不影响观察，因此提高了制样的成功率。

为达到上述目的，本发明提供一种制备TEM芯片样品的方法，将含有金属线路的芯片在聚焦离子束切割下形成至少一个露出所述金属线路的表面，在所述表面沉积碳层，使得碳层将所述金属线路覆盖。

作为优选，包括以下步骤：

步骤一：提供所述含有金属线路的芯片；

步骤二：使用所述聚焦离子束对所述含有金属线路的芯片进行切割，使得所述含有金属线路的芯片形成至少一个所述表面，所述表面上露出所述金属线路；

步骤三：将用于发射所述聚焦离子束的装置内装入用于形成碳层的试剂，并对步骤二中的所述表面发射电子束和所述试剂进行轰击，在所述表面上沉积碳层；

步骤四：将所述含有金属线路的芯片上未经过处理的部分切割去除，制成芯片样品片。

作为优选，步骤二中形成四个所述表面。

作为优选，步骤三中用于形成碳层的试剂为C₁₀H₈气体。

作为优选，步骤三中轰击的时间为20秒～30秒。

作为优选，步骤三中用于发射所述聚焦离子束的装置为电子枪发射，所述电子枪发射的电流强度为11nA。