[发明专利]制备供微结构诊断的样本的方法和供微结构诊断的样本

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备用于微结构诊断的样本的方法，其中，通过材料烧蚀处理在样本主体上制备样本部分，且随后在样本部分上产生检查区域，所述检查区域包括待检查的目标区域。本发明还涉及一种用于微结构诊断的样本，可在所述方法的辅助下制备所述样本。

优选的应用领域是制备用于借助于透射电子显微镜（TEM）进行微结构诊断的样本。在此，适合借助于透射电子显微镜进行微结构诊断的样本也被称为TEM样本。

为制备用于微结构诊断的样本，寻求尽可能准确、低伪影、可靠和快速的技术。TEM样本要求样本部分带有相对薄、电子透明的检查区域（即，电子束能够穿过的检查区域）。待检查的目标区域应位于该电子透明的检查区域中。目标区域是检查所关心的空间限制的区域。

原则上，在伪影相对少的情况下，单纯地机械减薄是可能的，尤其是在陶瓷和半导体的情况下，但这需要许多技术技能以便至少在某种程度上产生可再现的样本品质。此外，对于在TEM样本上产生充分薄、电子透明的区域，已存在大量部分地极复杂的技术。具体地，这些包括机械预减薄（研磨、抛光、腔研磨），继之以离子束蚀刻过程（使用聚焦离子束（FIB）和超薄切片术切出薄部段）。

也已经提议与激光束处理和离子束处理的组合一起操作的TEM样本制备方法。以示例的方式，DE 10 2004 001 173 B4描述了一种用于制备TEM样本的方法，其中借助于在真空室中进行超短脉冲激光烧蚀从样本材料的衬底来烧蚀材料，使得保留窄幅，随后由惰性气体离子以平角轰击所述窄幅使得在窄幅的区域中出现电子透明区域。

当前，假设由于不可忽视的激光影响层，因此基于激光的样本制备可以仅是制备TEM样本的第一步骤，并且所述第一步之后应继之以损害更少的第二步骤，在所述第二步骤中确立电子束透明度。通常使用聚焦离子束（FIB）或宽离子束（BIB）来实施该第二步骤。

除其它外，借助于聚焦离子束的处理（FIB处理）和借助于宽离子束处理（BIB处理）就产生的成本而言是不同的。当在适度的采购成本下能够商业地获得宽离子束蚀刻设备时，除电和蚀刻气体及维护成本之外几乎不产生后续成本，并且可由技术人员毫无问题地操作，采购用于FIB处理的设备在预算中反映为高得多的采购成本，所述设备就维护而言实质上更昂贵，且相比于宽离子束蚀刻装置，需要操作者接受显著更好的培训。

此外，就借助于FIB与宽离子束制备所产生的样本之间的可得的几何构造来说，存在明显的差异。由于相对低的剂量，FIB束的整体体积烧蚀率显著低于宽离子束设备的整体体积烧蚀率。结果，就可得的样本尺寸而言，对FIB技术有实际限制—目前，用于借助于TEM进行检查的典型FIB薄片具有例如20×5×0.5 µm3的尺寸。

另一方面，检查大面积TEM制备件正变得愈加重要。例如，从3-D集成微电子部件的TEM检查的角度来说，这是真实的。在此，尝试了通过材料烧蚀处理（例如，通过激光束处理）从样本主体制备面积相对大、薄的样本部分，且随后在样本部分中产生电子透明的检查区域（所述检查区域包括待检查的目标区域）。

发明内容

本发明的目标是提供开篇所阐述的类型的方法，借助于所述方法，可能在对待检查的材料产生尽可能少的损害的情况下，以横向有目标性的方式并且在相对短的时间中在预先制备的样本部分中创造条件，所述条件使得可能借助于来自微结构诊断的方法（具体地，借助于透射电子显微术）来检查所关心的目标区域。进一步的目标是提供一种用于微结构诊断（具体地，借助于透射电子显微镜）的样本，所述样本具有检查区域，所述检查区域适合于检查，并且在小的损害的情况下制备在可预先确定的目标区域中。

为了实现这个目标，本发明提供具有权利要求1的特征的方法。此外，由具有权利要求14的特征的样本来实现所述目标。从属权利要求中指定了有利的发展。所有权利要求的措辞通过引用并入描述的内容中。