[发明专利]一种电子显微镜观测样品及其制备方法

说明书

本申请实施例公开了一种电子显微镜观测样品及其制备方法，所述方法包括：提供包括目标样品层的试样；在所述试样上分割出一制样区域，暴露所述制样区域内目标样品层的侧壁；形成一支撑框架，所述支撑框架至少包覆所述目标样品层的所述侧壁；对形成所述支撑框架后的所述制样区域内的试样进行减薄，获得位于所述目标样品层内预设厚度的目标样品；其中，所述支撑框架的材料硬度大于所述目标样品层的材料硬度。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，特别涉及一种电子显微镜观测样品及其制备方法。

背景技术

电子背散射衍射(Electron Backscattered Diffraction，EBSD)技术是在扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)中加装一套EBSD采集硬件及分析系统，从而能够在SEM中进行样品的微区晶体结构及取向信息分析，并将微区晶体结构及取向信息与微观组织形貌相对应。EBSD技术的分析区域大，获得的晶粒数量多，已成为快速高效定量统计研究材料微观组织结构和织构的有效分析手段，现已广泛应用于材料、地质、微电子等诸多领域。EBSD极高的分辨率和极强的分析能力要求电子束穿透样品，因而在制备样品时需要将样品减薄至一定厚度。

目前，通常采用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，TEM)样品的制备方法来制备EBSD样品，即将包含目标样品层的较厚的试样粘附到碳膜铜网(Grid)上，再使用聚焦离子束(Focused Ion beam，FIB)工艺对试样的两侧进行减薄。然而，这种方法在制备软材质(例如Cu，Al等)的EBSD样品时，若将样品减薄至200nm以下，极其容易出现样品变形的现象，从而影响后续的减薄过程，甚至出现制样失败的情况。

发明内容

本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种电子显微镜观测样品及其制备方法。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种电子显微镜观测样品的制备方法，所述方法包括：

提供包括目标样品层的试样；

在所述试样上分割出一制样区域，暴露所述制样区域内目标样品层的侧壁；

形成一支撑框架，所述支撑框架至少包覆所述目标样品层的所述侧壁；

对形成所述支撑框架后的所述制样区域内的试样进行减薄，获得位于所述目标样品层内预设厚度的目标样品；

其中，所述支撑框架的材料硬度大于所述目标样品层的材料硬度。

在一种可选的实施方式中，对试样进行减薄采用聚焦离子束FIB工艺执行；其中，FIB沿垂直于所述试样的厚度方向上投射至所述支撑框架以及所述目标样品层，以切削掉所述试样上除所述预设厚度的目标样品以外的部分。

在一种可选的实施方式中，所述制样区域满足一预设图形条件，以使暴露出的所述目标样品层的侧壁满足以下条件：

在采用FIB工艺对所述试样进行减薄时，所述侧壁上任意一面与所述FIB的投射方向不平行。

在一种可选的实施方式中，所述预设图形条件包括：

所述制样区域为多边形，所述多边形上至少包括一条边，所述边与所述多边形上其他边之间的夹角不为直角。

在一种可选的实施方式中，所述在所述试样上分割出一制样区域，暴露所述制样区域内目标样品层的侧壁，包括：在所述试样上刻蚀一环绕所述制样区域的沟槽，所述沟槽的深度大于等于所述试样表面到所述目标样品层底面的厚度，以使所述目标样品层的所述侧壁暴露；