[发明专利]一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法及其制得的样品

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法及其制得的样品，该方法包括以下步骤：将边长或直径小于等于2mm的样品的待测面朝下放置在平整的载体上，所述载体的熔点高于250℃；在样品的两侧放置固定片，固定片的一面与载体的上表面贴合，固定片具有导电性且熔点高于250℃；沿固定片和样品的外围放置阻挡物，阻挡物的底面与载体的上表面贴合；在阻挡物内的载体上加入液体镶埋材料，至镶埋材料凝固；取出得到两侧连接有固定片的样品。本发明提供了DSIMS测试小样品的一种可行方案，制备的样品提高DSIMS测试腔的真空值，降低测试元素的检测极限。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法及其制得的样品。

背景技术

在半导体技术领域的失效分析和表征方法中，离子掺杂浓度经常使用动态二次离子质谱仪(DSIMS)来测试。而尺寸小于2mm的小样品的DSIMS测试却是一个挑战。原因在于DSIMS的测试样品表面需要水平，并在大范围(比如3mm)内高度一致，否则会引起电场不均匀，出现信号表面磁场分布不均，测量信号偏低等边缘效应问题，导致结果不准确。样品倾斜也会导致同样问题。

对于小样品DSIMS的制备，当前常用的方法是选择和小样品厚度接近的硅片，贴在小样品四周，尽量保证小样品表面大面积范围内是水平的。此方法存在很多不足，不同的小样品厚度不同，找到完全相同厚度的硅片基本不可能，需要事先制备厚度类似的硅片，操作起来非常麻烦。另外，硅片贴在样品周围，最多可以贴合3个边，硅片和样品接触的地方也有一定的狭缝，抵消电场不均匀的效果不好，测试结果不准确。

为了确保结果准确可靠，需要进行特殊的样品制备，尽量消除样品和周围的高度差。可选用有机镶埋材料将样品嵌入，以保证材料与样品周围比较完美的贴合。但是有机材料并不导电，只有在表面镀金的情况下，才可以进行DSIMS测试，此方法可以抵消电场不均匀导致测试结果不准确的问题。然而有机材料在高真空环境中会释放气体，使DSIMS样品腔内C、H、O含量升高，从而影响DSIMS样品腔的真空度，使得测试结果不够理想。如何增加样品整体的导电性，并且减少有机材料的使用成为解决问题的关键。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明使用固定片垫在样品周围，再来进行镶埋，可以很好的解决样品整体导电性的问题。如果样品待测面有必要进行研磨，平整的固定片如硅片或金属片可以保护样品，避免研磨倾斜而导致测试结果不准确。样品表面处理完毕之后，将整个样品从背面研磨到很薄，尽量减少有机镶埋材料的体积，可以有效避免对DSIMS腔体真空度的影响，而使得测试结果更准确可靠。

具体地，本发明提供一种用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，包括以下步骤：

将边长或直径小于等于2mm的样品的待测面朝下放置在平整的载体上，所述载体的熔点高于250℃；

在所述样品的两侧放置固定片，所述固定片的一面与所述载体的上表面贴合，所述固定片具有导电性且熔点高于250℃；

沿所述固定片和所述样品的外围放置阻挡物，所述阻挡物的底面与所述载体的上表面贴合；

在所述阻挡物内的载体上加入液体镶埋材料，至所述镶埋材料凝固；

取出得到两侧连接有固定片的样品。

由于DSIMS(动态二次离子质谱仪)测试中样品台的特殊性，过小的样品会面临无法测试的风险。本发明提供的用于动态二次离子质谱仪的样品的制备方法，固定片放置在样品的两侧，并且均位于平整的载体上，使得待测样品和固定片的底面水平；阻挡物围绕固定片和样品的外围放置，添加镶埋材料后使得样品、固定片和阻挡物均固定在载体上，这样得到的两侧连接有固定片的样品的下表面很平。

进一步地，所述方法还包括研磨所述两侧连接有固定片的样品的侧面和背面以去除镶埋材料。