[发明专利]一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品

说明书

本发明实施例公开了一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：提供绝缘体上硅器件样品；从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态；根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度；在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品。利用上述方法，能够制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，提高了该类失效分析的质量和成功率。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品。

背景技术

随着芯片研究的深入与制造工艺的提升，特别是硅片键合与智能剥离技术的成熟，绝缘体上硅晶片从厚膜绝缘体上硅向薄膜与超薄膜绝缘体上硅发展。随着绝缘体上硅的膜厚越来越薄，对失效分析技术的要求越来越高，特别是超薄的平面透射电镜样品制备，必须寻求新的分析技术的突破。

现有的分析方法无法控制减薄抛光的在厚度方向上的停止位置，因为在此类样品的制备中，下层厚度停止位置需要精准保持在埋氧层的中心，而埋氧层的厚度仅25nm。同时面临的另一个问题是底面抛光减薄过程中无结构变化，只有有源硅至氧化硅的突然变化。如果此减薄抛光的位置停止靠下，保留了有源硅，有源硅的衬度会导致其在透射电镜的观察中掩盖顶层硅的缺陷衬度，导致失效分析无法完成；如果此减薄抛光的停止位置靠上，则会损伤顶层硅，破坏对绝缘体上硅晶片的缺陷的分析。

发明内容

本发明实施例提供一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品，以制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位。

第一方面，本发明实施例提供了一种平面透射电镜样品的制备方法，包括：

提供绝缘体上硅器件样品，所述绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅；

从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态；

根据所述第一抛光面的表面形态，实时获取所述第一抛光面的衬度；

在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，所述第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。

可选地，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，包括：

以聚焦离子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦离子束对所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面进行减薄抛光。

可选地，所述绝缘体上硅器件样品包括待分析目标区域；

实时观察所述第一抛光面的表面形态之后，还包括：

在所述第一抛光面上确定完全抛光区域和未完全抛光区域，所述完全抛光区域和所述未完全抛光区域的衬度差值满足所述第一预设范围；

在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光之前，包括：

确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中。

可选地，确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中，包括：