[發(fā)明專利]TEM樣品的制作方法及其TEM樣品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310625537.2
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103645075B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳強;邱燕蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 陸花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種TEM樣品的制作方法及利用該制作方法獲得的TEM樣品。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體襯底的材質(zhì)通常為單晶硅的結(jié)構(gòu)，但在對半導(dǎo)體襯底進行的各種工藝過程中會在半導(dǎo)體襯底內(nèi)部產(chǎn)生一些缺陷（比如位錯缺陷），這些缺陷會使得最終形成的半導(dǎo)體器件甚至整個芯片失效。

現(xiàn)有技術(shù)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用透射電子顯微鏡（TEM）的方法對樣品進行觀測，所述樣品通常為利用利用截面研磨或平面聚焦離子束（FIB）的方法對樣品硅襯底進行制作形成。但是現(xiàn)有技術(shù)形成的TEM樣品只能用于觀測特別嚴(yán)重的或在溝道中的微小的位錯，而對于在在源漏區(qū)域硅化鎳等（NiSi）層次以下的微小的位錯，則在TEM觀測時會由于NiSi的干擾而無法分辨。因此有必要對現(xiàn)有的TEM樣品的制作方法進行改進，使得制作的TEM樣品能夠清楚的觀測到樣品上各個位置的缺陷，避免金屬硅化物對TEM樣品觀測造成的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種TEM的制作方法及利用該方法制作的TEM樣品，能夠在平面TEM樣品上清楚地觀測到硅襯底上的各個位置的位錯，避免了金屬硅化物造成的影響。

為了解決上述問題，本發(fā)明一種TEM樣品的制作方法，包括：

提供樣品，所述樣品中具有目標(biāo)區(qū)域，所述樣品為硅襯底及其上覆蓋的芯片材料層；

對所述樣品進行截面研磨工藝，截面研磨后的樣品的邊緣與所述目標(biāo)區(qū)域的距離為2-10微米；

在所述截面研磨后的樣品上形成單側(cè)大坑，所述截面研磨后的樣品的厚度減薄為1-3微米;

去除硅襯底上覆蓋的所述芯片材料層,保留樣品；

使用FIB方法對減薄后的樣品進行平面制樣，形成TEM樣品。

可選地，所述去除硅襯底上覆蓋的所述芯片材料層的步驟在所述截面研磨后的樣品上形成單側(cè)大坑的步驟之后形成。

使用FIB方法對減薄后的樣品進行平面制樣，形成TEM樣品。

可選地，所述去除硅襯底上覆蓋的所述芯片材料層為利用酸性溶液去除。

可選地，所述酸性溶液為氫氟酸。

使用FIB方法對減薄后的樣品進行平面制樣，形成TEM樣品。

可選地，形成的TEM樣品的厚度范圍為0.1-0.3微米。

使用FIB方法對減薄后的樣品進行平面制樣，形成TEM樣品。

可選地，還包括：在將硅襯底上覆蓋的芯片材料層去除后，對樣品進行表面清洗的步驟。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種利用所述方法制作的TEM樣品，所述TEM樣品的厚度范圍為0.1-0.3微米。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

利用本發(fā)明的方法制作的TEM樣品能夠清楚的觀測到樣品上各個位置的缺陷，避免金屬硅化物對TEM樣品觀測造成的影響，本發(fā)明的方法可以用于定點分析或非定點分析。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的TEM樣品制作方法流程示意圖；

圖2-圖4是本發(fā)明一個實施方式的TEM樣品制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖2所示的樣品的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)有技術(shù)形成的TEM樣品只能用于觀測特別嚴(yán)重的或在溝道中的微小的位錯，而對于在在源漏區(qū)域硅化鎳等（NiSi）層次以下的微小的位錯，則在TEM觀測時會由于NiSi的干擾而無法分辨。因此有必要對現(xiàn)有的TEM樣品的制作方法進行改進，使得制作的TEM樣品能夠清楚的觀測到樣品上各個位置的缺陷，避免金屬硅化物對TEM樣品觀測造成的影響。

為了解決上述問題，本發(fā)明一種TEM樣品的制作方法，請參考圖1所示的本發(fā)明的TEM樣品制作方法流程示意圖，所述TEM樣品的制作方法包括：

步驟S1，提供樣品，所述樣品中具有目標(biāo)區(qū)域，所述樣品為硅襯底及其上覆蓋的芯片材料層；

步驟S2，對所述樣品進行截面研磨工藝，截面研磨后的樣品的邊緣與所述目標(biāo)區(qū)域的距離為2-10微米；

步驟S3，在所述截面研磨后的樣品上形成單側(cè)大坑，所述截面研磨后的樣品的厚度減薄為1-3微米;

步驟S4，去除硅襯底上覆蓋的所述芯片材料層,保留樣品；

步驟S5，使用FIB方法對減薄后的樣品進行平面制樣，形成TEM樣品。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明。為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，請結(jié)合圖2-圖4所示的本發(fā)明一個實施方式的TEM樣品制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。