[發明專利]一種透射電鏡樣品的制備方法

有效

• 申請號: 201410370914.7
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104122130B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 陳強
• 申請（專利權）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: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

一種透射電鏡樣品的制備方法，包括硅襯底和絕緣層，在絕緣層上有通孔或者溝槽形式的目標結構，首先在絕緣層表面沉積一層金屬導電層，并將金屬導電層和硅襯底進行連接，且樣品是直接放置在聚焦離子束系統的樣品臺上的，使硅襯底通過樣品臺接地，然后再在金屬導電層上的目標結構部位沉積一層金屬保護層，在樣品切割時，金屬保護層產生的電荷能被導到硅襯底，然后通過樣品臺接地，所以避免了目標結構中電荷積累的發生，防止出現電擊穿破壞目標結構的問題；本發明能夠使樣品在切割制作中，避免電荷在目標結構中積累并擊穿絕緣層問題的發生，以獲得目標結構的真實和完整信息。

技術領域

本發明涉及集成電路制造技術領域，更具體地說，涉及一種半導體集成電路透射電鏡樣品的制備方法。

背景技術

在集成電路生產過程中，需要使用TEM(透射電鏡)觀測各種結構，比如第一層金屬層刻蝕完成后的形貌等，所述形貌是指刻蝕中所形成的通孔或者溝槽等結構，對該結構的觀測，需要對樣品進行切割，如圖1，圖1為需要進行切割分析的樣品結構示意圖，圖1中，硅襯底1表面為絕緣層2，絕緣層2上刻蝕有目標結構3，其硅襯底1一般有幾百個μm(微米)厚，如果在聚焦離子束系統中直接用離子束對樣品進行切割，則切割面會存在不平整問題，影響對目標結構的觀察和分析。

在現有技術中，制備聚焦離子束樣品或TEM樣品時，目前業界的先進方法是，在樣品表面沉積一層Pt(鉑)等金屬元素的金屬保護層，以在離子束切割樣品時保護樣品，使切割的截面均勻平整，金屬保護層的厚度在0.2～1μm左右，用的是聚焦離子束自身的氣體輔助沉積系統，通過離子束分解含Pt的氣體將Pt沉積在樣品的目標結構表面，因為金屬保護層一般只沉積在目標結構表面，所以其導電范圍一般為幾個平方微米。

然而，本領域技術人員清楚，目前的這種使用聚焦離子束進行TEM樣品制備時所采用的常規方法，有時會發生由于電荷積累而產生電擊穿的現象，如圖2，圖2為在需要進行切割分析的樣品上直接沉積一層金屬保護層的結構示意圖，圖2中，硅襯底1表面為絕緣層2，絕緣層2上刻蝕有目標結構3，目標結構3包括目標結構的底部4，在目標結構3處沉積有絕緣層表面的金屬保護層5；但如果在樣品上直接沉積一層金屬保護層，則在離子束進行切割時，由于電荷會積累在目標結構的底部而產生電擊穿的現象，造成樣品被破壞而無法分析。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種透射電鏡樣品的制備方法，以在樣品切割時，保護目標結構不受破壞。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明的目的在于使樣品在切割時，保護樣品的目標結構不受破壞。

為實現上述目的，本發明提供了一種透射電鏡樣品的制備方法，其通過在樣品表面沉積一層金屬導電層，并將金屬導電層和硅襯底進行接地連接，然后再在金屬導電層上沉積一層金屬保護層，以在樣品切割時，將金屬保護層產生的電荷導到硅襯底中，避免了目標結構中電荷積累的發生，防止出現電擊穿破壞目標結構的問題；基于該方法，能夠獲得目標結構的真實和完整信息。本發明的技術方案如下：

一種透射電鏡樣品的制備方法，所述透射電鏡樣品至少包括硅襯底和絕緣層，所述絕緣層具有目標結構，所述目標結構為通孔或者溝槽，還包括如下步驟：

步驟S01：在所述樣品表面以及所述目標結構內壁上沉積一層金屬導電層；

步驟S02：在聚焦離子束系統中，使用離子束將所述金屬導電層和所述硅襯底先打孔連通，并通過離子束含有的鎵導通，然后再將硅襯底接地；

步驟S03：在所述樣品的所述目標結構部位沉積一層金屬保護層，所述金屬保護層至少能覆蓋所述目標結構在所述樣品表面所在平面上的投影，且所述孔的所在部位在所述金屬保護層的區域之外；

步驟S04：完成所述樣品的切割和提取流程。

優選地，步驟S01中所采用的沉積方法是通過鍍金機采用物理沉積Pt或Au(金)形成一層所述金屬導電層的方法。