[發明專利]一種透射電子顯微鏡樣品及其制備方法

有效

• 申請號: 201610841502.6
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN107860620B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 殷原梓
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N23/02
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;馮永貞

本發明涉及一種透射電子顯微鏡的樣品及其制備方法。所述方法包括提供芯片，在所述芯片上形成有初始樣品，所述初始樣品包括相對設置的第一側面和第二側面；在所述初始樣品的第一側面上形成空洞，所述空洞未穿通所述初始樣品的第二側面；在所述空洞中形成支撐材料，以填充所述空洞；對所述初始樣品進行減薄處理，以得到包含所述支撐材料的檢測樣品。最終的樣品中由于包含所述硬度大的支撐材料，因此即使樣品再薄，也不容易彎曲。所述方法可以很好的消除28nm TEM樣品彎曲的缺點，從而獲得真實的TEM圖像以及相應的結構和尺寸。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種透射電子顯微鏡的樣品及其制備方法。

背景技術

隨著工藝的提高，許多導致芯片失效的問題都是非常小的待分析物，例如缺陷(defect)引起的，對于這些待分析物單純的使用掃描電子顯微鏡(SEM)或是聚焦離子束(Focused Ion beam，FIB)是很難觀測到的，這時就需要用到透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope，TEM)這個高分辨的工具來進行觀測。特別像納米級的產品，幾乎所有的失效芯片都只能在TEM下才能看到待分析物，得出問題所在，進而幫助改良工藝。

目前測試工藝為先在可能存在待分析物的地方鍍上一層保護層(Pt/W)；然后在保護層的前后方向挖兩個凹槽(大坑)；其次利用離子束對樣品正面進行切割，停到我們所需要的位置；再次對樣品的背面進行減薄，使樣品保留大約80nm的厚度，此時待分析物含在TEM樣品里。

目前測試工藝制備出的TEM樣品經常會出現樣品彎曲的現象，尤其是對于先進的納米工藝產品。

因此，如何解決樣品彎曲的問題成為目前需要解決的問題，以便準確的進行TEM測試，得出問題所在，進而幫助改良工藝。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為了克服目前存在的問題，本發明提供了一種透射電子顯微鏡樣品的制備方法，所述方法包括：

提供芯片，在所述芯片上形成有初始樣品，所述初始樣品包括相對設置的第一側面和第二側面；

在所述初始樣品的第一側面上形成空洞，所述空洞未穿通所述初始樣品的第二側面；

在所述空洞中形成支撐材料，以填充所述空洞；

對所述初始樣品進行減薄處理，以得到包含所述支撐材料的檢測樣品。

可選地，形成所述初始樣品的方法包括：

提供芯片，所述芯片包括樣品區域，待分析物位于所述樣品區域中；

在所述樣品區域的兩側形成凹槽，以露出所述第一側面和所述第二側面并形成所述初始樣品。

可選地，所述初始樣品的厚度為1-2μm。

可選地，選用離子束工藝在所述第一側面上形成所述空洞。

可選地，所述離子束工藝中的離子束與所述第一側面之間的夾角為50-55°。

可選地，所述離子束工藝中離子束加速電壓為20-40kV，發射電流為300～500pA。

可選地，所述空洞為沿所述第一側面至所述第二側面的方向向下傾斜設置的立方形空洞。

可選地，所述空洞形成于所述初始樣品的所述第一側面的中部位置，所述空洞的長度為所述第一側面的長度的0.5-0.7，所述空洞的高度為所述第一側面高度的0.2-0.4，位于所述空洞位置的所述初始樣品的剩余厚度為80-120nm。