[發明專利]用于TEM薄片制備的樣品取向的方法

有效

• 申請號: 201811591747.3
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN110021513B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: T.維斯塔維勒;L.斯特拉克斯;A.普羅科瑟瓦;J.萬哈拉;J.斯特拉瑞克
• 申請（專利權）人: FEI公司
• 主分類號: H01J37/26
• 分類號: H01J37/26;H01J37/244;G01N1/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;申屠偉進

公開了用于TEM薄片制備的樣品取向的方法。襯底可對準以用于離子束銑削或其他檢查或處理，其通過基于來自所述襯底的電子束反向散射從所述襯底獲得電子溝道圖案（ECP）或其他電子束反向散射圖案。所述ECP隨襯底晶體取向而變化，并且與處于最大值、最小值或中點處或附近的ECP圖案值相關的傾斜角被用于確定襯底傾斜。然后使用連接所述襯底的傾斜臺或通過調整離子束軸來補償或消除此傾斜。在典型的實例中，電路襯底“塊”被對準以用于離子束銑削以揭示用于評估電路處理的電路特征。

技術領域

本公開涉及電子顯微鏡中的樣品取向。

背景技術

半導體制造工藝可以利用透射電子顯微鏡（TEM）的高空間分辨率來評估關鍵尺寸（CD）、缺陷、工藝開發和工藝監視。基于TEM（或STEM）的評估通常需要制備薄樣本（通常稱為薄片）。在一些情況下，離子束銑削用于獲得較大樣本（在本文中稱為“塊”）的合適部分，并且根據需要使銑削的塊薄化。已經開發了自動程序，用于切割和去除用于評估的襯底的部分（塊）。薄化通常需要精確放置所述塊，使得關注的表面垂直于用于薄化的離子束。如果樣品沒有合適地取向，則不同位置的襯底特征被不同地銑削。例如，在圖14中所示的SEM圖像1400中，襯底特征1402與適當的襯底銑削相關，而襯底特征1404被部分銑削，并且其實際形狀和尺寸不是顯而易見的。角對準需要操作員仔細調整。因此，此類對準會受到操作者誤差的影響，并且可能很慢，從而限制了薄化薄片的生產速率。需要改進的對準方法和設備。

發明內容

在一些實例中，方法包含以多個入射角將帶電粒子束引導到襯底上，并檢測從襯底返回的帶電粒子束的部分。基于帶電粒子束的檢測部分和多個角，襯底相對于離子束軸對準。在一些實例中，通過向襯底施加傾斜、通過調整離子束軸或通過兩者使襯底與離子束軸對準。在這些實例中，襯底通常相對于離子束軸對準，使得面向離子束軸的襯底表面垂直于離子束軸。在任何上述方法中，帶電粒子束可以是電子束，電子束的檢測部分是反向散射部分，基于檢測部分來產生電子溝道圖案，并且基于電子溝道圖案來對準襯底。在這些方法中，可以基于電子溝道圖案中的最大值來對準襯底。在這些公開的方法中，襯底可被固定到傾斜臺，并且通過用傾斜臺改變襯底傾斜，以多個入射角將帶電粒子束引導到襯底。替代地或另外地，通過改變帶電粒子束的軸，以多個入射角將帶電粒子束引導到襯底。本公開的方法還可以包括對對準的襯底進行離子束銑削。

帶電粒子束（CPB）設備包含傾斜臺和樣本支架，所述樣本支架連接到傾斜臺并且經過定位以固定樣本。定位帶電粒子束（CPB）源以將CPB引導到樣本并且定位CPB檢測器以接收從樣本反向散射的CPB的部分。控制器連接到傾斜臺和CPB源中的至少一個，以便改變CPB相對于樣本的入射角，并且基于與入射角相關的CPB的反向散射部分來確定樣本的傾斜。設備還可以包括離子束源，其中控制器還被配置為基于確定的樣本傾斜來調整離子束軸和樣本傾斜中的至少一個。在這些設備中，CPB可以是電子束，并且CPB的檢測部分可以由控制器處理以產生電子溝道圖案。然后基于電子溝道圖案確定樣本的傾斜。在上述設備的其他實例中，離子束源包括離子束偏轉器，其中基于離子束的束偏轉來調整相對于離子束的樣本傾斜。在另外的實例中，控制器連接到傾斜臺以對準待用以垂直于所述離子束軸的襯底表面。在其他實例中，控制器連接到傾斜臺以改變圍繞兩個正交軸的樣本傾斜，并且接收與電子束的相應的反向散射部分相關的信號。通常，離子束源是聚焦離子束源。在其他實施例中，控制器基于由CPB的反向散射部分，例如包括隨圍繞單軸的傾斜角而變化或隨圍繞兩個軸的傾斜角而變化的CPB反向散射的電子溝道圖案的一部分產生的電子溝道圖案來確定樣本的傾斜。在這些設備中，控制器可以基于電子溝道圖案的單軸部分中的最大反向散射電子束強度來確定樣本的傾斜。

公開了一種或多種計算機可讀介質，其中界定了用于執行方法的處理器可執行指令，所述方法包括將電子束引導到襯底上，以便以多個入射角入射到襯底上，并獲得相關的反向散射電子束強度。處理反向散射電子束強度以產生電子溝道圖案（ECP）。基于ECP，使襯底相對于離子束軸對準。在典型的實例中，離子束源沿離子束軸引導離子束以使襯底薄化。