[發明專利]薄膜試樣片制作方法和帶電粒子束裝置

在審

• 申請號: 202010064575.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111562149A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 鈴木將人;中谷郁子;富松聰;佐藤誠
• 申請（專利權）人: 日本株式會社日立高新技術科學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/32;G01N23/2005;H01J37/02;H01J37/20;H01J37/305
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃志堅;崔成哲

提供薄膜試樣片制作方法和帶電粒子束裝置，能夠抑制薄膜試樣片的缺損。具有如下工序：從與試樣(S)的表面的法線方向(z)交叉的第2方向照射會聚離子束(FIB2)而對試樣(S)進行加工，從而制作出薄膜試樣片(1)，并且制作出配置于試樣(S)薄膜試樣片(1)的厚度方向(x)的一側并使薄膜試樣片(1)連接于試樣(S)的連結部(3)的工序；使試樣(S)繞法線方向(z)旋轉的工序；使對薄膜試樣片(1)進行保持的探針連接于薄膜試樣片(1)的工序；以及從與法線方向(z)交叉的第3方向向連結部(3)照射會聚離子束(FIB3)從而使薄膜試樣片(1)從試樣(S)分離出來的工序。

技術領域

本發明涉及薄膜試樣片制作方法和帶電粒子束裝置。

背景技術

以往，公知有利用透射電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)對半導體器件和半導體元件(例如、DRAM元件、非易失性存儲器或固體攝像元件等)的微小的截面構造進行觀察來進行故障分析等的技術。通常，在利用透射電子顯微鏡進行觀察的情況下，需要在從作為觀察對象物的試樣取出微小的薄膜試樣片之后，將該薄膜試樣片固定于試樣保持器來制作TEM試樣(例如，參照專利文獻1和2)。

這里，對TEM試樣的通常的制作方法進行簡單說明。

首先，對試樣照射作為帶電粒子束的一種的會聚離子束(FIB：Focused Ion beam)而進行蝕刻加工，從而制作出幾十nm～百nm程度的厚度較薄的薄膜試樣片。此時，沒有完全將薄膜試樣片從試樣切下，是以經由連結部與試樣局部連結的狀態制作出薄膜試樣片的。接下來，利用探針或納米鉗子對薄膜試樣片進行保持。在利用探針的情況下，一邊向探針的末端附近提供用于產生淀積膜的原料氣體一邊照射FIB。這樣，通過照射FIB而產生的二次電子使原料氣體分解，使淀積膜堆積于探針與薄膜試樣片的邊界。其結果為，能夠使薄膜試樣片固定于探針的末端而進行保持。

在探針對薄膜試樣片進行保持之后，向連結部照射FIB來進行蝕刻加工。由此，能夠切斷連結部，從而能夠將薄膜試樣片從試樣完全切下。接下來，一邊利用探針或納米鉗子對薄膜試樣片進行保持，一邊使該薄膜試樣片與試樣分離。然后，通過移動載臺而使試樣保持器移動至薄膜試樣片的正下方附近，使薄膜試樣片接近試樣保持器的上表面或側面。接下來，一邊又一次向薄膜試樣片與試樣保持器的邊界供給原料氣體，一邊照射FIB。由此，能夠使淀積膜堆積于薄膜試樣片與試樣保持器之間，從而能夠將薄膜試樣片固定于試樣保持器。

專利文獻1：日本特開2016-050853號公報

專利文獻2：日本特開2009-110745號公報

在向連結部照射FIB而將薄膜試樣片從試樣分離時，有時會使薄膜試樣片的一部分缺損。

發明內容

本發明要解決的課題是，提供能夠抑制薄膜試樣片的缺損的薄膜試樣片制作方法和帶電粒子束裝置。

為了解決上述課題，本發明是薄膜試樣片制作方法，利用所述試樣制作出厚度方向沿著試樣的表面的薄膜試樣片，其中，該薄膜試樣片制作方法包含如下工序：通過從作為所述試樣的表面的法線方向的第1方向和與所述法線方向交叉的第2方向照射帶電粒子束而對所述試樣進行加工，制作出所述薄膜試樣片，并且制作出配置于所述薄膜試樣片的厚度方向上的一側并使所述薄膜試樣片連接于所述試樣的連結部的工序；使所述試樣繞所述法線方向旋轉的工序；使對所述薄膜試樣片進行保持的保持部件連接于所述薄膜試樣片的工序；以及從與所述法線方向交叉的第3方向向所述連結部照射帶電粒子束，從所述試樣分離出所述薄膜試樣片的工序。