[發明專利]一種平面TEM樣品的制備方法及平面TEM樣品

有效

• 申請號: 202011075854.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112067405B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 尹志軍;崔國新;李若木;許志城
• 申請（專利權）人: 南京南智先進光電集成技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01Q30/20
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種平面TEM樣品的制備方法及平面TEM樣品，該制備方法將待測樣品置于樣品臺上；控制樣品臺傾斜至52度；在待測樣品的表面構建目標制樣區域；使用離子束刻蝕得到目標矩形樣品；控制樣品臺傾斜至?10度；使用離子束進行刻蝕，得到目標鍥形體，目標鍥形體的第一鍥形表面與第二鍥形表面的交匯處能夠將目標鍥形體的底部從待測樣品中分割出來；將樣品臺傾斜至零度；控制納米機械手提取出目標鍥形體，并在旋轉90度后，將目標鍥形體焊接至標準銅網上并減薄到目標厚度，得到平面TEM樣品。上述制備方法通過控制樣品臺的傾斜角度，使目標鍥形體中兩個鍥形表面在交匯的過程中，將目標鍥形體從待測樣品中分割出來。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種平面TEM樣品的制備方法及平面TEM樣品。

背景技術

透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope，TEM)是使用最為廣泛的一類電鏡，其工作原理為：利用電子束穿透TEM樣品，而后經多級電子放大后成像于熒光屏，從而形成TEM樣品的圖像，后續在對TEM樣品的圖像進行測量分析。

因為物質對電子束的散射能力很強，因而TEM樣品必須做的很薄才能讓電子束穿過。目前常采用聚焦離子束(FIB)儀器來制備TEM樣品，即采用FIB從納米或微米尺度的待測樣品中直接切取可供TEM研究的薄膜。制備過程大致包括：首先將待測樣品置于樣品臺上，在待測樣品上感興趣區域鍍上一層金屬保護層予以保護，然后直接利用FIB從待測樣品里切出一個較厚的小片，利用納米機械手在FIB樣品腔里將小片轉移到特制的標準銅網上，最后利用FIB將小片減薄到最終厚度，實現TEM樣品的制備。

目前，為了切取出平行于待測樣品表面的小片，得到平面TEM樣品，樣品臺通常都保持水平，并且制樣位置下方的材料需要全部去除，才能從待測樣品中完全切割出小片，但是在制備過程中，存在難以確保樣品完全被切割開的問題。

發明內容

為了解決現有的平面TEM樣品制備過程中存在難以確保樣品完全被切割開的技術問題，本申請通過以下實施了公開了平面TEM樣品的制備方法及平面TEM樣品。

本申請第一方面公開了一種平面TEM樣品的制備方法，包括：

將待測樣品置于樣品臺上；

控制所述樣品臺傾斜至52度；

在所述待測樣品的表面沉積金屬保護層，構建目標制樣區域；

使用離子束在所述目標制樣區域的周圍刻蝕固定形狀的通道，得到目標矩形樣品，所述目標矩形樣品與所述待測樣品其余部分之間存在連接橋；

控制所述樣品臺傾斜至-10度；

使用離子束對所述目標矩形樣品的兩個長邊進行刻蝕，得到目標鍥形體，所述目標鍥形體包括第一鍥形表面及第二鍥形表面，所述第一鍥形表面與所述第二鍥形表面的交匯處用于將所述目標鍥形體的底部從所述待測樣品中分割出來；

控制所述樣品臺傾斜至零度；

控制納米機械手提取出所述目標鍥形體；

控制所述納米機械手旋轉90度，使所述目標鍥形體旋轉90度；

將旋轉后的目標鍥形體焊接至標準銅網上；

將焊接在所述標準銅網上的目標鍥形體減薄到目標厚度，得到平面TEM樣品。

可選的，所述使用離子束對所述目標矩形樣品的兩個長邊進行刻蝕，得到目標鍥形體，包括：

針對所述目標矩形樣品的其中一個長邊，使用離子束進行刻蝕，在所述目標矩形樣品上形成第一鍥形表面；

控制所述樣品臺旋轉180度；