CN103645083A

CN103645083A - Tem样品再制备的方法

Info

Publication number: CN103645083A
Application number: CN201310597931.XA
Authority: CN
Inventors: 史燕萍
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: CN103645083B

Abstract

本发明提供一种TEM样品再制备的方法，所述方法包括：将一表面设置有若干TEM样品的第一金属网底部腾空架置于一样品座上；于所述TEM样品中找到需要进行再制样的特殊样品；将所述特殊样品转移至一第二金属网上；对所述特殊样品进行减薄，形成精加工样品；对所述精加工样品进行TEM观测。通过本发明的方法能够将需要进一步减薄的特殊样品从若干个置样品中筛选出来，并进行进一步的减薄，而对于不需要进行进一步减薄的特殊样品则直接进行TEM观测，这样既保证了制样过程的快速，同时还提高了制样的成功率。

Description

TEM样品再制备的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种TEM样品再制备的方法。

背景技术

目前，透射电子显微镜（Transmission electron microscope，简称：TEM）样品的制备方法一般包括两种。

一种方法是先通过聚焦离子束（Focused Ion Beam，简称：FIB）制成厚度为100nm左右的TEM样品，然后在采集（pick up）系统内，通过玻璃针与样品间的静电吸附将样品转移至碳膜铜网（Grid）上，以进行后续的TEM观测。

另一种方法是先通过FIB制成厚度为500nm左右的样品，然后利用探针将样品提取到梳状铜网上，最后进行精加工制成TEM可观测的样品。

以上两种现有的方法均存在各自的优点与不足之处，第一种方法的TEM制样速度快，可以相对较快地得到TEM结果；但是如果当样品制备得过厚就无法再加工制备了，另外，如果碳膜破损也会导致样品无法进行TEM拍照。而第二种方法相对于第一种方法而言，其制样的时间较久，速度较慢；但是通过该方法却可以在TEM拍照完后再进行加工减薄。

由于上述两种方法均存在着一些缺点，所以在使用的过程中存在局限性，通常在大部分情况下（大约95%以上），都会采用第一种方法进行TEM样品的制备，而对于制样有特别要求的时候则会采用第二种方法进行TEM样品的制备。

因此，如果采用通过第一种方法制得的样品厚度不符合要求，导致TEM观测效果不佳，亦或是碳膜铜网中存在着破损，那么就会导致样品无法完全进行TEM样品的拍摄。在这其中，如果不能进行拍摄的样品为比较重要的样品，或是数量较大，就会造成很大的损失。

中国专利（CN102486441B）公开了一种TEM样品在加工的方法，分别获取TEM样品的第一非晶层和第二非晶层表面的SEM图片，然后根据第一非晶层和第二非晶层表面的SEM图片，确定第一非晶层或第二非晶层的表面作为TEM样品的在加工表面，采用FIB对所确定的TEM样品的在加工表面进行扫描处理。

该专利主要解决了TEM制样过程中对用那个品中的目标区域造成损伤的问题，但并未涉及到如何在保证速度的情况下对无法进行拍照的样品进行再制备。

中国专利（CN10749346A）公开了一种提高提取聚焦离子束制备的透射电镜样品成功率的方法，该方法在样品被随机地吸附到第一玻璃针的非针尖位置时，将第一玻璃针取下并放置特定的金属底座上，使用第二玻璃针的针尖来吸取位于第一玻璃针上的样品，使得样品吸附到第二玻璃针的针尖位置，并将其放置至所述样品载体上。

通过该专利的方法提高了样品提取的成功率，但并未对样品进行再制备。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种TEM样品再制备的方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种TEM样品再制备的方法，其中，所述方法包括：

将一表面设置有若干TEM样品的第一金属网底部腾空架置于一样品座上；

于所述TEM样品中找到需要进行再制样的特殊样品；

将所述特殊样品转移至一第二金属网上；

对所述特殊样品进行减薄，形成精加工样品；

对所述精加工样品进行TEM观测。

TEM样品再制备的方法，其中，所述第一金属网的平面图形为圆形。

TEM样品再制备的方法，其中，所述样品座的表面设置有两个硅片，两个所述硅片之间相隔一定的距离，且所述距离小于所述第一金属网的直径。

TEM样品再制备的方法，其中，所述第一金属网的两个相对的侧面边缘分别与两个所述硅片相对的侧边接触并实现粘结。

TEM样品再制备的方法，其中，通过导电胶实现所述粘结。

所述的TEM样品再制备的方法，其中，所述第一金属网的表面覆盖有碳膜。

所述的TEM样品再制备的方法，其中，采用纳米探针将所述特殊样品从所述第一金属网上提取后，使所述特殊样品旋转至竖直，并将其粘附于所述第二金属网上。

所述的TEM样品再制备的方法，其中，所述第二金属网为梳状的具有若干个凸起块的结构。

所述的TEM样品再制备的方法，其中，所述第一金属网的材质为铜；

所述第二金属网的材质为铜。

所述的TEM样品再制备的方法，其中，采用聚焦离子束对所述特殊样品进行减薄。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

通过本发明的方法能够将需要进一步减薄的特殊样品从若干个置样品中筛选出来，并进行进一步的减薄，而对于不需要进行进一步减薄的特殊样品则直接进行TEM观测，这样既保证了制样过程的快速，同时还提高了制样的成功率。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明方法中在样品座做上设置硅片后的俯视结构示意图；

图2是本发明方法中将碳膜铜网粘附于样品座后的俯视结构示意图；

图3是本发明方法中碳膜铜网粘附于样品座后的侧视结构示意图；

图4是本发明方法中的碳膜铜网的放大结构示意图；

图5是本发明方法中粘放有样品的梳状铜网的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种TEM样品再制备的方法，可应用于技术节点为90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、大于等于130nm以及小于等于22nm的工艺中；可应用于以下技术平台中：Logic、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS、CIS、Flash、eFlash以及Package。

本发明的TEM样品再制备的方法主要适用于以下两种情况的特殊样品：

1）因厚度达不到要求而导致无法进行TEM拍照的样品；

2）因位于碳膜铜网上的破损处而导致无法进行TEM拍照的样品。

本发明的核心思想是通过将一表面设置有若干TEM样品的第一金属网底部腾空架置于一样品座上；于所述TEM样品中找到需要进行再制样的特殊样品；将所述特殊样品转移至一第二金属网上；对所述特殊样品进行减薄，形成精加工样品；对所述精加工样品进行TEM观测。

下面结合附图对本发明方法进行详细说明。

首先，在聚焦离子/电子双束显微电镜（SEM/FIB）的样品座上粘放上两小片硅片，该两片硅片的放置形式并不做限制，但需要保证该两片硅片之间存在一个空隙，该空隙的最小宽度应略小于一个第一金属网的直径，该第一金属网优选为一个覆盖有碳膜的铜网，在后续的说明中简称碳膜铜网。优选的，可以采用如图1所示的方式对两片硅片2粘放于样品座1上，其中，两片硅片2的平面图形均呈矩形，且大小相同，两片硅片之间形成一个呈矩形的空隙3，空隙3的宽度略小于碳膜铜网（未在图中示出）的直径。

然后，将一放置有若干样品的碳膜铜网4通过两个硅片2架置在空隙3的上方，即碳膜铜网4的一侧边缘与其中一个硅片2的靠近于空隙3的一边边缘接触，碳膜铜网4的另一侧边缘与另一个硅片2的靠近于空隙3的一边边缘接触。在碳膜铜网4与两片硅片2接触的边缘处涂上导电胶5，优选为银胶，以固定碳膜铜网4以及使放置于碳膜铜网4上的样品（未在图中示出）导电。被固定好的碳膜铜网4如图2和图3所示。

如图4所示，然后将放置有碳膜铜网4的样品座放入聚焦离子束中，利用纳米探针（Omniprobe Pt）6找到需要进行再制样的样品7，其中，需要进行再制样的样品一般包括厚度太厚而需要减薄的样品以及位于碳膜铜网的破损处的需要进行减薄的样品。找到需要进行再制样的样品7后通过纳米探针6对这些需要再制样的样品进行提取，在提取时，将针头连同样品一起旋转一定角度，使样品从水平位置转动至竖直位置后，将样品放入一第二金属网内。

如图5所示，该第二金属网呈梳状，且其材质为铜，在后续的说明中简称其为梳状铜网8，该梳妆铜网8包括多个凸起块9，样品被粘附于这些凸起块的侧面，以固定样品于梳状铜网8内，防止样品发生相对于梳状铜网8的移动甚至滑落。

之后，采用聚焦电子束对固定于梳状铜网上的样品进行继续减薄，直到样品减薄至符合TEM观测条件的厚度为止。

最后，将减薄后的样品放入TEM再次观测。

下面结合两个实施例对本发明方法进行进一步说明。

实施例一：

在本实施例中需要进行再制备的样品为厚度较厚而无法进行TEM观测的样品。

具体的再制备方法如下：

首先，将一表面放置有若干样品的碳膜铜网架置于SEM/FIB样品座上粘附的两片小硅片之间，该碳膜铜网与该两片小硅片接触的部分涂有银胶，以固定该碳膜铜网与两片小硅片。碳膜铜网的下表面与SEM/FIB样品座之间存在一定的空隙，以确保后续的纳米探针在进行取样时不会因为接触到样品座的表面而造成损坏。

然后，使用纳米探针找到并提取碳膜铜网表面的由于厚度过大而不能进行TEM观测的样品。

通过该纳米探针将提取到的样品进行旋转，使其从旋转至竖直状态后，粘放于一梳状铜网的凸起块的表面上，以将从碳膜铜网上提取的样品固定于梳状铜网内。

采用聚焦离子束对已经固定于梳状铜网上的样品进行进一步减薄，以使其达到TEM观测所需的厚度。

进行减薄后的TEM样品就可以放入TEM进行进一步的观测。

实施例二：

在本实施例中需要进行再制备的样品为放于碳膜铜网上且位于碳膜铜网破损区域内无法进行TEM观测的样品。

具体的再制备方法如下：

然后，使用纳米探针找到并提取位于碳膜铜网破损区域内的不能进行TEM观测的样品。

进行减薄后的TEM样品就可以放入TEM进行进一步的观测。

综上所述，本发明的TEM样品再制备的方法通过让大多数的样品经过粗加工后在碳膜铜网上进行TEM观测，而让筛选出的不能在碳膜铜网上观测的TEM样品在梳状铜网上进行进一步的减薄，以符合TEM观测的条件。从而使得整个过程的制样速度大大提高，在保证了快速制样的同时也提高了成功率。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims

1.一种TEM样品再制备的方法，其特征在于，所述方法包括：

于所述TEM样品中找到需要进行再制样的特殊样品；

将所述特殊样品转移至一第二金属网上；

对所述特殊样品进行减薄，形成精加工样品；

对所述精加工样品进行TEM观测。

2.如权利要求1所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，所述第一金属网的平面图形为圆形。

3.如权利要求2所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，所述样品座的表面设置有两个硅片，两个所述硅片之间相隔一定的距离，且所述距离小于所述第一金属网的直径。

4.如权利要求3所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，所述第一金属网的两个相对的侧面边缘分别与两个所述硅片相对的侧边接触并实现粘结。

5.如权利要求4所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，通过导电胶实现所述粘结。

6.如权利要求3～4中任意一项所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，所述第一金属网的表面覆盖有碳膜。

7.如权利要求1所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，采用纳米探针将所述特殊样品从所述第一金属网上提取后，使所述特殊样品旋转至竖直，并将其粘附于所述第二金属网上。

8.如权利要求1所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，所述第二金属网为梳状的具有若干个凸起块的结构。

9.如权利要求1所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，所述第一金属网的材质为铜；

所述第二金属网的材质为铜。

10.如权利要求1所述的TEM样品再制备的方法，其特征在于，采用聚焦离子束对所述特殊样品进行减薄。