CN104392884A - 一种承载装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种承载装置及其制备方法；通过提供具有设置有与TEM样品的支撑区域形状匹配的凹槽的基体，在对TEM样品进行检测时，只需将TEM样品的支撑区域固定在基体凹槽中，以支撑透射区域悬空，以便于后续在透射电镜中对TEM样品的透射区域进行检测。本发明技术方案可以避免传统承载装置中的铜元素和碳支持膜对TEM样品的观察和分析的干扰，大大提高了对TEM样品进行检测的准确率和效率。

Description

一种承载装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种承载装置及其制备方法。

背景技术

在半导体的生产工艺中，透射电子显微镜(Transmission electronmicroscope，简称TEM)是用于检测器件的薄膜的形貌、尺寸以及特征的一个重要的电子显微镜工具，它的工作原理是将样品进行切割、研磨以及减薄等方式后放入TEM观察室，并以高压加速的电子束照射样品，将样品的形貌放大，最终形成TEM样品的图像，以及对TEM样品图像进行观察、量测和分析。

对于TEM样品的制备方法有多种，其中较为常见的是采用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)制备TEM样品，在形成TEM样品之后往往需要对其进行观察、分析以及检测等步骤以保证TEM样品质量的可靠性，当TEM样品在进行检测时必须要获取正的TEM样品图像，其中必然与TEM样品的承载装置有密不可分的关系。

现有技术中普遍采用的TEM样品的承载装置—铜栅来放置TEM样品，如图1所示，该铜栅包括铜骨架2和碳支持膜1，TEM样品3粘附在碳支持膜1上，以此将载有TEM样品3的铜栅置于透射电镜中对TEM样品3进行检测、分析。具体的，通过FIB的聚焦离子束制备TEM样品，然后用Pick up系统提取TEM样品，将其放置于一个铜栅上，最后将铜栅放置于TEM机台中对TEM样品进行失效或缺陷的观察和分析。

但是，在对TEM样品进行失效或缺陷分析时会受到铜栅本身材料和结构的影响，一方面由于铜栅骨架为铜，由于铜栅的干扰会影响对铜元素分析的结果判断，另一方面，对于一些需要获得高分辨率图像的TEM样品，因为TEM样品是放置于铜栅的碳支持膜上，透射电子束除了穿过样品还会穿过碳支持膜，这样会影响清晰高分辨图片的获得和解析。

综上，亟需提供一种新的承载装置，避免铜栅的铜元素和碳支持膜对TEM样品的观察和分析的干扰，以提高对TEM样品进行失效或缺陷分析的准确率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种承载装置及其制备方法，以解决现有技术中无法避免铜栅的铜元素和碳支持膜对TEM样品的观察和分析的干扰，使对TEM样品进行失效或缺陷分析的准确率降低的缺陷。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种承载装置，其中，应用于对TEM样品的检测工艺中，所述TEM样品包括支撑区域和用于检测的透射区域，所述装置包括一基体，位于所述支撑区域的所述TEM样品固定设置在所述基体上，以使得所述透射区域悬空；

其中，对位于悬空的所述透射区域中的TEM样品进行所述检测工艺。

较佳的，上述的承载装置，其中，所述基体上设置有与所述支撑区域形状匹配的凹槽，所述支撑区域插入所述凹槽中，以将所述TEM样品固定在所述基体上。

较佳的，上述的承载装置，其中，所述装置还包括一加固条，所述支撑区域插入所述凹槽中后，所述加固条覆盖所述凹槽，以将位于所述支撑区域的TEM样品固定在所述凹槽。

较佳的，上述的承载装置，其中，所述加固条的材质为金属。

较佳的，上述的承载装置，其中，所述金属为Pt。

较佳的，上述的承载装置，其中，所述基体的材质与所述TEM样品的透射区域的材质不同。

较佳的，上所述的承载装置，其中，所述基体的材质为硅。

一种承载装置的制备方法，其中，应用于对TEM样品的检测工艺中，所述TEM样品包括支撑区域和用于检测的透射区域，所述方法包括：

步骤S1、提供一硅基载体；

步骤S2、于所述硅基载体上制备与所述支撑区域中所述TEM样品形状匹配的凹槽；

步骤S3、将所述TEM样品位于所述支撑区域的部分插接至所述凹槽中，以支撑所述TEM样品位于所述透射区域的部分悬空；

步骤S4、对所述透射区域进行所述检测工艺。

较佳的，上述的承载装置的制备方法，其中，所述方法还包括：

采用化学机械研磨工艺对所述硅基载体的表面进行平滑处理后，再于所述硅基载体上制备所述凹槽。

较佳的，上述的承载装置的制备方法，其中，所述方法还包括：

采用聚焦离子束于所述硅基载体上制备所述凹槽。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明公开了一种承载装置及其制备方法，应用在包括支撑区域和用于检测的投射区域的TEM样品的检测工艺中；通过提供具有设置有与TEM样品的支撑区域形状匹配的凹槽的基体，在对TEM样品进行检测时，只需将TEM样品的支撑区域固定在基体凹槽中，以支撑透射区域悬空，以便于后续在透射电镜中对TEM样品的透射区域进行检测。本发明技术方案可以避免传统承载装置中的铜元素和碳支持膜对TEM样品的观察和分析的干扰，大大提高了对TEM样品进行检测的准确率和效率。

具体附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是现有技术中TEM样品的承载装置的结构示意图；

图2是本发明中TEM样品的承载装置的结构示意图；

图3是本发明中TEM样品的制备示意图；

图4是本发明中TEM样品的承载装置承载TEM样品的结构示意图；

图5是本发明中沉积Pt后的TEM样品的承载装置与TEM样品的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：提供一基体，在对TEM样品进行检测时，只需要将该TEM样品的支撑区域固定在该基体上，并支撑TEM样品需要检测的投射区域进行悬空即可，以便于后续对其进行检测分析。

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

为提高对TEM样品中透射区域进行检测的准确率，本发明提供了一种承载装置。

具体的，该承载装置的主体为一个基体，在该基体的上表面设置有若干与TEM样品透射区域形状相匹配的凹槽，当进行对TEM样品进行检测工艺时，只需要将TEM样品的支撑区域放置于凹槽中进行固定，即可支撑TEM样品的透射区域进行悬空，以便于对TEM样品进行检测。下面结合具体附图对上述基体进行详细的说明。

如图2和图4所示，该TEM样品(其中，该TEM样品包括一支撑区域和一需要进行后续检测分析的透射区域)12的承载装置的主体为一个基体10，在该基体10的上表面设置有若干凹槽11，该些凹槽11的侧边与基体10的上表面的一边缘上下重叠；值得注意的是，该凹槽11可与TEM样品12的支撑区域的形状相匹配，以便于放置TEM样品的支撑区域。在本发明的实施例中，因该基体10主要作为TEM样品的一个承载工具，因此该基体10的材质与TEM样品的透射区域的材质不相同，以避免该基体10的材质对后续TEM样品进行检测的影响。

在本发明的实施例中，优选的，该基体的材质为硅材料，且该基体10为一个矩形结构，其具体规格(长×宽×高)为3mm×1mm×200um。

在现有技术的基础上，该矩形结构的基体10可由一个硅基载体通过化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，简称CMP)工艺进行制备，以形成上述结构的基体，以便于在后续其尺寸规格可以放置入FIB机台中，当然该基体的形状只为一优选的方案，本领域技术人员可根据具体的工艺选择其他形状的基体，如正方形结构，菱形结构等。

另外，上述凹槽11形状、尺寸均相同，且可通过聚焦离子束切割形成于基体10的一个长边边缘处。

作为可选项，上述各凹槽11的规格(长×宽×高)为15um×5um×1um；当然本领域技术人员可以根据所需要进行承载的TEM样品12的具体尺寸、形状合理的对凹槽进行设计，并不限制于上述凹槽11的相同尺寸和形状。

如图5所示，该基体上还设置有一个固定条13，用于固定该基体和TEM样品，优选的，该固定条13的材质为金属Pt。

因此，在对TEM样品12进行检测分析时，将支撑区域的TEM样品12插入该凹槽11内以悬空透射区域，并通过上述固定条13覆盖凹槽11，以将位于支撑区域的TEM样品固定在凹槽11中，并放置透射电镜中进行后续的TEM样品的检测。

另外，在本发明的另一实施例中，该基体表面的结构并不仅仅限制上述凹槽，作为一个可选项，在支撑区域的样品上设置一个用于固定的卡槽，在该基体上设置有与该卡槽相匹配的卡扣，在使用时，将该卡槽和卡扣进行卡接固定，以使该透射区域的TEM样品固定在基体上，同时支撑区域的TEM样品处于悬空状态，便于后续利用透射电镜对该透射区域的样品进行检测分析，当然本领域技术人员也可以根据具体工艺需要进行其他结构的设计。

针对上述承载装置，本发明实施例还具体提供了一种承载装置的制备方法。

步骤S1、提供一个基体10作为承载装置的主体，优选的该基体为硅基载体。

步骤S2、通过化学机械研磨工艺对该基体10的表面进行平滑处理，以形成一表面平滑且形状均匀的基体；优选的，该基体10具体规格(长×宽×高)为3mm×1mm×200um。

将上述的矩形结构的基体10放置在FIB机台中，通过FIB机台的聚焦离子束对其上表面进行切割，具体的对基体10上表面的一个边缘进行切割以形成若干凹槽11，使凹槽11的一个侧边与该边缘重叠，如图2中所示。

优选的，该些凹槽11的形状、尺寸均相同，且同时设置于基体10的一个长边边缘处，以便于满足放置TEM样品的支撑区域的要求。

在一个可选但非限制性的实施例中，上述各凹槽11的规格(长×宽×高)为15um×5um×1um；当然本领域技术人员可以根据所需要进行承载的TEM样品的具体尺寸合理的设计各个凹槽11的尺寸、形状等，并不限制于上述凹槽11的相同尺寸和形状。

步骤S3、利用一Pick—up系统将该TEM样品12进行提取，使其放置在上述凹槽11内，在该过程中该TEM样品12的支撑区域处于凹槽11内，透射区域完全处于凹槽11外侧，即悬空在凹槽11的边缘处，如图4和图5所示。

其中，在本发明的实施例中，需要对TEM样品进行聚焦离子束的切割(箭头方向指切割方向)，以形成可以适合放置入上述凹槽11内的TEM样品(切割后的TEM样品包括支撑区域和需要进行后续检测分析的透射区域)12，如图3所示。优选的，切割后的TEM样品12的规格(长×宽×高)为25um×2um×0.5um。

步骤S4、继续将该基体10放置在透射电子显微镜的机台中，进行对该TEM样品12透射区域进行检测。

因TEM样品的透射区域处于悬空状态，可以避免其他因素对其分析的干扰，同时因基体10可以承载多个TEM样品，因此一定程度上提高了对TEM样品进行检测分析的准确率和效率。

综上所述，本发明公开了一种承载装置及其制备方法，应用在包括支撑区域和用于检测的投射区域的TEM样品的检测工艺中；通过提供具有设置有与TEM样品的支撑区域形状匹配的凹槽的基体，在对TEM样品进行检测时，只需将TEM样品的支撑区域固定在基体凹槽中，以支撑透射区域悬空，以便于后续在透射电镜中对TEM样品的透射区域进行检测。本发明技术方案可以避免传统承载装置中的铜元素和碳支持膜对TEM样品的观察和分析的干扰，大大提高了对TEM样品进行检测的准确率和效率。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种承载装置，其特征在于，应用于对TEM样品的检测工艺中，所述TEM样品包括支撑区域和用于检测的透射区域，所述装置包括一基体，位于所述支撑区域的所述TEM样品固定设置在所述基体上，以使得所述透射区域悬空；

其中，对位于悬空的所述透射区域中的TEM样品进行所述检测工艺。

2.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述基体上设置有与所述支撑区域形状匹配的凹槽，所述支撑区域插入所述凹槽中，以将所述TEM样品固定在所述基体上。

3.如权利要求2所述的承载装置，其特征在于，所述装置还包括一加固条，所述支撑区域插入所述凹槽中后，所述加固条覆盖所述凹槽，以将位于所述支撑区域的TEM样品固定在所述凹槽。

4.如权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述加固条的材质为金属。

5.如权利要求4所述的承载装置，其特征在于，所述金属为Pt。

6.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述基体的材质与所述TEM样品的透射区域的材质不同。

7.如权利要求6所述的承载装置，其特征在于，所述基体的材质为硅。

8.一种承载装置的制备方法，其特征在于，应用于对TEM样品的检测工艺中，所述TEM样品包括支撑区域和用于检测的透射区域，所述方法包括：

步骤S1、提供一硅基载体；

步骤S2、于所述硅基载体上制备与所述支撑区域中所述TEM样品形状匹配的凹槽；

步骤S3、将所述TEM样品位于所述支撑区域的部分插接至所述凹槽中，以支撑所述TEM样品位于所述透射区域的部分悬空；

步骤S4、对所述透射区域进行所述检测工艺。

9.如权利要求8所述的承载装置的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用化学机械研磨工艺对所述硅基载体的表面进行平滑处理后，再于所述硅基载体上制备所述凹槽。

10.如权利要求8所述的承载装置的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用聚焦离子束于所述硅基载体上制备所述凹槽。