CN106018018A - 一种失效分析中分析晶格缺陷的tem样品制备新方法 - Google Patents

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王炯翀
王亮
何永强
刘焱
苏耿贤
陈越
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Abstract

本发明公开了一种失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法。该方法使用手动研磨代替聚焦离子束来制备TEM样品，使样品中的晶格缺陷在极小或极浅的情况下均能被发现，而且不受晶格缺陷的方向的影响。极大地促进了晶格缺陷的发现与观测，准确率高，对TEM样品的制备的研究具有重要意义。

Description

一种失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法
技术领域
本发明涉及晶格缺陷分析领域，特别是一种失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法。
背景技术
由于晶圆工艺越来越先进，在硅衬体上产生的晶格缺陷(dislocation)将越来越小。目前用聚焦离子束制备透射电子显微镜(TEM)样品的方法是较为普遍的方法，但已经越来越难发现晶格缺陷。使用聚焦离子束制备样品时，在晶格缺陷(dislocation)比较大的时候是可以适用的，但是当晶格缺陷(dislocation)比较小，特别是达到90纳米以下，又对晶格缺陷的方向不清楚的时候，再加上聚焦离子束中的镓离子损伤，使用聚焦离子束(FIB)制备透射电子显微镜(TEM)样品来观测晶格缺陷(dislocation)将变得非常困难。
中国专利CN201410003657.3公开了一种基于三维TEM样品进行缺陷分析的方法。采用聚焦离子束来制备三维TEM样品，来观测晶体缺陷，该技术方案操作方法简单，三维TEM样品制备效率高，对TEM样品进行失效分析效果好，准确率高。但是，当晶格缺陷较小时，晶格缺陷的观测效果会受影响。
发明内容
本发明涉及一种失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，该方法使的样品中的晶格缺陷在极小或极浅的情况下均能被发现，而且不受晶格缺陷的方向的影响。极大地促进了晶格缺陷的发现与观测，准确率高，对TEM样品的制备的研究具有重要意义。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、将样品研磨到接触孔,在聚焦离子束中找到需要观测的点，在其附近分别做一个横向和纵向的记号；
2、然后浸泡到氢氟酸中，待硅衬体露出来后，将样品表面用粘结材料粘在载玻片上；
3、用手动研磨机进行背面减薄至TEM薄度，然后将金属环粘在样品上，用美工刀沿金属环外侧将其割裂，放入丙酮泡到将样品和载玻片分离；
4、将制备好的样品放入TEM进行物理失效分析。
优选的，所述步骤2中粘结材料为一种粘结性强，高温下可熔化，降温后固化并且可以溶解于有机溶剂的粘结材料。
优选的，所述粘结材料为石蜡。
优选的，所述步骤3中的金属环为铜环。
优选的，所述步骤3中的TEM薄度为5-200nm。
优选的，所述方法适用于投射电子显微镜(TEM)样品的分析。
本发明具有以下有益效果：
本发明使用手动研磨代替聚焦离子束(FIB)来制备TEM样品，所制备出的样品的TEM影像为硅衬体的俯视图，而使用FIB制备的样品TEM影像为硅衬体的横截面图。从而使得晶格缺陷更容易被观测出，有效的解决了FIB制备TEM样品因为工艺、晶格缺陷的大小和深浅以及方向的不确定性而导致的不能准确观测的问题。
附图说明
图1：在聚焦离子束(FIB)中找到需要观测的点，在其附近分别做一个横向和纵向的记号的示意图。
图2：用手动研磨机(polish)进行背面减薄至TEM薄度后的样品示意图。
图3：载玻片、样品以及铜环的位置示意图。
图4：在TEM中呈现小倍率的影像。
图5：使用本方法制备样品观测晶格缺陷的结果图。
图6：使用FIB制备的TEM样品观测图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
将样品研磨到接触孔(contact),在聚焦离子束(FIB)中找到需要观测的点，在其附近分别做一个横向和纵向的记号。然后浸泡到氢氟酸(HF)中。等硅衬体露出来后，将样品表面用石蜡粘在载玻片上。用手动研磨机(polish)进行背面减薄至5-200nm，然后将铜环粘在样品上，用美工刀沿铜环外侧将其割裂，放入丙酮泡到将样品和载玻片分离，将制备好的样品放入透射电子显微镜(TEM)进行物理失效分析，观测结果如附图5所示。

Claims (6)

1.一种失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将样品研磨到接触孔,在聚焦离子束中找到需要观测的点，在其附近分别做一个横向和纵向的记号；
(2)然后浸泡到氢氟酸中，待硅衬体露出来后，将样品表面用粘结材料粘在载玻片上；
(3)用手动研磨机进行背面减薄至TEM薄度，然后将金属环粘在样品上，用美工刀沿金属环外侧将其割裂，放入丙酮泡到将样品和载玻片分离；
(4)将制备好的样品放入TEM进行物理失效分析。
2.根据权利要求1所述的失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，其特征在于，所述步骤2中粘结材料为一种粘结性强，高温下可熔化，降温后固化并且可以溶解于有机溶剂的粘结材料。
3.根据权利要求1或2所述的失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，其特征在于，所述粘结材料为石蜡。
4.根据权利要求1所述的失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，其特征在于，所述步骤3中的金属环为铜环。
5.根据权利要求1所述的失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，所述步骤3中的TEM薄度为5-200nm。
6.根据权利要求1所述的失效分析中分析晶格缺陷的TEM样品制备新方法，所述方法适用于TEM样品的分析。
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