CN107248499B - 静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法。所述静电释放装置包括一固定器和一连接件。所述固定器设置在所述晶圆装载台上,且所述固定器与所述晶圆装载台电连接。所述连接件分别与所述固定器和放置于所述晶圆承载台上的晶圆电连接。本发明中的静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法,通过在所述晶圆装载台上设置固定器,并使固定器与晶圆装载台电连接,并通过连接件分别与固定器和晶圆电连接,使得晶圆、连接件、固定器和晶圆装载台依次电连接,从而有效避免了在用聚焦离子束设备制作透射电子显微镜样品时,晶圆中累积的静电荷引发尖端放电,损伤样品,导致制作的样品失效。
Description
技术领域
本发明涉及透射电子显微镜样品制作领域,特别涉及一种静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法。
背景技术
集成电路的制造工艺是在衬底材料(如硅衬底)上,运用各种工艺形成不同“层”,并在选定的区域掺入离子以改变衬底材料的导电性能,形成半导体器件的过程。集成电路的制造工艺十分的复杂,是由多种单项工艺组合而成的。主要的单项工艺有:薄膜制备工艺、图形转移工艺和掺杂工艺。为了能够满足芯片复杂功能的运算的要求,芯片上电路图形的关键尺寸不断地缩小。当电路图形的关键尺寸进入到20nm以下时,传统意义上的光学检测设备由于分辨率的限制较难捕捉到一些电路图形的细小结构。特别是当电路图形中的细小结构存在缺陷时,需要通过FIB(Focused Ion Beam,聚焦离子束)设备对晶圆进行加工,以制作透射电子显微镜的样品,再通过透射电子显微镜看清所述样品,以分析和判断缺陷发生的工艺。
采用FIB设备制作透射电子显微镜的样品的过程如下:首先,将晶圆置于FIB设备的晶圆装载台上;然后,采用FIB设备对晶圆进行加工,例如打薄晶圆或者切割晶圆,使需要通过透射电子显微镜看清的部分的晶圆与晶圆部分或者完全分割开来,为后续将样品从晶圆中取出做准备,此处需要通过透射电子显微镜看清的部分的晶圆即为透射电子显微镜的样品;之后,通过探针把金属钨焊接在样品上;再然后,通过探针将金属钨从晶圆中取出,从而将与金属钨焊接在一起的样品从晶圆中取出。一般,将晶圆上与FIB设备的晶圆装载台相接触的一面称之为背面,晶圆上与背面相对的另一面称之为正面,与晶圆的正面和背面相连接的面称之为晶圆的侧面。
申请人发现,采用FIB设备制作透射电子显微镜的样品的过程中,当晶圆的背面具有介电层,或者晶圆装载台与晶圆的背面接触处有介电层时,晶圆中的静电荷不易从晶圆中导出,导致晶圆中的静电荷累积。因此,当通过探针把金属钨焊接在样品上或者通过探针将金属钨从晶圆中取出时,容易发生尖端放电,导致制作的样品由于受到损伤而失效。样品失效后将影响通过透射电子显微镜看到的图像,进而影响分析和判断的结果。例如,分析电路图形中的细小结构的缺陷形成的原因时,如若样品失效,将无法分析和判断导致所述缺陷形成的工艺。
因此,急需对聚焦离子束设备进行改进,以防止在样品制作过程中发生尖端放电损伤样品导致样品失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法,以解决在上述的样品制作过程中发生尖端放电损伤样品导致样品失效的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种静电释放装置,用于释放晶圆中的静电荷,所述晶圆放置于聚焦离子束设备的晶圆装载台上;所述静电释放装置包括:一固定器,所述固定器设置在所述晶圆装载台上,且所述固定器与所述晶圆装载台电连接;以及一连接件,所述连接件分别与所述固定器和放置于所述晶圆承载台上的晶圆电连接。
可选的,所述连接件为沉积在所述晶圆的正面和所述固定器上的导电薄膜,所述导电薄膜覆盖在部分所述晶圆的正面上。
可选的,所述连接件的材质为铂或钨。
可选的,所述固定器包括一弹性件和一限位件;所述弹性件的一端与所述晶圆装载台固定连接,所述弹性件的另一端与所述限位件固定连接;所述限位件与所述晶圆装载台电连接,所述限位件还与所述连接件电连接;所述弹性件用于挤压所述限位件,使所述限位件抵压所述晶圆的侧面上。
可选的,所述限位件与所述晶圆装载台滑动连接。
可选的,所述固定器的数量为三个,且三个所述固定器呈等间距分布。
可选的,所述晶圆装载台为静电吸盘。
本发明还提供一种上述的静电释放装置的制造方法,包括:将固定器设置在晶圆装载台上,使固定器与晶圆装载台电连接;以及将连接件分别与晶圆装载台和晶圆电连接。
可选的,将连接件分别与晶圆装载台和晶圆电连接包括:通过化学气相沉积的方式在所述晶圆的正面和所述固定器上沉积导电薄膜,以形成连接件。
本发明还一种聚焦离子束设备,所述聚焦离子束设备包括上述的静电释放装置。
可选的,包括一静电测量器、一探针和一控制器;所述静电测量器分别与所述探针和所述控制器电连接,所述控制器接地;所述控制器用于控制所述探针移动;所述静电测量器用于测量所述晶圆、所述探针和所述控制器的静电荷;测量静电荷时,所述探针与所述晶圆的正面相接触。
本发明还提供一种上述的聚焦离子束设备的使用方法,所述聚焦离子束设备用于制作透射电子显微镜的样品,所述方法包括:从晶圆中取出透射电子显微镜的样品前,将探针与晶圆相接触,以通过静电测量器检测晶圆、探针和控制器的静电荷;以及当静电荷在参考值以内时,再将样品从所述晶圆中取出。
本发明提供的一种静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法,通过在所述晶圆装载台上设置固定器,并使固定器与晶圆装载台电连接,并通过连接件分别与固定器和晶圆电连接,使得晶圆、连接件、固定器和晶圆装载台依次电连接,即使电荷可依次通过晶圆、连接件、固定器传递到晶圆装载台,从而当晶圆中有静电荷时,可通过连接件、固定器传递到晶圆装载台上,从而有效避免了在用聚焦离子束设备制作透射电子显微镜样品时,晶圆中累积的静电荷引发尖端放电,损伤样品,导致制作的样品失效。
附图说明
图1是本发明一实施例中一种静电释放装置的截面示意图;
图2是本发明一实施例中一种静电释放装置的俯视图;
图3是本发明一实施例中一种聚焦离子束设备的截面示意图。
附图标记说明如下:
10-晶圆装载台;
20-晶圆;
21-正面;
22-背面;
23-侧面;
31-限位件;
32-连接件;
M-第一侧边;
N-第二侧边;
P-第三侧边;
33-弹性件;
40-静电测量器;
50-探针;
60-控制器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种静电释放装置及制造方法、聚焦离子束设备及使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图1是本发明一实施例中一种静电释放装置的截面示意图。参考图1,本实施例提供一种静电释放装置。所述静电释放装置用于释放晶圆20中的静电荷。所述晶圆20放置于聚焦离子束设备的晶圆装载台10上。所述静电释放装置包括一固定器(图中未示出)和一连接件。所述固定器设置在所述晶圆装载台10上,且所述固定器与所述晶圆装载台10电连接。所述连接件分别与所述固定器和放置于所述晶圆承载台上的晶圆20电连接。通过在所述晶圆装载台10上设置固定器,并使固定器与晶圆装载台10电连接,并通过连接件32分别与固定器和晶圆20电连接,使得晶圆20、连接件32、固定器和晶圆装载台10依次电连接,即使电荷可依次通过晶圆20、连接件32、固定器传递到晶圆装载台10,从而当晶圆20中有静电荷时,可通过连接件32、固定器传递到晶圆装载台10上,从而有效避免了在用聚焦离子束设备制作透射电子显微镜样品时,晶圆中累积的静电荷引发尖端放电,损伤样品,导致制作的样品失效。
优选的,所述连接件为沉积在所述晶圆的正面和所述固定器上的导电薄膜,所述导电薄膜覆盖在部分所述晶圆的正面上。采用导电薄膜与晶圆的正面和固定器电连接,这种电连接方式对晶圆的损伤小,且电连接稳定性高。例如,可通过化学气相沉积的方式在所述晶圆的正面和所述固定器上形成一层导电薄膜,以形成连接件。通过化学气相沉积的方式沉积在晶圆的正面上的材料优选为金属导电材料,例如为铂或钨。本领域技术人员应知,一般情况下,晶圆的正面的导电性相较于晶圆的背面的导电性要好,因此,将连接件直接与晶圆的正面电连接(例如将连接件沉积在晶圆的正面上),相较于将连接件与晶圆的背面电连接,静电释放的效果要好。当然,在其它的实施例中所述连接件还可以为导电片等其它导体。
图2是本发明一实施例中一种静电释放装置的俯视图。具体的,参考图2,所述连接件覆盖在所述晶圆20的正面21的边缘处。其中,部分的连接件32覆盖在固定器上,部分的连接件32覆盖在晶圆20的正面21上。
优选的,连接件32靠近晶圆20中心处为小端,远离晶圆20中心处的为大端,其中,沿着晶圆20的径向,连接件32的宽度从小端到大端依次增大。由于连接件32的宽度沿着晶圆20的径向从小端到大端依次增大,连接件32对流经连接件32的静电荷起到了导流的作用,便于静电荷释放。
具体的,参考图2,所述连接件32在所述晶圆的正面上的形状为三角弧形。所述连接件32由第一侧边M、第二侧面N和第三侧边P围成。其中,所述第二侧面N和第三侧边P围成的尖端为连接件32的小端,所述第一侧边M位于连接件32的大端,即三角弧形的底部。由于,所述第二侧面N和第三侧边P围成了尖端,利于引导静电荷从连接件32的小端向连接件32的大端流动,便于晶圆20中的静电荷释放。
本实施例中,所述固定器的数量至少为一个,与之对应的所述连接件32的数量也为一个。优选的,所述固定器的数量为三个,与之对应的所述连接件32的数量也为三个,且三个所述固定器和连接件32呈等间距分布。如此,便于均匀的导走晶圆上的静电荷。如图2所示,本实施例中所述固定器和所述连接件的数量还可以为四个,且四个所述固定器和连接件32呈等间距分布。
优选的,参考图1,所述固定器包括一限位件31和一弹性件33。所述弹性件33的一端与所述晶圆装载台10固定连接,所述弹性件33的另一端与所述限位件31固定连接。所述限位件31与所述晶圆装载台10电连接,所述限位件31与所述连接件32电连接。所述弹性件33用于挤压所述限位件31,使所述限位件31抵压所述晶圆20的侧面上。此时,所述导电薄膜仅沉积在所述限位件31上。所述固定器通过限位件31与所述晶圆20的侧面接触实现电连接,在弹性件的作用下,使得所述限位件31与所述晶圆20接触良好。当连接件为沉积在固定器上的导电薄膜时,一方面,可避免连接件穿过限位件31与晶圆20之间的缝隙沉积到晶圆装载台上,污染晶圆装载台;另一方面,也避免沉积在晶圆20和限位件31上的导电薄膜的连续性受到影响,导致连接件32与晶圆20接触不良,或者连接件32与限位件31接触不良,从而影响晶圆20中的静电荷通过连接件32和固定器传导到晶圆装载台10上。
具体的,所述限位件与所述晶圆装载台滑动连接。参考图1,所述限位件31在弹性件33的作用下,可相对所述晶圆装载台10沿着靠近所述晶圆20的侧面的方向滑动。
优选的,所述限位件31的滑动方向与所述晶圆20的正面21或者晶圆的背面22平行,以便于所述弹性件33对所述限位件31施压,使所述限位件31与所述晶圆20的侧面23接触良好。
本实施例中,所述限位件31的材质为导体,优选为金属。
进一步的,所述弹性件33为压缩弹簧,所述弹性件33的伸缩方向与所述限位件31的滑动方向相同。如此,可便于弹性件33对限位件31施力,使限位件31和晶圆20的侧面23接触良好。
对于包括限位件31和弹性件33的固定器,当所述固定器均匀分布在晶圆上时,可使得多个限位件31施加到晶圆20上的力较为均匀,避免限位件31影响晶圆20放置到晶圆装载台10上的位置。应当可以理解,这种情况下,所述固定器也用于限定所述晶圆20的位置。
本实施例中,所述晶圆装载台10优选为静电吸盘。
本实施例中,所述晶圆20的背面22通常为介电层。所述晶圆装载台与所述晶圆的背面连接处可为导电层,也可以为介电层。所述晶圆装载台10可将从所述晶圆处传导过来的静电荷传导出去,也可以避免所述晶圆中累积较多的静电荷。
本实施例还提供一种上述的静电释放装置的制造方法。所述静电释放装置的制造方法包括:首先,将固定器设置在晶圆装载台上,使固定器与晶圆装载台电连接;其次,将连接件分别与晶圆装载台和晶圆电连接。
优选的,将连接件分别与晶圆装载台和晶圆电连接包括,通过化学气相沉积的方式在所述晶圆的正面和所述固定器上沉积导电薄膜,以形成连接件。
本实施例还提供一种聚焦离子束设备。图3是本发明一实施例中一种聚焦离子束设备的截面示意图。参考图3,所述聚焦离子束设备包括:一静电测量器40、一探针50和一控制器(图中未示出)。所述静电测量器40分别与所述探针50和所述控制器电连接。所述控制器接地。所述控制器用于控制所述探针50移动。所述静电测量器40用于测量所述晶圆20、所述探针50和所述控制器的静电荷。测量静电荷时,所述探针50与所述晶圆20的正面相接触。如此,可检测晶圆中的静电荷,降低了发生尖端放电的风险。应当可以理解,所述所述静电测量器40分别与所述探针50和所述控制器电连接,因此可以测量所述晶圆20、所述探针50和所述控制器的静电荷。如此,可检测晶圆中的静电荷,降低了发生尖端放电的风险。
本实施例还提供一种上述聚焦离子束设备的使用方法。所述聚焦离子束设备用于制作透射电子显微镜的样品,所述方法包括:从晶圆中取出透射电子显微镜的样品前,使探针与晶圆相接触,以通过静电测量器检测晶圆、探针和控制器的静电荷;当静电荷在参考值以内时,再将样品从所述晶圆中取出。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种静电释放装置,其特征在于,用于释放晶圆中的静电荷,所述晶圆放置于聚焦离子束设备的晶圆装载台上;所述静电释放装置包括:
一固定器,所述固定器设置在所述晶圆装载台上,且所述固定器与所述晶圆装载台电连接;以及
一连接件,所述连接件分别与所述固定器和放置于所述晶圆承载台上的晶圆电连接;
其中,所述连接件为沉积在所述晶圆的正面和所述固定器上的导电薄膜,所述导电薄膜覆盖在部分所述晶圆的正面上。
2.如权利要求1所述的静电释放装置,其特征在于,所述连接件的材质为铂或钨。
3.如权利要求1或2任一项所述的静电释放装置,其特征在于,所述固定器包括一弹性件和一限位件;所述弹性件的一端与所述晶圆装载台固定连接,所述弹性件的另一端与所述限位件固定连接;所述限位件与所述晶圆装载台电连接,所述限位件还与所述连接件电连接;所述弹性件用于挤压所述限位件,使所述限位件抵压所述晶圆的侧面上。
4.如权利要求3所述的静电释放装置,其特征在于,所述限位件与所述晶圆装载台滑动连接。
5.如权利要求3所述的静电释放装置,其特征在于,所述固定器的数量为三个,且三个所述固定器呈等间距分布。
6.如权利要求1所述的静电释放装置,其特征在于,所述晶圆装载台为静电吸盘。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的静电释放装置的制造方法,其特征在于,包括:
将固定器设置在晶圆装载台上,使固定器与晶圆装载台电连接;以及
将连接件分别与晶圆装载台和晶圆电连接;
其中,将连接件分别与晶圆装载台和晶圆电连接包括,
通过化学气相沉积的方式在所述晶圆的正面和所述固定器上沉积导电薄膜,以形成连接件。
8.一种聚焦离子束设备,其特征在于,所述聚焦离子束设备包括如权利要求1至6任一项所述的静电释放装置。
9.如权利要求8所述的聚焦离子束设备,其特征在于,包括一静电测量器、一探针和一控制器;所述静电测量器分别与所述探针和所述控制器电连接,所述控制器接地;所述控制器用于控制所述探针移动;所述静电测量器用于测量所述晶圆、所述探针和所述控制器的静电荷;测量静电荷时,所述探针与所述晶圆的正面相接触。
10.一种如权利要求8或9任一项所述的聚焦离子束设备的使用方法,其特征在于,所述聚焦离子束设备用于制作透射电子显微镜的样品,所述方法包括:
从晶圆中取出透射电子显微镜的样品前,将探针与晶圆相接触,以通过静电测量器检测晶圆、探针和控制器的静电荷;以及
当静电荷在参考值以内时,再将样品从所述晶圆中取出。
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