CN110567994B - 一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，与现有技术区别在于，考虑到在提取待测样品过程中，可能会由于待测样品没有完全与基体刻蚀分离，导致玻璃针靠近待测样品并推拉待测样品时待测样品会弹出离刻蚀槽较远距离，此时在待测样品的位置附近再开设一刻蚀槽，并对待测样品施力以使待测样品可以落入刻蚀槽中。此时，待测样品的底部仅部分与刻蚀槽接触，再次对待测样品进行提取时，玻璃针在靠近待测样品后，由于玻璃针与待测样品之间的静电力远大于待测样品与刻蚀槽的静电力，玻璃针能轻松提取出待测样品。通过本发明提供的方法，可以提高TEM样品提取的成功率，减少了TEM样品的报废率。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成电路观测样品的提取方法，尤其是涉及一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法。
背景技术
在半导体器件制作过程中，需要对聚焦离子束(FIB)制备的样品进行透射电子显微镜(TEM)测试以分析所制作的器件的失效性。TEM成像的原理是利用高能电子束透过一定厚度的样品，通过探测器收集透射电子信号并放大成像。为了能够使电子束更好的透过样品，TEM样品需制备得足够薄。目前用聚焦离子束显微镜制备TEM样品已经被广泛应用于半导体领域。FIB对芯片微区进行刻蚀并使目标区域与芯片基体分离，在显微镜下采用样品提取系统(尖端为300-500nm经特殊加工的玻璃针)靠近并接触目标区域，依靠玻璃针与目标样品之间的静电力将样品从槽内提取出来。
专利CN201897541U公开了一种用于TEM样品提取的装置，包括上托板、下托板以及调节螺丝，所述上托板与下托板一端连接，另一端由调节螺丝支撑，通过调节所述调节螺丝的长短，调节所述上托板与所述下托板之间的夹角，从而调节位于所述上托板上的放置台的倾角，当倾角达到一定角度后探针即可方便提取、调整放置台上的TEM样品。但是，其技术方案中并没有考虑到目标样品没有完全与基体刻蚀分离可能会导致在提取样品时样品会被弹出刻蚀槽较远距离的情况，而且提出的提取装置成本较高。
现有技术的侧重点主要强调如何将目标样品从刻蚀槽内提取出来，如图1所示。现有技术的不足之处在于：在实际制样过程中，存在由于目标样品没有完全与基体刻蚀分离的情况，导致玻璃针靠近样品并推拉样品时会使得样品弹出刻蚀槽较远距离。此时，样品会与基体完全面接触，以至于玻璃针无法再次将目标样品垂直提起，最终导致样品提取失败，造成宝贵的失效分析样品损失。另外，现有技术提出的装置成本较高。
因此，需要提出一种可以解决在提取TEM样品时TEM样品会被弹出刻蚀槽较远距离的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，用于解决现有技术中由于目标样品没有完全与基体刻蚀分离，导致玻璃针靠近样品并推拉样品时使得样品弹出刻蚀槽较远距离，此时样品与基体完全面接触，以至于玻璃针无法再次将目标样品垂直提起的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，包括步骤：
S1：在基体的第一位置制备所述待测样品；
S2：提取所述待测样品，若提取失败，所述待测样品弹出所述第一位置则进入S3；
S3：记录所述待测样品弹出后落在所述基体上的位置为第二位置，在所述基体上靠近所述第二位置处开设刻蚀槽，并对所述待测样品施力以使所述待测样品落入刻蚀槽中，然后提取所述待测样品。
可选的，所述S3具体包括：
S31：在所述基体上靠近所述第二位置处开设第一刻蚀槽，所述第一刻蚀槽具有底面以及支撑部，所述支撑部设置在所述底面上，所述支撑部用于支撑所述待测样品并减小所述待测样品与所述第一刻蚀槽的接触面积；
S32：对所述待测样品施力以使其落入所述支撑部上。
可选的，所述底面与重力方向存在一小于90度的夹角，所述支撑部的数量为多个，所述支撑部沿第一方向间隔设置在所述底面上；
所述S31具体包括：
在所述基体上靠近所述第二位置处沿重力方向间隔开设有多个凹槽以形成所述第一刻蚀槽，相邻的所述凹槽间具有所述支撑部，所述支撑部在重力方向的长度相等。
可选的，所述S31具体包括：
在所述基体上靠近所述第二位置处沿重力方向间隔开设有多个凹槽以形成所述第一刻蚀槽，相邻的所述凹槽间具有所述支撑部，所述支撑部在重力方向的长度相等。
可选的，所述支撑部在所述底面上呈台阶状分布。
可选的，所述夹角的范围为40度至60度。
可选的，所述凹槽沿所述第一方向的宽度小于所述待测样品沿所述第一方向的宽度。
可选的，利用聚焦离子束显微镜制备所述待测样品。
可选的，利用聚焦离子束显微镜制备刻蚀槽。
可选的，利用玻璃针提取所述待测样品。
本发明提出一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，与现有技术区别在于，考虑到在提取所述待测样品过程中，可能会由于所述待测样品没有完全与基体刻蚀分离，导致玻璃针靠近所述待测样品并推拉所述待测样品时所述待测样品会弹出离刻蚀槽较远距离，此时在所述待测样品的位置附近再开设一刻蚀槽，并对所述待测样品施力以使所述待测样品可以落入刻蚀槽中。此时，所述待测样品的底部仅部分与刻蚀槽接触，再次对所述待测样品进行提取时，玻璃针在靠近所述待测样品后，由于玻璃针与所述待测样品之间的静电力远大于所述待测样品与刻蚀槽的静电力，玻璃针能轻松提取出所述待测样品。通过本发明提供的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，可以提高TEM样品提取的成功率，减少了TEM样品的报废率，从而降低制样的成本。
另外，可将刻蚀槽刻蚀为与水平面具有夹角的阶梯状的凹槽，使得所述待测样品底部与刻蚀槽的接触面减小，可进一步减小所述待测样品与刻蚀槽间的静电力。并且所述待测样品在刻蚀槽内保持倾斜的状态，可以更好地实现对所述待测样品做垂直的提取动作。
此外，刻蚀槽的尺寸大小可根据所述待测样品的大小来进行调整，本发明提出的方法适用范围广。
附图说明
图1为现有技术中提取TEM样品的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种第一刻蚀槽的结构俯视示意图；
图4为本发明一实施例提供的第一刻蚀槽的结构侧面剖视示意图；
图5为本发明另一实施例提供的第一刻蚀槽的结构侧面剖视示意图；
图6为本发明又一实施例提供的第一刻蚀槽的结构侧面剖视示意图；
10-基体，101-第一位置，102-第二位置，20-待测样品，30-玻璃针，40-第一刻蚀槽，401-支撑部。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
如图2和图3所示，本发明实施例提出了一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，包括步骤：
S1：在基体10的第一位置101制备所述待测样品20；
S2：提取所述待测样品20，若提取失败，所述待测样品20弹出所述第一位置101则进入S3；
S3：记录所述待测样品弹出后落在所述基体上的位置为第二位置102，在所述基体10上靠近所述第二位置102处开设刻蚀槽，并对所述待测样品20施力以使所述待测样品20落入刻蚀槽中，然后提取所述待测样品20。
与现有技术区别在于，考虑到在提取所述待测样品20过程中，可能会由于所述待测样品20没有完全与基体10刻蚀分离，导致玻璃针30靠近所述待测样品20并推拉所述待测样品20时所述待测样品20会弹出离刻蚀槽较远距离，此时在所述待测样品20的位置附近再开设一刻蚀槽，并对所述待测样品20施力以使所述待测样品20可以落入刻蚀槽中。此时，所述待测样品20的底部仅部分与刻蚀槽接触，再次对所述待测样品20进行提取时，玻璃针30在靠近所述待测样品20后，由于玻璃针30与所述待测样品20之间的静电力大于所述待测样品20与刻蚀槽的静电力，玻璃针30能轻松提取出所述待测样品20。通过本发明提供的一种提取所述待测样品20的方法，可以提高所述待测样品20提取的成功率，减少了所述待测样品20的报废率，从而降低制样的成本。所述待测样品20以及刻蚀槽可通过聚焦离子束显微镜制备，利用提取系统的玻璃针30提取所述待测样品20。在本发明实施例中，所述第一位置101是指制备所述待测样品20的位置，所述第二位置102是指所述待测样品20从玻璃针30上脱落下来后落在所述基体10上的位置，并非指某个规定位置。所述待测样品20即为TEM样品。
进一步地，为了更好地实现对所述待测样品20做垂直的提取动作，可以将刻蚀槽刻蚀为与水平面具有倾斜角的凹槽，如图4所示。所述S3可具体包括：
S31：在所述基体10上靠近所述第二位置102处开设第一刻蚀槽40，所述第一刻蚀槽40具有底面以及支撑部401，所述支撑部401设置在所述底面上，所述支撑部401用于支撑所述待测样品20并减小所述待测样品20与所述第一刻蚀槽40的接触面积；
S32：对所述待测样品施力以使其落入所述支撑部上。
将刻蚀槽刻蚀为与水平面具有夹角的阶梯状的凹槽，使得所述待测样品20底部与刻蚀槽的接触面减小，可进一步减小所述待测样品20与刻蚀槽间的静电力。并且所述待测样品20在刻蚀槽内可保持倾斜的状态，可以更好地实现对所述待测样品20做垂直的提取动作。需要注意的是，在本发明实施例中，所述支撑部401为规则的形状，本领域技术人员应当理解的是，所述支撑部401还可以是不规则的形状，在此不做限制。
更进一步地，所述底面与重力方向存在一小于90度的夹角，所述支撑部401的数量为多个，所述支撑部401沿第一方向间隔设置在所述底面上。可以将所述第一刻蚀槽40设置为阶梯状的凹槽，如图4所示。所述S31可具体包括：在所述基体10上靠近所述第二位置102处沿重力方向间隔开设有多个阶梯状的凹槽以形成所述第一刻蚀槽40，相邻的所述凹槽间具有所述支撑部401。从图4中可以看出，所述待测样品20的底部与所述第一刻蚀槽40的接触面很小，因此，所述待测样品20的底部与所述第一刻蚀槽40之间的静电力很小，如果利用玻璃针30对所述待测样品20进行提取动作时，由于玻璃针30与所述待测样品20之间的静电力远远大于所述待测样品20与刻蚀槽的静电力，玻璃针30能轻松提取出所述待测样品20。所述凹槽沿所述第一方向的宽度可小于所述待测样品沿所述第一方向的宽度以防止所述待测样品落入所述凹槽内。
需要注意的是，在本发明实施例中，所述第一刻蚀槽40设置为规则的凹槽形状，本领域技术人员应当理解，所述第一刻蚀槽40还可以是其他不规则的凹槽形状，如图5所示，当所述待测样品20落入所述第一刻蚀槽40中后，所述待测样品20可以仅与所述梯形凹槽的两个支撑部401接触，所述待测样品20也可与多个支撑部401接触。所述第一刻蚀槽40还有很多其它类型的结构，在此不做限制。另外，所述凹槽的尺寸可小于所述待测样品20的尺寸，且所述凹槽和所述支撑部401的数量不做限制，具体根据实际需要来选择。
所述第一刻蚀槽40的结构除了可以是上面描述外，还可以直接刻蚀成带有台阶状的支撑部401的刻蚀槽，如图6所示，所述第一刻蚀槽40还有很多其它的结构类型，在此不做赘述，只要是可以减少所述待测样品20与所述第一刻蚀槽40间的静电力的结构均可。
可选地，所述待测样品20在落入所述第一刻蚀槽40后，所述待测样品20所在的平面与重力方向存在一小于90度的夹角。在本发明实施例中，所述夹角的范围为40度至60度，也即所述第一刻蚀槽40与水平面的夹角范围为30度至50度。但是，30度至50度之间仅是优选方案，夹角只要小于90度皆可。通过将所述第一刻蚀槽40设置为具有倾斜角的结构可以使得所述待测样品20在刻蚀槽内保持倾斜的状态，可以更好地实现对所述待测样品20做垂直的提取动作。
可选地，刻蚀槽的大小与所述待测样品20的大小成正比。当所述待测样品20的大小较大时，此时可将刻蚀槽的面积适当增大，当所述待测样品20的大小较小时，此时可将刻蚀槽的面积适当减小，刻蚀槽的大小可根据实际情况来调整。因此，本发明提出的方法，适用性广，适合各种大小的所述待测样品20的提取。
综上所述，本发明提出一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，与现有技术区别在于，考虑到在提取所述待测样品过程中，可能会由于所述待测样品没有完全与基体刻蚀分离，导致玻璃针靠近所述待测样品并推拉所述待测样品时所述待测样品会弹出离刻蚀槽较远距离，此时在所述待测样品的位置附近再开设一刻蚀槽，并对所述待测样品施力以使所述待测样品可以落入刻蚀槽中。此时，所述待测样品的底部仅部分与刻蚀槽接触，再次对所述待测样品进行提取时，玻璃针在靠近所述待测样品后，由于玻璃针与所述待测样品之间的静电力远大于所述待测样品与刻蚀槽的静电力，玻璃针能轻松提取出所述待测样品。通过本发明提供的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，可以提高TEM样品提取的成功率，减少了TEM样品的报废率，从而降低制样的成本。
另外，可将刻蚀槽刻蚀为与水平面具有夹角的阶梯状的凹槽，使得所述待测样品底部与刻蚀槽的接触面减小，可进一步减小所述待测样品与刻蚀槽间的静电力。并且所述待测样品在刻蚀槽内保持倾斜的状态，可以更好地实现对所述待测样品做垂直的提取动作。
此外，刻蚀槽的尺寸大小可根据所述待测样品的大小来进行调整，本发明提出的方法适用范围广。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，包括步骤：
S1：在基体的第一位置制备所述待测样品；
S2：提取所述待测样品，若提取失败，所述待测样品弹出所述第一位置则进入S3；
S3：记录所述待测样品弹出后落在所述基体上的位置为第二位置，在所述基体上靠近所述第二位置处开设刻蚀槽，并对所述待测样品施力以使所述待测样品落入刻蚀槽中，然后提取所述待测样品。
2.如权利要求1所述的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，所述S3具体包括：
S31：在所述基体上靠近所述第二位置处开设第一刻蚀槽，所述第一刻蚀槽具有底面以及支撑部，所述支撑部设置在所述底面上，所述支撑部用于支撑所述待测样品并减小所述待测样品与所述第一刻蚀槽的接触面积；
S32：对所述待测样品施力以使其落入所述支撑部上。
3.如权利要求2所述的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，所述底面与重力方向存在一小于90度的夹角，所述支撑部的数量为多个，所述支撑部沿第一方向间隔设置在所述底面上；
所述S31具体包括：
在所述基体上靠近所述第二位置处沿重力方向间隔开设有多个凹槽以形成所述第一刻蚀槽，相邻的所述凹槽间具有所述支撑部，所述支撑部在重力方向的长度相等。
4.如权利要求3所述的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，所述支撑部在所述底面上呈台阶状分布。
5.如权利要求3和4中任一项所述的提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，所述夹角的范围为40度至60度。
6.如权利要求3所述的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，所述凹槽沿所述第一方向的宽度小于所述待测样品沿所述第一方向的宽度。
7.如权利要求1所述的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，利用聚焦离子束显微镜制备所述待测样品。
8.如权利要求1所述的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，利用聚焦离子束显微镜制备刻蚀槽。
9.如权利要求1所述的一种提取用于透射电子显微镜的待测样品的方法，其特征在于，利用玻璃针提取所述待测样品。
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