CN116242683A - 一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：提供绝缘体上硅器件样品；从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态；根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度；在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品。利用上述方法，能够制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，提高了该类失效分析的质量和成功率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品。
背景技术
随着芯片研究的深入与制造工艺的提升，特别是硅片键合与智能剥离技术的成熟，绝缘体上硅晶片从厚膜绝缘体上硅向薄膜与超薄膜绝缘体上硅发展。随着绝缘体上硅的膜厚越来越薄，对失效分析技术的要求越来越高，特别是超薄的平面透射电镜样品制备，必须寻求新的分析技术的突破。
现有的分析方法无法控制减薄抛光的在厚度方向上的停止位置，因为在此类样品的制备中，下层厚度停止位置需要精准保持在埋氧层的中心，而埋氧层的厚度仅25nm。同时面临的另一个问题是底面抛光减薄过程中无结构变化，只有有源硅至氧化硅的突然变化。如果此减薄抛光的位置停止靠下，保留了有源硅，有源硅的衬度会导致其在透射电镜的观察中掩盖顶层硅的缺陷衬度，导致失效分析无法完成；如果此减薄抛光的停止位置靠上，则会损伤顶层硅，破坏对绝缘体上硅晶片的缺陷的分析。
发明内容
本发明实施例提供一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品，以制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位。
第一方面，本发明实施例提供了一种平面透射电镜样品的制备方法，包括：
提供绝缘体上硅器件样品，所述绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅；
从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态；
根据所述第一抛光面的表面形态，实时获取所述第一抛光面的衬度；
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，所述第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
可选地，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，包括：
以聚焦离子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦离子束对所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面进行减薄抛光。
可选地，所述绝缘体上硅器件样品包括待分析目标区域；
实时观察所述第一抛光面的表面形态之后，还包括：
在所述第一抛光面上确定完全抛光区域和未完全抛光区域，所述完全抛光区域和所述未完全抛光区域的衬度差值满足所述第一预设范围；
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光之前，包括：
确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中。
可选地，确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中，包括：
确定所述完全抛光区域与所述未完全抛光区域的分界线与第一边的距离，大于或等于所述待分析目标区域与第一边的最大距离，其中，所述第一边为所述第一抛光面远离所述聚焦离子束的出射位置的侧边。
可选地，实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
以聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦电子束实时观察所述第一抛光面的表面形态。
可选地，所述聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为55°-60°。
可选地，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态；其中，所述第二预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的表面形态的衬度差值范围。
可选地，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第三预设范围时，同步进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态，其中，所述基底硅包括第一部和第二部，所述第一部位于所述第二部远离所述埋氧层的一侧，所述第三预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中第一部与基底硅的表面形态的衬度差值范围；
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态。
可选地，在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，以间隔时间为1s-2s，每次减薄抛光深度为2nm-5nm，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态。
可选地，提供绝缘体上硅器件样品之前，还包括：
对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割所述绝缘体上硅器件，获取所述绝缘体上硅器件样品。
可选地，对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割所述绝缘体上硅器件，获取所述绝缘体上硅器件样品之后，还包括：
对所述绝缘体上硅器件样品的侧面沉积铂保护层，其中，所述侧面与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面相交且连接。
可选地，所述绝缘体上硅器件样品还包括钨柱和多晶硅，所述多晶硅平行设置于所述顶层硅的第一表面，所述钨柱与所述顶层硅的第一表面垂直；
该制备方法还包括：
从所述钨柱远离所述顶层硅的一侧表面开始进行减薄抛光，以形成第二抛光面，同时实时观察所述第二抛光面的表面形态；
在所述第二抛光面的表面形态满足预设表面形态时，停止对所述第二抛光面减薄抛光，获得所述平面透射电镜样品，其中，所述预设表面形态为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中多晶硅的表面形态。
第二方面，本发明实施例还提供了一种平面透射电镜样品，采用如第一方面任一项所述的平面透射电镜样品的制备方法制备而成。
本发明实施例提供了一种平面透射电镜样品的制备方法及平面透射电镜样品，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅；从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态；根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度；在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。利用上述方法，从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，能够制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，克服了制备过程对工作人员和操作手法的依赖，并且制备的平面透射电镜样品越薄，则在透射电镜图像中更容易观察到待分析目标区域的形态，提高了该类失效分析的质量和成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种绝缘体上硅器件样品的截面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种利用聚焦离子束进行减薄抛光的截面示意图；
图5是本发明实施例提供的一种基底硅在减薄抛光过程中的截面结构流程图；
图6是本发明实施例提供的一种绝缘体上硅器件样品在减薄抛光过程中的仰视示意图；
图7是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图；
图8是本发明实施例提供的一种利用聚焦电子束进行观察的截面示意图；
图9是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图；
图10是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图；
图11是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图；
图12是本发明实施例提供的另一种绝缘体上硅器件样品的截面结构示意图；
图13是本发明实施例提供的一种平面透射电镜样品的截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”。
需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对相应内容进行区分，并非用于限定顺序或者相互依存关系。
需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
图1是本发明实施例提供的一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图，图2是本发明实施例提供的一种绝缘体上硅器件样品的截面结构示意图，如图1和图2所示，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：
S110、提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅。
具体地，继续参考图2，提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅10、埋氧层20和基底硅30，其中，顶层硅10的厚度非常薄，示例性地，顶层硅10的厚度可以为5nm-10nm，顶层硅10上可以形成蚀刻电路，顶层硅10是绝缘体上硅器件样品在后续减薄抛光过程中需要保留的主要部分；埋氧层20的厚度较薄，示例性地，埋氧层20的厚度可以为20nm-30nm，埋氧层20位于顶层硅10和基底硅30之间，埋氧层20可以用于制作晶体管沟道；基底硅30的厚度较厚，示例性地，基底硅30的厚度可以为1μm-10μm，基底硅30可以为顶层硅10和埋氧层20提供机械支撑。
S120、从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态。
具体地，继续参考图2，将绝缘体上硅器件样品放置于双束聚焦离子束仪器的样品腔中的样品台上，样品台可以自由旋转和倾斜，样品台的旋转角度依据减薄抛光的要求或者观察的要求而定，通过设置样品台的旋转倾斜参数，并且密闭样品腔，对样品腔进行抽真空处理。待样品腔的真空度达到密闭性能后，从基底硅30远离埋氧层20的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，在减薄抛光过程中，同时实时观察第一抛光面的表面形态。需要说明的是，该过程中对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光操作和观察第一抛光面的表面形态的操作均在同一真空环境下连续进行，无需重新打开样品腔，有效避免因更换绝缘体上硅器件样品位置以及绝缘体上硅器件样品在空气环境中暴露而导致绝缘体上硅器件样品损坏、表层氧化、非晶化或生长异物等影响平面透射电镜样品的观察的情况，有利于提高透射电镜的观察分析的准确性。
S130、根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度。
具体地，继续参考图2，从基底硅30远离埋氧层20的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态，并根据第一抛光面的表面形态，通过软件对第一抛光面的表面形态进行分析，将第一抛光面的表面形态转化为衬度信息，以实时获取第一抛光面的衬度，衬度主要表现为图像上不同区域件存在的亮暗程度的差异以及对比度的反差，可以通过衬度判断减薄抛光的停止位置和减薄抛光的区域等信息。
S140、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
其中，继续参考图2，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层20与基底硅30的衬度差值范围，第一预设范围依据标准的绝缘体上硅器件在减薄抛光过程中积累得到的减薄抛光的停止位置和对应的埋氧层20与基底硅30的衬度差值而定，第一预设范围可以实现对减薄抛光的停止位置的精确判断和准确控制。具体地，通过实时获取到的第一抛光面的衬度，并实时对比第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度，在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第一预设范围时，此时减薄抛光的停止位置位于埋氧层20中，对绝缘体上硅器件样品的减薄抛光过程结束，可避免顶层硅10被破坏，获得平面透射电镜样品。需要说明的是，将减薄抛光的停止位置精准控制于埋氧层20中，如果减薄抛光的停止位置位于基底硅30中，基底硅30在减薄抛光的过程中无结构的变化，只存在有源硅31至氧化硅32的突然变化，且有源硅31的衬度会导致其在透射电镜的观察中掩盖顶层硅10的缺陷衬度，会导致失效分析无法完成，如果减薄抛光的停止位置位于顶层硅10中，顶层硅10受到损伤，也会破坏对绝缘体上硅晶片的缺陷的分析。由于透射电镜是利用穿透样品的电子束成像，而电子束本身的穿透能力很弱，所以平面透射电镜样品，尤其是平面透射电镜样品中的待分析目标区域，需要经减薄抛光至厚度非常薄，对绝缘体上硅器件样品减薄抛光所获得的平面透射电镜样品，为了保留且不破坏顶层硅10，需要去除基底硅30和部分埋氧层20，将减薄抛光的停止位置控制于埋氧层20中，示例性地，该平面透射电镜样品的厚度可以为10nm-50nm。当用透射电镜检测平面透射电镜样品时，透射电镜发出的高能入射电子与平面透射电镜样品作用，透射电镜可以收集到平面透射电镜样品的具体信息，并且，制备得到的平面透射电镜样品的厚度越薄，则在透射电镜的图像中更容易观察到待分析目标区域的表面形态，在透射电镜的图像中观察到待分析目标区域的具体形貌尺寸更清晰准确。
本发明实施例中的技术方案，首先提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅，然后从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态，之后根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度，最后在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。利用上述方法，从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，能够制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，克服了制备过程对工作人员和操作手法的依赖，并且制备的平面透射电镜样品越薄，则在透射电镜图像中更容易观察到待分析目标区域的形态，提高了该类失效分析的质量和成功率。
可选地，提供绝缘体上硅器件样品之前，还包括：对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割绝缘体上硅器件，获取绝缘体上硅器件样品。进一步地，对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割绝缘体上硅器件，获取绝缘体上硅器件样品之后，还包括：对绝缘体上硅器件样品的侧面沉积铂保护层，其中，侧面与基底硅远离埋氧层的一侧表面相交且连接。
具体地，提供绝缘体上硅器件样品之前，可以在双束聚焦离子束仪器内采用特定的离子束沉积技术制备碳保护层，在绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积该碳保护层，避免在对绝缘体上硅器件进行切割以获得绝缘体上硅器件样品的过程中对绝缘体上硅器件样品的破坏，示例性地，在双束聚焦离子束仪器内制备碳保护层的制备参数包括电压为5KV，电流为26pA，碳保护层的厚度可以为500nm，在双束聚焦离子束仪器内切割绝缘体上硅器件以获得绝缘体上硅器件样品的制备参数包括电压为30KV，电流为9.1nA。获取绝缘体上硅器件样品之后，还可以在双束聚焦离子束仪器内采用特定的离子束沉积技术制备铂保护层，对绝缘体上硅器件样品的侧面沉积该铂保护层，其中，侧面与基底硅远离埋氧层的一侧表面相交且连接，避免在对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光以获得平面透射电镜样品的过程中对绝缘体上硅器件样品的侧面的破坏，示例性地，在双束聚焦离子束仪器内制备铂保护层的制备参数包括电压为30KV，电流为90pA，铂保护层的厚度可以为1μm，此外，为了使得绝缘体上硅器件样品在观察过程中的良好衬度，铂保护层需要一直保留。
图3是本发明实施例提供的另一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图，图4是本发明实施例提供的一种利用聚焦离子束进行减薄抛光的截面示意图，图5是本发明实施例提供的一种基底硅在减薄抛光过程中的截面结构流程图，图6是本发明实施例提供的一种绝缘体上硅器件样品在减薄抛光过程中的仰视示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行优化。可选地，从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，包括：
以聚焦离子束的出射方向与基底硅远离埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用聚焦离子束对基底硅远离埋氧层的一侧表面进行减薄抛光。
进一步地，绝缘体上硅器件样品包括待分析目标区域；
实时观察第一抛光面的表面形态之后，还包括：
在第一抛光面上确定完全抛光区域和未完全抛光区域，完全抛光区域和未完全抛光区域的衬度差值满足第一预设范围；
在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光之前，包括：
确定待分析目标区域经减薄抛光后位于完全抛光区域中。
本实施例尚未详尽的内容请参考上述实施例，如图3、图4、图5和图6所示，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：
S210、提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅。
S220、以聚焦离子束的出射方向与基底硅远离埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用聚焦离子束对基底硅远离埋氧层的一侧表面进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态。
具体地，继续参考图4，双束聚焦离子束仪器可以出射聚焦离子束40，可以将聚焦离子束40视为多个平行的离子束，且聚焦离子束40的出射方向是固定的，绝缘体上硅器件样品放置于双束聚焦离子束仪器的样品腔中的样品台上后，需要调节样品台的倾斜角度，将聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角a调节为锐角，使聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面既不平行也不垂直，避免产生刀痕效应，示例性地，聚焦离子束40的出射方向可以固定为与水平面方向呈52°，则通过调节样品台的倾斜角度可以将基底硅30远离埋氧层20的一侧表面倾斜为与水平面方向呈56°。如果聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面平行或者垂直，在减薄抛光过程中，基底硅30远离埋氧层20的一侧表面会产生刀痕。在双束聚焦离子束仪器内利用聚焦离子束40对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光，示例性地，减薄抛光过程中的细修参数可以在电压为30KV，电流为0.75nA，至电压为16KV，电流为61PA，至电压为8KV，电流为61pA的范围内调整，减薄抛光过程中的精细抛光参数包括电压为5KV，电流为26pA，减薄抛光过程中的最终抛光参数包括电压为2KV，电流为20pA，通过减薄抛光过程中的参数的多次调整，以实现对第一抛光面的位置和平滑度的控制，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态。
S230、在第一抛光面上确定完全抛光区域和未完全抛光区域，完全抛光区域和未完全抛光区域的衬度差值满足第一预设范围。
具体地，继续参考图4、图5和图6，由于聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角a为锐角，则从微观上来看，相比于聚焦离子束40的出射方向垂直基底硅30远离埋氧层20的一侧表面，对于同一表面进行减薄抛光，存有夹角a会同时形成完全抛光区域34和未完全抛光区域33，聚焦离子束40入射至基底硅30远离埋氧层20的一侧表面上，在基底硅30被完全减薄抛光的区域成为完全抛光区域34，在基底硅30未被完全减薄抛光的区域成为未完全抛光区域33，并且，随着减薄抛光过程的进行，完全抛光区域34和未完全抛光区域33之间的边界线逐渐向未完全抛光区域33移动。如图5的A)图所示，基底硅30远离埋氧层20的一侧表面经减薄抛光出现未完全抛光区域33，随着减薄抛光过程的进行，如图5的B)图所示，基底硅30远离埋氧层20的一侧表面上的未完全抛光区域33逐渐增大，基底硅30在厚度方向上变薄，随着减薄抛光过程的继续进行，如图5的C)图所示，基底硅30远离埋氧层20的一侧表面上形成完全抛光区域34，完全抛光区域34处的基底硅30被完全去除，完全抛光区域34在基底硅30远离埋氧层20的一侧表面所占的比例逐渐增大，完全抛光区域34和未完全抛光区域33之间的边界线逐渐向未完全抛光区域33移动。通过实时观察第一抛光面的表面形态，在第一抛光面上可以确定完全抛光区域34和未完全抛光区域33，完全抛光区域34与未完全抛光区域33的亮暗差异明显，并且，完全抛光区域34和未完全抛光区域33的衬度差值应满足第一预设范围，确保利用聚焦离子束40对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光的过程中，可以将基底硅30完全去除，并将减薄抛光的停止位置控制在埋氧层20中，既保留了顶层硅10又不破坏顶层硅10。
S240、根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度。
S250、确定待分析目标区域经减薄抛光后位于完全抛光区域中。
可选地，继续参考图4、图5和图6，确定待分析目标区域36经减薄抛光后位于完全抛光区域34中，包括：确定完全抛光区域34与未完全抛光区域33的分界线与第一边35的距离，大于或等于待分析目标区域36与第一边35的最大距离，其中，第一边35为第一抛光面远离聚焦离子束40的出射位置的侧边。
具体地，在绝缘体上硅器件上制备绝缘体上硅器件样品时，不仅应确保绝缘体上硅器件样品包括待分析目标区域36，待分析目标区域36是后续在透射电镜中需要观测的部位，还应确保待分析目标区域36位于绝缘体上硅器件样品的非边缘区域，则在对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光的过程中，可以通过确定完全抛光区域34与未完全抛光区域33的分界线与第一边35的距离，大于或等于待分析目标区域36与第一边35的最大距离，其中，第一边35为第一抛光面远离聚焦离子束40的出射位置的侧边，待分析目标区域36可以位于完全抛光区域33中，完全抛光区域33在透射电镜中的观察效果更好，更容易观察到待分析目标区域36的表面形态信息。示例性地，绝缘体上硅器件样品的取样尺寸可以为3.5μm×4μm，通过双束聚焦离子束仪器刻蚀待分析目标区域36的标记，调整标记位置以确保待分析目标区域36与样品的第一边35的最大距离可以为1.5μm-2μm，为后续的减薄抛光及透射电镜观测等步骤奠定基础，而为保证绝缘体上硅器件样品在观察过程中的良好衬度，减薄抛光过程中完全抛光区域34与未完全抛光区域33的分界线与第一边35的距离可以为1.7μm-2.5μm，待分析目标区域36可以位于完全抛光区域34中。
S260、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
本发明实施例中的技术方案，详细说明了从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光时，对聚焦离子束40的出射方向与基底硅远离埋氧层的一侧表面的夹角的限定，避免产生刀痕效应，使基底硅远离埋氧层的一侧表面产生较好的减薄抛光效果，以及确定待分析目标区域经减薄抛光后位于完全抛光区域中，可以保证绝缘体上硅器件样品在观察过程中的良好衬度，更容易观察到待分析目标区域的表面形态信息，提高了该类失效分析的质量和成功率。
图7是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图，图8是本发明实施例提供的一种利用聚焦电子束进行观察的截面示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行优化。可选地，实时观察第一抛光面的表面形态，包括：
以聚焦电子束的出射方向与基底硅远离埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用聚焦电子束实时观察第一抛光面的表面形态。
本实施例尚未详尽的内容请参考上述实施例，如图7和图8所示，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：
S310、提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅。
S320、从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时以聚焦电子束的出射方向与基底硅远离埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用聚焦电子束实时观察第一抛光面的表面形态。
具体地，继续参考图8，从基底硅30远离埋氧层20的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面。双束聚焦离子束仪器可以出射聚焦电子束50，可以将聚焦电子束50视为多个平行的电子束，且聚焦电子束50的出射方向是固定的，绝缘体上硅器件样品放置于双束聚焦离子束仪器的样品腔中的样品台上后，需要调节样品台的倾斜角度，将聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b调节为锐角，使聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面既不平行也不垂直。聚焦电子束50具有扫描电镜功能，扫描电镜功能可以同时给出同一视场区域内的二次电子像、明场像和暗场像，以便于更清楚地分析第一抛光面的表面形态，扫描电镜功能适合表面形态的表征，利用聚焦电子束50实时观察第一抛光面的表面形态，示例性地，利用聚焦电子束50在仰视视角下拍摄的参数包括电压为2KV，电流为0.1nA，倍率为65000，利用聚焦电子束50在俯视视角下拍摄的参数包括电压为5KV，电流为0.2nA，倍率为65000，适当调节聚焦电子束50的拍摄的参数，有助于增强拍摄的效果，也避免因出现过度减薄抛光而产生衬度混显的情况。
需要说明的是，利用聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光后，利用聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的表面形态进行观察，在基底硅30远离埋氧层20的一侧表面上，几乎无明显的高度差，但是纳米级的第一抛光面对于入射的聚焦电子束50的方向体现出的衬度差异却相对敏感，并且，适当改变聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b的大小，可以改变二次电子的产额，二次电子能够反映聚焦电子束50轰击范围内的第一抛光面的表面形态。聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b满足
其中，δ表示为二次电子的产额，Is表示为二次电子的强度，Ip表示为入射电子的强度，90°-b表示为聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的法线的夹角，并且，二次电子的产额δ与聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的法线的夹角90°-b的余弦值的倒数呈正比例关系。可选地，聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b为55°-60°，示例性地，聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b可以为60°，随着从零增加聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b，二次电子的产额也在增加，入射的聚焦电子束50对衬度反应变强，但是聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b大于60°后，二次电子的产额会逐渐减少，入射的聚焦电子束50对衬度反应变弱。/>
S330、根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度。
S340、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
本发明实施例中的技术方案，详细说明了实时观察第一抛光面的表面形态，对聚焦电子束的出射方向与基底硅远离埋氧层的一侧表面的夹角的限定，以便于更清楚地分析第一抛光面的表面形态，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，提高了该类失效分析的质量和成功率。
图9是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行优化。可选地，从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态，包括：
在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态；其中，第二预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的表面形态的衬度差值范围。
本实施例尚未详尽的内容请参考上述实施例，如图9所示，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：
S410、提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅。
S420、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态；其中，第二预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的表面形态的衬度差值范围。
可选地，继续参考图4和图8，在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，包括：在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第二预设范围时，以间隔时间为1s-2s，每次减薄抛光深度为2nm-5nm，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态。
具体地，继续参考图4和图8，双束聚焦离子束仪器可以出射聚焦离子束40和聚焦电子束50，可以将聚焦离子束40和聚焦电子束50分别视为多个平行的光束，且聚焦离子束40和聚焦电子束50的出射方向是固定的，绝缘体上硅器件样品放置于双束聚焦离子束仪器的样品腔中的样品台上后，可以通过调节样品台的倾斜角度，实现聚焦离子束40和/或聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角的大小。第二预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层20与基底硅30的表面形态的衬度差值范围，在第二预设范围内，利用聚焦离子束40从基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光，减薄抛光的停止位置可以位于基底硅30中，也可以位于埋氧层20中，也可以位于顶层硅10中，则在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，示例性地，调节聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角a为锐角(示例性地，夹角a可以为3°)，并利用聚焦离子束40对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光3nm，经过1s的时间间隔，聚焦离子束40对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面停止减薄抛光。之后，调节聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b为锐角(示例性地，夹角b可以为60°)，并利用聚焦电子束50实时观察第一抛光面的表面形态，经过1s的时间间隔，聚焦电子束50对第一抛光面的表面形态停止实时观察，以此获得该时刻的第一抛光面的表面形态的衬度信息。之后，重新调节样品台的倾斜角度，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态的过程，直至第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态的过程，减薄抛光的停止位置位于埋氧层20中。
S430、根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度。
S440、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
本发明实施例中的技术方案，详细说明了利用聚焦离子束对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和利用聚焦电子束观察第一抛光面的表面形态的过程进行情况，在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，能够实时将经过减薄抛光的第一抛光面进行过程，精确地判断减薄抛光停止位置，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，克服了制备过程对工作人员和操作手法的依赖。
图10是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行优化。可选地，从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态，包括：
在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第三预设范围时，同步进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，其中，基底硅包括第一部和第二部，第一部位于第二部远离埋氧层的一侧，第三预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中第一部与基底硅的表面形态的衬度差值范围；
在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态。
本实施例尚未详尽的内容请参考上述实施例，如图10所示，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：
S510、提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅。
S520、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第三预设范围时，同步进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，其中，基底硅包括第一部和第二部，第一部位于第二部远离埋氧层的一侧，第三预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中第一部与基底硅的表面形态的衬度差值范围。
具体地，继续参考图4和图8，双束聚焦离子束仪器可以出射聚焦离子束40和聚焦电子束50，可以将聚焦离子束40和聚焦电子束50分别视为多个平行的光束，且聚焦离子束40和聚焦电子束50的出射方向是固定的，绝缘体上硅器件样品放置于双束聚焦离子束仪器的样品腔中的样品台上后，可以通过调节样品台的倾斜角度，实现聚焦离子束40和/或聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角的大小。第三预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中第一部与基底硅30的表面形态的衬度差值范围，在第三预设范围内，利用聚焦离子束40从基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光，减薄抛光的停止位置只可以位于基底硅30的第一部中，减薄抛光的停止位置不会破坏埋氧层20，基底硅30包括第一部和第二部，第一部位于第二部远离埋氧层20的一侧，则在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第三预设范围时，同步进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，示例性地，因基底硅30的厚度较厚，在对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光的最初阶段，可以调节聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角a为锐角(示例性地，夹角a可以为4°)，此时聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b为锐角(示例性地，夹角b可以为60°)，利用聚焦离子束40对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光3nm，同时利用聚焦电子束50实时观察第一抛光面的表面形态，直至第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值不满足第三预设范围时，停止同时对绝缘体上硅器件样减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态的过程。
S530、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态。
可选地，继续参考图4和图8，在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，包括：在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第二预设范围时，以间隔时间为1s-2s，每次减薄抛光深度为2nm-5nm，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态。
具体地，继续参考图4和图8，在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值不满足第三预设范围时，停止同时对绝缘体上硅器件样减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态的过程，之后，在第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态。示例性地，调节聚焦离子束40的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角a为锐角(示例性地，夹角a可以为3°)，并利用聚焦离子束40对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面进行减薄抛光3nm，经过1s的时间间隔，聚焦离子束40对基底硅30远离埋氧层20的一侧表面停止减薄抛光。之后，调节聚焦电子束50的出射方向与基底硅30远离埋氧层20的一侧表面的夹角b为锐角(示例性地，夹角b可以为60°)，并利用聚焦电子束50实时观察第一抛光面的表面形态，经过1s的时间间隔，聚焦电子束50对第一抛光面的表面形态停止实时观察，以此获得该时刻的第一抛光面的表面形态的衬度信息。之后，重新调节样品台的倾斜角度，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态的过程，直至第一抛光面的衬度与基底硅30的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态的过程，减薄抛光的停止位置位于埋氧层20中。
S540、根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度。
S550、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
本发明实施例中的技术方案，详细说明了在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第三预设范围时，同步进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态，在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察第一抛光面的表面形态的过程进行情况，在基底硅远离埋氧层的区域，同步进行减薄抛光和观察的过程，可有效节省平面透射电镜样品的制备时间，缩短第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值的判断过程，通过监控衬度变化实现对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位。
图11是本发明实施例提供的又一种平面透射电镜样品的制备方法的流程示意图，图12是本发明实施例提供的另一种绝缘体上硅器件样品的截面结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行优化。可选地，绝缘体上硅器件样品还包括钨柱和多晶硅，多晶硅平行设置于顶层硅的第一表面，钨柱与顶层硅的第一表面垂直；
该制备方法还包括：
从钨柱远离顶层硅的一侧表面开始进行减薄抛光，以形成第二抛光面，同时实时观察第二抛光面的表面形态；
在第二抛光面的表面形态满足预设表面形态时，停止对第二抛光面减薄抛光，获得平面透射电镜样品，其中，预设表面形态为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中多晶硅的表面形态。
本实施例尚未详尽的内容请参考上述实施例，如图11和图12所示，该平面透射电镜样品的制备方法，包括：
S610、提供绝缘体上硅器件样品，绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅。
S620、从基底硅远离埋氧层的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察第一抛光面的表面形态。
S630、根据第一抛光面的表面形态，实时获取第一抛光面的衬度。
S640、在第一抛光面的衬度与基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
S650、从钨柱远离顶层硅的一侧表面开始进行减薄抛光，以形成第二抛光面，同时实时观察第二抛光面的表面形态。
具体地，继续参考图12，绝缘体上硅器件样品还包括钨柱60和多晶硅70，多晶硅70平行设置于顶层硅10的第一表面，钨柱60与顶层硅10的第一表面垂直，钨柱60和多晶硅70存在电连接的关系，通过电子的迁移，钨柱60和多晶硅70可以实现通电。将绝缘体上硅器件样品放置于双束聚焦离子束仪器的样品腔中的样品台上，样品台可以自由旋转和倾斜，样品台的旋转角度依据减薄抛光的要求或者观察的要求而定，通过设置样品台的旋转倾斜参数，并且密闭样品腔，对样品腔进行抽真空处理。待样品腔的真空度达到密闭性能后，从钨柱60远离顶层硅10的一侧表面开始进行减薄抛光，以形成第二抛光面，调节聚焦离子束和/或聚焦电子束的出射方向与钨柱60远离顶层硅10的一侧表面的夹角为锐角，在减薄抛光过程中，同时实时观察钨柱60的表面形态。示例性地，在此过程中，可以交替进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察钨柱60的表面形态，也可以同时进行对绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察钨柱60的表面形态。
S660、在第二抛光面的表面形态满足预设表面形态时，停止对第二抛光面减薄抛光，获得平面透射电镜样品，其中，预设表面形态为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中多晶硅的表面形态。
其中，继续参考图12，预设表面形态为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中多晶硅70的表面形态，预设表面形态可以实现对减薄抛光的停止位置的精确判断和准确控制，需要说明的是，在减薄抛光过程中，采用聚焦电子束实时观察钨柱60的表面形态，钨柱60的表面形态不会发生变化，当采用聚焦离子束减薄抛光至多晶硅70时，采用聚焦电子束实时观察到的表面形态会发生明显的变化，也就表明采用聚焦离子束进行减薄抛光形成的第二抛光面已经到达多晶硅70。具体地，通过实时观察到的第二抛光面的表面形态，在第二抛光面的表面形态满足预设表面形态时，第二抛光面的表面形态发生明显的变化，此时停止对第二抛光面减薄抛光，减薄抛光的停止位置位于多晶硅70中，避免顶层硅10被破坏，获得平面透射电镜样品。
需要说明的是，S620-S640是从基底硅30远离埋氧层20的一侧表面开始，对绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，S650-S660是从钨柱60远离顶层硅10的一侧表面开始进行减薄抛光，两者的先后顺序不作限定，示例性地，可以先进行S620-S640，后S650-S660，也可以先进行S650-S660，再进行S620-S640。
本发明实施例中的技术方案，详细说明了提供绝缘体上硅器件样品后的内容，首先从钨柱远离顶层硅的一侧表面开始进行减薄抛光，以形成第二抛光面，同时实时观察第二抛光面的表面形态，然后在第二抛光面的表面形态满足预设表面形态时，停止对第二抛光面减薄抛光，获得平面透射电镜样品，其中，预设表面形态为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中多晶硅的表面形态。利用上述方法，从钨柱远离顶层硅的一侧表面开始进行减薄抛光，能够制备出减薄抛光停止位置更精确的平面透射电镜样品，不需要监控衬度变化，只通过观察第二抛光面的表面形态是否发生明显的变化，实现了对减薄抛光停止位置的十纳米级精准定位，克服了制备过程对工作人员和操作手法的依赖，并且制备的平面透射电镜样品越薄，则在透射电镜图像中更容易观察到待分析目标区域的形态，提高了该类失效分析的质量和成功率。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种平面透射电镜样品，图13是本发明实施例提供的一种平面透射电镜样品的截面结构示意图，如图13所示，该平面透射电镜样品采用如本发明实施例任一项提供的平面透射电镜样品的制备方法制备而成，该平面透射电镜样品包括顶层硅10，为避免顶层硅10在减薄抛光过程中受到破坏，在顶层硅10的上方保留部分多晶硅70，在顶层硅10的下方保留部分埋氧层20，且图13所示仅为示例，多晶硅70和埋氧层20在厚度方向上可以更薄。因此，本发明实施例提供的平面透射电镜样品具备本发明实施例提供的平面透射电镜样品的制备方法相应的有益效果，这里不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (13)
1.一种平面透射电镜样品的制备方法，其特征在于，包括：
提供绝缘体上硅器件样品，所述绝缘体上硅器件样品包括在厚度方向上依次层叠的顶层硅、埋氧层和基底硅；
从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态；
根据所述第一抛光面的表面形态，实时获取所述第一抛光面的衬度；
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光，获得平面透射电镜样品；其中，所述第一预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的衬度差值范围。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，包括：
以聚焦离子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦离子束对所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面进行减薄抛光。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘体上硅器件样品包括待分析目标区域；
实时观察所述第一抛光面的表面形态之后，还包括：
在所述第一抛光面上确定完全抛光区域和未完全抛光区域，所述完全抛光区域和所述未完全抛光区域的衬度差值满足所述第一预设范围；
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第一预设范围时，停止对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光之前，包括：
确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，确定所述待分析目标区域经减薄抛光后位于所述完全抛光区域中，包括：
确定所述完全抛光区域与所述未完全抛光区域的分界线与第一边的距离，大于或等于所述待分析目标区域与第一边的最大距离，其中，所述第一边为所述第一抛光面远离所述聚焦离子束的出射位置的侧边。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
以聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为锐角的方式，利用所述聚焦电子束实时观察所述第一抛光面的表面形态。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚焦电子束的出射方向与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面的夹角为55°-60°。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态；其中，所述第二预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中埋氧层与基底硅的表面形态的衬度差值范围。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，从所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面开始，对所述绝缘体上硅器件样品进行减薄抛光，以形成第一抛光面，同时实时观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第三预设范围时，同步进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态，其中，所述基底硅包括第一部和第二部，所述第一部位于所述第二部远离所述埋氧层的一侧，所述第三预设范围为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中第一部与基底硅的表面形态的衬度差值范围；
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态。
9.根据权利要求7或8任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态，包括：
在所述第一抛光面的衬度与所述基底硅的衬度的差值满足第二预设范围时，以间隔时间为1s-2s，每次减薄抛光深度为2nm-5nm，交替进行对所述绝缘体上硅器件样品减薄抛光和观察所述第一抛光面的表面形态。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，提供绝缘体上硅器件样品之前，还包括：
对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割所述绝缘体上硅器件，获取所述绝缘体上硅器件样品。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，对绝缘体上硅器件的待制备区域的表面沉积碳保护层，切割所述绝缘体上硅器件，获取所述绝缘体上硅器件样品之后，还包括：
对所述绝缘体上硅器件样品的侧面沉积铂保护层，其中，所述侧面与所述基底硅远离所述埋氧层的一侧表面相交且连接。
12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘体上硅器件样品还包括钨柱和多晶硅，所述多晶硅平行设置于所述顶层硅的第一表面，所述钨柱与所述顶层硅的第一表面垂直；
该制备方法还包括：
从所述钨柱远离所述顶层硅的一侧表面开始进行减薄抛光，以形成第二抛光面，同时实时观察所述第二抛光面的表面形态；
在所述第二抛光面的表面形态满足预设表面形态时，停止对所述第二抛光面减薄抛光，获得所述平面透射电镜样品，其中，所述预设表面形态为预先获得的标准的绝缘体上硅器件中多晶硅的表面形态。
13.一种平面透射电镜样品，其特征在于，采用如权利要求1-12任一项所述的平面透射电镜样品的制备方法制备而成。
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