CN1715863B - 用于从衬底去除显微试件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于从衬底(2)去除显微试件(1)的方法，包括：执行切割工艺，其中衬底(2)用束(4)照射，以便从衬底(2)切出试件(1)，以及执行附着工艺，使得试件(1)附着到探针(3)上，其特征在于，在切割工艺的时段的至少部分中，同时用至少两个束(4、5)执行切割工艺。通过用至少两个束执行切割，无需改变衬底(2)相对于产生束的装置的方位，就可提取试件(1)。与仅用单个束执行切割的方法相比，同时用两个束工作和伴随着可能使方位保持不变节省了时间。

Description

用于从衬底去除显微试件的方法
技术领域
本发明涉及用于从衬底去除显微试件的方法，包括以下步骤：
执行切割工艺，其中衬底用束照射，以便从衬底切出试件，以及执行附着工艺，其中试件附着到探针上。
本发明另外涉及用于执行所述方法的微粒光学器件。
背景技术
这样的方法可从美国专利文件No.5,270,552中获知。
例如上述方法等方法特别在半导体工业中使用，其中为了便于分析和/或进一步的处理，将具有显微比例的试件从衬底(例如晶片)取出。目前，这样的试件具有约为10μm量级的尺寸和100nm的厚度。趋势是更进一步地减小感兴趣的结构的尺寸，结果，更进一步地减小待提取的试件的尺寸。
举例来说，可借助于TEM(透射电子显微镜)、SEM(扫描电子显微镜)、SIMS(二级离子质谱仪)、或借助于X射线分析设备对这样的显微试件进行分析。进一步处理/操作举例来说可包括借助离子束使得试件更薄，以借助于TEM进行分析。
利用在上述专利文件中描述的方法，通过操纵器将针状探针移动到衬底上待提取的试件所处的位置。通过利用聚焦离子束从两个不同方向去除材料从衬底切掉试件。
在从衬底完全切掉试件之前，试件举例来说利用金属沉积附着到探针末端。在完全切掉试件后，附着到探针的试件通过操纵器移动到另一位置。
应注意，在开始附着工艺之前，必须首先执行切割工艺的部分。毕竟，针状探针的存在使得形成阴影；探针的存在将使得衬底的部分对散开的离子束来说是不可见的。为此，有必要首先开始切割工艺，然后仅当在将要位于试件保持器的阴影中的衬底区域中完成切割后，将探针移动到试件位置。此后，仅开始附着工艺，因此为了完全提取试件，可重新开始切割工艺。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种属于在开头段落中提到的类型的方法，与已知方法相比，这种方法是节省时间的。
为此，根据本发明的方法的特征在于，在切割工艺的时段的至少部分中，同时用两个束执行切割工艺。
在已知方法中，通过从两个不同方向顺序照射试件，从衬底切掉试件。借助多个切割束同时作用的装置来执行该方法，可利用两个或更多个束同时从不同方向进行照射。这造成预期的时间节省。
在根据本发明的方法的实施例中，在切割工艺期间，衬底相对于辐射源的方位保持不变。
为了从衬底切掉试件，通常必须形成楔形切口。在已知方法中，首先形成第一切口，从而改变切割束相对于衬底的入射角，且形成第二切口。通过改变衬底的方位，通常改变切割束的入射角。
应注意，衬底相对于束的方位改变将常常意味着伴随着衬底的位置变化。为此，改变方位将要求重新设定衬底相对于产生束的装置的位置。
然而，如果可用不止一个束，则这些束将通常彼此成一角度。为此，无需改变衬底的方位，就可完全提取试件。
无需重新定位节省了不可忽略的时间。毕竟，衬底和束的重新定位必须以高精度进行。目前，待提取的试件将具有约为10μm量级的尺寸和100nm的厚度。因此，通常重新定位将不仅包括移动衬底，而且包括以亚微米精度确定试件相对于产生两个束的装置的位置。
应注意，一般而言，利用偏转装置相对于衬底定位束。束的方位因此相对于衬底轻微改变。然而，这种角度变化通常不能用于切掉各处的试件。毕竟，为了切掉楔形试件，要求束在试件中彼此交叉，当束通过放置在衬底外的偏转装置偏转时不易完成这一技术。
在根据本发明的方法的另一实施例中，附着工艺包括用束照射。
可使用本身上已知的方法利用束使试件附着到探针，由此举例来说利用离子束进行金属沉积。可使用一个光束执行切割工艺至少部分时间以执行所述附着，但是，该束也可以是与执行切割的束不同的束。
应注意，可通过改变束的某些特性(例如电流密度等)改变从腐蚀(去除材料)到沉积(施加材料)的离子束的功能。
也应注意，执行附着工艺的束不必与执行切割工艺的束类型相同。可想到，用于切割的离子束和用于附着工艺的光子束或电子束。
在根据本发明的另一方法中，附着工艺和切割工艺可以在时间上彼此重叠。
在完成切割工艺之前，理想的是，试件固定到探针。通过允许切割工艺和附着工艺在时间上彼此重叠，实现另一时间节省。因此人们可设想，首先用两个束执行切割，之后一个束执行切割，而另一束同时执行附着。
在根据本发明的方法的优选实施例中，上述辐射包括用带电微粒束照射。
用于切割工艺的带电微粒束的使用，特别是离子束的使用，是本身已知的方法。同样，对于粘附工艺，利用离子束的金属沉积的施加也是本身已知的方法。
也应注意，用带电微粒照射举例来说可与特殊气体的存在同时发生，由此举例来说可提高束的切割速度，或金属沉积的施加变得可能。
附图说明
将根据附图进一步说明本发明，其中在附图中，相同元件用相同标号表示。为此：
图1示出根据本发明的微粒光学器件的示意性描述，其中微粒光学器件设置两个柱，每个柱都产生离子束，
图2A示出衬底的示意性表示，其中利用两个束从衬底切掉试件，
图2B示出图2A的横剖面的示意性表示，以及
图3示出衬底的示意性表示，其中部分切掉的试件附着到探针的针状末端。
具体实施方式
图1示意性地描述适于进行根据本发明的方法的微粒光学器件，其中该微粒光学器件设置有两个柱11和12，每个柱分别产生离子束4和5。
该微粒光学器件包括：真空室10；第一柱11，安装在真空室10上，用于产生第一离子束4；第二柱12，安装在真空室10上，用于产生第二离子束5；控制装置13，配置成同时操作柱11和12；探针14，可被操纵；以及衬底载体15，可被定位。
通过(未描述的)排空装置使真空室10保持真空或至少保持在显著小于大气压力的压力。柱11和12以这样的方位安装到真空室10上，即由这些柱产生的离子束4和5实际上互相交叉。
以这样的方式利用可定位的衬底载体15将放置在可定位的衬底载体15上的呈晶片2形式的衬底定位，使得待提取的试件1实际上位于两个束4和5的交叉处。此后可开始切割工艺。
图2A和2B示意性描述呈晶片2形式的衬底，其中利用两个束4和5从晶片2切掉试件1。
图2A示出如何同时利用两个离子束4和5从晶片2切掉试件1。由于这两个束4和5彼此成一角度，所以可切掉各处的试件1，而晶片2不必相对于产生束4和5的柱11和12呈现另一方位。
在所示出的情况下，试件1的底侧已经切掉很大部分，因此试件1将仅保留通过晶片2和试件1之间的连接部分7连接到晶片2。
目前，待提取的试件将典型地具有约为10μm量级的尺寸(即，垂直于线AA’的长度)和100nm的厚度(即，在线AA’的方向上的尺寸)。
图2B示出根据图2A中描述的线AA’的横剖面，可清楚地看到，试件1在下表面处不受晶片2约束。
图3示意性地描述固定到探针3的末端的试件1。
在所描述的情况下的切割工艺是充分进行的，以致于不再担心探针14的进一步的阴影作用。可被操作的探针14的针状末端移动到待提取的试件1的位置。通过用离子束5照射，将试件1连接到探针14的末端3，由此金属沉积物6将试件1附着到探针14。同时，利用离子束4去除试件1和晶片2之间的剩余连接部分7。在完全完成切割后，可取走附着到探针14的试件1。

Claims (5)

1.一种用于从衬底(2)去除显微试件(1)的方法，包括：
执行切割工艺，其中衬底(2)用第一束(4)照射，以便从衬底(2)切出显微试件(1)，以及
执行附着工艺，其中显微试件(1)附着到探针(3)上，
其特征在于
在切割工艺的至少部分时段中，同时用至少所述第一束(4)和第二束(5)执行切割工艺。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在切割工艺期间，衬底(2)相对于产生所述第一束(4)和第二束(5)的装置的方位保持不变。
3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中附着工艺包括用所述第二束(5)照射显微试件(1)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中附着工艺和切割工艺在所述第一束执行切割同时所述第二束执行附着期间的时间上彼此重叠。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一和第二束(4，5)是带电微粒束(4，5)。
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