CN203800007U - Tem样品承载装置以及tem样品放置系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种TEM样品承载装置以及TEM样品放置系统中，碳膜与金属网格相对应的位置设置有样品孔，待测的样品放置于样品孔中，避免了碳膜对TEM分析造成的影响；另外，所述样品孔周围平行金属网格四边的方向均设置有参考孔，并且在金属网架表面设置一预定方向的水平标记线，如此，可以在光学显微镜下通过推动待测样品的金属网旋转，使样品与金属网架表面的水平标记线平行，对随意放置在金属网上的样品方向调整为水平，从而得到水平的TEM图；并且所述金属网可同时承载多个TEM样品送入TEM进行检测分析，进而提高了TEM分析的准确率及检测的工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种TEM样品承载装置以及TEM样品放置系统。
背景技术
目前，TEM（Transmissionelectronmicroscope，透镜电子显微镜）越来越多的用于观察半导体器件形貌，从而对半导体器件进行失效分析。TEM的工作原理是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像；后续再对影像拍照后得到的图像进行观察、测量以及分析。如上所述，在进行TEM分析中，样品在一定程度上决定了TEM分析结构的准确度，一般的，所述TEM样品需要被减薄到0.1μm以下。目前，一般认为采用FIB技术进行TEM样品的制备是最精确的制样的方法。
此外，样品在进行TEM分析时所显示的样品影像方向也影响着分析的精准度。因为，TEM的成像特点决定了其照片的图像方向与TEM样品的放置方向相一致，即如果TEM样品在放置于TEM下观测时是斜放的（TEM样品方向与样品杆水平轴线成一定角度），那么得到的TEM样品照片的图像方向也是“斜”的。而无法像扫面电镜（SEM）那样可以得到任意方向样品的照片，由于SEM可以在观测时任意改变电子扫描的方向，进而SEM所拍着的照片的图像方向不存在“斜”的问题。因此，要得到“正”的TEM样品图像，与TEM样品承载装置及TEM样品放置的过程有密不可分的关系。
现有技术普遍采用的TEM样品承载装置来放置TEM样品。如图1所示，所述TEM样品承载装置包括金属网2，所述金属网2上覆盖有碳膜6，待测样品1粘附在碳膜6上，以此将载有样品1的金属网2直接置于样品杯中进行TEM检测。
具体的，采用上述TEM样品承载装置放置FIB制备的TEM样品的过程为：首先在采集系统内，利用针头与样品的静电吸附将样品从晶片上吸起，然后移至图1所示的金属网2上，利用碳膜6与样品1的粘附力将样品1放置于金属网2上，最后用镊子夹住金属网2的边缘，将其放入样品杯中。
但是，在TEM分析中，所述碳膜6会影响样品1对透射电子的通过，作为图像的背底存在，严重影响TEM的图片质量，特别是在需要高分辨的场合。在进行成份分析的时候也会影响分析结果。
目前有两种方式可以解决所述碳膜6在TEM分析中作为图像的背底影响分析结果的问题：一种方法是采用手工磨的方式做样品，这样就不需要碳膜做支撑，但是这样的方式无法精确定位，只适用于光硅片或者光刻图案比较大的样品，适用范围比较小；另一种方法是在FIB机台中增加探针，在FIB机台中利用探针吸取样品贴在金属网2的金属网格上，再将粘有样品的金属网从FIB机台中取出，去进行TEM分析，但是这样的方式中，占用FIB机台的时间太久，并且探针及其相关配件价格昂贵，极大的增加了生产成本。
此外，在上述放置样品的过程中，无法得到水平方向的TEM样品图像，增加了对样品的分析误差。针对上述问题，目前通常采用的方法是在TEM的CCD（图像传感器）上加装一个旋转装置，从而可以旋转图像得到水平的照片。但是这种方法的缺点是费用高，并且每次拍完后都要进行图像背底噪声去除的工作，耗费了大量的人力物力，从而增加了生产成本。
综上，亟需提供一种新的TEM样品承载装置，以解决碳膜在TEM分析中作为图像的背底会影响分析结果及无法得到水平方向的TEM样品图像增加样品的分析误差的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中碳膜在TEM分析中作为图像的背底影响分析结果的问题。
本实用新型的目的另一目的在于解决无法得到水平方向的TEM样品图像增加了样品的分析误差的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种TEM样品承载装置，所述TEM样品承载装置包括：金属网、金属网架及碳膜；所述金属网套接于所述金属网架上，并且包括多个金属网格；所述碳膜覆盖于所述金属网上；其中，所述碳膜对应每一金属网格的位置均设置有至少一样品孔。
可选的，在所述的TEM样品承载装置中，所述样品孔是直径为7μm～10μm的圆孔。
可选的，在所述的TEM样品承载装置中，所述样品孔周围平行金属网格四边方向依次设置有一参考孔；其中，所述参考孔设置于距离样品孔边缘5μm～10μm处。
可选的，在所述的TEM样品承载装置中，所述参考孔是长为5μm～7μm，宽为1μm～2μm的长方形孔。
可选的，在所述的TEM样品承载装置中，所述金属网架表面设置有一预定方向的水平标记线。
可选的，在所述的TEM样品承载装置中，所述金属网还包括环绕所述金属网格的圆环形框。
可选的，在所述的TEM样品承载装置中，所述金属网为铜网、镍网或者钼网，所述金属网架为铜网架、镍网架或者钼网架。
可选的，在所述的TEM样品承载装置中，所述金属网格为方格。
本实用新型还提供一种TEM样品放置系统，所述TEM样品放置系统包括之前所述的TEM样品承载装置。
可选的，在所述的TEM样品放置系统中，还包括样品杆及与所述样品杆固定连接的样品杯；其中，所述样品杯具有开口，其底部设置有支撑部。
可选的，在所述的TEM样品放置系统中，所述金属网通过所述金属网架置于样品杯中，所述金属网架与所述样品杯的支撑部相配合。
可选的，在所述的TEM样品放置系统中，所述样品杯的支撑部上开有凹槽；所述金属网架包括本体及设置于所述本体的外围直径方向上对称分布的凸出柄；其中，所述本体与所述样品杯的支撑部配合，所述凸出柄与所述样品杯的支撑部上的凹槽咬合。
可选的，在所述的TEM样品放置系统中，所述样品孔周围平行金属网格四边方向依次设置有一参考孔；其中，所述参考孔设置于距离样品孔边缘5μm～10μm处。
可选的，在所述的TEM样品放置系统中，所述金属网架表面设置有一预定方向的水平标记线，所述预定方向是所述样品杆的水平轴线方向。
在本实用新型所提供的TEM样品承载装置以及TEM样品放置系统中，碳膜与金属网格相对应的位置设置有样品孔，待测的样品放置于样品孔中，避免了碳膜对TEM分析造成的影响；另外，所述样品孔周围平行金属网格四边的方向均设置有参考孔，并且在金属网架表面设置一预定方向的水平标记线，如此，可以在光学显微镜下通过推动待测样品的金属网旋转，使样品与金属网架表面的水平标记线平行，对随意放置在金属网上的样品方向调整为水平，从而得到水平的TEM图；并且，所述金属网可同时承载多个TEM样品送入TEM进行检测分析，进而提高了TEM分析的准确率及检测的工作效率。
附图说明
图1是现有技术的金属网的示意图；
图2是本实用新型实施例中金属网的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中样品杆及样品杯的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中TEM样品承载装置的结构示意图；
图5是本实用新型实施例中TEM样品承载装置的金属网格的放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的TEM样品承载装置以及TEM样品放置系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
图2是本实用新型实施例中金属网的结构示意图，图4是本实用新型实施例中TEM样品承载装置的结构示意图。如图2和4所示，所述TEM样品承载装置包括：金属网20、金属网架30及碳膜60；所述金属网20套接于所述金属网架30上，并且包括多个金属网格220；所述碳膜60覆盖于所述金属网20上；其中，所述碳膜60对应每一金属网格220的位置均设置有至少一样品孔100。
优选的，所述样品孔100是直径为7μm～10μm的圆孔。利用FIB（聚焦离子束）工艺形成样品孔100。其中，所述样品孔100的大小主要与需要承载的样品10的大小有关。所述样品孔100略小于所述样品10，以可以保证既不影响样品10观测又不至于使样品10从样品孔100中掉下去为宜。另外，各个方格中的所述样品孔100的大小相等，这样便于在同批次中对同样的样品10进行TEM分析。
具体的，请参照图4，每一金属网格220上覆盖的碳膜60上均设置有样品孔100，适于当进行TEM分析及将样品10放置在样品孔100上面时，能够将样品10需要被分析的分析目标区域悬空，避免样品10受到碳膜60的影响，并且使得当样品10接触到样品孔100边缘的碳膜60，会被碳膜60很牢固的吸附住，不至于从金属网20的样品孔100处滑落，以便在TEM中观察。
较佳的，在每个金属网格220中，仅设置一个样品孔100。是由于当所述金属网格220中样品孔100比较多时，所述样品孔100与样品孔100之间的碳膜60面积比较小。这样，当所述样品10搁置碳膜60上时，与碳膜60接触的面积会比较小，受到的碳膜60的吸附力会比较小，使得样品10容易滑落。并且，当所述样品孔100较多的时候，余下的碳膜60比较少，能承受的样品10的重力也会比较小，容易发生坍陷。
优选的，所述样品孔100周围平行金属网格220四边方向依次设置有一参考孔200；其中，所述参考孔200设置于距离样品孔100边缘5μm～10μm处。
优选的，所述参考孔200是长为5μm～7μm，宽为1μm～2μm的长方形孔。利用FIB（聚焦离子束）工艺在距离样品孔100边缘5μm～10μm处形成参考孔200，作为在TEM分析时，样品10放置的参考坐标。
具体的，请继续参照图4，当进行TEM分析时，将套接有金属网20的金属网架30放置于光学显微镜（OM）下，用针头将待测样品10吸到金属网20的样品孔100上，并参照参考孔200调整样品10方向，较佳调整样品10的方向为与参考孔200长边方向相平行，有利于配合金属网架30调节样品10在TEM分析时的方向。同理，对于有多个同批次需要TEM分析的样品10。
优选的，所述金属网架30表面设置有一预定方向的水平标记线330。
优选的，所述金属网还包括环绕所述金属网格的圆环形框210。当金属网20套接于金属网架30上时，金属网20与金属网架30的表面基本持平，并且金属网20能够相对于所述金属网架30进行顺时针或者逆时针方向的移动。进一步，确保了在进行TEM检测时，金属网20可在金属网架30上旋转，实现金属网20上样品10方向的调节，从而获得水平方向的TEM图像，降低了样品10的分析误差。
优选的，所述金属网20为铜网、镍网或者钼网，所述金属网架30为铜网架、镍网架或者钼网架，降低对样品10的成分分析的干扰。
优选的，所述金属网格220为方格。所述方格排列整齐，便于成为坐标参考。本实施例中所述金属网格220均为100μm×100μm的方格。
本实用新型的TEM样品承载装置应用的原理：
请参照图4，第一步，将金属网20套接于金属网架30上，并放置于光学显微镜（OM）下；第二步，用针头吸附待检测样品10放置于碳膜60的样品孔100上，并参照参考孔200调整样品10方向；较佳的，样品孔100上的多个样品10的长边方向与参考孔200的长边方向相平行或垂直。以便多个样品10放置方向保持一致，在进行TEM分析时，无需对金属网20上不同样品每次都调整样品10的方向（只要金属网20上一个样品10调整方向为水平了，其余的样品10也是水平的）。第三步，推动载有样品10的金属网20旋转，使样品10与金属网架30表面的水平标记线330平行；第四步，将金属网架30放置于TEM下，对金属网20上的样品10进行TEM分析。如图4及图5所示，进行TEM分析时，所述水平标记线330与金属网格220的一组对边相平行，本实施例中，所有样品10的长边方向与参考孔200的长边方向相平行。
本实用新型还提供一种TEM样品放置系统，所述TEM样品放置系统包括之前所述的TEM样品承载装置。
优选的，所述TEM样品放置系统还包括如图3所示的样品杆4及与所述样品杆4固定连接的样品杯5；其中，所述样品杯5具有开口52，其底部设置有支撑部53。所述金属网架30表面设置有一预定方向的水平标记线330，所述预定方向即为所述样品杆4的水平轴线方向。
优选的，所述样品孔100周围平行金属网格220四边方向依次设置有一参考孔200；其中，所述参考孔200设置于距离样品孔100边缘5μm～10μm处。
优选的，所述金属网20通过所述金属网架30置于样品杯5中，所述金属网架30与所述样品杯5的支撑部53相配合；所述样品杯5的支撑部54上开有凹槽54；所述金属网架包括本体310及设置于所述本体310的外围直径方向上对称分布的凸出柄320；其中，所述金属网20的圆环形框210与金属网架30的本体310配合以支撑所述金属网20；所述本体310与所述样品杯5的支撑部53配合，所述凸出柄320与所述样品杯5的支撑部53上的凹槽54咬合。
具体的，当所述金属网架30上的凸出柄320与所述样品杯5上的凹槽54咬合时，金属网架30表面的水平标记线指向所述样品杆4的水平轴线方向（即预定方向），即水平标记线与样品杆4的水平轴线方向一致。在进行样品10检测时，在光学显微镜下通过推动待测样品10的金属网20旋转，使样品10与金属网架30表面的水平标记线平行，对随意放置在金属网20上的样品10方向调整为水平，从而得到水平的TEM样品图像，提高了TEM分析的准确率。
综上，在本实用新型所提供的TEM样品承载装置以及TEM样品放置系统中，碳膜与金属网格相对应的位置设置有样品孔，待测的样品放置于样品孔中，避免了碳膜对TEM分析造成的影响；另外，所述样品孔周围平行金属网格四边的方向均设置有参考孔，并且在金属网架表面设置一预定方向的水平标记线，如此，可以在光学显微镜下通过推动待测样品的金属网旋转，使样品与金属网架表面的水平标记线平行，对随意放置在金属网上的样品方向调整为水平，从而得到水平的TEM图；并且所述金属网可同时承载多个TEM样品送入TEM进行检测分析，进而提高了TEM分析的准确率及检测的工作效率。
显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种TEM样品承载装置，其特征在于，包括：金属网、金属网架及碳膜；所述金属网套接于所述金属网架上，并且包括多个金属网格；所述碳膜覆盖于所述金属网上；其中，所述碳膜对应每一金属网格的位置均设置有至少一样品孔。
2.如权利要求1中任一项所述的TEM样品承载装置，其特征在于，所述样品孔是直径为7μm～10μm的圆孔。
3.如权利要求1所述的TEM样品承载装置，其特征在于，所述样品孔周围平行金属网格四边方向依次设置有一参考孔；其中，所述参考孔设置于距离样品孔边缘5μm～10μm处。
4.如权利要求3中所述的TEM样品承载装置，其特征在于，所述参考孔是长为5μm～7μm，宽为1μm～2μm的长方形孔。
5.如权利要求1所述的TEM样品承载装置，其特征在于，所述金属网架表面设置有一预定方向的水平标记线。
6.如权利要求1所述的TEM样品承载装置，其特征在于，所述金属网还包括环绕所述金属网格的圆环形框。
7.如权利要求1所述的TEM样品承载装置，其特征在于，所述金属网为铜网、镍网或者钼网，所述金属网架为铜网架、镍网架或者钼网架。
8.如权利要求1所述的TEM样品承载装置，其特征在于，所述金属网格为方格。
9.一种TEM样品放置系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的TEM样品承载装置。
10.如权利要求9所述的TEM样品放置系统，其特征在于，还包括样品杆及与所述样品杆固定连接的样品杯；其中，所述样品杯具有开口，其底部设置有支撑部。
11.如权利要求10所述的TEM样品放置系统，其特征在于，所述金属网通过所述金属网架置于样品杯中，所述金属网架与所述样品杯的支撑部相配合。
12.如权利要求10所述的TEM样品放置系统，其特征在于，所述样品杯的支撑部上开有凹槽；所述金属网架包括本体及设置于所述本体的外围直径方 向上对称分布的凸出柄；其中，所述本体与所述样品杯的支撑部配合，所述凸出柄与所述样品杯的支撑部上的凹槽咬合。
13.如权利要求9所述的TEM样品放置系统，其特征在于，所述样品孔周围平行金属网格四边方向依次设置有一参考孔；其中，所述参考孔设置于距离样品孔边缘5μm～10μm处。
14.如权利要求12所述的TEM样品放置系统，其特征在于，所述金属网架表面设置有一预定方向的水平标记线，所述预定方向是所述样品杆的水平轴线方向。
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