TWI338345B - Method and apparatus for sample formation and microanalysis in a vacuum chamber - Google Patents
Method and apparatus for sample formation and microanalysis in a vacuum chamber Download PDFInfo
- Publication number
- TWI338345B TWI338345B TW094123960A TW94123960A TWI338345B TW I338345 B TWI338345 B TW I338345B TW 094123960 A TW094123960 A TW 094123960A TW 94123960 A TW94123960 A TW 94123960A TW I338345 B TWI338345 B TW I338345B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- sample
- imaging
- target
- group
- electron
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 10
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 title description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 25
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 23
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 17
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims 1
- 238000009732 tufting Methods 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 108
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 15
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 2
- 101100008044 Caenorhabditis elegans cut-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/32—Polishing; Etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J37/185—Means for transferring objects between different enclosures of different pressure or atmosphere
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/20—Means for supporting or positioning the object or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
- H01J37/3056—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching for microworking, e. g. etching of gratings or trimming of electrical components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/202—Movement
- H01J2237/20278—Motorised movement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/202—Movement
- H01J2237/20292—Means for position and/or orientation registration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/204—Means for introducing and/or outputting objects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/208—Elements or methods for movement independent of sample stage for influencing or moving or contacting or transferring the sample or parts thereof, e.g. prober needles or transfer needles in FIB/SEM systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/3174—Etching microareas
- H01J2237/31745—Etching microareas for preparing specimen to be viewed in microscopes or analyzed in microanalysers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/31749—Focused ion beam
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
1338345 610 、名稱爲 “ System and Method for Directing a Miller” ；
Kelly等人的美國專利6，700，121、名稱爲 "Methods of Sampling Specimens for Microanalysis” ：
Kelly等人的美國公開專利申請 200 1 /0044 1 56、名稱 爲 Methods of Sampling Specimens for Microanalysis” ； Moore等人的美國公開專利申請200 1 / 0045 5 1 1、名稱 爲 Method for Sample Separation and Li ft-out” ；
Alani的美國公開專利申請 2002/0000522、名稱爲 “ Ion Beam Milling System and Method for Electron Microscopy Specimen Preparation” ； Μ ο o r e等人的美國公開專利申請2 0 0 2 / 0 1 2 1 6 1 4、名稱 爲 “Total Release Method for Sample Extraction from a Charged-Particle Instrument” ，’
Robinson等人的美國公開專利申請2004/0245466、名 稱爲 “ Transmission electron microscope sample preparation” ；
Adachi等人的美國公開專利申請2004/0 1 29897、名稱 爲 Sample manufacturing apparatus” ； ··
Grunewald的美國公開專利中請2004/0 1 64242、名稱 爲 “ Sample preparation for transmission electron microscopy" ；
Iwasaki等人的美國公開專利中請2004/0246465、名 稱爲 “Micro-sample pick-up apparatus and micro-sample pick-up method" ；
Rasmussen的美國公開專利申請2004/0178355、名稱 爲 Sample Manipulation System” 。 目前，在大多的半導體製造設施中，現場獲得用於微 8 1338345
·· 在多個實施例中，期望使擷取樣品受同一工具中表 分析的影響，其中從物體形成樣品。示範性的表面分析 術包括S Ε Μ成像、X -射線和歐傑電子的檢測。 接著揭示一種用於形成、擷取和成像晶圓的樣品的 備。其包括真空腔室，用於形成樣品的離子束源，其至 部分地位於所述真空腔室中，用於擷取和控制樣品的機 人控制器，其至少部分位於所述真空腔室中，以及用於 射樣品的表面的電子束的電子束源；以及歐傑電子檢 器，其用於檢測從所述物體受所述電子束影響獲得的歐 電子。 接著揭示一種用於形成、擷取和成像晶圓的樣品的 備。其包括真空腔室，用於形成樣品的離子束源，其至 部分地位於所述真空腔室中，用於擷取和控制樣品的機 人控制器至少部分位於所述真空腔室中的，以及用於散 樣品的表面的電子束的電子束源；以及X -射線檢測器， 用於檢測從樣品受所述電子束影響獲得的X -射線。 依據本發明的一些實施例，提供一種真空腔室中樣 形成和成像的方法，該方法包括將物體放置於真空腔 中，形成來自物體的樣品，並成像樣品，以使電子束的 少一部分通過樣品的至少一部分。需要注意在一些實施 中，在真空腔室中實施形成和成像。 依據一些實施例，物體基本上是圓柱形的物體，比 半導體晶圓。依據其他實施例，物體是棱形物體，比如 粒。 依據一些實施例，在形成過程中，物體穿過物體的 度的最大1 0%的深度。依據其他實施例，在形成過程中 物體穿過物體的厚度的最大3 %、5 %、2 0 %或5 0 %的深茂 依據一些實施例，當其位於樣品支撐件之上時，形 面 技 設 少 器 散 測 傑 設 少 器 射 其 品 室 至 例 如 晶 厚 成 12 1338345 的樣品位於樣品支撐件之上並在原位（i n s i t u)成像。依據 一些實施例，利用機器人控制器定位。 依據一些實施例，形成階段包括聚焦離子束或電子束 銑削。依據本發明的一些實施例，形成階段不包括機械裂 開。依據本發明的一些實施例，形成階段不包括鐳射切割。 依據一些實施例，形成階段包括從由離子束銑削和電 子束銑削組成的組中選擇出的射束銑削。
不希望被理論約束，現在所揭示用於樣品形成的方 法，其中形成階段包括離子束銑削，並期望地排除了機械 劈裂，這是由於它們僅在從其中擷取樣品的區域的臨近處 損壞晶圓。 依據具體實施例，形成階段包括利用離子束首先在物 體中切割第一切口 ，第一切口至少部分地圍繞物體的表面 上的目標位置，並利用離子束以對物體的平面的銳角在物 體中切割第二切口，從而凹割目標位置。 可選擇地，形成階段包括基於設置目標相對於平臺傾 斜FIB柱。可替代或此外地，傾斜平臺自身。 在一些實施例中，形成階段包括在目標平面中旋轉物 體。 依據具體實施例，樣品支撐件包括至少一個開口。依 據具體實施例，電子束通過一個開口的至少一部分。依據 具體實施例，樣品的至少一部分位於開口之上。 依據一些實施例，成像包括成像樣品的物體橫截面。 依據一些實施例，成像樣品，以使電子束基本上垂直地入 射至樣品的物體橫截面。不希望被理論約束，在一些實施 例中，現在所揭示的成像樣品的物體橫裁面顯示出了物體 的橫截面的内部結構，並有用於缺陷分析。 依據一些實施例，樣品位於樣品支撐件的表面，以使 13 1338345 儘管僅在物體1 Ο 2的上表面1 1 2上說明了目標位置 1 0 6 ’在各種實施例中，存在多於一個的目標位置1 〇 6，並 從多重目標位置擷取和成像樣品。
在識別具體位置1 0 6之後，通過穿過上表面1 1 2切割 物體1 0 2形成樣品。儘管沒有特定的需要，在多個實施例 中’切割技術包括離子束銑削技術、較佳的聚焦離子束銑 削技術。在聚焦離子束（“ FIB” ）技術中，在樣品支架 (未示出）上裝配物體1 0 2或物體1 〇 2的局部，並且便利 地將其放置於聚焦的離子束腔室（未示出）中，以用於聚 焦離子束铣削。應注意的是，對於其中FIB技術用於切割 物體1 0 2的多個實施例，本發明提供了用於樣品擷取的方 法’其中物體的其他部分不會隨同損壞。對於其中物體1 〇 2 是半導體晶圓的實施例，這種隨同損壞代價特別高。 ·· FIB可以是單波束模型或是雙波束模型。典型的FIB 工具是由包括 SEMVisionTMG2 FIB 的 Applied Materials (Applied Materials, Santa Clara,CA )製造和從 Hillsboro，Oregon的FEI公司可獲得的FIB工具，如模型 200、820、830或83 5。熟練的專業人員可參照Shemesh 等人的名稱爲“用於導向銑床的系統和方法”專利 US6,670,6 1 0。 在第1圖中示出的X-Y平面被稱作“物體平面’’。 第2 A至2 C圖說明了本發明的示範性實施例，其中通 過産生穿過物體102的上表面112的兩個基本上平行的溝 槽1 1 0和1 0 8的離子束初始形成樣品1 〇 4。在第2 A圖中， 向里B表示離子束的入射向量，而向量n表示樣品1〇4的 外表面1 2 4的外法線。如於此使用的，樣品的“外表面” 是指對應於物體1 02的上表面Η 2的樣品中附固的表面》 當從物體1 02連續地移走樣品！ 〇4，並旋轉時，於此附固 20 1338345
·· 在美國所揭示的專利申請 2 Ο Ο 2 / Ο 1 2 1 6 1 4中所揭示 用於切割完全形成的樣品和用於接著分開樣品的其他 術，於此將其全部參照結合，其所揭示了通過利用離子 在基本上的法線入射處首先切割成晶圓的樣品分離和糊 的方法，並隨後利用離子束再次切割成晶圓，凹割目標 以使樣品完全從晶圓解除。通過附固至樣品的探針可以 晶圓移走樣品，並且然後利用探針使樣品與晶圓分離。 以理解的是，依據本發明，可以採用用於從晶圓的一部 形成樣品以及用於從晶圓移走樣品的這些所揭示的方法 及本領域的普通技術人員已知的其他方法的任何方法。 第 2C圖示出了用於凹割膜形樣品 1 04的示範性 法。在第2 C圖示出的實施例中，移動射束Β的入射角 朝向向量Β，從而使其與表面1 1 2傾斜以形成在直角棱 下面的楔1 2 6。應注意的是，在基本上平行的溝槽1 1 0 1 0 8的形成之後利用FIΒ射束可以可選擇研磨近1 2 0和 122物體橫截面或兩個表面。 在本領域中已知用於相對於物體重新定位微粒束的 同技術，射束入射到該物體上。在一些實施例中，所述 體位於可旋轉和可傾斜的平臺上，並且通過旋轉和/或傾 所述平臺改變入射角度。在一些實施例中，射束源是離 束柱，並且通過旋轉或傾斜所述離子束柱改變入射角度 例如在U S 5，3 2 9，1 2 5中就所揭示了微粒射束柱的旋轉， 此將其參照結合。儘管如此，其不局限於此，並且需要 意在本領域中已知的用於傾斜射束柱的其他技術也適用 本發明。 應注意的是，已知技術的組合也適用於本發明。 第2 D圖提供了樣品形成的下一步驟的透視圖，由 切掉連接樣品1 0 4至物體1 0 2的兩個剩餘壁的一個1 2 1 了 技 束 取 ， 從 可 分 以 方 以 形 和 遠 不 物 斜 子 〇 於 注 於 此 23 1338345
·· 在第2 D圖的示範性實施例中，利用銑削射束切相 接壁1 2 1。應注意的是，依據本發明的一些實施仓 對X軸的角度0可選擇切割薄的連接壁1 2 1。0纪 值是從大約0.0 1 s至大約0.2 s的範園。 如第2 D圖的實施例中所示，當以角度0切害| 1 2 1時，就破壞了近物體橫截面1 2 0和遠物體橫I 之間的任何幾何對稱。 在具體實施例中，在樣品移走之前，將探針式 至樣品，以從晶圓移走樣品。在一些實施例中，形 搁置於平臺（未示出）之上，並且一旦針或探針1| 體1 0 2，就通過降低平臺移走樣品。 應注意的是，可從例如 M i c r 〇 m a n i p u 1 a t 〇 r (C a r s ο n C丨t y，N V )獲得任何針。 第3 A圖提供了示範性系統的說明，其中使用3 的金屬沈積將針 1 2 8焊接至樣品1 0 4。可以理解， 僅是附固針1 2 8至樣品1 0 4的一種方法，並且任作 術也適用於本發明的實踐，包括利用靜電吸引力式 附固針1 2 8。 藉由操作員、或可替代的可以通過機器人控ί 控制針1 2 8的平移和旋轉運動。 在具體實施例中，利用真空或大氣操縱器控ί 置。在其中自動執行本發明的方法的實施例中，； 人控制器控制針的運動。儘管針或探針可以以任Ί 接至樣品並連接至樣品1 0 4的外表面1 2 4上的任1 現在所揭示了具體的定位，通過所述定位，針或4 至樣品1 0 4。第3 Α和3 Β圖說明了示範性的針定位 這樣，依據一些實施例，探針或針附固至樣品的/ 面1 2 4，以使所述探針基本上不平行於樣品的外表 薄的連 ，以相 示範性 連接壁 面122 針連接 體 102 接至物 C 〇 ., I n c 用FIB 焊接僅 其他技 粘附的 器可以 針的位 過機器 角度連 位置， 針連接 和定位。 :述外表 面 124° 24 1338345
·· 在第3 A和3 B圖示出的示範性實施例令， 離外表面1 24地定位探針或針1 28。依據—些 方向是指由外表面1 2 4的中心1 2 5和探針或針 1 2 4的外表面之間的觸點！ 2 7之間的距離給出的 的中心1 25和表示所述探針投影到外表面上的 最小距離。依據一些實施例’以與樣品丨〇4的 的法甸向量基本上55度的角度定位探針或針1 應注意的是’在第3A和3B圖中示出的實 相對於附固至樣品1 0 4的χ _ y - z軸的（i , i , i 定在探針或針的方向上的觸點丨2 7處始發的探 的方向。需要注意，連接針的（！，i，】）方向 近物體橫截面1 2 0和遠物體橫戠面1 2 2。 在一些實施例中’探針或針方向有利於 1 0 2的移走樣品1 〇 4的旋轉’這樣一旦已從晶 走樣品1 0 4 ’近物體橫截面丨2 〇面向上。在一些 如第3C圖所示’旋轉基本上是12〇度。 第3 B圖說明了本發明的實施例，其中一 或針’就切掉連接樣品1 〇4至物體1 02的第二 一些實施例中’利用聚焦的離子束的作用執行 的切割。 一旦切掉以探針或針1 28連接的樣品1 〇4 1 02分開，從物體1 〇2移走樣品i 〇4 »在一些實 種移走通過利用附固探針1 2 8從物體上提起樣 施。在一些實施例中’樣品1 〇4的移走通過降 示出）來實施’當樣品1 〇 4與探針或針1 2 8相 1〇2靜置在該平臺上。 在第4A和4B圖中提供了從物體1〇2擷取 後樣品1 〇 4的示範性說明以及其旋轉。需要 需要注意遠 實施例，該 1 2 8和樣品 I外表面124 向量之間的 外表面1 2 4 28 ° 施例中，在 )方向上確 針或針向量 再一次區別 基於從物體 圓1 0 2上移 實施例中， 旦連接探針 壁123 。在 第二壁 1 23 ，並與物體 施例中，這 品1 04來實 低平臺（未 連時，物體 樣品1 0 4之 注意，在第 25 1338345
·· 轉機構包括旋轉軸承和密封。 針或探針1 2 8在旋轉軸末端。在一些實施例中 以用於擷取從物體形成的樣品。 如第9A-9B圖所示，旋轉軸502的方向與垂直 器基座5 04的方向的夾角基本上爲55度。 第9C圖提供了 Χ-Υ-Ζ-Θ機器人樣品控制器的 圖。樣品控制器包括真空密封表面5 1 4。 第1 0 A -1 0 F圖提供了依據本發明的一些實施例 取物體的樣品並使樣品受表面分析的第二多層柱工 等比說明的圖示和等比分解示意圖。 現在參照第1 0 A - F圖，可以看出第二多層柱工 包括用於從比如晶圓或晶粒（d i e )的較大的物體形 的FIB柱3 1 0、用於在樣品的表面散射電子束的電 3 0 8 B、至少一個平臺3 1 2 B以及用於擷取和控制形 品的機器人控制器3 2 0、E D X裝置3 6 4和歐傑電子 3 6 6，所有部件部分或整體地位於用於封裝部件的真 304中。儘管如第10A-F圖中示出的示範性多層柱工 包括E D X 3 6 4和歐傑電子檢測器3 6 6，但可以理解 的某些實施例提供了僅具有一個EDX 3 64和歐傑電 器366的多層柱工具。 在一些實施例中，平臺 312B可多至在三維中 並包括旋轉軸（未示出）。此外，平臺3 1 2包括傾斜 用於傾斜位於平臺3 1 2 B之上的物體或樣品。 在具體實施例中，物體放置在可選擇地移勤、 可移動和旋轉的平臺 3 1 2 B之上。在一些實施例中 平臺可操作地連接至電動機。如第1 〇 B - F圖所示， 3 40上裝配可移動的平臺。在一些實施例中，平臺3 括支撐件表面 3 6 0，將所述支撐件表面 3 6 0設置 ，針可 於控制 橫裁面 用於擷 具362 具362 成樣品 子束源 成的樣 檢測器 空腔室 具362 本發明 子檢測 移動， 軸，其 特別疋 ，所述 在轨道 12B包 成支撐 35
Claims (1)
1338345 1βΐβ__ 1. 一種樣品形成和成像的方 #9.4•曰替換頁
b)由該目標物形成一樣品，其中在該形成步騍期間， 該目標物被穿透到該目標物厚度的至多1〇%之一深度；以 及 c)成像該樣品，藉此，一電子束的至少一部分橫穿過 該樣品的至少一部分’
其中’該形成步驟與該成像步驟係偕同該目標物而皆 在該真空室中執行，且該成像步驟包括將該樣品定位到一 樣品支撐件上，該樣品支撐件包括至少一個孔，且該至少 一個孔佔據該樣品支撐件的一表面之約小於9 8 %的面積。 2.如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該形成步驟包 括—束銑削（beam milling ),該束銑削係選自由離子束銑 削和電子束銑削所組成之群組。 3.如申請專利範圍第丨項所述的方法，其中該電子束係實 質垂直於該樣品的一目標橫截面而入射。 4紅如申請專利範圍帛！項所述的方法，其中該成像步称包 括野該目標橫截面進行成像。 =申。請專利範圍帛！項所述的方法，其中該樣品係位於 實質:二:件的該表Ο，使得該樣品的一目標橫截面係 賞質+仃於該樣品支撐件的該表面。 6，~種樣品形成和成像的方法，包括： 44 1338345 年月 曰修正替換頁I a) 在一真空室中提供一目標物； b) 在該真空室中由該目標物形成一樣品； c )利用一離子束以再次薄化（re-thin )該樣品的至少 —部分；以及 d)成像該再次薄化的樣品，其中該再次薄化的樣品的 至少一部分係經過一電子束之作用，
其中當該樣品在該真空室令時，重複進行該再次薄化 和該成像之步驟至少一次，藉以提供多幅圖像，其中該成 像步脒的至少一階段包括至少一處理，該至少一處理係選 自由電子通透度（electron transparency)分析和檢測電子 所組成之群組’其中檢測之該些電子係選自由二次電子、 反向散射電子和歐傑電子（auger electron )所組成之群 ，組，且其中藉由重複進行該再次薄化和該成像之步麻，該 橡品係由厚度大於一電子通透度閾值而改變至該樣品為電 子通透的（electron transparent)。 7，如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該形成步驟包 拉，束銳削，該束銳削係選自由離子束銳削和電子束銳削 所組成之群組。 8.如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該成像步驟包 括對該棟品的一目標橫載面進行成像。 9.如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該成像步驟之 I少一階段包括檢測光子。 1〇.如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該再次薄化步 45 1338345 驟包括使該樣品經過至少一離子束之作用，且該至少一離 子束係選自由聚焦離子束和氬離子束所組成之群組。 11.如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該再次薄化步 驟包括材料的去除。
12.如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該再次薄化步 驟包括使該樣品經過一粒子束之作用，該粒子束係實質垂 直於該目標橫截面而入射，該粒子束係選自由離子束和電 子束所組成之群組。
46
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58827204P | 2004-07-14 | 2004-07-14 | |
| US11/119,207 US7297965B2 (en) | 2004-07-14 | 2005-04-28 | Method and apparatus for sample formation and microanalysis in a vacuum chamber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200608507A TW200608507A (en) | 2006-03-01 |
| TWI338345B true TWI338345B (en) | 2011-03-01 |
Family
ID=36742600
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW094123960A TWI338345B (en) | 2004-07-14 | 2005-07-14 | Method and apparatus for sample formation and microanalysis in a vacuum chamber |
| TW094123958A TWI333253B (en) | 2004-07-14 | 2005-07-14 | Method and apparatus for sample formation and microanalysis in a vacuum chamber |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW094123958A TWI333253B (en) | 2004-07-14 | 2005-07-14 | Method and apparatus for sample formation and microanalysis in a vacuum chamber |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7297965B2 (zh) |
| JP (1) | JP2006100788A (zh) |
| KR (2) | KR101228476B1 (zh) |
| CN (2) | CN1766592B (zh) |
| TW (2) | TWI338345B (zh) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10362116B4 (de) * | 2003-09-17 | 2008-08-28 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Verfahren zur Präparation einer Probe für elektronenmikroskopische Untersuchungen, sowie dabei verwendeter Greifer |
| US20060219919A1 (en) * | 2003-11-11 | 2006-10-05 | Moore Thomas M | TEM sample holder and method of forming same |
| US7394075B1 (en) * | 2005-02-18 | 2008-07-01 | Cypress Semiconductor Corporation | Preparation of integrated circuit device samples for observation and analysis |
| JP2008014631A (ja) * | 2005-07-14 | 2008-01-24 | Applied Materials Israel Ltd | 真空チャンバーにおけるサンプル形成及びマイクロ分析のための方法及び装置 |
| US7723701B1 (en) | 2005-07-29 | 2010-05-25 | South Bay Technology, Inc. | Specimen preservation systems and methods |
| DE102005053669B4 (de) * | 2005-11-08 | 2007-12-13 | Kilper, Roland, Dr. | Probenmanipulationsvorrichtung |
| JP5127148B2 (ja) * | 2006-03-16 | 2013-01-23 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンビーム加工装置 |
| US7423263B2 (en) * | 2006-06-23 | 2008-09-09 | Fei Company | Planar view sample preparation |
| DE102006030874B4 (de) * | 2006-07-04 | 2013-03-14 | Pro-Beam Ag & Co. Kgaa | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken |
| CN101153833B (zh) * | 2006-09-30 | 2010-09-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 透射电子显微镜样品的制作方法 |
| US8455821B2 (en) * | 2006-10-20 | 2013-06-04 | Fei Company | Method for S/TEM sample analysis |
| EP2095134B1 (en) | 2006-10-20 | 2017-02-22 | FEI Company | Method and apparatus for sample extraction and handling |
| JP5362236B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2013-12-11 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 試料加工・観察装置及び断面加工・観察方法 |
| US7834315B2 (en) * | 2007-04-23 | 2010-11-16 | Omniprobe, Inc. | Method for STEM sample inspection in a charged particle beam instrument |
| US7659506B2 (en) * | 2007-09-25 | 2010-02-09 | Applied Materials, Israel, Ltd. | Method and system for generating and reviewing a thin sample |
| JP5017059B2 (ja) * | 2007-10-29 | 2012-09-05 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 試料作成装置および試料姿勢転換方法 |
| US8191168B2 (en) * | 2007-11-06 | 2012-05-29 | Sii Nanotechnology Inc. | Method of preparing a transmission electron microscope sample and a sample piece for a transmission electron microscope |
| KR100945875B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2010-03-05 | 주식회사 동부하이텍 | 에프아이비를 이용한 티이엠 분석 방법 및 그 구조 |
| WO2009114230A2 (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-17 | Carl Zeiss Smt, Inc. | Reducing particle implantation |
| US20090296073A1 (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Lam Research Corporation | Method to create three-dimensional images of semiconductor structures using a focused ion beam device and a scanning electron microscope |
| US20100025580A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | Omniprobe, Inc. | Grid holder for stem analysis in a charged particle instrument |
| DE102008042179B9 (de) * | 2008-09-17 | 2013-10-10 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren zur Analyse einer Probe |
| US20100169365A1 (en) * | 2008-12-11 | 2010-07-01 | Orphandata | Research collaboration system and method with data-driven search capability |
| DE102009008166A1 (de) | 2009-02-10 | 2010-09-02 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Verfahren zur Abscheidung von Schutzstrukturen |
| CN101846497A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-09-29 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 关键尺寸矫正方法及其装置 |
| SG177823A1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-02-28 | Camtek Ltd | Method and system for preparing a lamella |
| DE102010032894B4 (de) * | 2010-07-30 | 2013-08-22 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Tem-Lamelle, Verfahren zu ihrer Herstellung und Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens |
| US8258473B2 (en) * | 2010-11-12 | 2012-09-04 | Nanotem, Inc. | Method and apparatus for rapid preparation of multiple specimens for transmission electron microscopy |
| JP5973466B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2016-08-23 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | Ｔｅｍ試料の調製 |
| EP2786113B1 (en) * | 2011-12-01 | 2017-03-01 | FEI Company | High throughput tem preparation process for backside thinning of cross-sectional view lamella |
| CN102495089B (zh) * | 2011-12-14 | 2013-07-10 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 半导体材料测量装置及原位测量界面缺陷分布的方法 |
| US8740209B2 (en) * | 2012-02-22 | 2014-06-03 | Expresslo Llc | Method and apparatus for ex-situ lift-out specimen preparation |
| JP6085150B2 (ja) * | 2012-03-16 | 2017-02-22 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 試料作製装置及び試料作製方法 |
| US8791438B2 (en) * | 2012-07-27 | 2014-07-29 | Gatan Inc. | Ion beam sample preparation apparatus and methods |
| JP5899377B2 (ja) * | 2013-04-23 | 2016-04-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び当該装置を用いる試料作製方法 |
| US9057670B2 (en) * | 2013-05-30 | 2015-06-16 | International Business Machines Corporation | Transmission electron microscope sample fabrication |
| JP6258801B2 (ja) * | 2013-07-08 | 2018-01-10 | カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー | 荷電粒子ビームシステム |
| CN104075928B (zh) * | 2014-06-13 | 2016-07-06 | 北京工业大学 | 一种磨削晶圆透射电镜试样机械减薄方法 |
| JP6385899B2 (ja) | 2014-07-21 | 2018-09-05 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | Ｔｅｍ試料取付け構造 |
| DE102014116560A1 (de) * | 2014-11-12 | 2016-05-12 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen eines Luftfahrzeug- oder Raumfahrzeug-Bauteils an einer Rumpfsektion eines Luftfahrzeugs oder Raumfahrzeugs |
| EP3125270B1 (en) * | 2015-07-27 | 2019-04-10 | FEI Company | Tem sample mounting geometry |
| JP6634871B2 (ja) * | 2016-02-22 | 2020-01-22 | 住友金属鉱山株式会社 | 透過型電子顕微鏡用試料の作製方法および確認方法 |
| CN106226134A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-14 | 上海华力微电子有限公司 | 制备透射电子显微镜样品的方法 |
| US20180122652A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Qualcomm Incorporated | Method of ROI Encapsulation During Axis Conversion of Cross-Sectional TEM Lamellae |
| EP3695433A4 (en) * | 2017-10-13 | 2021-07-07 | Fibics Incorporated | CROSS-SECTION SAMPLE PREPARATION PROCESS |
| US20190287762A1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-09-19 | Fei Company | System and method of preparing integrated circuits for backside probing using charged particle beams |
| US10811219B2 (en) | 2018-08-07 | 2020-10-20 | Applied Materials Israel Ltd. | Method for evaluating a region of an object |
| CN110057851B (zh) * | 2019-05-17 | 2020-05-19 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种原位制备微米级的单颗粒多个tem薄片样品的方法 |
| GB202013591D0 (en) * | 2020-08-28 | 2020-10-14 | Oxford Instr Nanotechnology Ltd | Sample preparation and method aparatus |
| US11501951B1 (en) * | 2021-05-14 | 2022-11-15 | Applied Materials Israel Ltd. | X-ray imaging in cross-section using un-cut lamella with background material |
| CN114216735B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-05-26 | 北京华源泰盟节能设备有限公司 | 一种不破坏真空进行取样的装置 |
| CN113984484B (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-04 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 纳米刻蚀精度多次离子切割装置 |
| US20230245850A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | Fei Company | Inert gas sample transfer for beam systems |
| US20230364688A1 (en) * | 2022-05-13 | 2023-11-16 | Fei Company | Method and system for preparing wedged lamella |
| CN117949767B (zh) * | 2024-03-22 | 2024-06-28 | 粤芯半导体技术股份有限公司 | 一种电容失效位置确定方法及装置 |
Family Cites Families (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62260335A (ja) | 1986-05-06 | 1987-11-12 | Hitachi Ltd | パタ−ン検査方法および装置 |
| JP2774884B2 (ja) | 1991-08-22 | 1998-07-09 | 株式会社日立製作所 | 試料の分離方法及びこの分離方法で得た分離試料の分析方法 |
| JP3730263B2 (ja) * | 1992-05-27 | 2005-12-21 | ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション | 荷電粒子ビームを用いた自動基板検査の装置及び方法 |
| CN1083591A (zh) * | 1992-09-03 | 1994-03-09 | 中国科学院金属研究所 | 透射电镜用金属粉体薄膜的制备方法 |
| JP3119959B2 (ja) * | 1993-02-05 | 2000-12-25 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 集束イオンビーム装置および加工観察装置 |
| JP3221797B2 (ja) * | 1994-06-14 | 2001-10-22 | 株式会社日立製作所 | 試料作成方法及びその装置 |
| US5561293A (en) * | 1995-04-20 | 1996-10-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of failure analysis with CAD layout navigation and FIB/SEM inspection |
| EP0840940B1 (de) * | 1995-07-25 | 2000-06-14 | Nmi Naturwissenschaftliches Und Medizinisches Intitut An Der Universität Tübingen In Reutlingen | Verfahren und vorrichtung zur ionendünnung in einem hochauflösenden transmissionselektronenmikroskop |
| JPH09115861A (ja) | 1995-10-20 | 1997-05-02 | Hitachi Ltd | 試料を加工する装置 |
| US5783830A (en) | 1996-06-13 | 1998-07-21 | Hitachi, Ltd. | Sample evaluation/process observation system and method |
| US6188068B1 (en) * | 1997-06-16 | 2001-02-13 | Frederick F. Shaapur | Methods of examining a specimen and of preparing a specimen for transmission microscopic examination |
| US6828566B2 (en) * | 1997-07-22 | 2004-12-07 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for specimen fabrication |
| US6538254B1 (en) | 1997-07-22 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for sample fabrication |
| JPH11213936A (ja) * | 1998-01-27 | 1999-08-06 | Jeol Ltd | Ｆｉｂ−ｓｅｍ装置 |
| JP2000106121A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-04-11 | Jeol Ltd | 電子顕微鏡あるいはその類似装置 |
| EP1133785A2 (en) * | 1998-11-24 | 2001-09-19 | Applied Materials, Inc. | Detector configuration for efficient secondary electron collection in microcolumns |
| JP3897271B2 (ja) * | 1999-09-17 | 2007-03-22 | 株式会社日立製作所 | 加工観察装置及び試料加工方法 |
| US6528787B2 (en) * | 1999-11-30 | 2003-03-04 | Jeol Ltd. | Scanning electron microscope |
| AU2001263285A1 (en) | 2000-05-19 | 2001-12-03 | Imago Scientific Instruments | Methods of sampling specimens for microanalysis |
| US6420722B2 (en) * | 2000-05-22 | 2002-07-16 | Omniprobe, Inc. | Method for sample separation and lift-out with one cut |
| KR100375135B1 (ko) * | 2000-10-13 | 2003-03-08 | 주식회사 에버테크 | 웨이퍼 프로세스 방법 |
| JP4178741B2 (ja) | 2000-11-02 | 2008-11-12 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線装置および試料作製装置 |
| JP4283432B2 (ja) * | 2000-11-06 | 2009-06-24 | 株式会社日立製作所 | 試料作製装置 |
| DE60144508D1 (de) * | 2000-11-06 | 2011-06-09 | Hitachi Ltd | Verfahren zur Herstellung von Proben |
| JP4229837B2 (ja) | 2001-09-24 | 2009-02-25 | エフ イー アイ カンパニ | 静電気的マニピュレーティング装置 |
| JP2004022318A (ja) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 透過型電子顕微鏡装置および試料解析方法 |
| JP2004039453A (ja) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Seiko Instruments Inc | 微細ステンシル構造修正装置 |
| JP2004053550A (ja) | 2002-07-24 | 2004-02-19 | Suruga Seiki Kk | 半導体デバイス検査装置 |
| JP2004191358A (ja) | 2002-11-27 | 2004-07-08 | Seiko Instruments Inc | 複合荷電粒子ビームによる試料作製方法および装置 |
| JP4088533B2 (ja) * | 2003-01-08 | 2008-05-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料作製装置および試料作製方法 |
| US7002152B2 (en) * | 2003-02-15 | 2006-02-21 | Bal-Tec Ag | Sample preparation for transmission electron microscopy |
| EP1515360B1 (en) * | 2003-06-13 | 2011-01-19 | Fei Company | Method and apparatus for manipulating a microscopic sample |
| NL1023717C2 (nl) * | 2003-06-20 | 2004-12-21 | Fei Co | Preparaatdrager voor het dragen van een met een elektronenbundel te doorstralen preparaat. |
-
2005
- 2005-04-28 US US11/119,207 patent/US7297965B2/en active Active
- 2005-04-28 US US11/119,230 patent/US8723144B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-14 CN CN2005101132992A patent/CN1766592B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-14 KR KR1020050063783A patent/KR101228476B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-07-14 CN CN2005101098239A patent/CN1782690B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-14 KR KR1020050063789A patent/KR20060092828A/ko active IP Right Grant
- 2005-07-14 JP JP2005205311A patent/JP2006100788A/ja active Pending
- 2005-07-14 TW TW094123960A patent/TWI338345B/zh not_active IP Right Cessation
- 2005-07-14 TW TW094123958A patent/TWI333253B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20060011868A1 (en) | 2006-01-19 |
| TWI333253B (en) | 2010-11-11 |
| KR20060092827A (ko) | 2006-08-23 |
| TW200608507A (en) | 2006-03-01 |
| TW200618151A (en) | 2006-06-01 |
| CN1766592A (zh) | 2006-05-03 |
| US7297965B2 (en) | 2007-11-20 |
| KR20060092828A (ko) | 2006-08-23 |
| KR101228476B1 (ko) | 2013-02-07 |
| US8723144B2 (en) | 2014-05-13 |
| CN1766592B (zh) | 2010-09-29 |
| JP2006100788A (ja) | 2006-04-13 |
| US20060011867A1 (en) | 2006-01-19 |
| CN1782690A (zh) | 2006-06-07 |
| CN1782690B (zh) | 2011-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI338345B (en) | Method and apparatus for sample formation and microanalysis in a vacuum chamber | |
| KR102221931B1 (ko) | 시료에 따른 전자 회절 패턴 분석을 수행하는 방법 | |
| US7659506B2 (en) | Method and system for generating and reviewing a thin sample | |
| CN103946684B (zh) | 用于横截面视图薄层的背侧打薄的高吞吐量tem制备工艺和硬件 | |
| US9816946B2 (en) | Methods and apparatus for the preparation of microscopy samples by using pulsed light | |
| KR102056507B1 (ko) | 하전 입자 빔 장치 및 시료 관찰 방법 | |
| US10347461B2 (en) | Method for the in situ preparation of microscopic specimens | |
| JP2010507882A (ja) | サンプル抽出および取り扱いのための方法および装置 | |
| KR20140088074A (ko) | 시사각 밀 | |
| US20160189929A1 (en) | Rapid tem sample preparation method with backside fib milling | |
| KR20180132546A (ko) | 평면 뷰 라멜라 제조를 위한 면상 기체-보조된 에칭 | |
| JP2007506078A (ja) | 電子顕微鏡検査用試料の調製方法ならびにそれに用いる試料支持体および搬送ホルダ | |
| US11366074B2 (en) | Method for cross-section sample preparation | |
| CN112067405A (zh) | 一种平面tem样品的制备方法及平面tem样品 | |
| KR102144555B1 (ko) | 하전 입자 빔 샘플 준비과정에서 커트닝을 감소하기 위한 방법 및 시스템 | |
| US20240234086A1 (en) | Method and device for preparing a microscopic sample from a volume sample | |
| JP5121667B2 (ja) | 透過電子顕微鏡用試料作製方法 | |
| CN113466268B (zh) | 组合样品及其制备方法 | |
| WO1999017103A2 (en) | In-line fib process monitoring with wafer preservation | |
| JP2008014631A (ja) | 真空チャンバーにおけるサンプル形成及びマイクロ分析のための方法及び装置 | |
| Hauffe et al. | 3D Microscopy and Microanalysis of Au-Al Ultrasonic Bonds by Specific Ion Beam Processing Steps and Scanning Electron Microscopy | |
| CN117849084A (zh) | 从大块样品中制备感兴趣体积的方法及计算机程序产品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |