WO2007025961A1 - Method for preparation of a planar sample body and preparation - Google Patents
Method for preparation of a planar sample body and preparation Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007025961A1 WO2007025961A1 PCT/EP2006/065766 EP2006065766W WO2007025961A1 WO 2007025961 A1 WO2007025961 A1 WO 2007025961A1 EP 2006065766 W EP2006065766 W EP 2006065766W WO 2007025961 A1 WO2007025961 A1 WO 2007025961A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- sample
- metal
- sample body
- metallic
- preparation
- Prior art date
Links
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
- G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/026—Specifications of the specimen
- G01N2203/0298—Manufacturing or preparing specimens
Definitions
- the invention relates to a method for the preparation of a flat sample body, in particular of wafers or sheets, for a subsequent analysis and / or measurement of a cross-sectional area of the sample body.
- the invention further relates to a corresponding preparation, which can be produced in particular by the method.
- Examples are Scanning Electron Microscopy (SEM), Auger Electron Spectroscopy (AES), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) and Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA, XPS).
- Solder alloys in particular Sn-Al-Zn and Sn-Bi-Al alloys, described. Two copper bodies are soldered together using these alloys and the solder joint is tested for various mechanical parameters. Here, therefore, the specimen itself forms the metallic connection of two bodies.
- JP 2000-146783 A relates to a method for the investigation of epitaxially grown semiconductor wafers of gallium arsenide GaAs.
- a compound is produced by magnetic force to an iron body via an applied and magnetized nickel layer.
- the rear side of the GaAs layer remote from the nickel layer and the iron body is examined by mass spectroscopy. An examination of a cross-sectional area, however, does not take place.
- An electrostatic force-based compound is known from JP 2004-061 204 A.
- the present invention is therefore based on the technical object of providing a preparation method of a flat sample body for a subsequent analysis and / or measurement of a cross-sectional area of the sample body which produces a preparation whose electric charge during a subsequent irradiation with charged particles is largely prevented and that is fully suitable ultra high vacuum. It is also intended to provide a corresponding preparation of a flat specimen.
- the method according to the invention provides that at least one sample surface of the sample body and at least one contact surface of a metal body are joined together in a planar manner via a metallic connection arranged between the sample surface and the contact surface.
- a flat specimen is understood as meaning a structure consisting of a metal or semiconductor with at least one substantially flat surface whose thickness (material thickness) is typically less than the extents of the at least one planar major surface of the specimen referred to herein as the specimen surface.
- the sample body is a structure having at least two mutually opposite substantially plane-parallel sample surfaces, in particular with exactly two substantially plane-parallel sample surfaces, which are spaced from each other by the thickness d.
- the compound can be prepared by material or physical connection of the sample and metal bodies (see below). It is crucial that a flat, electrically conductive contact between sample and contact surface is formed.
- the at least one metal body joined to the specimen forms an embedding necessary for subsequent processing, in particular grinding and / or polishing.
- the electrically conductive metallic compound of the specimen with the metal body ensures the necessary ground fault, which prevents charging of the preparation during irradiation with charged particles.
- Another advantage of the method results from the virtually exclusive use of metallic components see. In fact, since the process does not require the use of polymeric materials, such as epoxy resin or adhesives, the conductive cross-sectional preparation according to the invention is of unlimited high vacuum capability.
- a particularly preferred embodiment of the method provides to assemble two opposing sample surfaces of the sample body and each a contact surface of at least one metal body via a metallic compound.
- each of the sample surfaces is joined together with one metal body each.
- a single metal body is used with a recess, which preferably has at least two contact surfaces.
- the sample body is inserted into the precisely fitting recess, so that in each case a metallic connection between the two opposite sample surfaces of the sample body and the two contact surfaces of the recess of the metal body is generated.
- the (groove-shaped) recess of the metal body may have a tapering or widening cross section, so that a clamping voltage is applied to the inserted sample body.
- a further advantageous embodiment of the method provides to assemble at least one of the sample surfaces of a first sample body with a sample surface of a second sample body via a metallic compound.
- a structure of two or more specimens can then on a further metallic compound in the manner described above with one or more metal bodies are joined together.
- specimens made of a same material or a material with similar properties, in particular similar hardnesses are particularly preferred. In this way, the subsequent material removal is facilitated.
- the metallic compound is preferably produced by first producing a metallic coating on the at least one sample surface of the sample body and / or on the at least one contact surface of the metal body, preferably both on the sample surface and on the contact surface to be applied the metal body is applied in each case a metallic coating. Subsequently, the surfaces coated in this way are joined together and joined together. If the metallic coatings on specimens and metal body of the same material, the joining can be done in particular by welding, with diffusion welding is preferred due to its good material conservation. If different materials for the metallic coating on the sample surface on the one hand and the contact surface on the other hand used, the joining can be done by soldering.
- the metallic compound can alternatively be realized solely by physical contact, for example by adhesion, by the flat sample and contact surfaces (of which at least one is metallically coated) are held under pressure with a pressing force.
- the production of a metallic connection between two specimens takes place in an analogous manner.
- the metallic compound or the metallic coating on the sample surface and / or the contact surface consists essentially of a metal or a metal alloy or a eutectic mixture, with materials with low tendency to oxidation and high electrical conductivity, in particular a noble metal or a noble metal-containing alloy are preferred ,
- gold or eutectic alloys for example gold / tin (Au / Sn), have proven to be very suitable.
- the cross-sectional area of the specimen to be analyzed is produced by subsequent material removal of the structure, consisting of at least one specimen, at least one metal body and the corresponding metallic connections between them.
- this structure is ground and / or lapped and / or polished, so that a flat and smooth cross-sectional area of the sample body is formed.
- the sample body has a smooth fracture surface, so that the cross-sectional area of the sample body to be analyzed is generated by being flush-mounted with the at least one contact surface of the at least one metal body in the manner described.
- the specimen is typically a wafer, in particular a semiconductor wafer, for example of silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs).
- a semiconductor wafer for example of silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs).
- GaAs gallium arsenide
- any planar structure for example a metal sheet, can be prepared with the method.
- material thicknesses of at most 10 mm, in particular of at most 1 mm.
- Typical thicknesses of Semiconductor wafers are 100 to 1000 microns, especially 300 to 600 microns. There is no lower limit on the thickness of the specimens, so that specimens with a thickness in the micrometer range or less can be used.
- the sample body has a pattern as a focusing aid and / or calibration aid for a measuring device, in particular a spectrometric or microscopic device on.
- the cross-sectional area of the sample body may be a
- the invention further relates to a preparation which can be produced according to the method described above and which comprises at least one flat specimen with at least one specimen surface and at least one metal body with at least one contact surface, wherein the at least one specimen surface of the specimen and the at least one contact surface of the specimen via a metallic compound layer are joined together flat.
- FIG. 4 shows a finished cross-sectional preparation according to a fourth embodiment of the invention.
- Sample body 10 each metallically connected to a metal body 14.
- the specimen 10 is a semiconductor wafer or a portion thereof, for example of silicon or gallium arsenide, with two substantially plane-parallel, with a thickness d spaced sample surfaces 12 (Figure Ia).
- the thickness d of the specimen in the present example is about 400 ⁇ m.
- Each of the sample surfaces 12 is connected to a respective contact surface 16 of a metal body 14.
- the material of the metal body 14 is preferably selected so that its mechanical properties, in particular its hardness, are as similar as possible to the material of the specimen.
- the material of the metal body 14 should also be electrically conductive and non-magnetic. In the case of Si or GaAs wafers, for example, stainless steel has proven itself.
- both the sample surfaces 12 of the sample body 10 and also the contact surfaces 16 of the metal bodies 14 are each provided with a metallic coating 18 or 20 (FIG. 1b).
- the metallic coatings 18, 20 consist for example of gold or of a eutectic mixture, wherein the coatings 18 of the sample body 10 may have a different material composition than the coatings 20 of the metal bodies 14.
- the components are joined to one another on their coated side surfaces 12 and 16.
- the connection of the metallic coatings 18, 20 by welding in the case of similar metallic coatings 18, 20
- the entire structure is subjected to a contact pressure and stored over, for example, one day at a temperature below the melting temperature of the coating material, here at 400 ° C.
- Figure Ic wherein the generated metallic connections between the sample body 10 and the metal bodies 14 are designated 22.
- both sample surfaces 12 of the Sample body 10 each with a metal body 14, 14 a via metallic connections 22 joined together.
- one of the two metal bodies (14a) has an L-shaped longitudinal section, so that a further metallic connection 26 is present between the lower leg of the metal body 14a and the sample body 10 and the second metal body 14 ,
- the additional metallic connection 26 between the two metal bodies 14, 14 a leads to an increase in the mechanical stability of the preparation 100.
- the specimen body 10 is connected to a single metal body 14 which has a recess 28 which has two opposing contact surfaces 16.
- FIG. 3 a shows the corresponding process stage in which both the sample surfaces 12 of the sample body 10 with a metallic coating 18 and the contact surfaces 16 of the metal body 14 with a metallic coating 20 are already provided.
- the groove 28 preferably has an increasing thickness in the direction of the metal body bottom, that is to say in the present illustration.
- the metal body 14 is slightly spread apart.
- the wedge-shaped configuration of the recess 28 has the advantage that a loading of the structure with an external contact pressure for the subsequent welding is eliminated.
- FIG. 3b shows the microstructure after the welding (or the frictional connection), wherein the metallic see connections are again denoted by 22. This is followed by grinding and polishing of the surface (result not shown).
- FIG. 4 shows a finished cross-sectional preparation 100 in which a first flat specimen 10 and a second specimen 10 a of the same material are joined together.
- a first flat specimen 10 and a second specimen 10 a of the same material were first coated with a metal layer, joined together and welded. This package was then connected to the two metal bodies 14 according to the procedure described with reference to FIG.
- the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 can also be carried out with two or more sample bodies 10.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
The invention relates to a method for preparation of a planar sample body (10) for a subsequent analysis and/or measurement of a cross-sectional area (24) of the sample body (10) and a preparation produced by said method. At least one sample surface (12) of the sample body (10) and at least one contact surface (16) of a metal body (14) have a planar connection by means of a metallic connection (22) arranged between the sample surface (12) and the contact surface (16).
Description
Verfahren zur Präparation eines flächigen Probenkörpers sowie PräparatMethod for the preparation of a flat specimen and preparation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Präparation eines flächigen Probenkörpers, insbesondere von Wafern oder Blechen, für eine nachfolgende Analyse und/oder Vermessung einer Querschnittfläche des Probenkörpers. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Präparat, das insbesondere mit dem Verfahren herstellbar ist.The invention relates to a method for the preparation of a flat sample body, in particular of wafers or sheets, for a subsequent analysis and / or measurement of a cross-sectional area of the sample body. The invention further relates to a corresponding preparation, which can be produced in particular by the method.
Die Analyse von Schichten, Tiefenprofilen oder auch der inneren Struktur von flächigen, insbesondere planparallelen Proben im Mikrometer- oder Millimeterbereich, beispielsweise von Blechen oder Halbleiterwafern, erfordert in vielen Fällen die Anfertigung von Querschnitten dieser Probenkörper. Diese Querschnitte können dann mit bildgebenden Methoden und/oder Methoden der chemischen Oberflächenanalytik untersucht werden. Die meisten Verfahren der Oberflächenanalytik analysieren mitThe analysis of layers, depth profiles or the internal structure of flat, in particular plane-parallel samples in the micrometer or millimeter range, for example of sheet metal or semiconductor wafers, in many cases requires the preparation of cross sections of these samples. These cross-sections can then be examined by means of imaging methods and / or methods of chemical surface analysis. Most methods of surface analysis analyze with
Elektronen-, Ionen- oder Photonenstrahlen die Materialoberfläche. Beispiele sind die Rasterelektronen-Mikroskopie (REM), die Augerelektronen-Spektroskopie (AES) , die Sekundärionen- Massenspektrometrie (SIMS) und die Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse (ESCA, XPS) .Electron, ion or photon beams the material surface. Examples are Scanning Electron Microscopy (SEM), Auger Electron Spectroscopy (AES), Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) and Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA, XPS).
Bei der Analyse von Oberflächenstrukturen oder oberflächennahen Strukturen mit geladenen Teilchen (Elektronen oder Ionen) ist es notwendig, den Querschnitt des Probenkörpers so einzubetten, dass sich in der Nähe der zu untersuchenden Querschnittfläche keine dreidimensionalen Kanten befinden, das heißt die Querschnittfläche im Wesentlichen ebenflächig mit
einem Einbettungsmaterial eingebettet ist. Andernfalls führen derartige Kanten zu inhomogenen elektrischen Feldern und damit zu Bildverzerrungen. Darüber hinaus ist es wichtig, dass keine Aufladung der Probe auftritt. Um eine Ableitung der geladenen Teilchen zu erzielen, ist eine leitfähige Präparation der zu untersuchenden Probe mit Masseschluss eine wesentliche Voraussetzung für eine exakte Abbildung und Analyse. Da einige Methoden der chemischen Oberflächenanalytik Ultrahochvakuum- Bedingungen mit Drücken unterhalb von ICT9 mbar in der Messkam- mer erfordern, müssen die für die Präparation eingesetzten Materialien hochvakuumtauglich sein, das heißt, sie dürfen unter diesen Bedingungen nicht ausgasen.In the analysis of surface structures or near-surface structures with charged particles (electrons or ions), it is necessary to embed the cross-section of the specimen such that there are no three-dimensional edges in the vicinity of the cross-sectional area to be examined, that is, the cross-sectional area substantially planar embedded in an embedding material. Otherwise, such edges lead to inhomogeneous electric fields and thus image distortions. In addition, it is important that no charge of the sample occurs. In order to achieve a discharge of the charged particles, a conductive preparation of the sample to be examined with a ground fault is an essential prerequisite for an accurate imaging and analysis. Since some methods of chemical surface analysis require ultrahigh-vacuum conditions with pressures below ICT 9 mbar in the measuring chamber, the materials used for the preparation must be highly vacuum-compatible, that is, they must not outgas under these conditions.
In den meisten Fällen erfordert die Untersuchung eines Materi- alquerschnitts die Herstellung eines Querschliffs der zu untersuchenden Probe. Kleine Proben, wie Teile von Blechen oder Halbleiterwafern, müssen aufgrund ihrer geringen Materialstärke zum Schleifen und Polieren grundsätzlich eingebettet werden. Hierzu ist bekannt, Epoxidharze als Einbettmittel zu verwenden. Da Epoxidharze jedoch Nichtleiter sind, sind für die leitfähige Präparation von Querschliffen Epoxidharze mit leitfähigen Füllstoffen, wie Silberflocken oder Graphitpulver, bekannt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese Maßnahme das Problem der elektrischen Aufladung nicht vollständig löst. Da die leitfähigen Füllstoffe nämlich als isolierte Partikel im Epoxidharz vorliegen, kommt es in den mikroskopischen Bereichen zwischen den Füllkörpern noch immer zu gewissen Aufladungen, die sich bei Messungen störend bemerkbar machen. Darüber hinaus ist es in manchen Analysegeräten nicht möglich, mit in Epoxidharz eingebetteten Proben das erforderliche Ultrahochvakuum zu erreichen, da das Epoxidharz ausgast.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Verringerung von Aufladungen ist die Beschichtung der in Epoxidharz eingebetteten Probe mit einem dünnen Goldfilm. Die leitfähige Goldschicht führt zu einer Verteilung der elektrischen Ladungen auf der gesamten Oberfläche des Querschliffs und verringert damit den Effekt der Aufladung. Jedoch muss vor der Analyse die Goldschicht wieder von dem zu analysierenden Bereich entfernt werden. Zudem ist die aufgebrachte Goldschicht sehr empfindlich gegen mechanische Belastungen und garantiert nicht in jedem Fall einen Masseschluss . Da auch bei dieser Art der Präparation Epoxidharze verwendet werden, ist auch dieses Verfahren nur bedingt tauglich für Ultrahochvakuumanalysen.In most cases, the examination of a material cross-section requires the preparation of a cross-section of the sample to be examined. Small samples, such as parts of sheets or semiconductor wafers, have to be fundamentally embedded for grinding and polishing because of their low material thickness. For this purpose, it is known to use epoxy resins as embedding. However, because epoxy resins are nonconductive, epoxies with conductive fillers such as silver flake or graphite powder are known for the conductive preparation of cross sections. However, it has been found that this measure does not completely solve the problem of electrical charging. Since the conductive fillers are present as isolated particles in the epoxy resin, there are still certain charges in the microscopic areas between the fillers, which make disturbing measurements. In addition, in some analyzers it is not possible to achieve the required ultrahigh vacuum with samples embedded in epoxy resin because the epoxy outgasses. Another known method of reducing charge is coating the epoxy-embedded sample with a thin gold film. The conductive gold layer leads to a distribution of electric charges on the entire surface of the cross section, thus reducing the effect of charging. However, prior to analysis, the gold layer must be removed again from the area to be analyzed. In addition, the applied gold layer is very sensitive to mechanical stress and does not always guarantee a short to ground. Since epoxy resins are also used in this type of preparation, this method is also suitable only for ultra-high vacuum analyzes.
Aus den Druckschriften JP 2000-105 180 A, JP 03-243 844 A, JP 03-274 437 A, JP 2003-322 599 A und JP 09-166 526 A sind jeweils Verfahren zur Präparation von Probenkörpern bekannt, bei denen eine Probenfläche eines Probenkörpers mit einer Kontaktfläche eines anderen Körpers mittels einer Verbindung aus Klebstoffen, zumeist Epoxidharzen, zusammengefügt wird. Gemäß JP 2000-199 735 A werden zwei gleichartige Materialien mittels eines Klebstoffes verbunden, während in JP 09-210 885 A zwei ungleichartige Materialien miteinander mittels Epoxidharzes verbunden werden, wobei dann das Substratmaterial weggeätzt und das Probenmaterial freigelegt wird. Die Nachteile von Expoxidharzverbindungen, insbesondere ihre mangelnde elektrische Leitfähigkeit, wurden oben bereits angesprochen.From documents JP 2000-105 180 A, JP 03-243 844 A, JP 03-274 437 A, JP 2003-322 599 A and JP 09-166 526 A, methods for the preparation of specimens are known, in which a sample surface a specimen is combined with a contact surface of another body by means of a compound of adhesives, mostly epoxy resins. According to JP 2000-199 735 A, two similar materials are bonded by means of an adhesive, while in JP 09-210 885 A two dissimilar materials are bonded to each other by means of epoxy resin, wherein the substrate material is then etched away and the sample material is exposed. The disadvantages of epoxy resin compounds, in particular their lack of electrical conductivity, have already been mentioned above.
Aus DE 698 20 361 T2 ist ein Verfahren zur Präparation von Probenkörpern für die nachfolgende Analytik bekannt, bei dem je eine Probenfläche zweier gleicher Probenkörper über eine zwischen diese angeordnete Verbindung aus härtbarem Harz zusammengefügt werden. Des Weiteren offenbart diese Druckschrift ein Verfahren zur Untersuchung eines Laminatkörpers,
bestehend aus einem Siliziumwafer mit aufgesputterten Schichten von Titan (Ti) und Titannitrid (TiN) . Dieses zu untersuchende Objekt wird durch Ionenbestrahlung stellenweise so weit ausgedünnt, dass eine transmissionselektronenmikroskopische Untersuchung durch diese Stelle ermöglicht wird. Eine Verbindung des Probenkörpers mit weiteren Körpern ist nicht vorgesehen. Aufgrund der hohen Materialstärke des Probenkörpers ist hier keine Einbettung notwendig.From DE 698 20 361 T2, a method for the preparation of specimens for the subsequent analysis is known, in which each one sample surface of two identical specimens are joined together via a compound of hardenable resin arranged between them. Furthermore, this document discloses a method for examining a laminate body, consisting of a silicon wafer with sputtered layers of titanium (Ti) and titanium nitride (TiN). This object to be examined is thinned by ion irradiation in places so far that a transmission electron microscopic examination is made possible by this point. A connection of the sample body with other bodies is not provided. Due to the high material thickness of the specimen no embedding is necessary here.
In US 6,361,626 Bl wird ein Verfahren zur Untersuchung vonIn US 6,361,626 Bl a method for the investigation of
Lötlegierungen, insbesondere Sn-Al-Zn- und Sn-Bi-Al-Legierun- gen, beschrieben. Dabei werden zwei Kupferkörper unter Verwendung dieser Legierungen miteinander verlötet und die Lötverbindung hinsichtlich verschiedener mechanischer Parameter getestet. Hier bildet also der Probenkörper selbst die metallische Verbindung zweier Körper.Solder alloys, in particular Sn-Al-Zn and Sn-Bi-Al alloys, described. Two copper bodies are soldered together using these alloys and the solder joint is tested for various mechanical parameters. Here, therefore, the specimen itself forms the metallic connection of two bodies.
JP 2000-146 783 A betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von epitakisch aufgewachsenen Halbleiterwafern aus Galliumarsenid GaAs. Dabei wird über eine aufgebrachte und magnetisierte Nickelschicht eine Verbindung durch Magnetkraft zu einem Eisenkörper hergestellt. Schließlich wird die von der Nickelschicht und dem Eisenkörper abgewandte Rückseite der GaAs- Schicht massenspektroskopisch untersucht. Eine Untersuchung einer Querschnittfläche findet hingegen nicht statt. Eine auf elektrostatische Krafteinwirkung beruhende Verbindung ist aus JP 2004-061 204 A bekannt.JP 2000-146783 A relates to a method for the investigation of epitaxially grown semiconductor wafers of gallium arsenide GaAs. In this case, a compound is produced by magnetic force to an iron body via an applied and magnetized nickel layer. Finally, the rear side of the GaAs layer remote from the nickel layer and the iron body is examined by mass spectroscopy. An examination of a cross-sectional area, however, does not take place. An electrostatic force-based compound is known from JP 2004-061 204 A.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, ein Präparationsverfahren eines flächigen Probenkörpers für eine nachfolgende Analyse und/oder Vermessung einer Querschnittfläche des Probenkörpers zur Verfügung zu stellen, das ein Präparat hervorbringt, dessen elektrische Aufladung
während einer nachfolgenden Bestrahlung mit geladenen Teilchen weitgehend verhindert wird und das uneingeschränkt ultrahoch- vakuumtauglich ist. Es soll ferner ein entsprechendes Präparat eines flächigen Probenkörpers bereitgestellt werden.The present invention is therefore based on the technical object of providing a preparation method of a flat sample body for a subsequent analysis and / or measurement of a cross-sectional area of the sample body which produces a preparation whose electric charge during a subsequent irradiation with charged particles is largely prevented and that is fully suitable ultra high vacuum. It is also intended to provide a corresponding preparation of a flat specimen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein Präparat mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 15 gelöst.This object is achieved by a method and by a preparation having the features of claims 1 and 15, respectively.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass zumindest eine Probenfläche des Probenkörpers und zumindest eine Kontaktfläche eines Metallkörpers flächig über eine zwischen Probenfläche und Kontaktfläche angeordnete metallische Verbindung zusammengefügt werden. Dabei wird unter einem flächigen Probenkörper ein aus einem Metall oder Halbleiter bestehendes Gebilde mit zumindest einer im Wesentlichen ebenen Fläche verstanden, dessen Dicke (Materialstärke) typischerweise geringer ist als die Ausdehnungen der wenigstens einen, vorliegend als Probenfläche bezeichneten ebenen Hauptfläche des Probenkörpers. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Probenkörper um ein Gebilde mit zumindest zwei einander gegenüber liegenden im Wesentlichen planparallelen Probenflächen, insbesondere mit genau zwei im Wesentlichen planparallelen Probenflächen, die voneinander durch die Dicke d beabstandet sind. Die Verbindung kann durch stoffliche oder physikalische Verbindung des Pro- ben- und des Metallkörpers hergestellt werden (siehe unten) . Entscheidend ist, dass ein flächiger, elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen Proben- und Kontaktfläche entsteht.The method according to the invention provides that at least one sample surface of the sample body and at least one contact surface of a metal body are joined together in a planar manner via a metallic connection arranged between the sample surface and the contact surface. In this case, a flat specimen is understood as meaning a structure consisting of a metal or semiconductor with at least one substantially flat surface whose thickness (material thickness) is typically less than the extents of the at least one planar major surface of the specimen referred to herein as the specimen surface. Preferably, the sample body is a structure having at least two mutually opposite substantially plane-parallel sample surfaces, in particular with exactly two substantially plane-parallel sample surfaces, which are spaced from each other by the thickness d. The compound can be prepared by material or physical connection of the sample and metal bodies (see below). It is crucial that a flat, electrically conductive contact between sample and contact surface is formed.
Der mindestens eine, mit dem Probenkörper zusammengefügte Me- tallkörper bildet eine für die nachfolgende Bearbeitung, insbesondere Schleifen und/oder Polieren, notwendige Einbettung. Auf der anderen Seite wird durch die elektrisch leitfähige metallische Verbindung des Probenkörpers mit dem Metallkörper
der notwendige Masseschluss gewährleistet, der eine Aufladung des Präparats während einer Bestrahlung mit geladenen Teilchen verhindert. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ergibt sich durch die praktisch ausschließliche Verwendung von metalli- sehen Komponenten. Da nämlich das Verfahren ohne die Verwendung von polymeren Werkstoffen, wie Epoxidharz oder Klebstoffen, auskommt, ist das erfindungsgemäße leitfähige Querschnittpräparat uneingeschränkt hochvakuumtauglich.The at least one metal body joined to the specimen forms an embedding necessary for subsequent processing, in particular grinding and / or polishing. On the other hand, by the electrically conductive metallic compound of the specimen with the metal body ensures the necessary ground fault, which prevents charging of the preparation during irradiation with charged particles. Another advantage of the method results from the virtually exclusive use of metallic components see. In fact, since the process does not require the use of polymeric materials, such as epoxy resin or adhesives, the conductive cross-sectional preparation according to the invention is of unlimited high vacuum capability.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, zwei einander gegenüberliegende Probenflächen des Probenkörpers und jeweils eine Kontaktfläche zumindest eines Metallkörpers über eine metallische Verbindung zusammenzufügen. In diesem Zusammenhang wird insbesondere jede der Probenflächen mit jeweils einem Metallkörper zusammengefügt.A particularly preferred embodiment of the method provides to assemble two opposing sample surfaces of the sample body and each a contact surface of at least one metal body via a metallic compound. In this connection, in particular, each of the sample surfaces is joined together with one metal body each.
Nach einer alternativen Ausführungsvariante wird ein einziger Metallkörper mit einer Aussparung eingesetzt, welche vorzugsweise mindestens zwei Kontaktflächen aufweist. Dabei wird der Probenkörper in die passgenaue Aussparung eingefügt, so dass jeweils eine metallische Verbindung zwischen den zwei gegenüberliegenden Probenflächen des Probenkörpers und den beiden Kontaktflächen der Aussparung des Metallkörpers erzeugt wird. Im Falle eines planparallelen Probenkörpers kann die (nutför- mige) Aussparung des Metallkörpers einen sich verjüngenden oder erweiternden Querschnitt aufweisen, so dass der eingefügte Probenkörper mit einer Klemmspannung beaufschlagt wird.According to an alternative embodiment, a single metal body is used with a recess, which preferably has at least two contact surfaces. In this case, the sample body is inserted into the precisely fitting recess, so that in each case a metallic connection between the two opposite sample surfaces of the sample body and the two contact surfaces of the recess of the metal body is generated. In the case of a plane-parallel sample body, the (groove-shaped) recess of the metal body may have a tapering or widening cross section, so that a clamping voltage is applied to the inserted sample body.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, mindestens eine der Probenflächen eines ersten Probenkörpers mit einer Probenfläche eines zweiten Probenkörpers über eine metallische Verbindung zusammenzufügen. Ein solches Gefüge aus zwei oder mehr Probenkörpern kann dann über eine
weitere metallische Verbindung in der vorherstehend beschriebenen Weise mit einem oder mehreren Metallkörpern zusammengefügt werden. In diesem Zusammenhang ist besonders bevorzugt vorgesehen, Probenkörper aus einem gleichen Material oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften, insbesondere ähnlichen Härten, zu verwenden. Auf diese Weise wird der nachfolgende Materialabtrag erleichtert.A further advantageous embodiment of the method provides to assemble at least one of the sample surfaces of a first sample body with a sample surface of a second sample body via a metallic compound. Such a structure of two or more specimens can then on a further metallic compound in the manner described above with one or more metal bodies are joined together. In this context, it is particularly preferred to use specimens made of a same material or a material with similar properties, in particular similar hardnesses. In this way, the subsequent material removal is facilitated.
In allen vorstehend aufgeführten Varianten wird die metalli- sehe Verbindung vorzugsweise erzeugt, indem zunächst eine metallische Beschichtung auf der zumindest einen Probenfläche des Probenkörpers und/oder auf der zumindest einen Kontaktfläche des Metallkörpers erzeugt wird, wobei vorzugsweise sowohl auf Probenfläche als auch auf der anzufügenden Kontaktfläche des Metallkörpers jeweils eine metallische Beschichtung aufgebracht wird. Anschließend werden die so beschichteten Flächen aneinander gefügt und miteinander verbunden. Bestehen die metallischen Beschichtungen auf Probenkörper und Metallkörper aus dem gleichen Material, kann das Fügen insbesondere durch Verschweißen erfolgen, wobei Diffusionsschweißen aufgrund seiner guten Materialschonung bevorzugt wird. Werden unterschiedliche Materialien für die metallische Beschichtung auf der Probenfläche einerseits und der Kontaktfläche andererseits verwendet, kann das Fügen durch Verlöten erfolgen. Neben der stofflichen Verbindung durch Schweißen oder Löten kann die metallische Verbindung alternativ auch ausschließlich durch physikalische Kontaktierung realisiert werden, beispielsweise durch Kraftschluss, indem die ebenen Proben- und Kontaktflächen (von denen mindestens eine metallisch beschichtet ist) unter Beaufschlagung mit einer Presskraft aufeinander gehalten werden. Die Erzeugung einer metallischen Verbindung zwischen zwei Probenkörpern erfolgt in analoger Weise.
Die metallische Verbindung bzw. die metallische Beschichtung auf der Probenfläche und/oder der Kontaktfläche besteht im Wesentlichen aus einem Metall oder einer Metalllegierung oder einer eutektischen Mischung, wobei Materialien mit geringer Oxidationsneigung und hoher elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere einem Edelmetall oder einer edelmetallhaltigen Legierung, bevorzugt werden. Als gut geeignet haben sich beispielsweise Gold oder eutektische Legierungen, beispielsweise Gold/Zinn (Au/Sn) , erwiesen.In all the variants listed above, the metallic compound is preferably produced by first producing a metallic coating on the at least one sample surface of the sample body and / or on the at least one contact surface of the metal body, preferably both on the sample surface and on the contact surface to be applied the metal body is applied in each case a metallic coating. Subsequently, the surfaces coated in this way are joined together and joined together. If the metallic coatings on specimens and metal body of the same material, the joining can be done in particular by welding, with diffusion welding is preferred due to its good material conservation. If different materials for the metallic coating on the sample surface on the one hand and the contact surface on the other hand used, the joining can be done by soldering. In addition to the material connection by welding or soldering, the metallic compound can alternatively be realized solely by physical contact, for example by adhesion, by the flat sample and contact surfaces (of which at least one is metallically coated) are held under pressure with a pressing force. The production of a metallic connection between two specimens takes place in an analogous manner. The metallic compound or the metallic coating on the sample surface and / or the contact surface consists essentially of a metal or a metal alloy or a eutectic mixture, with materials with low tendency to oxidation and high electrical conductivity, in particular a noble metal or a noble metal-containing alloy are preferred , For example, gold or eutectic alloys, for example gold / tin (Au / Sn), have proven to be very suitable.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird die zu analysierende Querschnittfläche des Probenkörpers durch nachträgliche spanende Materialabtragung des Gefüges, bestehend aus mindestens einem Probenkörper, mindestens einem Metallkörper und den entsprechenden metallischen Verbindungen zwischen diesen, erzeugt. Insbesondere wird dieses Gefüge geschliffen und/oder geläppt und/oder poliert, so dass eine plane und glatte Querschnittfläche des Probenkörpers entsteht.According to a preferred embodiment, the cross-sectional area of the specimen to be analyzed is produced by subsequent material removal of the structure, consisting of at least one specimen, at least one metal body and the corresponding metallic connections between them. In particular, this structure is ground and / or lapped and / or polished, so that a flat and smooth cross-sectional area of the sample body is formed.
Nach einer alternativen Ausgestaltung weist der Probenkörper eine glatte Bruchfläche auf, so dass die zu analysierende Querschnittfläche des Probenkörpers erzeugt wird, indem er mit der mindestens einen Kontaktfläche des mindestens einen Metallkörpers in der beschriebenen Weise bündig zusammengefügt wird.According to an alternative embodiment, the sample body has a smooth fracture surface, so that the cross-sectional area of the sample body to be analyzed is generated by being flush-mounted with the at least one contact surface of the at least one metal body in the manner described.
Bei dem Probenkörper handelt es sich typischerweise um einen Wafer, insbesondere einen Halbleiterwafer, beispielsweise aus Silizium (Si) oder Galliumarsenid (GaAs) . Grundsätzlich kann mit dem Verfahren jedoch jegliche flächige Struktur, beispielsweise ein Metallblech, präpariert werden. Besonders gute Ergebnisse werden bei Materialstärken von höchstens 10 mm, insbesondere von höchstens 1 mm, erzielt. Typische Dicken von
Halbleiterwafern betragen 100 bis 1000 μm, insbesondere 300 bis 600 μm. Eine untere Beschränkung der Dicken der Probenkörper besteht nicht, so dass auch Proben mit einer Dicke im Mikrometerbereich oder darunter eingesetzt werden können.The specimen is typically a wafer, in particular a semiconductor wafer, for example of silicon (Si) or gallium arsenide (GaAs). In principle, however, any planar structure, for example a metal sheet, can be prepared with the method. Particularly good results are achieved with material thicknesses of at most 10 mm, in particular of at most 1 mm. Typical thicknesses of Semiconductor wafers are 100 to 1000 microns, especially 300 to 600 microns. There is no lower limit on the thickness of the specimens, so that specimens with a thickness in the micrometer range or less can be used.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Probenkörper ein Muster als Fokussierungshilfe und/oder Kalibrierungshilfe für ein Messgerät, insbesondere ein spektrometrisches oder mikroskopisches Gerät, auf. Insbe- sondere kann die Querschnittfläche des Probenkörpers einAccording to a particularly advantageous embodiment of the invention, the sample body has a pattern as a focusing aid and / or calibration aid for a measuring device, in particular a spectrometric or microscopic device on. In particular, the cross-sectional area of the sample body may be a
Streifenmuster aus mindestens zwei unterscheidbaren Materialien mit definierten Abständen aufweisen, das eine Bestimmung der lateralen Auflösung des verwendeten Messgerätes erlaubt. Eine bevorzugte Anordnung von Streifenmustern im Nanometer- bereich ist in der älteren Anmeldung DE 10 2005 009 514.3 beschrieben, deren Inhalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen ist.Have striped pattern of at least two distinguishable materials with defined intervals, which allows a determination of the lateral resolution of the measuring device used. A preferred arrangement of stripe patterns in the nanometer range is described in the earlier application DE 10 2005 009 514.3, the contents of which are fully incorporated in the present application.
Die Erfindung betrifft ferner ein nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren herstellbares Präparat, das mindestens einen flächigen Probenkörper mit zumindest einer Probenfläche und zumindest einem Metallkörper mit mindestens einer Kontaktfläche umfasst, wobei die zumindest eine Probenfläche des Probenkörpers und die zumindest eine Kontaktfläche des Metallkör- pers über eine metallische Verbindungsschicht flächig zusammengefügt sind.The invention further relates to a preparation which can be produced according to the method described above and which comprises at least one flat specimen with at least one specimen surface and at least one metal body with at least one contact surface, wherein the at least one specimen surface of the specimen and the at least one contact surface of the specimen via a metallic compound layer are joined together flat.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further preferred embodiments of the invention are the subject of the remaining dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur la-d Verfahrensstufen zur Herstellung eines Querschnittpräparates nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;The invention will be explained in more detail in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it: Figure la-d process steps for producing a cross-sectional preparation according to a first embodiment of the invention;
Figur 2 ein fertiges Querschnittpräparat nach einer zweiten2 shows a finished cross-sectional preparation after a second
Ausgestaltung der Erfindung;Embodiment of the invention;
Figur 3 Verfahrensstufen zur Herstellung eines Querschnittpräparates nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung undFigure 3 process steps for the preparation of a cross-sectional preparation according to a third embodiment of the invention and
Figur 4 ein fertiges Querschnittpräparat nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung.4 shows a finished cross-sectional preparation according to a fourth embodiment of the invention.
Gemäß der in Figur 1 gezeigten Verfahrensvariante wird einAccording to the process variant shown in Figure 1 is a
Probenkörper 10 mit jeweils einem Metallkörper 14 metallisch verbunden. Bei dem Probenkörper 10 handelt es sich um einen Halbleiterwafer oder ein Teilstück eines solchen, beispielsweise aus Silizium oder Galliumarsenid, mit zwei im Wesent- liehen planparallelen, mit einer Dicke d beabstandeten Probenflächen 12 (Figur Ia) . Die Dicke d des Probenkörpers beträgt im vorliegenden Beispiel etwa 400 μm. Jede der Probenflächen 12 wird mit jeweils einer Kontaktfläche 16 eines Metallkörpers 14 verbunden. Das Material der Metallkörper 14 wird bevorzugt so ausgewählt, dass seine mechanischen Eigenschaften, insbesondere seine Härte, dem Material des Probenkörpers möglichst stark ähneln. Das Material der Metallkörper 14 sollte ferner elektrisch leitfähig sein und nicht magnetisch. Im Falle von Si- oder GaAs-Wafern hat sich beispielsweise Edelstahl be- währt. Dabei kann die Stahlzusammensetzung auf die erwähnten Materialeigenschaften der Probe abgestimmt werden.
Im dargestellten Beispiel werden sowohl die Probenflächen 12 des Probenkörpers 10 sowie auch die Kontaktflächen 16 der Metallkörper 14 mit jeweils einer metallischen Beschichtung 18 bzw. 20 versehen (Figur Ib) . Die metallischen Beschichtungen 18, 20 bestehen beispielsweise aus Gold oder einer eutekti- schen Mischung, wobei die Beschichtungen 18 des Probenkörpers 10 eine andere Materialzusammensetzung aufweisen können als die Beschichtungen 20 der Metallkörper 14.Sample body 10, each metallically connected to a metal body 14. The specimen 10 is a semiconductor wafer or a portion thereof, for example of silicon or gallium arsenide, with two substantially plane-parallel, with a thickness d spaced sample surfaces 12 (Figure Ia). The thickness d of the specimen in the present example is about 400 μm. Each of the sample surfaces 12 is connected to a respective contact surface 16 of a metal body 14. The material of the metal body 14 is preferably selected so that its mechanical properties, in particular its hardness, are as similar as possible to the material of the specimen. The material of the metal body 14 should also be electrically conductive and non-magnetic. In the case of Si or GaAs wafers, for example, stainless steel has proven itself. In this case, the steel composition can be matched to the mentioned material properties of the sample. In the illustrated example, both the sample surfaces 12 of the sample body 10 and also the contact surfaces 16 of the metal bodies 14 are each provided with a metallic coating 18 or 20 (FIG. 1b). The metallic coatings 18, 20 consist for example of gold or of a eutectic mixture, wherein the coatings 18 of the sample body 10 may have a different material composition than the coatings 20 of the metal bodies 14.
Entsprechend der in Figur Ib eingezeichneten Pfeilrichtungen werden die Komponenten an ihren beschichteten Seitenflächen 12 und 16 aneinander gefügt. Anschließend erfolgt die Verbindung der metallischen Beschichtungen 18, 20 durch Verschweißen (im Falle gleichartiger metallischer Beschichtungen 18, 20), im vorliegenden Beispiel durch Diffusionsschweißen. Dafür wird das Gesamtgefüge mit einem Anpressdruck beaufschlagt und über beispielsweise einen Tag bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Beschichtungsmaterials, hier bei 4000C, gelagert. Das Ergebnis ist in Figur Ic dargestellt, wobei die erzeugte metallischen Verbindungen zwischen dem Probenkörper 10 und den Metallkörpern 14 mit 22 bezeichnet sind.In accordance with the arrow directions shown in FIG. 1b, the components are joined to one another on their coated side surfaces 12 and 16. Subsequently, the connection of the metallic coatings 18, 20 by welding (in the case of similar metallic coatings 18, 20), in the present example by diffusion welding. For this, the entire structure is subjected to a contact pressure and stored over, for example, one day at a temperature below the melting temperature of the coating material, here at 400 ° C. The result is shown in Figure Ic, wherein the generated metallic connections between the sample body 10 and the metal bodies 14 are designated 22.
Zur Erzeugung einer Querschnittfläche des Probenkörpers 10 wird das gesamte in Figur Ic dargestellte Gefüge, bestehend aus dem Probekörper 10, den zwei Metallkörpern 14 sowie den dazwischen angeordneten metallischen Verbindungen 22 zunächst geschliffen und/oder geläppt und abschließend poliert. Das resultierende Querschnittpräparat 100, das zumindest einseitig die zu analysierende Querschnittfläche 24 aufweist, ist in Figur Id dargestellt.To produce a cross-sectional area of the specimen 10, the entire structure shown in Figure Ic, consisting of the specimen 10, the two metal bodies 14 and the interposed metallic compounds 22 is first ground and / or lapped and finally polished. The resulting cross-sectional preparation 100, which has the cross-sectional area 24 to be analyzed at least on one side, is shown in FIG.
Auch gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung werden beide Probenflächen 12 des
Probenkörpers 10 mit jeweils einem Metallkörper 14, 14a über metallische Verbindungen 22 zusammengefügt. Anders als bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel weist hier jedoch einer der beiden Metallkörper (14a) einen L-förmigen Längsschnitt auf, so dass zwischen dem unteren Schenkel des Metallkörpers 14a und dem Probenkörper 10 sowie dem zweiten Metallkörper 14 eine weitere metallische Verbindung 26 vorliegt. Die zusätzliche metallische Verbindung 26 zwischen den beiden Metallkörpern 14, 14a führt zu einer Erhöhung der mechanischen Stabilität des Präparats 100.Also, according to the embodiment of the present invention shown in Figure 2, both sample surfaces 12 of the Sample body 10, each with a metal body 14, 14 a via metallic connections 22 joined together. In contrast to the example shown in FIG. 1, however, one of the two metal bodies (14a) has an L-shaped longitudinal section, so that a further metallic connection 26 is present between the lower leg of the metal body 14a and the sample body 10 and the second metal body 14 , The additional metallic connection 26 between the two metal bodies 14, 14 a leads to an increase in the mechanical stability of the preparation 100.
Gemäß dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Probenkörper 10 mit einem einzigen Metallkörper 14 verbunden, der eine Aussparung 28 aufweist, die über zwei gegenüber- liegende Kontaktflächen 16 verfügt. Figur 3a zeigt die entsprechende Verfahrensstufe, in der sowohl die Probenflächen 12 des Probenkörpers 10 mit einer metallischen Beschichtung 18 als auch die Kontaktflächen 16 des Metallkörpers 14 mit einer metallischen Beschichtung 20 bereits versehen sind. Vorzugs- weise weist die Nut 28 eine in Richtung des Metallkörperbodens, das heißt in der vorliegenden Darstellung nach unten, zunehmende Dicke auf. Um den beschichteten Probenkörper 10 in die Aussparung 28 einfügen zu können, wird der Metallkörper 14 leicht auseinander gespreizt. Die keilförmige Ausgestaltung der Aussparung 28 hat den Vorteil, dass eine Beaufschlagung des Gefüges mit einem äußeren Anpressdruck für die anschließende Verschweißung entfällt. Alternativ erlaubt diese Gestaltung auch, auf eine stoffliche Verbindung durch Schweißen oder Löten zu verzichten und statt dessen die Verbindung aus- schließlich physikalisch durch Kraftschluss zu erzeugen, indem der Probenkörper 10 unter Klemmspannung des Metallkörpers 14 in dessen Nut 28 gehalten wird. Figur 3b zeigt das Gefüge nach dem Verschweißen (oder dem Kraftschluss) , wobei die metalli-
sehen Verbindungen wiederum mit 22 bezeichnet sind. Anschließend erfolgt wiederum ein Schleifen und Polieren der Oberfläche (Ergebnis nicht dargestellt) .According to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 3, the specimen body 10 is connected to a single metal body 14 which has a recess 28 which has two opposing contact surfaces 16. FIG. 3 a shows the corresponding process stage in which both the sample surfaces 12 of the sample body 10 with a metallic coating 18 and the contact surfaces 16 of the metal body 14 with a metallic coating 20 are already provided. The groove 28 preferably has an increasing thickness in the direction of the metal body bottom, that is to say in the present illustration. In order to insert the coated sample body 10 in the recess 28, the metal body 14 is slightly spread apart. The wedge-shaped configuration of the recess 28 has the advantage that a loading of the structure with an external contact pressure for the subsequent welding is eliminated. Alternatively, this design also makes it possible to dispense with a material connection by welding or soldering and instead to generate the connection exclusively physically by frictional connection, by holding the specimen body 10 under clamping stress of the metal body 14 in its groove 28. FIG. 3b shows the microstructure after the welding (or the frictional connection), wherein the metallic see connections are again denoted by 22. This is followed by grinding and polishing of the surface (result not shown).
Figur 4 zeigt ein fertiges Querschnittpräparat 100, bei dem ein erster flächiger Probenkörper 10 und ein zweiter flächiger Probenkörper 10a gleichen Materials zusammengefügt sind. Zur Herstellung wurden zunächst die Probenkörper 10 und 10a mit jeweils einer Metallschicht beschichtet, aneinander gefügt und verschweißt. Dieses Paket wurde anschließend mit den zwei Metallkörpern 14 gemäß der anhand von Figur 1 beschriebenen Vorgehensweise verbunden. Selbstverständlich können auch die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsvarianten mit zwei oder mehr Probenkörpern 10 ausgeführt werden.
FIG. 4 shows a finished cross-sectional preparation 100 in which a first flat specimen 10 and a second specimen 10 a of the same material are joined together. For the preparation of the sample body 10 and 10a were first coated with a metal layer, joined together and welded. This package was then connected to the two metal bodies 14 according to the procedure described with reference to FIG. Of course, the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 can also be carried out with two or more sample bodies 10.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Probenkörper 10a zweiter Probenkörper10 specimen 10a second specimen
12 Probenfläche12 sample area
14 Metallkörper14 metal bodies
14a Metallkörper14a metal body
16 Kontaktfläche 18 metallische Beschichtung des Probenkörpers16 contact surface 18 metallic coating of the specimen
20 metallische Beschichtung des Metallkörpers20 metallic coating of the metal body
22 metallische Verbindung22 metallic compound
24 Querschnittfläche24 cross-sectional area
26 metallische Verbindung 28 Aussparung26 metallic connection 28 recess
100 Präparat
100 preparation
Claims
1. Verfahren zur Präparation eines flächigen Probenkörpers1. A method for the preparation of a flat specimen
(10) für eine nachfolgende Analyse und/oder Vermessung einer Querschnittfläche (24) des Probenkörpers (10), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Probenfläche (12) des Probenkörpers (10) und zumindest eine Kontaktfläche (16) eines Metallkörpers (14) flächig über eine zwischen der Probenfläche (12) und der Kontaktfläche (16) angeordnete metallische Verbindung (22) zusammengefügt werden.(10) for a subsequent analysis and / or measurement of a cross-sectional area (24) of the sample body (10), characterized in that at least one sample surface (12) of the sample body (10) and at least one contact surface (16) of a metal body (14) surface via a between the sample surface (12) and the contact surface (16) arranged metallic compound (22) are joined together.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkörper (10) zumindest zwei im Wesentlichen planparallele Probenflächen (12) aufweist, insbesondere genau zwei.2. The method according to claim 1, characterized in that the sample body (10) has at least two substantially plane-parallel sample surfaces (12), in particular exactly two.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander gegenüberliegende Probenflächen (12) des Pro- benkörpers (10) und jeweils eine Kontaktfläche (16) zumindest eines Metallkörpers (14) über jeweils eine metallische Verbindung (22) zusammengefügt werden, insbesondere mit jeweils einem Metallkörper (14) pro Probenfläche (12) .3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that two opposing sample surfaces (12) of the sample body (10) and each a contact surface (16) at least one metal body (14) via a respective metallic compound (22) are joined together , in particular each having a metal body (14) per sample surface (12).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkörper (10) mit zumindest zwei Metallkörpern (14) zusammengefügt wird und zwischen den zumindest zwei Metall- körpern (14) an mindestens einer Grenzfläche eine metallische Verbindung (26) besteht.4. The method according to claim 3, characterized in that the sample body (10) is joined together with at least two metal bodies (14) and between the at least two metal bodies (14). Body (14) at least one interface, a metallic compound (26).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkörper (10) in eine zumindest zwei Kontaktflächen (16) aufweisende Aussparung (28) eines Metallkörpers (14) eingefügt wird und jeweils eine metallische Verbindung (22) zwischen zwei Probenflächen (12) und den beiden Kontaktflä- chen (16) erzeugt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sample body (10) in a at least two contact surfaces (16) having recess (28) of a metal body (14) is inserted and in each case a metallic compound (22) between two sample surfaces ( 12) and the two contact surfaces (16).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkörper (10) über mindestens eine Probenfläche (12) mit einem zweiten Probenkörper (10a), insbesondere aus gleichem Material oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften, über eine metallische Verbindung (22) verbunden wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sample body (10) via at least one sample surface (12) with a second sample body (10a), in particular of the same material or a material having similar properties, via a metallic compound (22 ) is connected.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Verbindung (22) durch Erzeugen einer metallischen Beschichtung (18) auf der zumindest einen Probenfläche (12) des Probenkörpers (10) und/oder einer metalli- sehen Beschichtung (20) auf der zumindest einen Kontaktfläche (16) des Metallkörpers (14) und nachfolgendem Fügen hergestellt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the metallic compound (22) by generating a metallic coating (18) on the at least one sample surface (12) of the sample body (10) and / or a metallic see coating (20 ) is produced on the at least one contact surface (16) of the metal body (14) and subsequent joining.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen durch stoffliche Verbindung, insbesondere durch Verschweißen oder Verlöten, oder durch physikalische Verbindung, insbesondere durch Kraftschluss, erfolgt. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the joining by material connection, in particular by welding or soldering, or by physical connection, in particular by adhesion, takes place.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Verbindung (22) im Wesentlichen aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere einem Edelmetall oder einer edelmetallhaltigen Legierung, besteht.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the metallic compound (22) consists essentially of a metal or a metal alloy, in particular a noble metal or a noble metal-containing alloy.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu analysierende Querschnittfläche (24) des Probenkörpers (10) durch nachträgliche spanende Materialabtragung, insbesondere durch Schleifen und/oder Läppen und/oder Polieren, erzeugt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the to be analyzed cross-sectional area (24) of the sample body (10) by subsequent machining material removal, in particular by grinding and / or lapping and / or polishing, is generated.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu analysierende Querschnittfläche (24) des Probenkörpers (10) eine glatte Bruchfläche ist und die zumindest eine Probenfläche (12) des Probenkörpers (10) und die zumindest eine Kontaktfläche (16) des Metallkörpers (14) bündig zusammengefügt werden.11. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the to be analyzed cross-sectional area (24) of the sample body (10) is a smooth fracture surface and the at least one sample surface (12) of the sample body (10) and the at least one contact surface ( 16) of the metal body (14) are joined flush.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkörper (10) eine Dicke (d) von höchstens 10 mm, insbesondere von höchstens 1 mm, aufweist.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sample body (10) has a thickness (d) of at most 10 mm, in particular of at most 1 mm.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkörper (10) ein Halbleiterwafer oder ein Teilstück eines solchen ist. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sample body (10) is a semiconductor wafer or a portion of such.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkörper (10) ein Muster als Fokussierungshilfe und/oder Kalibrierungshilfe für ein Messgerät, insbesondere ein spektrometrisches oder mikroskopisches Gerät, aufweist.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sample body (10) has a pattern as a focusing aid and / or calibration aid for a measuring device, in particular a spectrometric or microscopic device.
15. Präparat (100), herstellbar nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend mindestens einen flächigen Probenkörper (10) mit zumindest einer Probenfläche (12), zumindest einen Metallkörper (14) mit mindestens einer Kontaktfläche (16), wobei die zumindest eine Probenfläche (12) und die zumindest eine Kontaktfläche (16) über eine metallische Verbindungsschicht (22) flächig zusammengefügt sind. 15. A preparation (100), which can be produced by a method according to one of claims 1 to 14, comprising at least one flat sample body (10) with at least one sample surface (12), at least one metal body (14) with at least one contact surface (16) the at least one sample surface (12) and the at least one contact surface (16) are joined together flat over a metallic connecting layer (22).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005042075.3 | 2005-08-31 | ||
DE200510042075 DE102005042075B3 (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Sample analysis method for preparing a flat sample body makes the sample body available for subsequent analysis/measurement of its cross-sectional surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2007025961A1 true WO2007025961A1 (en) | 2007-03-08 |
Family
ID=37199056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2006/065766 WO2007025961A1 (en) | 2005-08-31 | 2006-08-29 | Method for preparation of a planar sample body and preparation |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005042075B3 (en) |
WO (1) | WO2007025961A1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58161845A (en) * | 1982-03-20 | 1983-09-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Treatment of sample for electron microscope |
JPS62247227A (en) * | 1986-04-21 | 1987-10-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of test piece for simulation of material fluidization |
JPH08271676A (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Method for forming metal phase test body of metal tubular sample material |
JP2000146783A (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-26 | Fujitsu Ltd | Semiconductor evaluation method |
JP2000180318A (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Method for preparing sample for analyzing pole surface layer part in electron beam micro-analysis |
JP2002055030A (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Method for analyzing semiconductor device |
US6361626B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-03-26 | Fujitsu Limited | Solder alloy and soldered bond |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD270139A1 (en) * | 1988-03-21 | 1989-07-19 | Koethen Ing Hochschule | METHOD FOR PRODUCING AXIAL SYMMETRIC SAMPLES AND TESTING FOR WELDING SUITABILITY |
JP3304836B2 (en) * | 1997-08-07 | 2002-07-22 | シャープ株式会社 | Observation of reaction process by transmission electron microscope |
-
2005
- 2005-08-31 DE DE200510042075 patent/DE102005042075B3/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-08-29 WO PCT/EP2006/065766 patent/WO2007025961A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58161845A (en) * | 1982-03-20 | 1983-09-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Treatment of sample for electron microscope |
JPS62247227A (en) * | 1986-04-21 | 1987-10-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of test piece for simulation of material fluidization |
JPH08271676A (en) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Method for forming metal phase test body of metal tubular sample material |
JP2000146783A (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-26 | Fujitsu Ltd | Semiconductor evaluation method |
JP2000180318A (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Method for preparing sample for analyzing pole surface layer part in electron beam micro-analysis |
JP2002055030A (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Method for analyzing semiconductor device |
US6361626B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-03-26 | Fujitsu Limited | Solder alloy and soldered bond |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JOSEPH D. GELLER AND PAUL D. ENGLE: "Sample Preparation for Electron Probe Microanalysis - Pushing the Limits", JOURNAL OF RESEARCH OF THE NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY, vol. 107, no. 6, December 2002 (2002-12-01), XP002406399 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102005042075B3 (en) | 2007-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69837690T2 (en) | Device for removing foreign matter adhered to a probe tip end surface | |
DE4341149C2 (en) | Multipole device and method for producing a multipole device | |
DE68925106T2 (en) | Tunnel unit and scanning head for a tunnel scanning microscope | |
EP1818970B1 (en) | Method for preparing a sample for electron microscopic investigation, the sample carrier and transport carrier used | |
DE102005040267B4 (en) | Method for producing a multilayer electrostatic lens arrangement, in particular a phase plate and such a phase plate | |
DE102006023167B3 (en) | Bonding wire, manufacturing method for a bonding wire and wedge-wedge wire bonding method | |
EP2443645B1 (en) | Low-interference sensor head for a radiation detector, as well as a radiation detector which contains this low-interference sensor head | |
WO1991019972A1 (en) | Process and device for inspecting coated metal surfaces | |
DE102010020933A1 (en) | Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry-target for the sample analysis, comprises a matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight plate, a graphene layer, and a metal layer or silicon layer | |
EP2286275A1 (en) | Sensor head for an x-ray detector and x-ray detector containing said sensor head | |
DE112017007508T5 (en) | Charge particle beam device and method for measuring sample thickness | |
DE102007030910A1 (en) | pressure sensor | |
DE102018009623B4 (en) | Method for the electrical examination of electronic components of an integrated circuit | |
DE2905496A1 (en) | ULTRASONIC PROBE AND METHOD OF MANUFACTURING IT | |
DE202012101143U1 (en) | sensor device | |
DE102005042075B3 (en) | Sample analysis method for preparing a flat sample body makes the sample body available for subsequent analysis/measurement of its cross-sectional surface | |
DE102013111319B4 (en) | Ultrasonic test head with novel electrical contacting of a comprehensive ultrasonic transducer and method for producing a test head according to the invention | |
DE69633505T2 (en) | deflection | |
DE102009051374A1 (en) | Apparatus for refelecting accelerated electrons | |
DE19605855A1 (en) | Detector lens for corpuscular beam devices | |
DE112004001895T5 (en) | Electron spectroscope with emission induced by a monochromatic electron beam | |
DE102016105494A1 (en) | BOND TOOL TIP, BOND TOOL, METHOD FOR PRODUCING A BOND TOOL TIP AND METHOD FOR PRODUCING A BOND COMPOUND | |
DE102015212565A1 (en) | Apparatus and method for reversible contacting | |
DE102015219427B4 (en) | Piezo element and ultrasonic transducer with a piezo element | |
DE102008035163B4 (en) | electron microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06793051 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |