Tem樣品支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及TEM樣品制備領(lǐng)域，具體涉及一種新型的去除樣品表面聚合物的TEM樣品支架。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造業(yè)中，有各種各樣的檢測(cè)設(shè)備，其中EM是用于檢測(cè)組成器件的薄膜的形貌、尺寸及特性的一個(gè)重要工具。常用的EM包括TEM(Transmiss1n ElectronMicroscope 透射電子顯微鏡)和 STEM (Scanning Transmiss1n Electron Microscope 掃描透射電子顯微鏡)。TEM的工作原理是將需檢測(cè)的樣片以切割、研磨、離子減薄等方式減薄，然后放入TEM觀測(cè)室，以高壓加速的電子束照射樣片，將樣片形貌放大、投影到屏幕上，照相，然后進(jìn)行分析，TEM的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是具有較高的分辨率，可觀測(cè)極薄薄膜的形貌及尺寸。
[0003]當(dāng)肖U，在TEM樣品制備中還存在如下冋題:
[0004]1.當(dāng)TEM樣品存放較長時(shí)間之后，會(huì)在樣品表面沉積碳污染，由此導(dǎo)致TEM/STEM的圖片質(zhì)量不佳。這是由于來自于空氣中的聚合物吸附在樣品表面，在會(huì)聚電子束的照射下會(huì)分解成碳、一氧化碳、二氧化碳等可揮發(fā)氣體，這些可揮發(fā)氣體會(huì)被抽走，只有碳會(huì)沉積在TEM樣品表面，只有徹底清除吸附在樣品表面的聚合物才能避免在STEM分析時(shí)的碳污染。
[0005]2.我們可以采取RIE(Reactive 1n Etching，反應(yīng)離子刻蝕)工藝來一定的recipe去除樣品表面的聚合物，RIE中的氧等離子體由于具備較強(qiáng)的氧化性，能夠氧化聚合物并且反應(yīng)分解生成氣體來達(dá)到清理的目的。但是目前卻沒有合適的支架或者是夾具來固定TEM樣品。當(dāng)RIE工具抽真空時(shí)，沒有任何承載物的TEM樣品由于質(zhì)量太輕很容易被真空抽走。
[0006]參照?qǐng)D1所示，為當(dāng)前普遍采用方法來去除TEM樣品表面的聚合物:首先用鑷子輕輕的取環(huán)網(wǎng)支撐臺(tái)2 ;之后用夾子I小心地夾住環(huán)網(wǎng)支撐臺(tái)2的邊緣，使用普通夾子I固定環(huán)網(wǎng)支撐臺(tái)2以使得樣品3上下表面在RIE的氧等離子體4氣氛中去除聚合物。但是因?yàn)榄h(huán)網(wǎng)支撐臺(tái)的邊緣寬度W很窄(僅為0.3mm)，這意味著一旦夾子I碰到TEM樣品3，就需要重新制備樣品，這樣就會(huì)浪費(fèi)樣品制備時(shí)間及機(jī)臺(tái)使用效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種TEM樣品支架，在將TEM樣品放置到本實(shí)用新型提供的支架上進(jìn)行清潔時(shí)，能夠很好的避免對(duì)樣品造成損傷。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種樣品支架，其中，包括:
[0009]基座，所述基座中設(shè)置有至少一個(gè)貫穿正反兩面的孔洞；
[0010]圓環(huán)，所述圓環(huán)呈筒狀并設(shè)置在所述孔洞內(nèi)，且該圓環(huán)的一端還設(shè)置有向內(nèi)徑中心延伸的載物臺(tái)；
[0011]托臺(tái)，固定放置在所述載物臺(tái)上，用于放置樣品。
[0012]上述的樣品支架，其中，所述孔洞內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述圓環(huán)外壁設(shè)置有外螺紋。
[0013]上述的樣品支架，其中，所述托臺(tái)為金屬網(wǎng)或者金屬環(huán)。
[0014]上述的樣品支架，其中，所述圓環(huán)的高度大于所述基座的厚度。
[0015]上述的樣品支架，其中，所述孔洞的直徑為2?4_。
[0016]上述的樣品支架，其中，所述載物臺(tái)為在所述圓環(huán)內(nèi)徑向中心延伸的環(huán)狀平臺(tái)，所述環(huán)狀平臺(tái)的寬度為3_。
[0017]上述的樣品支架，其中，所述基座為金屬材質(zhì)。
[0018]上述的樣品支架，其中，所述基座為鉬、不銹鋼或者鋁合金。
[0019]上述的樣品支架，其中，所述樣品為TEM樣品。
[0020]上述的樣品支架，其中，所述托臺(tái)為金屬網(wǎng)或金屬環(huán)。
【附圖說明】
[0021]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中簡(jiǎn)單利用夾具夾持金屬網(wǎng)對(duì)TEM樣品進(jìn)行清潔的示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型中開有若干孔洞的基座示意圖；
[0024]圖3為圓環(huán)示意圖；
[0025]圖4和圖5為托臺(tái)的兩種示范例圖；
[0026]圖6為對(duì)樣品進(jìn)行清潔的示意圖；
[0027]圖7和圖8為樣品在未用RIE處理和采用本實(shí)用新型所提供的支架并進(jìn)行RIE處理后的表面成分不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本實(shí)用新型更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本實(shí)用新型可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本實(shí)用新型發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0029]為了徹底理解本實(shí)用新型，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本實(shí)用新型還可以具有其他實(shí)施方式。
[0030]本實(shí)用新型提供了一種TEM樣品支架，其主要包括基座、圓環(huán)和托臺(tái)。
[0031]參照?qǐng)D2所示，其示出了本實(shí)用新型在一種可選的實(shí)施例中的基座示意圖，在該基座10中設(shè)置有至少一個(gè)貫穿正反兩面的孔洞11?？蛇x的，該基座10選用金屬材質(zhì)所制成，例如可以選用鉬、不銹鋼或者鋁合金的板材來切割形成圖2所示的基座10。在一可選的實(shí)施例中，該基座10的厚度不能太厚，這會(huì)影響到樣品的清潔效果，其厚度T介于2_?4mm之間，3mm為最佳。其中需要指出的是，圖2示出了在基座10中設(shè)置有3個(gè)孔洞11，而在其他一些實(shí)施例中，可以在基板中僅僅設(shè)置I個(gè)孔洞11，亦或設(shè)置更多的孔洞，這對(duì)本實(shí)用新型并不會(huì)造成相關(guān)的限制；而同時(shí)，在基座10中設(shè)置多個(gè)孔洞11時(shí)，排列方式可以具備各種形式，例如呈現(xiàn)M行*N列的分布形式(M、N均為正整數(shù))，例如呈環(huán)狀分布設(shè)于基座10中，亦可呈現(xiàn)不規(guī)則的設(shè)置在基座10中。同時(shí)，在本實(shí)用新型中，還可對(duì)基座10中的部分孔洞劃定成多個(gè)區(qū)域，將其中一區(qū)域作為一類TEM樣品的承載區(qū)域，而其他區(qū)域則作為另一類TEM樣品的承載區(qū)域，進(jìn)而方便技術(shù)人員區(qū)分，提高效率?？蛇x的，各孔洞11內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋12。
[0032]參照?qǐng)D3所示，示出了活動(dòng)式圓環(huán)20的示意圖，該圓環(huán)20的外徑與孔洞11的直徑相同或略微小于孔洞11的直徑，且在圓環(huán)20的外壁上設(shè)置有孔洞11內(nèi)壁的內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋(圖中未示出)，進(jìn)而通過旋轉(zhuǎn)圓環(huán)20的方式，將圓環(huán)20固定設(shè)置在孔洞11之中?？蛇x但非限制，圓環(huán)20的高度大于基座10的厚度，這有利于圓環(huán)20的安裝和拆卸，同時(shí)便于放置樣品和取出。
[0033]進(jìn)一步的，繼續(xù)參閱圖3所示，在圓環(huán)20的一端還設(shè)置有向內(nèi)徑延伸的載物臺(tái)21，載物臺(tái)21用于放置托臺(tái)，而托臺(tái)來放置TEM樣品。其中，圓環(huán)20的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)螺紋，其可用來固定托臺(tái)。在一些可選的實(shí)施例中，托臺(tái)為金屬材質(zhì)，例如金屬網(wǎng)或者金屬環(huán)。圖4和圖5為兩種托臺(tái)的示范例圖，圖4展示的為托臺(tái)為金屬網(wǎng)30，圖5展示的托臺(tái)為金屬環(huán)40。進(jìn)一步可選的，可選用銅網(wǎng)或者銅環(huán)來作為上述的托臺(tái)。
[0034]在本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例中，載物臺(tái)21為在圓環(huán)20內(nèi)徑向中心延伸的環(huán)狀平臺(tái)，環(huán)狀平臺(tái)的寬度W與托臺(tái)的邊緣寬度相同，也即載物臺(tái)21的寬度也為3mm。
[0035]下面請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。
[0036]首先將托臺(tái)(例如金屬網(wǎng)30)放置在直徑為3mm的孔洞內(nèi)，孔洞底部寬度為0.3mm的載物臺(tái)可以支撐金屬網(wǎng)30，然后使用圓柱形的螺絲起子擰緊具有內(nèi)外螺紋的圓環(huán)20，以使得銅網(wǎng)或銅環(huán)固定在其中。之后將TEMS樣品放置在金屬網(wǎng)30之上，之后將支架置于RIE反應(yīng)腔室內(nèi)，利用O2等離子氣體對(duì)TEM樣品進(jìn)行清潔，以去除樣品表面的聚合物。
[0037]區(qū)別于傳統(tǒng)技術(shù)，由于本實(shí)用新型不需要使用夾具來夾持放置有TEM樣品的金屬網(wǎng)，避免了夾具碰到樣品導(dǎo)致樣品報(bào)廢的問題，同時(shí)可以一次性對(duì)多個(gè)TEM樣品同時(shí)進(jìn)行清潔，提高了生產(chǎn)效率。參閱圖7和圖8所示，其示出了樣品在未用RIE處理和采用本實(shí)用新型所提供的支架并進(jìn)行RIE處理后的表面成分示意圖，如圖可見，在進(jìn)行RIE處理后，樣品表面的聚合物(如C成分)基本被完全去除，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)人員所預(yù)期實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果。
[0038]綜上所述，由于本實(shí)用新型采用了如上技術(shù)方案，擰式的新型TEM樣品支架可以很好地固定銅環(huán)/銅網(wǎng)，而不會(huì)碰到TEM樣品，避免二次制備樣品造成的浪費(fèi)；同時(shí)新型TEM支架的正反面完全暴露在氧等離子體氣氛中，由于氧等離子體具有很強(qiáng)的氧化能力，使得聚合物氧化為氣體從而達(dá)到清潔樣品的目的。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能大大提高TEM樣品在RIE機(jī)臺(tái)中清理樣品的使用頻率，進(jìn)而有利于提升生產(chǎn)效率。
[0039]以上對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種樣品支架，其特征在于，包括: 基座，所述基座中設(shè)置有至少一個(gè)貫穿正反兩面的孔洞； 圓環(huán)，所述圓環(huán)呈筒狀并設(shè)置在所述孔洞內(nèi)，且該圓環(huán)的一端還設(shè)置有向內(nèi)徑中心延伸的載物臺(tái)； 托臺(tái)，固定放置在所述載物臺(tái)上，用于放置樣品。
2.如權(quán)利要求1所述的樣品支架，其特征在于，所述孔洞內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述圓環(huán)外壁設(shè)置有外螺紋。
3.如權(quán)利要求1所述的樣品支架，其特征在于，所述托臺(tái)為金屬網(wǎng)或者金屬環(huán)。
4.如權(quán)利要求1所述的樣品支架，其特征在于，所述圓環(huán)的高度大于所述基座的厚度。
5.如權(quán)利要求1所述的樣品支架，其特征在于，所述孔洞的直徑為2?4mm。
6.如權(quán)利要求1所述的樣品支架，其特征在于，所述載物臺(tái)為在所述圓環(huán)內(nèi)徑向中心延伸的環(huán)狀平臺(tái)，所述環(huán)狀平臺(tái)的寬度為3_。
7.如權(quán)利要求1所述的樣品支架，其特征在于，所述基座為金屬材質(zhì)。
8.如權(quán)利要求7所述的樣品支架，其特征在于，所述基座材質(zhì)為鉬、不銹鋼或者鋁合金。
9.如權(quán)利要求1所述的樣品支架，其特征在于，所述樣品為TEM樣品。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及TEM樣品制備領(lǐng)域，具體涉及一種新型的去除樣品表面聚合物的TEM樣品支架，包括：基座，所述基座中設(shè)置有至少一個(gè)貫穿正反兩面的孔洞；圓環(huán)，所述圓環(huán)呈筒狀并設(shè)置在所述孔洞內(nèi)，且該圓環(huán)的一端還設(shè)置有向內(nèi)徑中心延伸的載物臺(tái)；托臺(tái)，固定放置在所述載物臺(tái)上，用于放置樣品。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能大大提高TEM樣品在RIE機(jī)臺(tái)中清理樣品的使用頻率，進(jìn)而有利于提升生產(chǎn)效率。
【IPC分類】B25H1-00, G01N1-34, B08B13-00
【公開號(hào)】CN204470252
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520019588
【發(fā)明人】陳卉
【申請(qǐng)人】武漢新芯集成電路制造有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日