一種tem樣品的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]TEM(Transmiss1n electron microscope，透射電子顯微鏡，簡稱:透射電鏡)在包括集成電路分析在內(nèi)的各個領(lǐng)域都有著極為廣泛且越來越重要的應(yīng)用，而FIB (聚焦離子束)制樣則是半導(dǎo)體領(lǐng)域最為主要的TEM樣品制備手段。
[0003]常規(guī)的??Μ樣品制樣方法是使用離子束從芯片的后端金屬向硅襯底的方向切割，形成TEM薄片樣品。但是由于離子束切割時，在樣品內(nèi)金屬(如鎢)或空洞的下方會由于切割速率的差異而形成貌似窗簾的拉痕，即:存在窗簾效應(yīng)(Curtain Effect)。所述拉痕分別如圖1和圖2箭頭所指。
[0004]雖然窗簾效應(yīng)對于0.18微米以上制程的TEM樣品影響較小，但對于0.13微米以下制程樣品的影響則越來越大，特別是在28納米及以下的樣品，窗簾效應(yīng)直接影響著制樣的成敗。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，采取的消除窗簾效應(yīng)的方法是:使用集成在FIB上的納米操作儀，該納米操作儀可以將預(yù)制備好的微米級別的樣品倒置后，再用離子束從硅襯底向后段金屬的方向切割，從而避免金屬造成的拉痕對前段微小結(jié)構(gòu)(如柵氧化層)的影響。但是，這種方法的缺點主要有兩個:一個是納米操作儀設(shè)備價格昂貴，高達數(shù)十萬人民幣，另一個更重要的是使用納米操作儀制備這樣的一個樣品，需要非常有經(jīng)驗的工程師花費半天的時間才能完成，難度高，成本高，生產(chǎn)率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種操作簡單、成本低廉的可以消除窗簾效應(yīng)的??Μ樣品的制備方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種TEM樣品的制備方法，包括:
[0008]步驟1:提供待分析芯片，該待分析芯片包括器件層和硅襯底；
[0009]步驟2:將所述待分析芯片的器件層與承載片固接；
[0010]步驟3:減薄硅襯底至至目標區(qū)域；
[0011]步驟4:對上述器件進行切割，完成TEM樣品的制備。
[0012]作為優(yōu)選，所述待分析芯片的尺寸為0.5cmX0.5cm?IcmX lcm。
[0013]作為優(yōu)選，所述承載片的尺寸大于所述待分析芯片的尺寸。
[0014]作為優(yōu)選，所述承載片為導(dǎo)電片。
[0015]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)電片為硅片或者金屬片。
[0016]作為優(yōu)選，當(dāng)需要定點制備TEM樣品時，在執(zhí)行步驟4之前，先確定TEM樣品的目標位置，并對該目標位置進行激光標記。
[0017]作為優(yōu)選，所述步驟4中，通過FIB對上述器件進行切割，完成TEM樣品的制備。
[0018]作為優(yōu)選，所述步驟2中，采用膠水將所述待分析芯片的器件層與承載片固接。
[0019]作為優(yōu)選，所述步驟3中，采用研磨盤對待分析芯片的硅襯底進行研磨，使硅襯底減薄至厚度為0.l-2um。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種TEM樣品的制備方法，包括:步驟1:提供待分析芯片，該待分析芯片包括器件層和硅襯底；步驟2:將所述待分析芯片的器件層與承載片固接；步驟3:減薄硅襯底至目標區(qū)域；步驟4:對上述器件進行切割，完成TEM樣品的制備。本發(fā)明通過將待分析芯片固定在承載片上，通過減薄硅襯底至目標區(qū)域后，再切割制備TEM樣品，可以很快速、簡單且低成本地制備倒置的TEM樣品，從而避免窗簾效應(yīng)對TEM樣品的影響，獲得非常高質(zhì)量的TEM影像。另外，如果一個樣品上要制備多個TEM樣品，則只需要將硅襯底減薄一次，效率更高。
【附圖說明】
[0021]圖1和圖2均為受到窗簾效應(yīng)嚴重影響的TEM樣品的透射電鏡圖；
[0022]圖3為本發(fā)明中的一種??Μ樣品的制備方法的流程示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明中待分析芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明中待分析芯片固定到承載片后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明中待分析芯片的研磨示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明中研磨后的待分析芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8為本發(fā)明中進行激光標記后的待分析芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9為本發(fā)明中進行TEM樣品制備時的待分析芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖10為待分析芯片貼到承載片上后的示意圖；
[0030]圖11為對待分析芯片進行激光標記后的光學(xué)顯微鏡圖示；
[0031]圖12為對待分析芯片進行激光標記后的透射電鏡圖示；
[0032]圖13為采用本發(fā)明的TEM樣品的制備方法制備的TEM樣品的圖示。
[0033]圖中所示:100-待分析芯片、110-器件層、120-硅襯底、200-承載片、300-膠水、400-研磨臺、500-激光標記、600-TEM樣品。
【具體實施方式】
[0034]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0035]如圖3所示，本發(fā)明提供一種TEM樣品的制備方法，包括:
[0036]步驟1:如圖4所示，提供待分析芯片100，需要說明的是，所述待分析芯片100為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)產(chǎn)品，無需工作人員花費時間專門研究，成本低。進一步的，所述待分析芯片100包括器件層110和硅襯底120，且所述待分析芯片100的尺寸(長X寬)為0.5cmX 0.5cm ?IcmX Icm0
[0037]步驟2:如圖5所示，將所述待分析芯片100的器件層110與承載片200固接，所述待分析芯片100與承載片200共同組成樣品的整體結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，該樣品用于后續(xù)切割制備TEM 樣品 600。
[0038]較佳的，可以采用膠水300將所述待分析芯片100的器件層110與承載片200固接，同時待分析芯片100的兩側(cè)也使用膠水與承載片200連接，避免待分析芯片100與承載片200粘結(jié)不牢，所述膠水300可以采用熱熔膠，成本低廉，便于實現(xiàn)。
[0039]進一步的，所述承載片200的尺寸大于所述待分析芯片100的尺寸，方便后續(xù)研磨待分析芯片100。且所述承載片200為金屬片或硅片等可以導(dǎo)電的薄片。
[0040]步驟3:如圖6和圖7所示，采用研磨盤400對待分析芯片100的硅襯底120進行研磨，使娃襯底120減薄至厚度為0.l-2um。具體地，由于研磨時，待分析芯片100的邊緣研磨速率較快，因此可以根據(jù)待分析芯片100暴露出的圖形情況判斷目標區(qū)域的位置和剩余硅襯底120的厚度。
[0041]接著，如圖8所示，當(dāng)需要定點制備TEM樣品600時，需要先確定TEM樣品600的目標位置，并對該目標位置處做激光標記500，以便后續(xù)制備TEM樣品600。當(dāng)然，若無需定點制備TEM樣品600時，則在完成步驟3后進入步驟4，不需執(zhí)行此步驟。
[0042]步驟4:如圖9所示，對上述器件(即待分析芯片100與承載片200組成的樣品)進行切割，完成TEM樣品600的制備。
[0043]具體地，對于需要定點制備TEM樣品600時，則需要根據(jù)所述激光標記500對上述器件進行切割，以制備特定的TEM樣品600。
[0044]而對于無需定點制備TEM樣品600時，則可以直接對上述器件進行切割制備TEM樣品600。
[0045]當(dāng)然，如果需要制備更多的TEM樣品600可以在前一個TEM樣品600的附近繼續(xù)制備，獲得另一個高質(zhì)量的TEM樣品600。相比于傳統(tǒng)方法，大大降低了分析的費用/時間成本和難度。
[0046]作為優(yōu)選，所述步驟4中，通過FIB(聚焦離子束)對上述器件進行切割，完成TEM樣品600的制備。
[0047]請參照圖10至圖13，使用本發(fā)明的上述TEM樣品的制備方法的一種操作方式為:
[0048]首先，將待分析芯片100粘貼在承載片200上，如圖10所示，接著，研磨待分析芯片100至目標區(qū)域，此時剩余少量的硅襯底120 ;
[0049]使用激光對目標區(qū)域進行標記，如圖11和12所示；
[0050]然后使用FIB對目標區(qū)域進行制樣獲得高質(zhì)量的TEM樣品600，如圖13所示，當(dāng)然，如果需要制備更多的TEM樣品600可以在前一個TEM樣品600的附近繼續(xù)制備，獲得另一個高質(zhì)量的TEM樣品600。相比于傳統(tǒng)方法，大大降低了分析的費用/時間成本和難度。
[0051]由圖13可知，上述待分析芯片100的前段Poly (多晶硅)、CT、Gate Oxide (柵氧化層)等，在制樣過程中未產(chǎn)生嚴重的窗簾效應(yīng)。
[0052]綜上所述，本發(fā)明的一種TEM樣品的制備方法，包括:步驟1:提供待分析芯片100，該待分析芯片100包括器件層110和硅襯底120 ;步驟2:將所述待分析芯片100的器件層110與承載片200固接；步驟3:減薄硅襯底120至目標區(qū)域；步驟4:對上述器件進行切割，完成TEM樣品600的制備。本發(fā)明通過將待分析芯片100固定在承載片200上，通過減薄硅襯底120至目標區(qū)域后，再切割制備TEM樣品600，可以很快速、簡單且低成本地制備倒置的TEM樣品600，從而避免窗簾效應(yīng)對TEM樣品600的影響，獲得非常高質(zhì)量的TEM影像。另外，如果一個樣品上要制備多個TEM樣品600，則只需要將硅襯底120減薄一次，效率更尚。
[0053]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，包括: 步驟1:提供待分析芯片，該待分析芯片包括器件層和硅襯底； 步驟2:將所述待分析芯片的器件層與承載片固接； 步驟3:減薄硅襯底至目標區(qū)域； 步驟4:對上述器件進行切割，完成TEM樣品的制備。2.如權(quán)利要求1所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述待分析芯片的尺寸為 0.5cmX 0.5cm ?IcmX Icm03.如權(quán)利要求1所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述承載片的尺寸大于所述待分析芯片的尺寸。4.如權(quán)利要求1所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述承載片為導(dǎo)電片。5.如權(quán)利要求4所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電片為硅片或者金屬片。6.如權(quán)利要求1所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，當(dāng)需要定點制備TEM樣品時，在執(zhí)行步驟4之前，先確定TEM樣品的目標位置，并對該目標位置進行激光標記。7.如權(quán)利要求1所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述步驟4中，通過FIB對上述器件進行切割，完成TEM樣品的制備。8.如權(quán)利要求1所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，采用膠水將所述待分析芯片的器件層與承載片固接。9.如權(quán)利要求1所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，采用研磨盤對待分析芯片的硅襯底進行研磨，直至到達目標區(qū)域。10.如權(quán)利要求9所述的一種TEM樣品的制備方法，其特征在于，研磨后的硅襯底的厚度為 0.l-2um。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種TEM樣品的制備方法，包括：步驟1：提供待分析芯片，該待分析芯片包括器件層和硅襯底；步驟2：將所述待分析芯片的器件層與承載片固接；步驟3：減薄硅襯底目標區(qū)域；步驟4：對上述器件進行切割，完成TEM樣品的制備。本發(fā)明的TEM樣品的制備方法的操作方式簡單，成本低廉，可以有效消除窗簾效應(yīng)。
【IPC分類】G01N1/28
【公開號】CN105136543
【申請?zhí)枴緾N201510623488
【發(fā)明人】陳強, 陳 勝
【申請人】上海華力微電子有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月27日