FIB样品座的制作方法

本发明属于半导体芯片制造行业的失效分析领域，具体涉及一种fib样品座，可同时制备截面tem样品、制备平面tem并定位fib样品。

背景技术：

随着半导体技术的不断发展与进步，对于器件研发的尺寸也越来越小，因而也提高了对样品结构、材料等分析的能力。聚焦离子束(focusedionbeam，以下简称fib)在半导体芯片制造行业的失效分析领域中常用来制备透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscopy，以下简称tem)样品、标记以及进行线路修补，其中制备tem样品一般又分为制备截面tem样品以及制备平面tem样品。

目前，fib样品座为圆形金属平台，如图1、图2所示，此类样品座仅适合放置截面tem样品，不适用于放置平面tem样品。现有传统的固定平面tem样品的方法是利用导电银胶将样品粘在fib样品台(stage)的内侧壁上，而且一般只能放置一个样品。如果同时需要制备多个截面tem样品和平面tem样品时，就需要将stage反复多次载入机台，这样就会造成以下问题：

1.在半导体失效分析中，特别是物性分析需求量很大的情况下，上述操作明显达不到所要的效率；

2.机台多次载入的过程会影响fib设备的真空状态，达不到较好的分辨率；

3.圆形金属平台的fib样品座和样品台通过螺纹连接，经常装卸会缩短螺纹连接的使用寿命。

fib中电子束垂直于样品表面，但离子束并非垂直于样品表面，而是与样品成-38°。为了在制备tem样品时能做到边切边看，通常需要将样品台倾斜52°，并移动到电子束和离子束的共聚焦点高度(eucentricheight)，如图3所示。当用fib标记时则只需用离子束对样品进行挖坑标记，并不需要用到电子束，但用传统的样品座放置fib标记样品时仍需要将样品座进行eucentricheight调整，影响物性分析的工作效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种fib样品座，可以解决现有样品座无法同时放置截面tem样品、平面tem样品以及放置fib标记样品时需要满足共聚焦点高度的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的fib样品座，包括样品座本体和底座，其中样品座本体与底座为一体结构，所述样品座采用防磁导电金属制成，所述样品座本体为六面体结构，该六面体的底面与顶面平行，四个侧面中至少一个侧面垂直于底面且至少一个侧面与底面的夹角α为40°～55°。

较佳的，所述样品座本体的高度为7mm～8mm。

进一步的，所述样品座本体的顶面到底座的底面之间的距离小于16mm。

较佳的，所述样品座本体的底面和顶面为方形。

进一步的，所述样品座本体的底面为长方形。

优选的，所述样品座本体的底面为40mm×35mm的长方形。

较佳的，所述样品座本体的四个侧面中三个侧面垂直于底面，剩余一个侧面与底面的夹角α为40°～55°。

或者较佳的，所述样品座本体的四个侧面中两个侧面垂直于底面，其余两个侧面与底面的夹角α为40°～55°。

或者较佳的，所述样品座本体的四个侧面中一个侧面垂直于底面，剩余三个侧面与底面的夹角α为40°～55°。

在上述结构中，底座为圆柱体，且通过螺钉可拆卸地安装在fib样品台上。

优选的，所述样品座本体的材质为消磁不锈钢。

与现有的样品座相比，本发明的有益之处在于：

1)本发明的样品座可以同时放置平面tem样品、截面tem样品以及fib标记样品，从而可以提高物性失效分析的效率，延长螺纹连接的使用寿命，保持fib真空值以提高fib电子束的分辨率；

2)本发明的样品座本体中与底面形成夹角的侧面上可同时放置fib标记样品，从而减少进行共聚焦点高度eucentricheight的时间。

附图说明

图1为现有fib样品座的俯视图；

图2为现有fib样品座的主视图；

图3为共聚焦点高度的原理示意图；

图4为本发明的fib样品座的主视图；

图5为本发明的fib样品座的俯视图；

图6为本发明的fib样品座的左视图；

图7为本发明的fib样品座的使用状态示意图。

其中附图标记说明如下：

1为样品座本体；11为顶面；12为第一侧面；13为第二侧面；14为第三侧面；2为底座；3为截面tem样品；4为平面tem样品；5为fib标记样品。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供的fib样品座由防磁导电金属制成，较佳的为消磁不锈钢，这样可以避免样品座对fib中电子运行轨迹造成影响。fib样品座包括样品座本体1和底座2，其中样品座本体1与底座2为一体结构。

所述样品座本体1为六面体结构，该六面体的底面与顶面平行，四个侧面中至少一个侧面垂直于底面且至少一个侧面与底面的夹角α为40°～55°。

较佳的，所述样品座本体1的高度为7mm～8mm。考虑到fib的常规工作距离为2.6mm-4mm，为了避免电子束物镜撞上样品座，样品座本体1的顶面到底座2的底面之间的距离小于16mm。

较佳的，所述样品座本体1的底面和顶面为方形。优选的，所述样品座本体1的底面为40mm×35mm的长方形。

较佳的，底座2为圆柱体，与现有的fib样品台匹配且通过螺钉可拆卸地安装在fib样品台上。

第一实施例

在本实施例中，如图4至图6所示，样品座本体1的四个侧面中三个侧面垂直于底面，剩余一个侧面与底面的夹角α为40°～55°。具体地，如图7所示，顶面11与底面平行，第一侧面12与底面的夹角α为40°～55°，其余三个侧面都垂直于底面。

如图7所示，本实施例的样品座本体上，可将fib标记样品5用导电银胶粘附在与底面夹角为40°～55°的第一侧面12上，将截面tem样品3用导电银胶粘附在顶面11上，将平面tem样品4用导电银胶粘附在其余三个侧面上，即与第一侧面12相对的第二侧面13以及与第一侧面12、顶面11和第二侧面13均连接的第三侧面14和第四侧面上，充分地提高了样品座的空间利用率，可以实现平面tem样品、截面tem样品的同时制样以及fib标记样品的同时放置，有效地提高物性失效分析的效率。

鉴于目前的样品座，一个tem样品制样需要六十分钟，放置样品和装卸样品座的过程一次共需要二十分钟，八个样品(如四个平面tem样品和四个截面tem样品)制样需要八个小时，来回放置样品和装卸样品座需要一百分钟(四个截面tem样品需要四次放置样品和装卸样品座)。与现有的样品座相比，使用本发明的样品座虽然制样样品的时间一样，但是放置样品的时间却节省了八十分钟，因此很好地提高了工作效率。同时，样品座本体和底座的装卸过程也减少了四次，故延长了螺纹连接的使用寿命。

目前，fib标记样品需要在电子束下图像调清晰后进行eucentricheight，然后再使用离子束进行挖坑标记，前期的调准工作一般需要五分钟。而使用本发明的样品座可利用六面体的斜面放置fib标记样品再直接用离子束进行观测及标记，减少了进行eucentricheight的时间，一个样品可节约五分钟，若同时标记十个样品，则可节约五十分钟，因此可以大幅提高工作效率。

第二实施例

与第一实施例不同的是，样品座本体的四个侧面中两个侧面垂直于底面，其余两个侧面与底面的夹角α为40°～55°，其中，顶面用于放置截面tem样品，与底面之间的夹角为40°～55°的侧面可用于放置fib标记样品，与底面垂直的侧面可放置平面tem样品。

第三实施例

与第二实施例相似，样品座本体的四个侧面中一个侧面垂直于底面，剩余三个侧面与底面的夹角α为40°～55°。其中，顶面用于放置截面tem样品，与底面之间的夹角为40°～55°的侧面可用于放置fib标记样品，与底面垂直的侧面可放置平面tem样品。

本发明的样品座可以同时放置平面tem样品、截面tem样品以及fib标记样品，从而可以提高物性失效分析的效率，延长螺纹连接的使用寿命，保持fib真空值以提高fib电子束的分辨率；同时与底面形成夹角的侧面上可同时放置fib标记样品，从而减少进行共聚焦点高度eucentricheight的时间。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员等做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。