透射电镜样品的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种透射电镜样品的形成方法。
【背景技术】
[0002]在半导体制造业中，有各种各样的检测设备，其中电子显微镜是用于检测组成期间的薄膜的形貌、尺寸及特征的一个重要工具。常用的电子显微镜包括透射电子显微镜(Transmiss1n Electron Microscope,简称 TEM)和扫描电子显微镜(Scanning ElectronMicroscope，简称SEM)。透射电子显微镜的工作原理包括:将需检测的样品放入透射电子显微镜观测室，以高压加速的电子束照射样片，将样品形貌放大并投影到屏幕上，完成照相，之后边能够根据得到的影响进行分析。透射电子显微镜的一个突出优点是具有较高的分辨率，可观测厚度极薄的薄膜形貌及尺寸。
[0003]在透射电子显微镜分析技术中，样品制备是较为重要的一环。现有的透射电子显微镜样品制备的一种方法是利用聚焦离子束(Focused 1n Beam，简称FIB)工艺对整片晶圆进行切割，以获取透射电子显微镜样品。
[0004]具体的，以聚焦粒子束工艺形成样品的过程包括:在晶圆表面靠近目标区域的位置形成第一切割标记；根据所述第一切割标记，对所述晶圆进行切割，以形成包括目标区域的初级样品，所述初级样品即由所述晶圆切割而成；在初级样品的侧壁表面形成研磨标记；根据所述研磨标记对所述初级样品进行研磨，直至所述初级样品的表面靠近所述目标区域；将所述经过研磨的初级样品表面垂直于基台表面之后，再继续对所述初级样品表面进行细研磨，直至暴露出目标区域，形成样品薄片；对所述样品薄片进行切割，以获取具有目标区域的待测样品。
[0005]然而，上述形成样品的方法会完全破坏完整晶圆，而且，随着半导体器件尺寸的缩小、集成度的提高，所形成的样品精确度已不能满足检测要求，因此需要寻求更为精确度样品形成方法，以减少对晶圆完整性的破坏、提高所形成的样品尺寸精确度。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种透射电镜样品的形成方法，能够提高待检测晶圆的利用率，提高所形成的样品精确度。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种透射电镜样品的形成方法，包括:提供衬底，所述衬底内具有缺陷区域；在所述缺陷区域周围的衬底内形成第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽，所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽包围所述缺陷区域，所述第二沟槽和第三沟槽的一端分别与第一沟槽的两端连通，所述第二沟槽和第三沟槽的另一端分别与第四沟槽的两端连通，所述第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的侧壁垂直于衬底表面，所述第四沟槽的侧壁向所述第一沟槽的侧壁倾斜，且所述第四沟槽的底部与所述第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的底部连通，所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽包围的衬底形成预处理样品，在所述预处理样品中，由衬底表面形成的平面成为待检测表面，所述第一沟槽侧壁形成的平面成为第一表面，所述第四沟槽侧壁形成的平面成为第二表面；在所述预处理样品内形成开口，所述开口顶部位于第二表面，所述开口包括第一侧壁，所述第一侧壁平行于所述待测表面；对所述第一侧壁进行减薄，使所述第一侧壁到所述待测表面之间的距离达到预设距离；在对所述第一侧壁进行减薄之后，形成贯通所述第一侧壁和待测表面的切口，所述切口包围的部分预处理样品形成待测样品，所述待测样品包括所述缺陷区域，且所述待测样品相对于所述预处理样品分离。
[0008]可选的，还包括:提供承载基台；在形成所述预处理样品之后，将所述预处理样品固定于所述承载基台表面，且所述第一表面与承载基台表面相接触，所述待测表面垂直于所述承载基台表面；在将所述预处理样品固定于所述承载基台表面之后，在所述预处理样品内形成开口。
[0009]可选的，将所述预处理样品固定于所述承载基台表面工艺包括:采用电子束涂布工艺在所述承载基台表面、以及预处理样品表面形成固定膜。
[0010]可选的，所述固定膜的材料包括钼。
[0011 ] 可选的，在形成所述切口之前，调整所述承载基台的角度，使所述第一侧壁表面朝向用于形成切口的工艺设备。
[0012]可选的，所述第二沟槽和第三沟槽相互平行；所述第二沟槽和第三沟槽垂直于所述第一沟槽。
[0013]可选的，所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽或第四沟槽的长度为3微米?8微米；所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽的宽度为I微米?3微米；所述第四沟槽的宽度为2微米?5微米；所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽或第四沟槽的深度为5微米?10微米。
[0014]可选的，所述第四沟槽侧壁相对于衬底表面倾斜的角度为5°?10°。
[0015]可选的，所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽的形成工艺为聚焦离子束轰击工艺。
[0016]可选的，在衬底内形成所述第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽之后，在所述衬底内形成第四沟槽，使所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽包围形成的预处理样品与衬底相互分离。
[0017]可选的，在所述预处理样品内形成开口的工艺为聚焦离子束轰击工艺。
[0018]可选的，对所述第一侧壁进行减薄之后，所述第一侧壁到所述待测表面之间的距离为80纳米?100纳米。
[0019]可选的，所述切口包括两个第一子切口和第二子切口，所述两个第一子切口分别位于缺陷区域的两侧，所述第一子切口垂直于所述预处理样品的第一表面，且所述第一子切口的一端位于预处理样品的第二表面，所述第二子切口位于所述开口底部，且所述第二子切口的两端分别与第一子切口的另一端连通。
[0020]可选的，形成所述切口的工艺为离子束轰击工艺。
[0021]可选的，所述离子束轰击工艺从所述第一侧壁表面向所述预处理样品的待测表面进行切割。
[0022]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0023]本发明的形成方法中，通过在衬底内形成第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽，且所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽相互连通、并包围缺陷区域；所述第四沟槽与所述第一沟槽相对，而第二沟槽和第三沟槽相对，由于所述第四沟槽的侧壁向所述第一沟槽的侧壁倾斜，且所述第四沟槽的底部与第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽的底部连通，因此，所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽包围的部分衬底能够形成相对于衬底分离的预处理样品。
[0024]由于通过在衬底内形成所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽，即能够形成相对于衬底分离的预处理样品，从而能够使衬底的其它区域被完整保留，则所述衬底的其它区域能够继续用于其它的工艺或检测，从而提高了晶圆的利用率，降低了透射电镜检测的成本。
[0025]而且，由于所述预处理样品通过在衬底内形成所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽而形成，而所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽的尺寸以及位置能够精确控制，从而能够使所形成的预处理样品能够完整地包围缺陷区域，并且能够使所形成的预处理样品的尺寸精确，有利于后续对所述预处理样品进行处理，并获取待测样品，而且能够保证后续形成的待测样品的尺寸精确、并完整包括缺陷区域。
[0026]进一步，提供承载基台；在形成所述预处理样品之后，将所述预处理样品固定于所述承载基台表面，且所述第一表面与承载基台表面相接触，所述待测表面垂直于所述承载基台表面，所述预处理样品在所述承载基台表面之后形成开口。而且，在后续与预处理样品内形成开口，并对开口的第一侧壁进行减薄之后，能够通过调整所述承载基台的角度，使所述第一侧壁表面能够朝向工艺设备，以便工艺设备能够自所述第一侧壁表面形成贯通第一侧壁和待测表面的切口，通过所述切口形成相对于预处理样品分离的待测样品。
【附图说明】
[0027]图1至图12是本发明实施例的透射电镜样品的形成过程的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]如【背景技术】所述，现有形成样品的方法会完全破坏完整晶圆，而且，所形成的样品尺寸的精确度较差。
[0029]经过研究发现，由于在现有的样品制备过